Influência das características das substâncias húmicas aquáticas na eficiência da coagulação com o cloreto férrico

The aim of this study was to verify the influence of the apparent molecular size of aquatic humic substances on the effectiveness of coagulation with ferric chloride. Coagulation-filtration tests using jar test and bench-scale sand filters were carried out on samples of water with true color of approximately 100 Hazen units, prepared with aquatic humic substances of different molecular sizes (F1: < 0.45 µm, F2: 100 kDa - 0.45 µm, F3: 30 - 100 kDa and F4': < 30 kDa). For the water samples with lower apparent molecular size fractions, greater dosages of coagulant was needed to remove the color around 5.0 Hanzen units, mainly because these water samples contain higher concentrations of fulvic acids, which exhibited a larger number of negatively-charged groups.

Selecção do melhor descolorante para a eliminação da cor residual num efluente têxtil

Mestrado em Engenharia Química

Optimização do tratamento de um efluente aquoso resultante da utilização de cola nas máquinas de produção de placas de madeira

O presente trabalho teve como principais objectivos, estudar e optimizar o processo de tratamento do efluente proveniente das máquinas da unidade Cold-press da linha de produção da Empresa Swedwood, caracterizar a solução límpida obtida no tratamento e estudar a sua integração no processo, e por fim caracterizar o resíduo de pasta de cola obtido no tratamento e estudar a possível valorização energética deste resíduo. Após caracterização inicial do efluente e de acordo com os resultados de um estudo prévio solicitado pela Empresa Swedwood a uma empresa externa, decidiu-se iniciar o estudo de tratabilidade do efluente pelo processo físico-químico a coagulação/floculação. No processo de coagulação/floculação estudou-se a aplicabilidade, através de ensaios Jar-test, dos diferentes agentes de coagulação/floculação: a soda cáustica, a cal, o cloreto férrico e o sulfato de alumínio. Os melhores resultados neste processo foram obtidos com a adição de uma dose de cal de 500 mg/Lefluente, seguida da adição de 400 mg/Lefluente de sulfato de alumínio. Contudo, após este tratamento o clarificado obtido não possuía as características necessárias para a sua reintrodução no processo fabril nem para a sua descarga em meio hídrico. Deste modo procedeu-se ao estudo de tratamentos complementares. Nesta segunda fases de estudo testaram-se os seguintes os tratamentos: a oxidação química por Reagente de Fenton, o tratamento biológico por SBR (sequencing batch reactor) e o leito percolador. Da análise dos resultados obtidos nos diferentes tratamentos conclui-se que o tratamento mais eficaz foi o tratamento biológico por SBR com adição de carvão activado. Prevê-se que no final do processo de tratamento o clarificado obtido possa ser descarregado em meio hídrico ou reintroduzido no processo. Como o estudo apenas foi desenvolvido à escala laboratorial, seria útil poder validar os resultados numa escala piloto antes da sua implementação industrial. A partir dos resultados do estudo experimental, procedeu-se ao dimensionamento de uma unidade de tratamento físico-químico e biológico à escala industrial para o tratamento de 20 m3 de efluente produzido na fábrica, numa semana. Dimensionou-se ainda a unidade (leito de secagem) para tratamento das lamas produzidas. Na unidade de tratamento físico-químico (coagulação/floculação) os decantadores estáticos devem possuir o volume útil de 4,8 m3. Sendo necessários semanalmente 36 L da suspensão de cal (Neutrolac 300) e 12,3 L da solução de sulfato de alumínio a 8,3%. Os tanques de armazenamento destes compostos devem possuir 43,2 litros e 96 litros, respectivamente. Nesta unidade estimou-se que são produzidos diariamente 1,4 m3 de lamas. Na unidade de tratamento biológico o reactor biológico deve possuir um volume útil de 6 m3. Para que este processo seja eficaz é necessário fornecer diariamente 2,1 kg de oxigénio. Estima-se que neste processo será necessário efectuar a purga de 325 litros de lamas semanalmente. No final da purga repõe-se o carvão activado, que poderá ser arrastado juntamente com as lamas, adicionando-se 100 mg de carvão por litro de licor misto. De acordo com o volume de lamas produzidos em ambos os tratamentos a área mínima necessária para o leito de secagem é de cerca de 27 m2. A análise económica efectuada mostra que a aquisição do equipamento tem o custo de 22.079,50 euros, o custo dos reagentes necessários neste processo para um ano de funcionamento tem um custo total de 508,50 euros e as necessidades energéticas de 2.008,45 euros.

