PREPARAÇÃO DE UM AUXILIAR DE FLOCULAÇÃO INORGÂNICO A PARTIR DA MODIFICAÇÃO DE ZEÓLITA COM Fe(III)

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1 PREPARAÇÃO DE UM AUXILIAR DE FLOCULAÇÃO INORGÂNICO A PARTIR DA MODIFICAÇÃO DE ZEÓLITA COM Fe(III) Andréia de A. Martins 1 (PG)*, Letícia K. Sebastiany 1 (PG), José Daniel R. Campos 1 (PQ) * andreia_araujo1@hotmail.com Universidade Estadual De Goiás, Campus Anápolis de Ciências Exatas e Tecnológicas- Henrique Santillo, BR 153, Km 98, caixa postal 459, , Anápolis-GO RESUMO Neste trabalho foram realizados estudos com zeólita natural do tipo clinoptilolita aplicada como auxiliar de floculação no tratamento de água. A zeólita foi modificada com com íons Fe 3+, através de processo de troca-iônica, apresentando um material com carga superficial ainda mais positivo, devido à trivalência do ferro, havendo considerável aumento na densidade de carga. O material preparado foi testado como auxiliar de floculação em tratamento de água superficiais utilizando o método de jar test. Os ensaios de jar test com a utilização do auxiliar de floculação, além de provocar uma clarificação significativa na água, apresentaram os valores limites de turbidez e cor para água decantada, descrito pela Portaria 2914/11 do Ministério da Saúde, o que não foi possível obter usando-se apenas sulfato de alumínio. Palavras chave: Tratamento de água. Clinoptilolita. Jar Test. Introdução O crescente aumento da população e do grau de industrialização demandam uma maior necessidade por água tratada. A busca por soluções e alternativas para uma melhor eficiência e rapidez nos processos de tratamento de água torna-se, cada vez mais, um fator limitante para o contínuo desenvolvimento das atividades humanas (ALVES, MINTE-VERA; 2013). Em Estações de Tratamento de Água (ETA s), a etapa de coagulação/floculação é a mais lenta do processo. Sulfato de alumínio é utilizado largamente como agente coagulante. No entanto, quando a quantidade de matéria orgânica suspensa em água (turbidez) é baixa, os flocos formados são pouco densos e tem velocidade de sedimentação pequena. Para superar este problema, em geral, são adicionados polieletrólitos orgânicos (auxiliares de floculação), os quais aumentam o tamanho dos flocos. Na busca por novos materiais que facilitem o tratamento de água, preparou-se um auxiliar de floculação inorgânico a partir da adsorção de ferro à superfície da zeólita natural do tipo clinoptilolita, material designado de ZFe. O material preparado

2 foi testado em ensaios de floculação de jar test, a fim de se comprovar eficiência no processo de coagulação/floculação em ETA s. Material e Métodos Os ensaios de jar test foram realizados na Estação de Tratamento de Água ETA da SANEAGO de Luziânia GO. O equipamento utilizado, jar test, é composto por 6 jarros de volume 1L cada, da marca PoliControl, modelo Floc Control, e foi fornecido pela ETA da SANEAGO de Luziânia. Para cada ensaio foi realizado uma coleta de 40 litros de água bruta provenientes do Ribeirão Palmital, em Luziânia, e determinou se o ph, a temperatura, a turbidez e a cor, no mesmo momento da coleta. Completou-se cada um dos 6 jarros com 1 litro de água bruta e programou-se as velocidades de maneira a simular a mistura rápida e demais etapas de coagulação e floculação. Nos ensaios de jar test, no primeiro jarro, adicionou-se somente a dosagem mínima de sulfato de alumínio para determinada turbidez (estabelecida pela ETA) e agitou-se. Nos demais jarros, adicionou-se, primeiramente, dosagem mínima de sulfato de alumínio sob agitação e, após 1 minuto, foi adicionado o ZFe em concentrações determinadas e crescentes, e agitou-se por 3 minutos. Após estes procedimentos, retirou-se quantidades de alíquotas de todos os jarros e determinouse o ph de coagulação. Por fim, todos os jarros foram agitados em velocidades e períodos determinados, de 150 rpm durante 3 minutos; 100 rpm por 5 minutos; 60 rpm por 12 minutos; 30 rpm por 6 minutos e 10 rpm por 5 minutos. Cessado o período de agitação, as amostras foram deixadas em repouso durante 20 minutos, de acordo com a velocidade de sedimentação do decantador. Após o período de decantação, foram retiradas alíquotas de todos os jarros e realizadas análises de cor e turbidez. Resultados e Discussão As Tabelas 1 e 2 mostram os resultados de vários ensaios em diferentes turbidezes, demonstrando as concentrações do coagulante (S.A) e floculante

