A zeólita é muito importante no tratamento de água para consumo humano e de processos industriais porque é um mineral natural oriundo de cinzas vulcânicas. Com capacidade de realizar trocas catiônicas, dispensa o uso de qualquer produto químico na sua ação, além do processo de retrolavagem não gerar passivo ambiental (rejeito nocivo). A zeólita tem grande volume de poros e age como uma "esponja" ou peneira molecular. 

Há grande variedade de tipos de zeólitas, que se dividem em naturais e sintéticas. 

As naturais são extraídas de minas e formadas da erupção de vulcões que originam rochas metamórficas. O magma se solidifica e forma rochas que se desgastam sob ação do tempo em partículas gerando diferentes tipos de zeólitas. São mais de 80 tipos de zeólitas naturais: Clinoptilolita, Modernita, Escolecita, Analcima etc. 

Quanto às zeólitas sintéticas, existem mais de 150 tipos. "As sintéticas são fabricadas a partir de compostos químicos com pressão, temperatura e tempo de produção controlados, possuindo cavidades internas mais uniformes que as naturais e maior eficiência para algumas aplicações", esclarece Rafael Moimaz Di Serio, engenheiro de segurança e meio ambiente do departamento técnico da Celta Brasil. "As zeólitas ditas artificiais são manganês de elevada pureza associado a outros materiais que agregam valor de catálise nos tratamentos de água para diversas aplicações", explica Everaldo Moreira de Souza, gerente técnico e comercial da Hydrus Brasil. 

"As zeólitas sintéticas não são usualmente aplicadas em tratamento de águas, tendo sua função voltada mais para a área industrial", diz Di Serio. O engenheiro cita que elas são muito utilizadas como peneira molecular de gases, PSA (geração de oxigênio), geração de ozônio, catalizador de processos químicos em indústrias, em escapamentos de automóveis etc., separação de gases, craqueamento, entre outras aplicações.

A Celta Brasil adota a Zeólita Clinoptilolita por ser o mineral mais indicado para tratamento de água e efluentes devido à sua alta seletividade iônica, baixa densidade, alta porosidade e grande área superficial. Para remoção de ferro e manganês, o processo que se mostra eficiente para uma mídia granular é a adsorção dos metais, onde moléculas ou íons de um fluido são atraídos ou retidos numa superfície sólida.

Para este tipo de tratamento, a empresa desenvolveu o Watercel ZF com base nos valores estabelecidos pelo Ministério da Saúde por meio da Portaria 2.914/2011. O produto é usado em vasos de pressão ou filtros abertos.

Esta mídia retira ferro e manganês por adsorção – a zeólita natural remove cátions por adsorção e troca catiônica – e também por filtração, ao reter o ferro e manganês oxidados na água. "O processo de troca catiônica não é adotado como mecanismo de tratamento porque, devido ao preenchimento dos sítios com Fe e Mn na superfície do material, a saturação do produto seria muito prematura e a eficiência do processo, baixa", aponta Di Serio.

O Watercel ZF é uma zeólita natural recoberta por uma camada de óxido de manganês (MnOx) na superfície de cada grão, sendo responsável por adsorver os íons de ferro (Fe²⁺) e manganês (Mn²⁺). Pode ser utilizado na remoção de ferro e manganês de águas subterrâneas, de água de reúso oriunda de esgoto urbano, como pré-tratamento de osmose reversa, tratamento de água para caldeiras e torres de resfriamento.

É um sistema compacto, um diferencial em relação aos métodos convencionais de tratamento de ferro e manganês, como oxidação, decantação e filtração lenta. "Como é possível trabalhar com casos pressurizados e não necessitar de uma decantação anterior ao sistema de filtros, quando a concentração de ferro e manganês não excede 6,0 e 2,0 mg/L, respectivamente, a área destinada ao tratamento de água é muito menor comparada com torres de aeração, tanques de contato e oxidação e filtros lentos com taxas baixas de filtração", compara Di Serio.

A eficiência da Zeólita Multihidro, produto da Hydrus Brasil, na remoção de metais pesados é superior a 98%, segundo Souza. "Quase a totalidade dos sistemas tem conseguido baixar os níveis de metais pesados para zero. Com o uso deste produto puro nos sistemas, não é preciso misturar outros meios filtrantes", indica. 

