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Título: Tratamento de água através do processo de eletrocoagulação associado ao uso de coagulantes orgânicos e inorgânicos
Autor(es): Ferrareze, Caio Noboru Motomatsu
Orientador(es): Theodoro, Joseane Debora Peruço
Palavras-chave: Água - Purificação - Coagulação
Coagulantes
Eletrólise
Water - Purification - Coagulation
Coagulants
Electrolysis
Data do documento: 15-Jun-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Referência: FERRAREZE, Caio Noboru Motomatsu. Tratamento de água através do processo de eletrocoagulação associado ao uso de coagulantes orgânicos e inorgânicos. 2016. 99 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2016.
Resumo: A disponibilidade de água potável para consumo humano é uma das grandes preocupações das gerações atuais. Métodos alternativos e mais eficientes para o tratamento de água são algumas das opções para aumentar o acesso da população a uma água de qualidade. O objetivo deste trabalho foi realizar a aplicação do processo de eletrocoagulação para o tratamento de água, comparando a eficiência dos resultados com a adição de coagulante orgânico (Tanfloc SG) e inorgânico (cloreto férrico). A realização do trabalho foi feita através de 20 ensaios (de acordo com planejamento experimental fatorial pré-definido); em 4 ensaios foram realizados o processo eletrocoagulação sem adição de coagulante. Nos outros 16 ensaios, 8 foram destinados para eletrocoagulação com adição de coagulante inorgânico e 8 para a eletrocoagulação com adição de coagulante orgânico. Os ensaios foram realizados utilizando um reator em nível de bancada composto por um recipiente de acrílico de 2 L de volume, um agitador magnético, uma fonte de corrente elétrica e um sistema de eletrodos monopolares disposto por meio de 4 placas de ferro conectadas de forma equidistantes em paralelo. Os parâmetros cor aparente, turbidez e pH, foram analisados de acordo com o processo utilizado e com as variáveis concentração, corrente elétrica e tempo de reação. Quando feita a adição de coagulantes inorgânico e orgânico, suas concentrações variaram entre 25 e 50 mg.L-1. As correntes elétricas utilizadas foram de 0,2 e 0,5 A, essa alteração, quando desejada, foi obtida graças a adição de 250 mg.L-1 de sal a amostra. Os tempos dos ensaios foram de 40 e 80 minutos, sendo que nos ensaios de maior tempo, foram realizadas medições dos parâmetros cor aparente e turbidez a cada 5 minutos, para análise da remoção destes parâmetros de acordo com o tempo e para a realização do estudo do comportamento cinético da concentração do parâmetro turbidez. Dentre todos os ensaios de eletrocoagulação realizados (com e sem o uso de agentes coagulantes), o ensaio 7, no qual foram utilizados 25 mg.L-1 de cloreto férrico, 0.5 A de corrente elétrica e 40 minutos de processo; foi o que mais se destacou, resultando uma cor aparente de 270 uH (70,33% de remoção), turbidez de 12,4 uT (96,77% de remoção) e pH de 9,2. Para os valores obtidos em relação ao tempo o melhor resultado para o parâmetro cor aparente foi de 161 uH (82,31% de remoção) aos 5 minutos do processo utilizando 25 mg.L-1 do coagulante orgânico e 0,2 A de corrente elétrica. O melhor resultado para o parâmetro turbidez foi de 8,9 uT (97,68% de remoção) aos 50 minutos do processo utilizando 25 mg.L-1 do coagulante inorgânico e 0,5 A de corrente elétrica. Conclui-se que no geral, o melhor resultado levando em conta a remoção dos parâmetros cor aparente e turbidez, foi alcançado aos 25 minutos do processo utilizando 25 mg.L-1 do coagulante inorgânico e 0,5 A de corrente elétrica, onde foram obtidos valores de 170 uH (81,32% de remoção) para o parâmetro cor aparente e 13,5 uT (96,48% de remoção) para o parâmetro turbidez.
Abstract: The availability of drinking water for human consumption is a major concern of current generations. Alternative methods and more efficiency for water treatment are some of the options to increase the population's access to quality water. The aim of this study was the application of electrocoagulation process for water treatment, comparing the efficiency of the process by itself, the process with the addition of organic coagulant (Tanfloc SG) and inorganic coagulant (ferric chloride). The execution of this work was done through 20 tests (according to pre-defined experimental design); in 4 cases the electrocoagulation process were done without adding coagulant. In the others 16, 8 were used for electrocoagulation with addition of inorganic coagulant and 8 for electrocoagulation with addition of organic coagulant. The tests were performed using a bench level reactor compost by an acrylic container of 2 L in volume, a magnetic stirrer, a source of electrical current, and a monopolar electrode system arranged by four iron plates connected in equidistant way in parallel. The parameters apparent color, turbidity and pH were analyzed according to the used process and the variables: concentration, electrical current and time of reaction. The concentrations used for inorganic and organic coagulants were 25 and 50 mg.L-1 dosed via 1g.L-1 solutions. The electric current ranged between 0,2 and 0,5 A, this variation was obtained through to the addition of 250 mg.L-1 of salt in the sample. The time of the tests ranged between 40 and 80 minutes. In the longer tests, measurements of the apparent color and turbidity were made in every 5 minutes for the analysis of removal of these parameters according to the time and to study the kinetic behavior of the concentration of the parameter turbidity. Among all electrocoagulation tests (using coagulating agents or not), the test 7, which were used 25 mg.L-1 of ferric chloride, 0,5 A of electrical current, and process time of 40 minute; was the one that stood out, resulting in an apparent color of 270 uH (70.33% removal), a turbidity of 12.4 NTU (96.77% removal) and pH of 9,2. The best values obtained according to time for the parameter apparent color was 161 uH (82.31% removal) after 5 minutes of the process using 25 mg.L-1 of the organic coagulant and 0,2 A of electric current. The best result for the parameter turbidity was 8.9 NTU (97.68% removal) after 50 minutes of the procedure using 25 mg.L-1 of the inorganic coagulant and 0,5 A of electrical current. The best results, considering the removal of both parameters was achieved after 25 minutes of the process using 25 mg.L-1 of the inorganic coagulant and 0,5 A of electrical current, the obtained values of 170 uH (81.32% removal) to the apparent color and 13,5 NTU (96.48% removal) to the turbidity parameter.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5362
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