ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: ESTUDO COMPARATIVO DA EFICIÊNCIA DO POLÍMERO NATURAL EXTRAÍDO DO CACTO MANDACARU (Cereus jamacaru) COMO AUXILIAR NA COAGULAÇÃO: REMOÇÃO DE TURBIDEZ E VOLUME DE LODO GERADO
AUTORES: SANTOS, T.Z. (UTFPR) ; LENZ, G.F. (UTFPR) ; ZARA, R.F. (UTFPR)
RESUMO: Polímeros auxiliares de coagulação são alternativas para o tratamento de água. Neste
contexto, este trabalho faz um comparativo de remoção de turbidez de água bruta e
volume de lodo gerado entre polímero natural do cacto Mandacaru (Cereus jamacaru),
produzido com extração a seco, e polímero comercial Tanfloc, como auxiliares de
coagulação ao sulfato de alumínio. O ensaio de coagulação/floculação foi realizado em
Jar-test. Após a coagulação, floculação e decantação dos flocos, foram retiradas as
alíquotas para determinação de turbidez. O volume de lodo gerado foi medido com cone
Imhoff. A remoção de turbidez e o volume de lodo gerado foi mais satisfatório
utilizando o polímero de cacto do que para o Tanfloc e sulfato de alumínio, mostrando-
se viável para a aplicação no tratamento de água.
PALAVRAS CHAVES: polieletrólito, lodo, tratamento de água.
INTRODUÇÃO: A água de consumo humano deve ser pura e saudável, livre de matéria suspensa visível,
cor, gosto e odor. Para conciliar tais objetivos é que existem as tecnologias de
tratamento de água (RICHTER, 2009).
A turbidez apresentada pela água é decorrente de partículas suspensas, com tamanho
variando de suspensões grosseiras a colóides, que por apresentar cargas de mesmo
sinal, sofrem repulsão e estabilização destas partículas em suspensão (LIBÂNIO, 2008;
RICHTER, NETTO, 2007).
O processo de coagulação busca desestabilizar estas partículas suspensas devido a
ações físicas e químicas entre o coagulante, a água e as impurezas. A eficiência da
desta operação favorece a qualidade microbiológica, aumenta a duração dos filtros e
reduz custos da água tratada. A floculação é ligada à coagulação, onde o choque entre
as partículas desestabilizadas forma flocos que sejam removidos por decantação.
Os polímeros dotados de cargas elétricas são denominados polieletrólitos, e vem sendo
utilizados como auxiliares de coagulação a mais de 30 anos, pois aumentam o tamanho,
resistência e densidade dos flocos, como também a velocidade de floculação e
decantação; possibilitam a redução da dosagem de coagulante metálico e o residual de
alumínio; e reduz o volume de lodo gerado, facilitando a desidratação do mesmo. O
polieletrólito pode neutralizar as cargas das partículas suspensas, ou adsorve-las,
permitindo a formação de pontes químicas e aumentando o tamanho do floco (RICHTER,
2009).
O Tanfloc é um polímero comercial de origem vegetal, de baixo peso molecular e
elevada viscosidade. Mostra-se competitivo com os coagulantes metálicos no tratamento
de águas. É biodegradável e apresenta ação efetiva sobre variados tipos de água e
efluentes industriais (CORAL et al., 2009).
MATERIAL E MÉTODOS: Para a extração do polieletrólito natural, o cacto Mandacaru (Cereus jamacaru) foi
processado no laboratório da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus
Toledo. Foi utilizado extração a seco, onde o cacto foi descascado, picado e seco a
55°C em estufa por 12 horas. Depois foi triturado e peneirado em um agitador de
peneiras. O extrato a seco foi preparado com 0,1 gramas de pó seco, aquecido com água
destilada a 80°C e agitação durante 10 minutos. A solução obtida foi filtrada em
papel filtro quantitativo e guardada em frasco âmbar em geladeira. O polímero
comercial Tanfloc foi preparado a 0,1%. Foi preparado solução de sulfato de alumínio
1%, como coagulante primário, e hidróxido de cálcio 1 mol/L como alcalinizante.