A Zeólita Multihidro é um meio filtrante constituído de zeólitos naturais e sintéticos, processados, esterilizados e ativados, com alta atividade catalítica. Para aplicação em água potável, industrial e mineral, remove ferro, manganês, alumínio, arsênio e sulfeto de hidrogênio pelo processo de oxidação/adsorção. De cor marrom escuro, granular, sua densidade é de 1,900 - 2,000 g/cm³, dureza de 3 - 5 Mohs e partícula de 0,355 – 0,850 mm. As vantagens do Multihidro em relação aos métodos usuais de remoção de ferro e manganês são: 

• Baixo custo de implantação. 

• Não é necessário uso de regenerante químico, porque a retrolavagem é feita com a água filtrada gerada pelo próprio sistema.  

• Atestado pela Sabesp e aprovado para utilização em água potável pela European Standard. 

• Tempo de vida útil é de cerca de seis anos.

Di Serio também dá exemplo de eficácia com o próprio produto da empresa. Ao se trabalhar com o Watercel ZF, é importante aplicar um oxidante anterior ao filtro. O mais comum utilizado em potabilidade de água é o cloro, fácil de ser encontrado no mercado de produtos químicos. Mas, segundo ele, existem outros agentes oxidantes que atuam também, como o permanganato de potássio, gás cloro, ozônio e peróxido de hidrogênio. Na superfície do grão, o cloro ou outro agente oxidante irá oxidar o manganês adsorvido pela capa de óxido de manganês. A fórmula da reação é a seguinte:

Mn²⁺ + HOCl + H₂O         MnO_2(s) + Cl ^- + 3H

Conforme Di Serio, é possível trabalhar de forma tranquila com, respectivamente, ferro e manganês na água bruta de 6,0 mg/L e 2,0 mg/L, obtendo na água tratada 0,05 mg/L e 0,01 mg/L. Quanto maior for a concentração de ferro e manganês na água, menor será o período de campanha – entre as retrolavagens – e saturação do leito.

A figura abaixo mostra a oxidação do leito através do cloro:

Abaixo, na foto, uma água bruta com [Fe]=2,81 mg/L e [Mn}=1,70 mg/L. Após filtração pelo Watercel ZF, os valores médios foram [Fe]=0,0 mg/L e [Mn]=0,016 mg/L.

A Hydrus Brasil atua junto a centros de pesquisas e universidades e vem realizando vários testes para novas aplicações, como tratamento de efluentes, indústria de combustíveis, inclusive biodiesel, e lavagem de gases. Para tratamento de água, a empresa desenvolve projetos de recuperação da água de retrolavagem para uso em irrigação, reposição de água em lagos ornamentais, lavagem geral e também injeção novamente no sistema, com menor desperdício de água. Além disso, dispõe de aplicações para saúde, hotelaria, parques aquáticos, laboratórios de genética, clonagem, companhias de água e pequenos sistemas residenciais. 

A zeólita é utilizada no tratamento de efluentes e não agride o meio ambiente. No tratamento de efluentes, a zeólita pode ser usada tanto como mídia granular (dentro de vasos) quanto material pulverizado (zeólita em pó). Para que tenha alta eficiência no tratamento, recebe tecnologia aplicada. Exemplos de utilização:

• Nitrogênio amoniacal – Mídia granular e zeólita em pó.

• Metais pesados (cobre, chumbo, níquel, cádmio, zinco, cromo, estanho, cobalto, mercúrio e prata) – Mídia granular e zeólita em pó.

• Sólidos em suspensão – Mídia granular.

• Ferro e manganês – Mídia granular.

Por ser um material natural, fazer seu descarte é mais fácil porque não agredirá o meio ambiente. No caso dos metais pesados, a vantagem é remover um íon solúvel na água ou efluente e captá-lo num meio granular e sólido, o que também facilita seu descarte. A zeólita auxilia muito na remediação de áreas contaminadas. "A zeólita atua fortemente no tratamento de plumas de contaminação de metais pesados, onde se drena esta pluma, passa-se por um filtro com zeólitas modificadas e injeta-o novamente no solo", ressalta Di Serio.

Outra alternativa da Celta Brasil para tratamento de ferro e manganês é o Watercel SFM, mídia granular que utiliza areia de quartzo como base para ser recoberta com uma camada de óxido de manganês. Todo o processo de adsorção dos íons Fe²⁺ e Mn²⁺ é similar ao Watercel ZF com a mesma necessidade de adição de oxidante anterior ao filtro. Além disso, reterá também a fração particulada de ferro e manganês. Segundo Di Serio, com esta mídia, é possível remover da água até 10,0 mg/l de Fe e 5,0 mg/L de Mn. 

Celta Brasil: www.celtabrasil.com.br