BRPI0513065B1 - método para remover lignina de água - Google Patents
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Abstract
método para remover lignina de água a invenção se refere a um método para remoção de lignina a partir de uma solução aquosa. ela é realizada pela adição de um composto de cálcio e de um composto de alumínio à dita solução. o referido composto de cálcio é preferencialmente cloreto de cálcio e o referido composto de alumínio é preferencialmente um sal polimérico de hidróxido de alumínio.
Description
MÉTODO PARA REMOVER LIGNINA DE ÁGUA
Descrição A invenção se refere a um método para remoção de lignina a partir de uma solução aquosa pela adição de um composto de cálcio e de um composto de alumínio a ela. A sequência de branqueamento da pasta química compreende normalmente uma ou diversas etapas de peróxido. As condições de branqueamento com relação ao pH são alcalinas, sendo também relativamente quentes (> 60°C) . Sob estas condições, a lignina contida na pasta é parcialmente dissolvida e se torna parcialmente menos colorida sobre a superfície da fibra. Após o branqueamento, a pasta é lavada e a água drenada é geralmente transportada para uma unidade de tratamento de água. A lignina dissolvida na água produz uma coloração marrom amarelada. A lignina é considerada como uma substância levemente biodegradável, possuindo, portanto, uma grande influência sobre as propriedades da água residual purificada. Assim sendo, seria desejável a remoção da lignina a partir da água residual antes do seu tratamento biológico. É sabido que o cálcio precipita a lignina. Diversas referências, mesmo as recentes, relacionadas a esta matéria podem ser encontradas na literatura. Contudo, o seu poder de precipitação é consideravelmente limitado. Vide Tabela 2 abaixo. A US4420369 descreve a adição de um líquido ácido contendo cálcio e alumínio a uma solução aquosa contendo lignina, resultando assim na neutralização da mistura líquida para precipitação da lignina. Vide também Bakhshi, N. e MacDonald, D, AIChE Symposium Series, Am. Inst. Chem. Eng; NY, Vol. 76(1980) 104-113 e Eaton, D. e Chang H-m., Tappi Vol. 65/1982, No. 5, 167-170. O resultado destas precipitações é, contudo, insatisfatório.
Por conseguinte, o objeto da invenção é fornecer um método mais efetivo para remoção de lignina a partir de uma solução aquosa tal como água residual proveniente de branqueamento de pasta química. 0 objetivo foi alcançado agora pela adição de um composto de cálcio e de alumínio à referida solução aquosa para remoção da lignina. Descobriu-se que o resultado da precipitação podería ser melhorado evitando a etapa ácida da referida publicação americana.
Como mencionado, a invenção sc refere exatamente à remoção de lignina a partir da água procedente do branqueamento de pasta química. Normalmente, esta água de branqueamento é básica, possuindo um pH de aproximadamente 10. Neste caso, é preferível para a invenção ajustar o valor do pH da solução aquosa entre 5 e 6. Isto pode ser realizado, por exemplo, adicionando um ácido inorgânico como ácido sulfúrico. No caso em que o composto de alumínio utilizado provoca uma reação ácida na água, o pH também pode, por outro lado, alcançar o nível desejado.
Também se observou que a ordem de adição dos compostos de alumínio e cálcio é importante para a remoção da lignina de acordo com a invenção. No método, é preferível adicionar o composto de cálcio à água alcalina contendo lignina, e permitir que a reação prossiga por um período de tempo, seguida pelo ajuste do pH a um valor neutro ou ligeiramente ácido, e então adicionar o composto de alumínio. Assim, é formada uma quantidade suficiente de precipitado acompanhada pelo desaparecimento quase total da coloração amarelada da lignina. A sedimentação do precipitado pode ser aumentada com um floculante.
Um parâmetro que ilustra o conteúdo de lignina é a absorbancia de UV no comprimento de onda de 280 nm. Nos melhores casos, a absorbância reduziu de 3,7 para 1,8.
Preferencialmente, uma quantidade de 10 a 10000 mg/1, mais preferencialmente de 50 a 1000 mg/1 do composto de cálcio é adicionada à solução aquosa, calculado como cálcio. Preferencialmente, uma quantidade de 100 a 10000 mg/1, mais preferencialmente de 300 a 1000 mg/1 do composto de alumínio é adicionado à solução aquosa. 0 composto de cálcio utilizado na invenção é selecionado, preferencialmente, do grupo que consiste de oxido de cálcio, hidróxido de cálcio, e sais inorgânicos de cálcio. Mais preferencialmente, o composto de cálcio é cloreto de cálcio ou sulfato de cálcio, preferencialmente cloreto de cálcio. O composto de alumínio é preferencialmente um hidróxido de alumínio polimérico, ou um sal polimérico de hidróxido de alumínio. A estrutura polimérica é obtida a partir de um composto com grupos hidroxílicos formando pontes oxo. Ainda mais preferencialmente, o composto de alumínio é ura sulfato polimérico de hidróxido de alumínio, cloreto polimérico de hidróxido de alumínio, ou um diformato polimérico de hidróxido de alumínio. Mais preferivelmente, o composto de alumínio é cloreto de hidróxido de alumínio possuindo uma razão de OH e Al entre 1:10 e 9:10. A seguir, a invenção é ilustrada por meio de exemplos experimentais e de referência apenas com o propósito de ilustração.
Exemplos Estado da técnica Águas residuais oriundas do branqueamento da palha contêm lignina dissolvida e cuja remoção com métodos de tratamento biológicos é considerada difícil. Neste trabalho foi estudada a precipitação da lignina utilizando várias substâncias químicas, por exemplo, cátions polivalentes e polímeros orgânicos.