Estudo sobre a precipitação química de fósforo como forma de remediação do estado trófico da Lagoa das Furnas, S. Miguel - Açores

O presente trabalho teve por objectivo estudar a possibilidade de remoção de fósforo da água da Lagoa das Furnas – S. Miguel (Açores) por precipitação química do mesmo, como forma de remediação para reverter o estado trófico em que aquela massa de água se encontra. A eutrofização, como um processo de enriquecimento de nutrientes, conduz a alterações da qualidade da água e da estrutura e função das comunidades existentes em meios aquáticos. Considera-se o aumento do afluxo de fósforo aos meios aquáticos como o principal responsável pela eutrofização dos mesmos, apesar da influência de outros nutrientes, como o azoto, não poder ser menosprezada para o controlo do estado trófico das massas hídricas [19]. A Lagoa das Furnas apresenta já há algum tempo características de meio eutrofizado por estar a receber cargas de azoto e fósforo que são, respectivamente, 5,7 e 4,3 vezes superiores às cargas com perigo de eutrofização. Esta situação, diagnosticada pela primeira vez em 1988/89, tem vindo a ser acompanhada desde então [14]. Para prossecução do objectivo definido procedeu-se inicialmente à caracterização da qualidade da água da Lagoa das Furnas, seguindo-se a realização de diversos ensaios laboratoriais de “Jar-Test” com diferentes tipos e doses de coagulante, com e sem correcção da alcalinidade, para determinar o tipo de coagulante mais indicado, dose óptima do mesmo e condições adequadas (pH, alcalinidade) para o processo de coagulaçãofloculação- decantação. Estes ensaios foram realizados inicialmente com água criada laboratorialmente à semelhança da água da Lagoa das Furnas e depois repetidos com amostras recolhidas directamente naquele meio hídrico. Nos ensaios realizados com a adição do sulfato de alumínio, foi ainda determinada a concentração de alumínio solúvel presente na água após a adição deste coagulante. Com base nos resultados experimentais e nas conclusões retiradas da variedade de ensaios realizados, foi efectuada uma análise prévia dos custos de implementação do tratamento de remoção de fósforo na Lagoa das Furnas e a viabilidade da sua aplicação

Contribuição para a análise da presença de arsénio em águas de abastecimento e sua remoção por precipitação química

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil Sanitária

Chlorella sp. coagulation‐flocculation by inducing a modification on the pH broth medium

