Sistema de eletrocoagulação-flotação: uma unidade de tratamento de água inovadora para demandas eventuais e remotas do saneamento básico
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Data
2020-04-30Primeiro membro da banca
Rodrigues, Cristiane Oliveira
Segundo membro da banca
Feris, Liliana Amaral
Terceiro membro da banca
Wolff, Delmira Beatriz
Quarto membro da banca
Kuhn, Raquel Cristine
Metadata
Mostrar registro completoResumo
A necessidade de uma tecnologia inovadora, compacta, portátil e automatizada, oriunda do
setor operacional das companhias de saneamento, para atender a crescente demanda por
tratamento de água, objetivou este estudo a desenvolver uma tecnologia eletroquímica para o
tratamento de água de abastecimento público via eletrólise. O estudo foi desenvolvido em
duas etapas: na etapa I foi construído o reator de eletrocoagulação-flotação (ECF) batelada,
em fluxo descontínuo, para avaliar os efeitos das variáveis que influenciam na ECF, além de
ser determinada uma configuração operacional ideal para o reator. Um delineamento
experimental fatorial 26-2 foi realizado com 6 variáveis independentes que poderiam
influenciar no tratamento por ECF, sendo elas: pH inicial, corrente elétrica, tempo de
eletrólise, agitação, distância entre os eletrodos e número de eletrodos, seguido de um
delineamento composto central rotacional (DCCR) 24, com as variáveis: pH inicial, corrente
elétrica, tempo de eletrólise e número de eletrodos, e um DCCR (22), com as variáveis
corrente elétrica e tempo de eletrólise. Na etapa II foi desenvolvido um sistema ECF em fluxo
contínuo, por meio de um delineamento composto central, com as variáveis: densidade de
corrente, altura dos módulos e vazão. Seguido de um DCCR (22), em que foram analisadas as
variáveis operacionais: vazão de operação e comprimento da tubulação do floculador tubular
helicoidal, e um DCCR (22) em que foram analisados o pH inicial e a concentração de íons
alumínio. Nessa etapa também foi realizado o escalonamento do sistema ECF de escala de
bancada para escala piloto. A condição ideal de tratamento do reator ECF batelada foi a
seguinte: distância entre os eletrodos de 1,0 cm, agitação de 280 rpm, pH inicial 7,0, 4
unidades de eletrodos, corrente elétrica de 0,3 A e tempo de eletrólise de 25 min. Essa
condição promoveu uma eficiência de remoção de cor de 82,03 %, pH final de 8,51, consumo
de massa dos eletrodos de 0,05 kg m-3, produção de lodo de 0,19 kg m-3, consumo de energia
de 0,45 kwh m-3 e alumínio residual de 7,48 mg L-1. Para o sistema ECF em fluxo contínuo a
condição ideal de tratamento foi: densidade de corrente de 1 mA cm-2, pH inicial de 6,4,
vazão igual ou inferior a 0,8 L min-1, comprimento da tubulação maior que 17 m, gradiente de
velocidade entre 250-350 s-1 e distância entre os eletrodos de 0,3 cm. A eficiência do
tratamento de água nessa condição foi satisfatória, apresentando uma remoção de cor superior
a 85 %, turbidez superior a 80 % e coliformes totais superior a 90 %, com um consumo
energético inferior a 0,04 kWh m-³, produção de lodo inferior a 0,03 kg m-³ e concentração de
alumínio residual inferior a 1 mg L-1. O sistema ECF foi instalado em escala piloto, sendo
iniciado o monitoramento do seu desempenho, com diferentes características de amostras de
água bruta. Contudo, foi possível desenvolver nesse estudo um sistema ECF para o tratamento
de água de abastecimento, de forma inovadora, compacta, portátil, eficiente e com potencial
de automação.
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