A água utilizada nos ensaios foi coletada do Rio Toledo, da captação de água da
Companhia de Saneamento do Paraná (Sanepar), no município de Toledo, Paraná, no dia
da realização dos testes. Os ensaios de coagulação e floculação foram realizados em
Jar-Test, com seis jarros de 2,0 L. Foi determinada, para a água bruta, a turbidez
inicial, e final para a água resultante dos processos, utilizando Turbidimetro
Na operação de coagulação, foi utilizado 1,5 L de água bruta, a qual foi adicionado
0,5 mL de alcalinizante hidróxido de cálcio e 10 ppm de coagulante metálico sulfato
de alumínio. As dosagens de polieletrólito natural e Tanfloc foram variadas em 0,5
mL, 1,0 mL e 1,5 mL. Na mistura rápida os reagentes foram misturados com rotação de
150 rpm durante dois minutos. Na etapa floculação, a rotação foi reduzida para 20 rpm
durante 30 minutos, seguido de 30 minutos para a decantação, com agitação desligada.
Após este período foram recolhidas amostras para a determinação da turbidez. O volume
de lodo foi medido através de cone Imhoff, após 1 hora.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados comparativos de porcentagem de remoção de turbidez em função da dosagem
dos polímeros auxiliares de coagulação, obtido do cacto mandacaru e o comercial
Tanfloc, são ilustrados na Figura 1. Sem a adição de polímeros, utilizando apenas o
coagulante metálico, a remoção de turbidez foi de 96,7 %.
Richter (2009) ressalta que quanto menor a turbidez apresentada pela água
clarificada, mais efetivo é o processo de desinfecção, maior a vida útil dos filtros
e menor os gastos relacionados à limpeza destes, na Estação de Tratamento de Água
(ETA).
Os volumes de lodo resultante da decantação do material floculado para as respectivas
dosagens de polímero aplicadas no processo, e do coagulante metálico, são
representado na Figura 2.
Utilizando o polímero natural como auxiliar de coagulação, pode-se observar uma
redução do volume de sólidos sedimentáveis quando comparado ao uso do coagulante
metálico sem adição dos polímeros. Pode-se considerar a redução do residual de
alumínio no lodo e na água clarificada. Embora o polímero Tanfloc, em alguns casos,
apresentar volume de lodo menor do que o polímero de cacto, deve-se considerar que a
remoção de turbidez para o produto comercial foi menor do que o obtido pelo produto
natural.
Richter (2009) enfatiza que, embora eliminados da água durante o tratamento, os
polímeros sintéticos podem adquirir impurezas, como os monômeros acrilamida, que
podem causar efeitos adversos a saúde humana.
Assim, sendo de origem natural, o polímero de cacto Mandacaru pode ser considerado
viável a substituição aos polímeros sintéticos e redução de dosagem de coagulante
metálico aplicado ao Tratamento de Água.
CONCLUSÕES: O polímero natural extraído a seco do cacto Mandacaru (Cereus jamacaru) mostrou-se uma
opção viável como auxiliar de coagulação no processo de tratamento de água, podendo
reduzir a demanda de coagulante metálico empregado. A redução do resíduo de alumínio no
lodo pode levar a um reuso deste, com aplicações na agricultura, por exemplo. O volume
de lodo gerado pelo polímero foi menor do que para o sulfato de alumínio, confirmando
uma das vantagens ao uso deste tipo de auxiliar de coagulação. Assim, reduzem-se também
as operações relacionadas com a limpeza de decantadores na ETA.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CORAL, L. A.; BERGAMASCO, R.; BASSETTI, F. J. 2009. Estudo da viabilidade de utilização do polímero natural (TANFLOC) em substituição ao sulfato de alumínio no Tratamento de Águas para consumo. 2nd International Workshop Advances in Cleaner Production: 2 – 3.
LIBÂNIO, M. 2008. Fundamentos da Qualidade e Tratamento de Água. Átomo, 2 ed: 11, 122 – 126, 130.
RICHTER, C. A. 2009. Água: Métodos e Tecnologia de Tratamento. Blucher: 66 - 92, 271 - 272, 319 – 322.
RICHTER, A. C.; NETTO, J. M. A. 2007. Tratamento de Água: Tecnologia atualizada. Edgard Blucher, 2 ed: 26-27.
