Os pesquisadores do Instituto Indiano de Tecnologia Guwahati desenvolveram um novo sistema que pode remover com eficácia 99% de arsênico da água contaminada a um baixo custo. O sistema de eletrocoagulação demonstrou a capacidade de remover contaminantes em poucos minutos, tornando-o adequado para uso em regiões com acesso limitado a infraestruturas complexas de tratamento de água.
Devido à rápida industrialização e ao crescimento urbano, a dependência global das águas subterrâneas aumentou significativamente. Em muitas regiões, as águas subterrâneas contêm arsénico libertado por formações rochosas naturais ou por atividades humanas, como a mineração e a agricultura. Num comunicado de imprensa, o IIT Guwahati afirmou que a exposição a longo prazo pode causar sérios problemas de saúde, incluindo danos a órgãos e cancro.
“Cerca de 140 milhões de pessoas em todo o mundo estão expostas a níveis inseguros de arsênico, com a Índia, Bangladesh e partes da América do Sul entre os mais afetados. Para resolver isso, muitos métodos convencionais foram desenvolvidos e, embora alguns tenham sido bem sucedidos, estes são difíceis de implementar em ambientes não controlados. A maioria dos métodos depende da adição de produtos químicos, longos períodos de tratamento e equipamentos sofisticados. Além disso, os métodos precisam ser executados no local e têm o potencial de criar lodo excedente, aumentando o tempo e os custos de energia para descarte”, disse a imprensa. lançamento. Afirmou também que a eletrocoagulação oferece uma abordagem diferente. Em vez de adicionar produtos químicos externos, utiliza uma corrente elétrica para liberar íons metálicos de eletrodos imersos na água.
“Esses íons se ligam ao arsênico e outros contaminantes, permitindo que eles se agrupem e sejam removidos da água por meio de sedimentação ou flotação. O processo é relativamente simples de operar e reduz a necessidade de manuseio de produtos químicos. Os sistemas de eletrocoagulação tradicionais usam eletrodos estacionários, que podem retardar o processo e causar a formação de depósitos na superfície do eletrodo ao longo do tempo, reduzindo a eficiência. Para superar muitas das ineficiências observadas do sistema, a equipe do IIT Guwahati, sob a orientação do Prof. Mihir Purkait, Professor do Departamento de Engenharia Química do IIT Guwahati, configurou um sistema de eletrocoagulação com um ânodo giratório e um cátodo estacionário”, disse o comunicado à imprensa.
Falando sobre a aplicação da tecnologia para mitigação de arsênico, o Prof. Mihir K. Purkait do Departamento de Engenharia Química do IIT Guwahati disse: “A eletrocoagulação, combinada com um sistema de eletrodo rotativo, oferece uma solução eficiente para água contaminada com arsênico. Neste processo, uma corrente elétrica controlada dissolve um eletrodo de ferro sacrificial enquanto sua rotação melhora a mistura e a transferência de massa, levando à geração uniforme de espécies coagulantes de ferro que ligam efetivamente o arsênico presente na água. “
Simultaneamente, finas bolhas de gás formadas durante o processo fixam-se aos flocos carregados de arsênico e os elevam à superfície para facilitar a separação. De acordo com o Prof. Purkait, o uso de eletrodos rotativos de ferro melhora significativamente a eficiência da remoção, ao mesmo tempo que mantém o baixo custo operacional, tornando a tecnologia adequada para a remoção de arsênico em condições otimizadas.
Testes de laboratório utilizando água sintética e amostras reais de águas subterrâneas mostraram que o sistema poderia tratar 1 m3 de água contaminada usando apenas aproximadamente 0,36 unidades de eletricidade. Nas tarifas de eletricidade vigentes, isso se traduz em um custo de tratamento de aproximadamente Rs. 8-9 por 1.000 litros. Em condições optimizadas, as concentrações de arsénico foram reduzidas para valores bem abaixo da diretriz da Organização Mundial de Saúde de 10 microgramas por litro em dois a três minutos.
O sistema de ânodo rotativo também produziu significativamente menos lodo do que as configurações convencionais de eletrocoagulação, com sedimentação mais rápida e manuseio mais fácil. A tecnologia EC é uma alternativa econômica aos sistemas convencionais de membrana e adsorção, especialmente para remoção de arsênico. Para uma pequena planta de escala comunitária (10-50 quilolitros por dia), um sistema CE normalmente custa Rs. 8-15 lakh, enquanto um sistema convencional custa entre Rs. 12-20 lakh.
Em capacidades de média escala (100-500 quilolitros por dia), o sistema CE custa Rs. 30-80 lakh, enquanto os sistemas baseados em RO geralmente excedem Rs. 1-2 milhões. Operacionalmente, o sistema EC não requer membranas caras ou dosagem frequente de produtos químicos, e a manutenção é amplamente limitada à substituição dos eletrodos. Em contraste, os sistemas de membrana incluem altos custos operacionais devido à incrustação da membrana, substituição e operações que consomem muita energia.
A tecnologia desenvolvida é particularmente adequada para áreas rurais e semiurbanas, onde a acessibilidade, a robustez e a facilidade de operação são críticas. As descobertas deste estudo foram publicadas no prestigioso Separation and Purification Technology Journal em um artigo de coautoria do Prof. Mihir Kumar Purkait e seu estudioso Mukesh Bharti. Como próximo passo, a equipe planeja testar o sistema desenvolvido em condições reais de campo e avaliar seu desempenho a longo prazo em águas subterrâneas contendo múltiplos contaminantes, como flúor e ferro.
A equipe de pesquisa está em discussão com a M/S Kakati Engineering Unip. Ltd., Sivasagar, Assam, para a fabricação e instalação do sistema. A comercialização adicional da tecnologia desenvolvida será iniciada assim que uma fonte de financiamento apropriada for confirmada.
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