Cloreto férrico na remoção de fósforo em ETEs: Mecanismos de remoção e condições para aplicação

O fósforo nos efluentes é um dos principais fatores associados ao aumento excessivo de nutrientes (eutrofização) de rios, lagos e represas, podendo estimular o crescimento excessivo de algas e deteriorar a qualidade da água. 

Em ETEs, a remoção biológica pode não ser suficiente para atender limites mais restritivos, exigindo uma etapa físico-química complementar para remoção de fósforo.

O cloreto férrico (FeCl₃) destaca-se como um dos coagulantes mais utilizados em processos de tratamento físico-químicos de efluentes, alcançando eficiência na remoção de fósforo semelhante, ou até superior, em comparação com outros coagulantes, como o policloreto de alumínio (PAC), além de outras vantagens.

Quando adicionado ao efluente, o cloreto férrico sofre hidrólise, liberando íons férricos (Fe³⁺) que reagem com fosfatos presentes na água. A reação principal ocorre entre o íon férrico e o ortofosfato (PO₄³⁻), formando fosfato férrico (FePO₄), um precipitado insolúvel. Simultaneamente, o Fe³⁺ hidrolisa, gerando hidróxido férrico (Fe(OH)₃), que precipita e captura partículas finas e coloides.

Ambos os produtos formados, FePO₄ e Fe(OH)₃, juntamente com outros sólidos removidos durante o processo, formam o lodo físico-químico e são removidos posteriormente por sedimentação, flotação, ou filtração, carregando consigo o fósforo precipitado.

A eficiência dessa precipitação depende fortemente do pH do efluente. O intervalo ótimo situa-se entre pH 5 e 8, sendo pH 6 a 6,5 considerado ideal para máxima remoção de fósforo. Fora dessa faixa, a precipitação é ineficiente: em pH muito baixo (< 5), o Fe³⁺ permanece em solução sem precipitar adequadamente; em pH muito alto (> 8), forma-se Fe(OH)₃ em excesso, consumindo o coagulante sem remover fósforo efetivamente.

Um desafio operacional importante é que o cloreto férrico é altamente ácido (pH 1,5 a 2,2), consumindo significativamente a alcalinidade do efluente. Essa redução de pH pode exigir adição de cal ou outro alcalinizante para manter o pH na faixa ótima.

De acordo com a NBR 12209/2011 da ABNT, norma referente à “Elaboração de projetos hidráulicos-sanitários de estações de tratamento de esgotos sanitários”, os coagulantes podem ser aplicados em diferentes pontos, como no esgoto bruto a montante do decantador primário ou flotador (DAF), ou no efluente após processos biológicos, como lodos ativados e UASB.

É recomendado sempre realizar ensaios, como o Jar Test, para determinar a dosagem dos produtos químicos. Porém, quando isso não for possível, deve-se observar as relações molares mínimas citadas na NBR 12209:

- Relação íon Fe/fósforo total de 2,5 para esgoto bruto

- Relação íon Fe/fósforo total de 1,5 para efluentes de processos aeróbios ou anaeróbios

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