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Título: Associação de nanopartículas magnéticas a coagulantes orgânicos no tratamento de efluente de lavagem de materiais plásticos
Título(s) alternativo(s): Association of magnetic nanoparticles with organic coagulants in the treatment of plastic washing effluent
Autor(es): Ribeiro, Thais
Orientador(es): Pereira, Edilaine Regina
Palavras-chave: Águas residuais - Purificação
Magnetita
Coagulantes
Taninos
Moringa oleifera
Sewage - Purification
Magnetite
Coagulants
Tannins
Data do documento: 9-Jul-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Referência: RIBEIRO, Thais. Associação de nanopartículas magnéticas a coagulantes orgânicos no tratamento de efluente de lavagem de materiais plásticos. 2019. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019.
Resumo: Atualmente indústrias e empresas de diversos setores enxergam no plástico uma opção econômica de material com a finalidade de proteger os seus produtos bem como torná-los estéticos para o setor de vendas. Diante da elevada quantidade de plástico gerada uma alternativa para não sobrecarregar aterros é a separação dos resíduos visando a reutilização ou reciclagem. Assim, para que o polímero seja devidamente reciclado faz-se necessário que o material esteja limpo, tal trabalho é realizado por indústrias de lavagem de plástico. Para o tratamento do efluente proveniente de lavagem de plástico utiliza-se normalmente coagulantes químicos como Cloreto Férrico ou Sulfato de Alumínio, porém devido à grande concentração de sólidos presente no efluente em questão uma grande quantidade de lodo é gerada possuindo este uma elevada quantidade de elementos inorgânicos residuais como ferro e alumínio, necessitando assim passar por um pós tratamento. Desta forma, o presente estudo possui como objetivo testar a eficiência dos coagulantes orgânicos Moringa oleifera e Tanino em associação à nanopartícula magnética magnetita a fim de acelerar o processo de sedimentação no tratamento de efluente proveniente da lavagem de materiais plásticos visando torná-los alternativas para uso. Os ensaios foram realizados na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Londrina. Foi realizado um pré-ensaio a partir da metodologia Jar-test, a qual simula os processos de coagulação, floculação e sedimentação de uma estação de tratamento. Os testes foram realizados a fim de se obter a melhor faixa de concentração dos coagulantes na presença e ausência da nanopartícula. Tal faixa obtida foi utilizada para realização da parte inicial do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), para que assim pudessem ser obtidas as concentrações a serem testadas bem como os tempos em que seriam realizadas as análises de comportamento dos tratamentos. As concentrações de Tanino utilizadas no ensaio, definidas através da análise DCCR, foram 13mgL-1, 14,45mgL-1, 18mgL-1, 21,55mgL-1 e 23mgL-1, enquanto que as concentrações de Moringa oleifera foram 3mgL-1, 4,63mgL-1, 8 mgL-1, 11,37mgL-1 e 13mgL-1. A concentração de nanopartícula utilizada foi de 50mgL-1. No decorrer do ensaio foram realizadas analises dos parâmetros pH, temperatura, condutividade elétrica, turbidez, cor aparente, demanda química de oxigênio e sólidos totais. Após a obtenção dos dados e análises estatísticas (análise de variância e superfície de resposta) observou-se que quanto aos parâmetros de pH, temperatura e condutividade elétrica, a presença da nanopartícula no tratamento se mostrou não significativa indicando, portanto, a não influência sobre tais parâmetros. Quanto aos parâmetros de Cor aparente e Turbidez a nanopartícula quando associada a Moringa oleifera mostrou-se não significativa. Porém, o coagulante Tanino quando associado a magnetita teve suas eficiências de remoção elevadas para ambos os parâmetros, encerrando o ensaio com remoções máximas de 84% e 89% para Cor aparente e Turbidez, 6 respectivamente. Para a remoção de Sólidos Totais todos os tratamentos obtiveram remoções semelhantes, sendo, estatisticamente, não-significativas entre si. Quanto ao parâmetro DQO, o tratamento que mais se sobressaiu foi onde o Tanino estava associado à nanopartícula, obtendo a maior eficiência de remoção, sendo esta de 76% (Ensaio 8). Após análise de todos os tratamentos, o melhor desempenho foi referente ao tratamento utilizando Tanino em associação à magnetita em uma concentração de 21,55mgL-1 sendo este analisado no tempo de 28 minutos de sedimentação. Assim, conclui-se que coagulantes orgânicos associados à nanopartículas têm potencial para tornarem-se alternativas de tratamento de efluentes substituindo assim coagulantes inorgânicos amplamente utilizados atualmente.
Abstract: Nowadays industries and companies of diverse sectors see in the plastic an economic option of material with the purpose of to protect its products as well as to make them esthetic for the sector of sales. Given the high amount of plastic generated an alternative to not overburden landfills is the separation of waste for reuse or recycling. Thus, in order for the polymer to be properly recycled it is necessary to have the material cleaned, such work is carried out by plastic washing industries. For the treatment of the effluent from plastic washing, chemical coagulants such as Ferric Chloride or Aluminum Sulphate are usually used, however, due to the high concentration of solids present in the effluent in question, a large amount of sludge is generated having a large quantity of elements inorganic waste products such as iron and aluminum, thus needing to undergo a post treatment. Thus, the present study aims to test the efficiency of organic coagulants Moringa oleifera and Tanino in association with magnetic magnetite nanoparticle in order to accelerate the sedimentation process in the treatment of effluent from the washing of plastic materials in order to make them alternatives for use. The tests were carried out at the Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina campus. A pre-test was performed using the Jar-test methodology, which simulates the coagulation, flocculation and sedimentation processes of a treatment plant. The tests were performed in order to obtain the best concentration range of the coagulants in the presence and absence of the nanoparticle. This obtained strip was used to perform the initial part of the Central Rotational Composite Design (DCCR), so that the concentrations to be tested could be obtained as well as the times in which the behavioral analysis of the treatments were performed. The concentrations of Tannin used in the trial, defined by the DCCR analysis, were 13mgL-1, 14,45mgL-1, 18mgL-1, 21,55mgL-1 and 23mgL-1, while Moringa oleifera concentrations were 3mgL-1, 4.63mgL-1, 8mgL-1, 11.37mgL-1 and 13mgL-1. The concentration of nanoparticle used was 50mgL-1. During the test, the parameters pH, temperature, electrical conductivity, turbidity, apparent color, chemical oxygen demand and total solids were analyzed. After obtaining the data and statistical analysis (analysis of variance and response surface), it was observed that for the parameters of pH, temperature and electrical conductivity, the presence of the nanoparticle in the treatment was shown to be non-significant indicating, therefore, no influence on such parameters. As for the parameters of apparent Color and Turbidity the nanoparticle when associated with Moringa oleifera was not significant. However, the coagulant Tanino when associated to magnetite had its removal efficiencies high for both parameters, closing the test with maximum removals of 84% and 89% for apparent Color and Turbidity, respectively. For the removal of Total Solids all treatments obtained similar removals, being statistically non-significant between them. Regarding the COD parameter, the most prominent treatment was where the Tanino was associated to the nanoparticle, obtaining the highest removal 8 efficiency, which was 76% (Test 8). After analysis of all treatments, the best performance was related to the treatment using Tannin in association with magnetite at a concentration of 21.55mgL-1 and it was analyzed in the time of 28 minutes of sedimentation. Thus, it is concluded that organic coagulants associated with nanoparticles have the potential to become effluent treatment alternatives, thus replacing widely used inorganic coagulants.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12449
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