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Bioenergia

Flotaatio jätevedenpuhdistamon tertiäärivaiheena eräässä paperitehtaassa

Työn tavoitteena oli selvittää, kuinka tehokkaasti pystytään aktiivilieteprosessin läpikäynyttä, jälkiselkeytettyä vettä edelleen puhdistamaan flotaatiolla ennen sen johtamista vesistöön. Tarkoituksena oli löytää sellaiset kemikaalit ja näiden annokset, joilla tehtaalle asetetut jätevesien lupa-arvot voitaisiin huonossa tilanteessa, jätevesikuormitushuippujen aikana alittamaan. Työn kirjallisessaosassa tarkasteltiin lyhyesti, minkälaista jätevesikuormaa mekaanista massaa valmistavalta tehtaalta yleensä syntyy ja millaiset ovat tavanomaiset puhdistusmenetelmät. Myös flotaation teoriaa esiteltiin. Kokeellinen osa koostui kolmesta päävaiheesta: esi- eli niin sanotuista kuppikokeista, pilot-flotaatiokoeajoista jalaitosmittakaavan flotaatiokoeajoista. Esikokeet tehtiin niin kutsutulla Jar Test -laitteistolla ja pilot-flotaatiolaitteistona työssä käytettiin YIT:n valmistamaa pilot-flotaattoria. Laitosmittakaavan flotaatioaltaat olivat aikaisemmin biolietteen tiivistykseen käytettyjä, myöhemmin tertiääripuhdistukseen modifioituja flotaatioaltaita. Laitosmittakaavan flotaatiokoeajoissa testattiin neljän eri saostuskemikaalin ¿ polyalumiinikloridin (KEMPAC 18), rautapitoisen alumiinisulfaatin (AVR), ferrisulfaatin ja alumiinisulfaatin ¿ tehokkuutta tertiäärivaiheessa käsiteltävän veden puhdistajana. Esi- ja pilot-kokeiden perusteella laitosmittakaavan kokeisiin valittiin saostuskemikaalien rinnalle polymeeriksi Superfloc C 491. AVR- ja alumiinisulfaattiannokset laitosmittakaavan kokeissa olivat 200 ppm ja 400 ppm. KEMPAC 18- ja ferrisulfaattiannokset olivat 200ppm, 400 ppm ja 600 ppm. Polymeeriannos kokeissa oli pääasiassa 1,2 ppm. Tertiäärivaiheeseen tulevasta vedestä ja poistuvasta kirkasteesta määritettiin kiintoaine, pH, liukoinen ja kokonais-COD, liukoinen ja kokonaisfosfori sekä liukoinen ja kokonaistyppi. Laitosmittakaavan koeajojen tulosten mukaan eniten tertiäärivaiheessa saatiin käsiteltävästä vedestä erotettua fosforia ja toiseksi eniten COD:ta. Typpireduktiot olivat verrattain alhaiset ja myös kiintoainereduktiot jäivät usein pieniksi tai olivat jopa negatiiviset. Kaikki saostuskemikaalit saostivat COD- ja ravinnekuormaa. Eniten kuormaa saostuskemikaaleista saatiin erotettua AVR:llä ja toiseksi eniten KEMPAC 18:lla. Laitteistojen käyttökustannuksia huomioimatta AVR olisi edullisin vaihtoehto saostuskemikaaaliksietenkin pidempiaikaisessa käytössä. Lisäksi työssä tutkittiin polymeeriannoksen kasvattamisen 1,2 ppm:stä 2,5 ppm:ään vaikutusta puhdistustulokseen, kun saostuskemikaaliannos pidettiin vakiona. Tulosten mukaan polymeeriannoksen kasvattaminen kasvatti kokonais-COD- ja kokonaisfosforireduktiota. Myöslaitosmittakaavan flotaatioaltaiden pohjaputkistoja vertailtiin kiintoainereduktioiden perusteella. Kokeissa saatujen tulosten mukaan ei voitu sanoa, oliko toisen altaan pitkä kirkasteenpoistoputki vai toisen altaan lyhyt kirkasteenpoistoputki parempi vaihtoehto.

Influência das características das substâncias húmicas aquáticas na eficiência da coagulação com o cloreto férrico

The aim of this study was to verify the influence of the apparent molecular size of aquatic humic substances on the effectiveness of coagulation with ferric chloride. Coagulation-filtration tests using jar test and bench-scale sand filters were carried out on samples of water with true color of approximately 100 Hazen units, prepared with aquatic humic substances of different molecular sizes (F1: < 0.45 µm, F2: 100 kDa - 0.45 µm, F3: 30 - 100 kDa and F4': < 30 kDa). For the water samples with lower apparent molecular size fractions, greater dosages of coagulant was needed to remove the color around 5.0 Hanzen units, mainly because these water samples contain higher concentrations of fulvic acids, which exhibited a larger number of negatively-charged groups.

