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Efluentes industriais e lixo hospitalar utilizando acelerador industrial de elétrons
Tratamento de água com acelerador de elétrons O ipen desenvolveu linha de pesquisa que utiliza o feixe de elétrons de alta energia para a degradação química de compostos orgânicos de origem industrial e para a desinfecção de esgotos e lodos de origem doméstica.
Este projeto foi financiado pelo ipen, pela Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) com sede em Viena, Austria, em parceria com a SABESP, tendo recebido também auxílio do Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
A metodologia consiste na interação da radiação com a água e seus contaminantes de maneira a promover a desinfecção, a degradação de compostos organoclorados, a redução da carga orgânica, DBO/DQO, e a redução da coloração de efluentes industriais.
Como consequência da degradação dos compostos orgânicos, contidos nos efluentes, obtém-se uma importante redução da carga tóxica apresentada, originalmente, por determinados tipos de efluentes.
A energia dos elétrons redistribuída entre os átomos e moléculas da água contaminada, promove a formação de radicais livres H. e OH. , que são espécies altamente reativas. Esses radicais ao interagirem com as moléculas induzirão reações de oxidação, redução, dissociação ou degradação e, ainda, a formação de moléculas ativas, como o peróxido de hidrogênio e o ozônio, que podem ser de grande utilidade para o processo.
Simultaneamente, a ionização das moléculas de água exercem um efeito letal nos microrganismos: bactérias, vírus, esporos, protozoários, algas e parasitas em geral. As reações são complexas e iniciadas e completadas em frações de segundos, quando o material atravessa a zona de radiação produzida pelo feixe de elétrons.
As vantagens da utilização da radiação ionizante para o tratamento de águas residuárias, águas de abastecimento e lodos residuais são: produção de espécies altamente reativas, dispensa a adição de produtos químicos, promove a degradação de compostos orgânicos com reações que ocorrem a temperatura ambiente, oferecendo segurança na operação.
Durante o desenvolvimento do projeto, o ipen construiu uma planta piloto para facilitar os estudos de viabilidade técnica e econômica, comparação com os processos convencionais, e também para obtenção de dados para projetos de instalação de plantas comerciais. A instalação da planta piloto do ipen permite processar até 3 m3/h de efluentes líquidos com uma dose de 4kGy, em fluxo contínuo, usando um Acelerador Industrial de Elétrons Dynamitron II da Radiation Dynamics Inc, que opera com energia até 1,5MeV e corrente de 25mA. Associado à planta piloto foi montado um sistema calorimétrico que permite registrar continuamente as doses absorvidas pela camada de água durante a irradiação.
Implementaram-se, ainda, dois laboratórios que permitem a avaliação da contaminação química e biológica dos efluentes que são submetidos ao processo por radiação.
LACCO O primeiro é o Laboratório de Caracterização de Compostos Orgânicos, LACCO, onde são determinados os compostos orgânicos que são contaminantes dos efluentes, por espectrometria de massa, cromatografia gasosa e cromatografia líquida de alta resolução, entre outras técnicas.
O segundo laboratório, de Ensaios Biológicos Ambientais, determina a contaminação biológica das águas por meio de análises de microbiologia ambiental, contagem total de bactérias, coliformes totais e coliformes fecais, e avalia a toxicidade aguda dos efluentes por meio de testes de toxicidade com os organismos: bactéria marinha Vibrio fischeri, Sistema Microtox, e com o microcrustáceo Daphnia similis.
Atualmente são realizados ensaios de operação da planta-piloto em situação real, ou seja, irradiação de resíduos líquidos gerados em processos industriais com a finalidade de obter dados que serão utilizados em projetos de plantas comerciais.
Adicionalmente, encontra-se em fase de elaboração um projeto para a instalação de uma unidade de demonstração, em colaboração com a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP), que será submetido à Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) e à Japan International Cooperation Agency (JICA) com o objetivo de obter novos financiamentos.