Sumário Neste trabalho, a influência de sais de Ca, Fe e Al sobre a turbidez, COD e TOC de águas residuais, assim como sobre sua absorbância no UV a um comprimento de onda de 280 nm, refletindo o seu conteúdo de lignina foi estudado. O uso simultâneo de cálcio e de um sal de alumínio polímérico (Kempac 18) foi mostrado claramente como a combinação mais eficiente. Na tabela abaixo, o cálcio é adicionado como uam solução aquosa de CaCl2.
CaCl2 pode ser substituído por um óxido de cálcio levemente mais solúvel ou gesso. Resultado de precipitação é ligeiramente mais fraco.
Nem a precipitação, nem a formação de floco e nem a sedimentação tornaram-se mais eficientes pelo uso de floculanies orgânicos.
Resultados A amostra foi designada como uma mistura de águas nâo-tratada e de lavagem de WS, 21 de abril de 2004. As seguintes propriedades foram determinadas: Tabelas 2-5 mostram resultados experimentais em pequenos grupos. Nestes experimentos, cálcio é adicionado como CaCl2 (a quantidade mostrada na Tabela é calculada como Ca).
Tabela 1 - Água original Vantagens do uso concomitante de cálcio, e de um sal de alumínio polimérico são mostradas claramente pelos resultados. A necessidade de ajuste do pH também é substancial.
Deve-se notar que a absorção de UV não é reduzida completamente apenas pela diminuição dc pH para um valor de 3.
Tentou-se melhorar a eficiência da precipitação e da floculação utilizando polímeros (Fennopols A321, K1384, K3450 e K506). Os efeitos destes agentes foram muito pequenos e, frequentemente, a adição do polímero até comprometeu a floculação. Contudo, o polímero ainda pode trabalhar sob condições práticas. A Tabela 6 apresenta o denominado teste de confirmação para uma amostra de 1 litro. A clarificação da precipitação foi observada visualmente. Altas concentrações de Ca melhoraram claramente a sedimentação c compactaram o precipitado.
Na Tabela 7, a influência de diferentes sais de cálcio sobre a precipitação é comparada. A redução da concentração para um valor abaixo de 1 g/1 possui um efeito imediato sobre a absorbância no UV. Óxido de cálcio e gesso são quase equivalentes, gesso sendo talvez ligeiramente mais eficiente. A redução da quantidade de Kempac à metade resultou na imediata redução da eficiência de ambos os sais de cálcio.
Procedimento 0 teste foi realizado com amostras de 50-100 ml. O sal de cálcio foi adicionado primeiro e misturado por aproximadamente 2 minutos, ou 30 minutos nos casos de sal sólido. A seguir o pH foi ajustado a 7 e o outro coagulante foi adicionado. Procedeu-se uma mistura por alguns minutos. Finalmente, a água foi centrifugada e as propriedades particulares foram determinadas a partir da amostra clarificada.
Tabela 2 Tabela 3 Tabela 4 Tabela 5 Sem ajuste de pH Tabela 6 Tabela 7 - Formas de adição de cálcio REIVINDICAÇÕES
Claims (13)
1 . Método para remoção de lignina a partir da água residual proveniente do branqueamento de uma pasta química pela adição de um composto de cálcio e alumínio a ela, caracterizado pelo fato do referido composto de cálcio ser selecionado a partir do grupo que consiste de óxido de cálcio, hidróxido de cálcio e sais inorgânicos de cálcio, e do referido composto de alumínio ser selecionado a partir do grupo que consiste de hidróxido de alumínio polimérico e sais poliméricos de hidróxido de alumínio, e pelo fato de que, inicialmente, o referido composto de cálcio e a referida água residual são combinados em uma solução possuindo um pH de 4, 5 a 7 e, a seguir, o referido composto de alumínio é adicionado a esta solução para precipitar a lignina.
2. Método da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida solução aquosa é água residual básica proveniente do branqueamento de pasta química.
3. Método da reivindicação 1, caracterizado pelo fato da referida solução aquosa ser água residual proveniente do branqueamento de palha.
4. Método da reivindicação 3, caracterizado pelo fato da referida solução aquosa ser água residual oriunda de um branqueamento livre de enxofre.
5. Método das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato do pH da solução ser ajustado em um valor de 5 a 6.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma quantidade de 10 a 10000 mg/1 do referido composto de cálcio é adicionada à referida solução aquosa, calculado como cálcio.
7. Método da reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma quantidade de 50 a 1000 mg/1 do referido composto de cálcio é adicionada à referida solução aquosa, calculado como cálcio.
8 . Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma quantidade de 100 a 10000 mg/1 do referido composto de alumínio é adicionada à referida solução aquosa.
9. Método da reivindicação 8, caracterizado pelo fato de uma quantidade de 300 a 1000 mg/1 do referido composto de alumínio ser adicionada à referida solução aquosa.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do referido composto de cálcio ser cloreto de cálcio, ou sulfato de cálcio.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do referido composto de cálcio ser cloreto de cálcio.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do referido composto de alumínio ser um sulfato polimérico de hidróxido de alumínio, cloreto polimérico de hidróxido de alumínio, ou um formato polimérico de hidróxido de alumínio.
13. Método da reivindicação 12, caracterizado pelo fato do referido composto de alumínio ser cloreto de hidróxido de alumínio possuindo uma razão de OH e Al entre 1:10 e 9:10.
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