A análise e controle do pH está presente na maioria dos processos industriais, fazendo dele o parâmetro analítico mais monitorado atualmente. Pode ser encontrado desde a área de meio ambiente nas ETA´s e ETE´s, em processos produtivos, até o setor de utilidades na produção de água para caldeiras, torres de resfriamento etc. Devido à sua importância, todos os segmentos industriais realizam análise de pH.
A forma mais precisa e rápida para realizar a análise de pH é através do eletrodo tipo íon seletivo, que de forma resumida, é um sensor com um bulbo de vidro seletivo ao íon H+. Essa metodologia é relativamente simples e pode ser realizada em laboratório, campo ou de maneira on-line. Esta última, permite a automação do processo industrial trazendo maior confiabilidade ao processo e economia na dosagem de produtos químicos. Abaixo falaremos das aplicações de pH no setor de meio ambiente e utilidades e suas características.
Estações de tratamento de água
O pH é medido na entrada da estação com o objetivo de dosagem de químicos para sua correção, de modo que sua faixa fique dentro do pH ótimo de reação com o coagulante para posterior decantação do material particulado presente na água bruta. O pH ótimo de reação nada mais é que a faixa ideal para a realização de uma reação química de modo a se obter maior eficiência e rendimento. No final da estação o pH é controlado novamente. Desta vez, antes dos reservatórios de água. Esse controle tem dois objetivos: atender as especificações de qualidade da água potável estabelecidas pela Portaria 888/21 e garantir que a água não será prejudicial às tubulações. No primeiro caso, a Portaria exige que o pH esteja entre 6,0 e 9,5. Já no segundo caso, o controle de pH evita que a água fique com caráter ácido, o que poderia provocar corrosão nas tubulações metálicas de distribuição da água.
Estações de tratamento de efluentes
O controle do pH em efluentes tem importância em diversos pontos. Durante todo o tratamento o pH é elevado e reduzido de acordo com o objetivo de cada etapa. No tratamento físico-químico o pH é corrigido à uma faixa alcalina com o objetivo de precipitar metais, oxidação de cianeto e quebra de emulsões oleosas. Caso haja presença de Cromo-hexavalente no efluente, o pH deverá ser acidificado para sua redução a Cromo-trivalente e posterior remoção.
No tratamento biológico aeróbico é importante o controle de pH pois os microrganismos se desenvolvem em faixas específicas e, também, para a ocorrência da nitrificação, processo onde a Amônia é oxidada a nitrato com o intuito de remoção de Nitrogênio. Estes processos devem ocorrer em faixas alcalinas e por muitas vezes é necessária a correção do pH já que ele vai caindo conforme as reações vão ocorrendo.
Ao final do processo de tratamento, tem-se a etapa de cloração com objetivo de desinfecção. Como o poder oxidante do ácido hipocloroso pode ser até 80 vezes maior que do íon hipoclorito, é importante regular o pH para valores mais ácidos.
Por último, o controle de pH deve ser realizado antes do lançamento do efluente em corpos receptores de modo a atender as legislações vigentes. No caso do CONAMA 430, artigo 16, o efluente deve estar em uma faixa de pH entre 5 e 9.
Caldeiras
Na produção de vapor a qualidade da água utilizada é extremamente importante para garantir um bom funcionamento da caldeira, aumentando a sua eficiência energética. O pH recomendado para a água de alimentação e make-up depende do porte da caldeira, porém deverá estar na faixa alcalina já que, aliado a outros parâmetros, reduzirá o risco de corrosão. Em casos extremos poderá resultar até mesmo em explosão. O pH alcalino contribui, ainda, para a formação de lamas não aderentes e garantir a dispersão de Sílica.
Sistema de desmineralização de água
O sistema de desmineralização de água é constituído por colunas catiônicas, aniônicas e o leito misto. Ao longo do processo de purificação da água, as colunas vão saturando e é necessária a realização de uma regeneração. No caso das colunas catiônicas é dosado um ácido e para as aniônicas utiliza-se hidróxido de Sódio. A análise de pH é realizada no efluente gerado nessa etapa, o qual deve ser neutralizado antes do seu descarte.
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