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Título: Caracterização mineralógica, morfológica e físico-química de lodo de estação de tratamento de água de indústria de alimentos
Título(s) alternativo(s): Mineralogical, morphological and physico-chemical characterization of food industry water treatment plant
Autor(es): Forgiarini, Ana Luiza
Orientador(es): Souza, Fernanda Batista de
Palavras-chave: Lodo residual
Água - Estações de tratamento
Resíduos industriais
Sewage sludge
Water treatment plants
Factory and trade waste
Data do documento: 28-Jun-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Francisco Beltrao
Referência: FORGIARINI, Ana Luiza. Caracterização mineralógica, morfológica e físico-química de lodo de estação de tratamento de água de indústria de alimentos. 2019. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019.
Resumo: A grande maioria dos setores industriais demandam quantidade significativa de água. As indústrias de alimentos e bebidas fazem parte dos setores com maior necessidade de água para execução de seus processos produtivos. A água utilizada nesses processos deve estar adequada aos padrões de qualidade exigidos pela legislação. Para garantir a qualidade da água são realizados tratamentos físico-químicos em Estações de Tratamento de Água (ETA). O objetivo desse estudo foi realizar a caracterização mineralógica, morfológica e físico-química do lodo centrifugado da ETA de uma indústria de alimentos localizada no município de Dois Vizinhos – Paraná. Essa ETA utiliza processos convencionais de tratamento no qual a água passa pelas etapas de floculação - policloreto de alumínio (PAC) é utilizado como agente floculante - coagulação, decantação e filtração. São utilizados também o cloro gás, para desinfecção e, quando necessário, carbonato de sódio para correção de pH. O lodo passa pelos processos de centrifugação com foco na redução de volume, onde o lodo é desidratado e disposto para descarte. Nesse trabalho, para identificação dos compostos minerais presentes no lodo foi realizado a análise de Difração por Raios X (DRX), a caracterização morfológica foi realizada através da análise de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), enquanto que as características físico-químicas foram realizadas através das análises de Ponto de Carga Zero (pHPCZ), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Espectrometria de Infravermelho com Transformada de Fourier (FITR) e Espectrometria de Absorção Atômica (EAA). Na literatura é possível identificar diversas formas de reaproveitamento para o lodo de ETA, podendo-se citar o uso na indústria de cerâmica, construção civil, como adsorvente de metais pesados, para correção e adubação do solo e para impermeabilização do solo. As características encontradas nesse estudo foram comparadas com dados da literatura, sendo possível identificar as possíveis formas de reaproveitamento do lodo. Como resultados foi possível identificar que o Quartzo, a Calcita e a Hematita foram os principais compostos minerais encontrados, e que o tamanho médio dos cristalinos é de 10,40 nm. A superfície do lodo possui características ácidas, com pHPCZ de aproximadamente 4 e uma DQO de 6150 mg O2/L. Quanto a morfologia foi possível identificar que o lodo é constituído por grânulos com formas e tamanhos irregulares, distribuição larga das partículas e topografia de superfície irregular. Os grupos funcionais encontrados foram hidroxilas (– OH), carboxilas (C = O), aminas alifáticas (C – N), e ésteres, éteres, álcoois e ácido carboxílico representado pelo grupo C – O, validando a presença do mineral Calcita verificado pela análise de DRX. Comparando os resultados obtidos com a literatura, foi possível observar o potencial de aplicação do lodo dessa ETA na indústria de cerâmicas, usos na construção civil e adsorvente de metais pesados.
Abstract: The vast majority of industrial sectors require a significant amount of water. The food and beverage industries are among the sectors with the greatest need of water to carry out their production processes. The water used in these processes must be adequate to the quality standards required by the legislation. To guarantee the water quality, physicochemical treatments are carried out at Water Treatment Stations (ETA). The objective of this study was to perform the mineralogical, morphological and physicochemical characterization of ETA centrifuged sludge from a food industry located in the city of Dois Vizinhos - Paraná. This ETA uses conventional treatment processes, i.e., the water passes through the steps of flocculation, where aluminum polychloride (PAC) is used as flocculating agent, coagulation, decantation and filtration. Chlorine gas is also used for disinfection and, when necessary, sodium carbonate for pH correction. The sludge goes through centrifugal processes focused on volume reduction, where the sludge is dehydrated and left for disposal. In this work, in order to identify the mineral compounds present in the sludge, X-ray diffraction (XRD) analysis was performed, the morphological characterization was performed through the Scanning Electron Microscopy (SEM) ,while the physicochemical characteristics were performed through the analyzes of Zero Load Point (pHPCZ), Chemical Oxygen Demand (COD), Fourier Transform Infrared Spectrometry (FITR), and Atomic Absorption Spectrometry (AAS). In the literature, it is possible to identify several forms of reuse for ETA sludge, mentioning the use in ceramic industry, civil construction, as adsorbent of heavy metals, for correction and fertilization of the soil and for waterproofing of the soil. The characteristics found in this study were compared with data from the literature, being possible to identify the possible forms of reuse for the sludge. As results it was possible to identify that Quartz, Calcite and Hematite were the main found mineral compounds, and that the average size of crystalline is 10.40 nm. The surface of the sludge has acidic characteristics, with pHPCZ of approximately 4 and a COD of 6150 mgO2/L. As for the morphology, it was possible to identify that the sludge consists of granules with irregular shapes and sizes, large particle distribution and irregular surface topography. The functional groups found were hydroxyl (-OH), carboxyl (C = O), aliphatic amines (C - N), esters, ethers, alcohols and carboxylic acid represented by the C - O group, validating the presence of the mineral Calcite found in the XRD analysis. Comparing the obtained results with literature, it was possible to observe the potential of application of this ETA sludge in the ceramics industry, civil construction and adsorbent of heavy metals.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11877
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