Avaliação da eficiência de diferentes agentes coagulantes na remoção de cor e turbidez em efluente de galvanoplastia

Neste trabalho avaliou-se a eficiência de diferentes agentes coagulantes no processo de coagulação/floculação no tratamento de efluente de uma indústria de galvanoplastia. Foram avaliados coagulantes do tipo inorgânico (cloreto férrico e sulfato de alumínio) e orgânico (quitosana e sementes de moringa, Tanfloc SG e Acquapol C1). Os parâmetros avaliados foram cor e turbidez. Os testes foram realizados em Jar-Test, utilizando uma velocidade de 120 rpm e um tempo de 1,5 min para a mistura rápida e 20 rpm e 15 min para a mistura lenta. O agente coagulante quitosana apresentou-se como mais promissor para a remoção de cor e turbidez em efluentes de galvanoplastia, removendo 97,76% de cor e 98,06% de turbidez, para a concentração de 7 ppm e tempo de sedimentação de 20 min.

Efeito da concentração de coagulantes e do pH da solução na turbidez da água, em recirculação, utilizada no processamento dos frutos do cafeeiro

Com o objetivo de determinar a dose e a faixa de pH dos coagulantes sulfato de alumínio (SA), sulfato ferroso clorado (SFC), cloreto férrico (CF) e extrato de semente de moringa (ESM), que proporcionassem maior eficiência na remoção da turbidez na água residuária da despolpa de frutos do cafeeiro (ARDC), após serem efetuadas cinco recirculações, foram conduzidos ensaios de coagulação/floculação utilizando o aparelho "Jar-test". Todos esses coagulantes foram avaliados nas concentrações de 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 e 3,0 g L-1. No caso da solução preparada com ESM, as doses utilizadas foram: 0; 10; 20; 30; 40; 50 e 60 mL L-1. O pH da solução em teste foi alterado, utilizando-se do hidróxido de sódio (NaOH), na concentração de 0,3 mol L-1, sendo avaliadas as faixas de 4,0 a 5,0; 5,0 a 6,0; 6,0 a 7,0 e 7,0 a 8,0. No ensaio de coagulação/floculação, o ESM proporcionou maior remoção de SS (sólidos em suspensão) da ARDC com a dose de 10 mL L-1 e pH de 4,27 (natural). Para os coagulantes SA e CF, os melhores resultados foram obtidos com a concentração de 3 g L-1 e pH de 7,27 e, para o coagulante SFC, com a concentração de 3 g L-1 e pH de 4,27.

Avaliação do efeito do polieletrólito aniônico na clarificação do extrato aquoso de Stevia rebaudiana

A clarificação é uma etapa relevante no processo de obtenção de adoçantes a base de esteviosídeo. Neste trabalho, utilizou-se o polieletrólito aniônico (BETZDEARBORN TM F11) na decantação da suspensão do extrato cru, que possui cor escura, e avaliou-se sua aplicabilidade. O extrato utilizado era obtido a partir de plantas selecionadas e modificadas geneticamente, no Núcleo de Estudos em Produtos Naturais (NEPRON) no Universidade Estadual de Maringá (UEM), o qual mantém uma linha de pesquisa denominada Projeto Stevia e planta piloto em parceria com a iniciativa privada. Os ensaios foram realizados em aparelho Jar Test divididos em duas etapas, que se distinguiam na dosagem do polímero e na utilização do sobrenadante ou da suspensão total após tratamento com óxido de cálcio, o qual realizava o ajuste do pH. Realizou-se leituras de absorbâncias em 420 (cor) e 670etam (turbidez) e, fez-se cálculos de percentagem de despigmentação e de velocidade de decantação. Os melhores resultados na etapa 1, onde se aplicou baixas quantidades de polieletrólito aniônico e utilizou-se o sobrenadante, foram 72,2 e 97,0% para despigmentação em 420etam e 670etam, respectivamente e velocidade de decantação de 0,72cm/min. Já, na etapa 2, onde elevou-se a quantidade do polieletrólito e utilizou-se a suspensão total, os melhores resultados obtidos foram de 70,5% de despigmentação em 420etam, 85,6% de despigmentação em 670hm e velocidade de decantação de 0,71cm/min.

