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Título: Aplicação de polímero orgânico extraído do cacto (Cereus jamacaru) como coagulante principal e associado ao sulfato de alumínio no tratamento de água
Título(s) alternativo(s): Application of the organic polymer extracted from the cactus (Cereus jamacaru) as the main coagulant and associated with aluminum sulphate in water treatment
Autor(es): Melo, Jessica Muniz de
Orientador(es): Theodoro, Joseane Debora Peruço
Palavras-chave: Água - Purificação
Coagulantes
Biopolímeros
Cactos
Water - Purification
Coagulants
Biopolymers
Cactus
Data do documento: 13-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Referência: MELO, Jessica Muniz de. Aplicação de polímero orgânico extraído do cacto (Cereus jamacaru) como coagulante principal e associado ao sulfato de alumínio no tratamento de água. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2017.
Resumo: O polímero orgânico extraído do cacto Mandacaru (Cereus jamacaru) pode ser empregado na clarificação da água, devido a sua relevante atuação como auxiliar de coagulantes inorgânicos no processo de coagulação. Para tornar o tratamento de água menos oneroso e acessível em regiões desprovidas de recursos, existe uma ampla procura por alternativas que possam ser empregadas facilmente. O presente estudo teve como objetivo verificar a eficiência do extrato orgânico do cacto (Cereus jamacaru) na remoção dos parâmetros turbidez, cor aparente e série de sólidos após o processo de coagulação, floculação, sedimentação e filtração da água oriunda de um sistema lêntico, bem como avaliar o seu desempenho durante as variações de pH e condutividade elétrica. As amostras da água de estudo foram coletadas no Lago Igapó II, situado em Londrina - PR, as quais passaram por agitações no próprio ambiente para simular um período chuvoso. Inicialmente foram preparadas as soluções de extração (NaCl 1% e NaOH 0,10 M) para compor a solução principal de cacto, denominado de coagulante A, seguindo a relação 1 mL de extrato de cacto para 2,5 mL de solução extratora. Partindo desse princípio ocorreu o preparo da solução com sulfato de alumínio que foi adicionada as soluções anteriores para formar o coagulante B. Os ensaios foram divididos em três partes, a primeira ocorreu sem alterar o pH da água bruta (6,45), na segunda e terceira parte foram realizadas as correções com ácido clorídrico 1 Molar (4,67) e hidróxido de sódio 1 Molar (8,66), procedimento necessário para observar a atuação dos coagulantes em diferentes valores de pH. A coagulação e floculação ocorreu no teste de jarros, cujos tempos de mistura rápida e lenta em minutos foram (00:10, 02:00, 02:35, 02:40 e 05:40) para os gradientes de velocidade em s-1 (450, 90, 52, 40 e 30), respectivamente. Na sedimentação, aguardou-se 10 minutos, para seguir com a filtração direta que ocorreu variando a angulação em (70º, 60° e 50°) a cada 2 minutos, a granulometria da areia dos filtros estava entre 0,6 a 0,85 mm. Verificou-se que os coagulantes A e B mostraram-se similares em relação ao pH, cujos valores atingiram em média 7,5 no final do processo de clarificação da água. Os melhores resultados em diferentes amostras para o coagulante A após filtração, foram: cor (93,93%), turbidez (96,16%), sólidos totais (82,61%), sólidos fixos (100%) e sólidos voláteis (80%). Para o coagulante B após filtração, os melhores resultados em diferentes amostras foram: cor (94,39%), turbidez (97,84%), sólidos totais (89,83%), sólidos fixos (94,12%) e sólidos voláteis (100%). Em relação à condutividade elétrica, para os ensaios neutros e com o coagulante A, notou-se o aumento gradativo dos valores devido às dosagens e do meio filtrante, pois ambos possuem sais. Conclui-se que o uso dos coagulantes A e B pós-filtração direta pode-se obter água clarificada, favorecendo a empregabilidade do cacto (Cereus jamacaru) como coagulante alternativo e como auxiliar do sulfato de alumínio para reduzir os custos no tratamento de água.
Abstract: The organic polymer extracted from the Mandacaru cactus (Cereus jamacaru) can be used in the clarification water process, due to its relevant role as an inorganic coagulant auxiliary in the coagulation process. In order to make water treatment cheaper and affordable in resource-poor areas, there is an extensive research for alternatives that can be easily used. The present study aimed to verify the cactus (Cereus jamacaru) organic extract efficiency in the removal of the parameters of turbidity, apparent color and solids series, after the coagulation, flocculation, sedimentation and filtration of lentic water, besides to evaluate its performance during the variations of pH and electrical conductivity. The study water samples were collected in Igapó II Lake, in Londrina – PR, which were passed through agitations in the own environment to simulate a rainy period. Extraction solutions (NaCl 1% and NaOH 0.10 M) were initially prepared to form the main solution of cactus, known as coagulant A, following the ratio 1 mL of cactus extract to 2.5 mL of extractive solution. Using this principle, the preparation of the solution was carried out with aluminum sulphate which was added the previous solutions to form the coagulant B. The tests were divided into three parts, the first one occurred without altering the pH of the raw water (6.45); in the second and third part, corrections were made with 1 molar hydrochloric acid (4.67) and 1 molar sodium hydroxide (8.66), a procedure necessary to observe the performance of coagulants at different pH values. Coagulation and flocculation occurred in the jar test, whose fast and slow mixing times in minutes were (00:10, 02:00, 02:35, 02:40 and 05:40) for the velocity gradients in s-1 (450, 90, 52, 40 and 30), respectively. In the sedimentation, 10 minutes were waited, to follow the direct to the filtration, which occurred by varying the angulation at (70 °, 60 ° and 50 °) every 2 minutes, the grain size of the filters was between 0.6 and 0.85 Mm. It was found that the coagulants A and B were similar in relation to pH, whose values reached the average 7.5 at the end of the water clarification process. The best results in different samples for the coagulant A after filtration, were: color (94.39%), turbidity (97.84%), total solids (89.83%), fixed solids (94.12%) and volatile solids (100%). For the coagulant B after filtration, the best results in different samples were: color (93.93%), turbidity (96.16%), total solids (82.61%), volatile solids (80%) and fixed solids (100%). The electric conductivity, to the samples neutral and with coagulant A, it was observed the gradual increase of the values due to the dosages and the filter medium, since both have salts. It is concluded that the use of coagulants A and B after direct filtration can be obtain clarified water, favoring the usage of cactus (Cereus jamacaru) as an alternative coagulant and an auxiliary of aluminum sulphate to reduce costs in water treatment.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8001
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