3 zeolítico (ZFe) adicionados, bem como a turbidez inicial e final e a cor inicial e final após cada adição. Tabela 1 Principais resultados de Turbidez dos ensaios de jar test empregando floculante ZFe Ensaio Coagulante S.A. Floculante ZFe Inicial Turbidez (UT) Final Eficiência de diminuição de Turbidez (%) 1 12 _ 28,4 3,35 88, ,4 0,60 97, _ 41,2 9,57 76, ,2 3,10 92, _ 43,1 5,90 86, ,1 1,41 96, _ 47,3 1,01 97, ,3 0,42 99, _ 52,4 5,98 88, ,4 0,74 98,58 Tabela 2 Principais resultados de Cor dos ensaios de jar test empregando floculante ZFe Ensaio Coagulante S.A. Floculante ZFe Inicial Cor(UH) Final Eficiência de diminuição de Cor (%) 1 12 _ 87,5 12,3 85, ,5 5,0 94, _ ,7 81, ,8 96,88

4 3 13 _ 132 5,8 95, ,9 98, _ 81,1 4,1 94, ,1 0,7 99, _ 96 16,5 82, ,4 98,54 Os valores de turbidez e cor sofreram maiores diminuições quando empregado a dosagem mínima de sulfato de alumínio adotado na ETA para as turbidezes encontradas, juntamente com uma adição de 10 para o ZFe, conforme demonstram os dados das Tabelas 1 e 2. Além de se ter um menor gasto de coagulante, a decantação mais eficiente é importante para a etapa de filtração, pois aumenta o tempo entre as retrolavagens nas estações de tratamento de água. Além da diminuição da turbidez e cor da água bruta, a utilização do ZFe também apresenta vantagens em relação à utilização dos polímeros sintéticos e naturais em tratamento de água. ZFe é um mineral natural modificado com ferro que não apresenta liberação de moléculas tóxicas ou substâncias que não reagem em água causando danos à saúde. Sua adição é eficiente com a utilização de dosagem mínima de coagulante químico, conforme dados dos ensaios de jar test relatados nas tabelas 1 e 2. Desta forma, ZFe pode ser uma alternativa em tratamento de água, pois aumenta a formação de flocos, aumentando a velocidade de sedimentação, tornando o tratamento de água mais rápido e eficiente. Considerações Finais O ZFe melhora as etapas de coagulação e floculação promovendo a formação de flocos maiores e mais densos, quando comparado ao uso de somente sulfato de alumínio, agilizando a etapa de decantação, etapa lenta no tratamento de água. Desta forma, o ZFe pode ser uma alternativa para o aumento no volume de água

5 tratada sem ampliação da estrutura física da ETA, além de que, o ZFe funcionou como bom floculante, apresentando turbidez final próxima de 1,4 UT, enquanto que com a utilização somente de sulfato de alumínio, a turbidez final ficou em torno de 5,9 UT e o material testado demonstrou valores de turbidez e cor abaixo dos padrões de potabilidade exigidos pelos padrões da Portaria 2914/11 do Ministério da Saúde. Agradecimentos Agradecemos a CAPES pelo apoio financeiro. Referências ALVES, D. C.; MINTE-VERA, C.V.; Scientometric analysis of freshwater fisheries in Brazil: repeating past errors? Reviews in Fish Biology and Fisheries, 23, 1, 2013, BRASIL. Portaria nº 2914 de 12 de dezembro de Dispõe Sobre os Procedimentos de Controle e de Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano e seu Padrão de Potabilidade. Ministério da Saúde, KIM, H. S.; YOON, K. B.; Preparation and characterization of CdS and PbS quantum dots in zeolite Y and their applications for nonlinear optical materials and solar cell. Coordination Chemistry Reviews, , 2014, MOLLER, K.; BEIN, T. Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering, from Comprehensive Inorganic Chemistry II. Second Edition, Gemany, 7, 2013, PEREGO, C.; BAGATIN, R.; TAGLIABUE, M.; VIGNOLA, R. Zeolites and related mesoporous materials for multi talented environmental solutions. Microporous and Mesoporous Materials. 166, 2013,