Ensaios de tratabilidade aplicados a determinação de parâmetros para dimensionamento de processos de tratamento de água de manancial eutrofizado

Eutrophication is a growing process present in the water sources located in the northeast of Brazil. Among the main consequences of these changes in trophic levels of a water source, stands out adding complexity to the treatment to achieve water standards. By these considerations, this study aimed to define, on a laboratory scale, products and operational conditions to be applied in the processing steps using raw water from Gargalheiras dam, RN, Brazil. The dam mentioned shows a high number of cyanobacteria, with a concentration of cells / ml higher than that established by Decree No. 518/04 MS. The same source was also considered by the state environmental agency in 2009 as hypereutrophic. The static tests developed in this research simulated direct filtration (laboratory filters) and pre-oxidation with chlorine and powdered activated carbon adsorption. The research included the evaluation of the coagulants aluminum hydrochloride (HCA) and alum (SA). The development of the research investigated the conditions for rapid mixing, the dosages of coagulants and pHs of coagulation by the drawing of diagrams. The interference of filtration rate and particle size of filtering means were evaluated as samples and the time of contact were tested with chlorine and activated carbon. By the results of the characterization of the raw water source it was possible to identify the presence of a high pH (7.34). The true color was significant (29 uH) in relation to the apparent color and turbidity (66 uH and 13.60 NTU), reflecting in the measurement of organic matter: MON (8.41 mg.L-1) and Abs254 (0.065 cm-1). The optimization of quick mix set time of 17", the speed gradient of 700 s-1 in the coagulation with HCA and the time of 20" with speed gradient of 800 s-1 for SA. The smaller particle sizes of sand filtering means helped the treatment and the variation in filtration rate did not affect significantly the efficiency of the process. The evaluation of the processing steps found adjustment in standard color and turbidity of the Decree nº 518/04 MS, taking in consideration the average values found in raw water. In the treatment using the HCA for direct filtration the palatable pattern based on the apparent color can be achieved with a dose of 25 mg L-1. With the addition of pre-oxidation step, the standard result was achieved with a reduced dose for 12 mgHCA.L-1. The turbidity standard for water was obtained by direct filtration when the dose exceeds 25 mg L-1 of HCA. With pre-oxidation step there is the possibility of reducing the dose to 20 mg L-1.The addition of CAP adsorption, promoted drinking water for both parameters, with even lower dosage, 13 mg L-1 of HCA. With coagulation using SA removal required for the parameter of apparent color it was achieved with pre-oxidation and 22 mgSA.L-1. Despite the satisfactory results of treatment with the alum, it was not possible to provide water with turbidity less than 1.00 NTU even with the use of all stages of treatment

Separação de cristais de estruvita de percolado de lodo por flotação por ar dissolvido

The struvite precipitation in wastewater treatments plants offer advantages to obtaining a economically viable product, containing phosphorus, nitrogen and magnesium, in a bioavailable conditions to plants. The precipitation process requires ideal conditions, but all of these aspects are difficult to obtain and may result in resistance to collect crystals during the sedimentation process. Therefore, instead find the best conditions for precipitation, we propose the dissolved air flotation as another method to retrieve the crystals. The application of dissolved air flotation method to promote separation of struvite crystals from sewage supernatant, was evaluated in a precipitation-flotation reactor (flotatest) and were compared with the precipitation-sedimentation assays (jar test). Finally, were observed that the dissolved air flotation process was as feasible as sedimentation to promote struvite crystals separation, and the pH are the most influencer factor for an efficient separation

Avaliação da floco-decantação de manta de lodo associada à decantação de alta taxa no tratamento de águas de consumo humano

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo das condições de coagulação/flogulação para remoção do catalisador TiO2 do meio reacional após fotodegradação da carga orgânica

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC