LARISSA THAYSE SILVA DE LIMA AVALIAÇÃO DA FÉCULA DE ... · A José Wagner pela gentileza e contribuição imprescindível para tornar possível a realização deste trabalho. A

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

LARISSA THAYSE SILVA DE LIMA

AVALIAÇÃO DA FÉCULA DE MANDIOCA COMO

FLOCULANTE AUXILIAR NAS ETAPAS DE

COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO POR AR

DISSOLVIDO PARA O TRATAMENTO DE ÁGUA

NATAL/RN

2019

LARISSA THAYSE SILVA DE LIMA

AVALIAÇÃO DA FÉCULA DE MANDIOCA COMO

FLOCULANTE AUXILIAR NAS ETAPAS DE

COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO POR AR

DISSOLVIDO PARA O TRATAMENTO DE ÁGUA

Trabalho de conclusão de curso de

graduação apresentado à Universidade

Federal do Rio Grande do Norte como

requisito para obtenção do título de

Engenheira Química.

Orientadora: Profa. Dra. Magna Angélica

dos Santos Bezerra Sousa.

NATAL/RN

2019

Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN

Sistema de Bibliotecas - SISBI

Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede

Lima, Larissa Thayse Silva de.

Avaliação da fécula de mandioca como floculante auxiliar nas

etapas de coagulação/floculação e flotação por ar dissolvido para

o tratamento de água / Larissa Thayse Silva de Lima. - 2019. 55 f.: il.

Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do

Norte, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Química, Natal, RN, 2019.

Orientadora: Profa. Dra. Magna Angélica dos Santos Bezerra Sousa.

1. Tratamento de água - Monografia. 2. Floculante auxiliar -

Monografia. 3. Fécula de mandioca - Monografia. 4.

coagulação/floculação - Monografia. 5. flotação - Monografia. I.

Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra. II. Título.

RN/UF/BCZM CDU 628.16

Larissa Thayse Silva de Lima

Avaliação da fécula de mandioca como floculante auxiliar nas etapas de

coagulação/floculação e flotação por ar dissolvido para o tratamento de água

Trabalho de conclusão de curso de

graduação apresentado à Universidade

Federal do Rio Grande do Norte como

requisito para obtenção do título de

Engenheiro Químico.

Aprovado em 12 de junho de 2019

___________________________________________________

Profa. Dra. Magna Angélica dos Santos Bezerra Sousa – Orientadora

___________________________________________________

Me. José Wagner Alves Garrido – Membro Externo – UFRN

___________________________________________________

Izabella Regina de Souza Araújo – Membro Externo – UFRN

NATAL/RN

2019

AGRADECIMENTOS

A Deus, meu refúgio, que em sua infinita bondade e misericórdia tem me guiado,

amparado e protegido ao longo de toda minha vida.

À minha família, principalmente meus pais, por todos os ensinamentos, doação, apoio,

força e afeto que me deram desde sempre.

A Léon Edson pelos anos repletos de amizade, cumplicidade, paciência, suporte e

confiança. Por ter tornado essa jornada mais leve e divertida com seu companheirismo. Por

estar presente em todas as memórias boas que levarei desta etapa da minha vida. Que a nossa

amizade possa prosseguir.

À Izabella Regina pela amizade, ajuda e conversas agradáveis ao longo de todos esses

anos.

À Magna Angélica, minha orientadora e professora, por toda contribuição, instrução,

paciência, disponibilidade e amparo ao decorrer do curso, em especial, por ter aberto as portas

de seu espaço de trabalho e me dado a oportunidade de realizar este trabalho tão importante

para a conclusão desta trajetória.

A José Wagner pela gentileza e contribuição imprescindível para tornar possível a

realização deste trabalho.

A Gilmar pela paciência, ensinamentos e auxílio durante todo o processo de execução

desta tarefa.

Aos demais professores por se doarem e compartilharem seus conhecimentos

indispensáveis para a minha formação acadêmica.

Aos colegas de curso e a todos que de alguma forma cruzaram meu caminho e me

ajudaram a tornar esta caminhada melhor e possível de ser concluída.

A todos o meu muito obrigado.

RESUMO

Este trabalho aborda o uso de floculantes naturais como coadjuvantes no processo combinado

de coagulação/floculação, seguido pela etapa de flotação por ar dissolvido, em que o cloreto

férrico atua como floculante principal e a fécula de mandioca como floculante auxiliar. O uso

de floculantes naturais é uma alternativa interessante devido a sua biodegradabilidade e menor

agressão ao meio ambiente. O intuito é verificar se a fécula de mandioca, atuando como auxiliar

de coagulação/floculação, contribui para a remoção da turbidez da água, bem como se exerce

influência sobre os parâmetros: turbidez, pH e condutividade elétrica. A água bruta a ser tratada

é proveniente de um açude localizado em Santa Maria, município pertencente ao estado do Rio

Grande do Norte. As etapas de coagulação/floculação e flotação foram executadas em um

equipamento em escala de bancada denominado Flotateste, adotando o tempo de 3 minutos para

a etapa de mistura rápida e de 5 minutos para a de mistura lenta, enquanto para a flotação, os

tempos de coleta para realizar as análises dos parâmetros foram de 3 e 10 minutos. Os ensaios

foram feitos em duplicatas em duas colunas operando simultaneamente. A concentração total

de floculante injetada na coluna foi definida como 105 mg/L. Foram realizados vários

experimentos com diferentes concentrações de floculante auxiliar e floculante principal, a cada

ensaio se aumentava 25% da concentração de fécula de mandioca, ao mesmo tempo em que se

diminuía a concentração de cloreto férrico na mesma proporção, dando início em 0% de fécula

e 100% de cloreto, até atingir a combinação de 100% de fécula e 0% de cloreto. Ao final da

flotação, a maior eficiência de remoção conseguida foi de 69,05%, para o experimento sem a

presença da fécula de mandioca. Verificou-se que a medida que se aumentava a concentração

de fécula, menor era o percentual de remoção da turbidez, chegando a ocorrer um aumento

deste parâmetro para o ensaio em que a fécula de mandioca atuava sozinha como floculante,

aumentando a turbidez da água tratada em 3,81% a mais que o valor obtido inicialmente para a

água bruta. Para a condutividade, os valores variaram, mas não se teve uma tendência

previsível, crescente ou decrescente, ao passo em que se aumentava a concentração da fécula.

Para o pH, durante a atuação conjunta dos floculantes, os valores se mantiveram entre 6 e 7,

sendo menores que o valor inicial. Para o ensaio em que a fécula se encontrava como único

floculante do processo, o valor do pH foi alcalino e superior ao inicial. Ao final, é possível

concluir que a fécula de mandioca não contribuiu como auxiliar de coagulação/floculação para

um processo com o cloreto férrico como floculante principal para o tratamento de água.

Palavras-chave: flotação; turbidez; fécula de mandioca; floculante auxilar; cloreto férrico.

ABSTRACT

This work deals with the use of natural flocculants as coadjuvants in the combined

coagulation/flocculation process, followed by the dissolved air flotation stage, in which the

ferric chloride acts as the main flocculant and the cassava starch as auxiliary flocculant. The

use of natural flocculants is an interesting alternative due to its biodegradability and less

aggression to the environment. The purpose of this study was to verify if cassava starch, acting

as a coagulation/flocculation aid, contributes to the removal of turbidity from the water, as well

as influencing parameters: turbidity, pH and electric conductivity. The raw water to be treated

comes from a reservoir located in Santa Maria, a municipality belonging to the state of Rio

Grande do Norte. The steps of coagulation/flocculation and flotation were performed on a bench

scale equipment called Flotateste, adopting the time from 3 minutes for the rapid mixing step

and 5 minutes for the slow mixing step, while for flotation the time to perform the analyzes of

the parameters were 3 and 10 minutes. The assays were done in duplicates on two columns

operating simultaneously. The total concentration of flocculant injected into the column was

defined as 105 mg/L. Several experiments were carried out with different concentrations of

auxiliary flocculant and main flocculant, at each test, 25% of the cassava starch concentration

was increased, at the same time as the concentration of ferric chloride in the same proportion

was decreased, starting at 0% of starch and 100% chloride until a combination of 100% starch

and 0% chloride was reached. At the end of the flotation, the highest removal efficiency was

69.05% for the experiment without the presence of manioc starch. It was verified that as the

starch concentration was increased, the percentage of turbidity removal was lower, and an

increase of this parameter occurred for the test in which the cassava starch acted alone as a

flocculant, increasing the turbidity of the treated water in 3.81% more than the value initially

obtained for raw water. For conductivity, the values varied, but there was no predictable,

increasing or decreasing trend, while increasing the concentration of the starch. For the pH,

during the joint action of the flocculants, the values remained between 6 and 7, being smaller

than the initial value. For the test in which the starch was the only flocculant in the process, the

pH value was alkaline and higher than the initial one. At the end, it is possible to conclude that

manioc starch did not contribute as a coagulation/flocculation aid to a process with ferric

chloride as the main flocculant for the treatment of water.

Keywords: Flotation; turbidity; cassava starch; auxiliary flocculant; ferric chloride.

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 — Cloreto férrico em sua forma sólida. .................................................................. 20

Figura 3.2 — Processo de produção da fécula de mandioca. ................................................... 21

Figura 3.3 — Fécula de mandioca depois de obtida................................................................. 21

Figura 4.1 — Localização do município de Santa Maria/RN. ................................................. 24

Figura 4.2 — Açude da propriedade Haras OM, de onde foi coletada a água a ser tratada. .... 25

Figura 4.3 — Utensílios, vidrarias e equipamentos utilizados. a) Béqueres, pisseta, balão etc.

b) Agitador magnético com aquecimento e c) Balança digital...................................................26

Figura 4.4 — Embalagem da fécula de mandioca utilizada. .................................................... 26

Figura 4.5 — Solução de fécula de mandioca preparada. ........................................................ 27

Figura 4.6 — Etiqueta do cloreto férrico utilizado.....................................................................28

Figura 4.7 — Solução de cloreto férrico preparada.................................................................. 28

Figura 4.8 — Equipamentos utilizados durante o processo: a) Turbidímetro, b) Condutivímetro;

c) pHmetro. ............................................................................................................................... 29

Figura 4.9 — Esboço geral do Flotateste. ................................................................................ 30

Figura 4.10 — Unidade do flotateste: Colunas. ....................................................................... 31

Figura 4.11 — Unidades do flotateste: a) Sistema de saturação; b) Regulador de pressão; c)

Compressor. .............................................................................................................................. 32

Figura 4.12 — Unidades do flotateste: a) Sistema rotacional constituído por motor, polias e

mandris; b) Variador de frequência. ......................................................................................... 33

Figura 4.13 — Fluxograma do processo de coagulação/flotação e FAD no flotateste...............35

Figura 4.14 — Fluxograma da metodologia resumida................................................................38

Figura 5.1 — Resultado da flotação para concentração ótima de cloreto férrico (105 mg/L). 40

Figura 5.2 — Comportamento anômalo para concentração de 150 mg/L de cloreto férrico. .. 40

Figura 5.3 — Gráfico da turbidez final versus concentração de fécula de mandioca (t = 3 min).

.................................................................................................................................................. 43

Figura 5.4 — Gráfico da turbidez final versus concentração de fécula de mandioca (t = 10 min).

.................................................................................................................................................. 43

Figura 5.5 — Gráfico da remoção de turbidez versus concentração de fécula de mandioca (t =

10 min). ..................................................................................................................................... 44

Figura 5.6 — Resultado final da flotação para o experimento com a mistura de 50% cloreto

férrico 50% fécula de mandioca. .............................................................................................. 45

Figura 5.7 — Resultado final da flotação para o experimento com 100% fécula de mandioca.

.................................................................................................................................................. 45

Figura 5.8 — Gráfico do pH versus concentração de fécula de mandioca (pH0 = 7,11). ........ 47

Figura 5.9 — Gráfico da variação da condutividade versus concentração de fécula de mandioca.

.................................................................................................................................................. 49

LISTA DE TABELAS

Tabela 4.1 — Parâmetros físico-químicos avaliados, métodos e equipamentos utilizados para

medição. .................................................................................................................................... 29

Tabela 4.2 — Experimentos realizados para cada mistura de floculantes utilizada....................37

Tabela 5.1 — Resultados dos testes iniciais para determinação da concentração ótima de CF.

.................................................................................................................................................. 39

Tabela 5.2 — Volumes de floculantes injetados em cada experimento. .................................. 41

Tabela 5.3 — Valores da turbidez em função da concentração de fécula de mandioca em cada

tempo de coleta. ........................................................................................................................ 42

Tabela 5.4 — Valores finais de pH para cada concentração de fécula de mandioca. .............. 47

Tabela 5.5 — Valores da condutividade final para cada concentração de fécula de mandioca.

.................................................................................................................................................. 48

Tabela 5.6 — Resultados para os experimentos complementares............................................ 50

LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS

CF: Cloreto Férrico

ETA: Estação de Tratamento de Água

FAD: Flotação por Ar Dissolvido

FM: Fécula de Mandioca

LAMTRE: Laboratório de Monitoramento e Tratamento de Resíduos da Indústria do Petróleo

da Universidade Federal do Rio Grande do Norte

NTU: Unidade Nefelométrica de Turbidez

pH: Potencial Hidrogeniônico

rpm: rotações por minuto

uT: unidade de turbidez

µS: micro Siemens

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 14

2 OBJETIVOS .................................................................................................................... 16

2.1 OBJETIVO GERAL ....................................................................................................... 16

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................... 16

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................... 17

3.1 TURBIDEZ ..................................................................................................................... 17

3.2 pH NA COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO .................................................................... 17

3.3 CONDUTIVIDADE ELÉTRICA NA COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO .................. 18

3.4 PROCESSO DE COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO .................................................. 18

3.5 FLOCULANTES ............................................................................................................ 19

3.5.1 Cloreto Férrico ......................................................................................................... 19

3.5.2 Fécula de mandioca .................................................................................................. 20

3.7 VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA FÉCULA DE MANDIOCA COMO

FLOCULANTE AUXILIAR ................................................................................................ 21

3.8 PRODUÇÃO NACIONAL DE FÉCULA DE MANDIOCA ........................................ 22

3.9 FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO (FAD) ............................................................... 22

4 METODOLOGIA ........................................................................................................... 24

4.1 ESPECIFICAÇÃO DA ORIGEM E COLETA DA ÁGUA BRUTA ............................ 24

4.2 MATERIAIS ................................................................................................................... 25

4.3 PREPARAÇÃO DA SOLUÇÃO DE FÉCULA DE MANDIOCA ............................... 26

4.4 PREPARAÇÃO DA SOLUÇÃO DE CLORETO FÉRRICO ........................................ 27

4.5 PARÂMETROS AVALIADOS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIÇÃO

.............................................................................................................................................. 29

4.6 FUNCIONAMENTO DO FLOTATESTE ..................................................................... 29

4.6.1 Colunas de flotação .................................................................................................. 30

4.6.2 Câmara de saturação................................................................................................. 31

4.6.3 Sistema de rotação .................................................................................................... 32

4.7 ETAPAS DE COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO ................................ 33

4.8 EXPERIMENTOS INICIAIS — DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO ÓTIMA

DE FLOCULANTE .............................................................................................................. 35

4.9 EXPERIMENTOS PRINCIPAIS — MISTURA DOS FLOCULANTES NATURAIS E

SINTÉTICOS ........................................................................................................................ 36

4.10 EXPERIMENTOS COMPLEMENTARES ................................................................. 37

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................. 39


DE FLOCULANTE .............................................................................................................. 39


SINTÉTICOS ........................................................................................................................ 41

5.2.1 Turbidez ................................................................................................................... 41

5.2.2

pH..............................................................................................................................46_Toc1

1784067

5.2.3 Condutividade elétrica ............................................................................................. 48

5.3 EXPERIMENTOS COMPLEMENTARES .................................................................. 50

6 CONCLUSÃO ................................................................................................................. 51

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 53

14

1 INTRODUÇÃO

Pensar em meios mais viáveis, tanto no ponto de vista econômico quanto ambiental, tem

sido um objetivo permanente para aqueles que buscam traçar caminhos que contemplem todas

as necessidades que um processo requer, desde ao menor custo de produção, aliado ao

desenvolvimento sustentável, respeitando todas as vertentes: econômica, ecológica e social, até

ao rendimento satisfatório ao final do processo.

As Estações de Tratamento de Água (ETA) se deparam com um desafio ao produzirem

água de qualidade, pois a atividade exige um sistema produtor de água potável que tenha

recursos suficientes para acompanhar e atender a demanda crescente por água, mantendo o

controle dos custos da forma mais favorável possível para a empresa e assegurando a qualidade

da água, assim como requer preocupação a respeito dos impactos que podem ser desencadeados

durante as etapas do processo e a necessidade de minimizá-los da melhor forma possível,

garantindo a segurança e a preservação do meio ambiente.

A coagulação e a floculação são etapas imprescindíveis durante o processo de

tratamento de água pelo fato de contribuírem não só para remoção da turbidez e da cor, como

também para auxiliar na retirada de bactérias, vírus, plânctons, entre outros. Desta forma, é de

suma importância garantir a eficácia destes processos para que haja o sucesso das etapas futuras,

pois eles contribuem para preparação da decantação ou da flotação, bem como da filtração

realizada posteriormente (RICHTER, 2009).

A aplicação de floculantes naturais como coadjuvantes nos processos de coagulação e

floculação configura um caminho alternativo capaz de agregar vantagens ao processo de

tratamento de água devido ao baixo custo e a facilidade de obtenção, preparo e aplicação. Desta

forma, conseguem se destacar dos floculantes sintéticos, já que estes geralmente demandam

alto custo e fazem uso normalmente de matérias-primas importadas (SOUZA, 2004).

Outros pontos positivos do uso de floculantes naturais, além de suas propriedades, são:

sua biodegradabilidade, o fato de serem menos agressivos ao meio ambiente e possuírem baixa

toxicidade, diferente dos floculantes inorgânicos, que geralmente contêm metais pesados em

sua composição, sendo prejudiciais ao solo e aos recursos hídricos quando descartados.

(JACKSON et al., 2006).

Seguindo esta temática de abordar outras alternativas menos agressivas ao meio

ambiente para as etapas de coagulação e floculação que compõem o tratamento de água, o

presente trabalho corresponde a avaliação do papel da fécula de mandioca como auxiliar natural

15

do cloreto férrico nestas etapas, atuando em diferentes concentrações, a partir de diversos

ensaios com variadas combinações percentuais para cada um dos floculantes, cloreto férrico

(CF) e fécula de mandioca (FM).

A fécula de mandioca é um produto de origem natural, com produção ampla no Brasil,

o que dificulta a ocorrência de desabastecimento do produto e diminui o risco de

comprometimento do processo devido à ausência do mesmo (MEIRA, 2004 apud SANTOS;

XAVIER; TOMÉ, 2012).

O cloreto férrico gera flocos densos que precipitam rapidamente e possuem uma

interação potente com os coloides, contribuindo para a utilização de uma menor quantidade de

floculante. (LIBÂNIO, 1995 apud SANTOS; XAVIER; TOMÉ, 2012).

A água utilizada para a execução deste trabalho foi proveniente de um açude localizado

no município de Santa Maria, Rio Grande do Norte. Foi realizada a caracterização da água

bruta, identificando os valores dos parâmetros de interesse, turbidez, pH e condutividade

elétrica, a preparação das soluções de floculantes para execução das etapas de coagulação e

floculação e, por fim, ocorre a Flotação por Ar Dissolvido (FAD).

A FAD tem se destacado por representar uma alternativa interessante para o

desenvolvimento de novos projetos de estações de tratamento, assim como para a expansão das

já existentes, pelo fato de propiciar, exigindo um menor custo, a produção de água potável de

qualidade que não deixa a desejar à de uma estação convencional (RICHTER, 2009).

Após o final do processo e da realização de todas as análises necessárias a partir das

amostras de água tratada coletadas, o intuito é verificar qual a influência exercida pela presença

da fécula de mandioca, enquanto floculante auxiliar do cloreto férrico, sobre a turbidez, o pH e

a condutividade elétrica da água tratada, bem como se há eficiência com relação a remoção da

turbidez desta água, apresentando e discutindo os resultados obtidos, fornecendo o

embasamento fundamental para formação da conclusão deste trabalho.

16

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar o desempenho da fécula de mandioca como auxiliar de floculação do cloreto

férrico no processo de tratamento de água por meio da coagulação/floculação e da flotação por

ar dissolvido, observando a sua influência nos parâmetros: turbidez, condutividade elétrica e

pH da água tratada.

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Indicar os parâmetros físico-químicos de turbidez, condutividade elétrica e do pH da água

bruta;

• Definir a concentração ótima de cloreto férrico a ser utilizada no processo de

coagulação/floculação para o tratamento da água;

• Observar de que forma o cloreto férrico e a fécula de mandioca, tanto separadamente

quanto em conjunto, atuam na turbidez, na condutividade elétrica e no pH da água tratada;

• Analisar o desempenho da fécula de mandioca como auxiliar de coagulação/floculação

do cloreto férrico em meio a experimentos com concentrações distintas do sistema fécula-

cloreto para tratamento da água;

• Conferir a eficiência da fécula como auxiliar de coagulação/floculação do cloreto férrico

para promover a diminuição da turbidez da água tratada.

17

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 TURBIDEZ

Em uma ETA para atingir o padrão pré-estabelecido pela legislação para tornar a água

adequada para um determinado uso, assim como para escolher o tratamento que será empregado

para isso, é preciso conhecer as características físico-químicas e bacteriológicas da água.

Uma destas características é a turbidez, que corresponde a um parâmetro de análise

física e está relacionada à matéria suspensa existente na água, podendo ser de natureza variada,

matéria orgânica, inorgânica, plânctons, microrganismos, entre outros. Estas partículas

suspensas variam de tamanho, desde suspensões grosseiras até coloidais (RICHTER, 2009).

A existência destas partículas faz com que ocorra a dispersão e a absorção da luz, o que

resulta em uma água com aspecto turvo. Além de deixar a aparência desagradável, a turbidez

pode prejudicar a potabilidade da água e atrapalhar o desempenho do processo de desinfecção,

como por exemplo a ação do cloro, pelo fato de propiciar a proteção de certos microrganismos

(GAUTO; ROSA, 2011).

3.2 pH NA COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO

Para atingir a otimização do processo, um dos parâmetros que exige atenção é o pH,

pois está diretamente ligado a eficiência do processo. A escolha do floculante, bem como a dose

a ser utilizada e a alcalinidade da água a ser tratada exercem influência direta no valor final do

pH (RICHTER, 2009).

Na maioria dos casos, os floculantes atuam como ácidos em soluções, o que provoca a

diminuição do pH e da alcalinidade, exigindo que seja inserido um alcalinizante no intuito de

promover o equilíbrio do pH (PAVANELLI, 2001).

Os floculantes inorgânicos são bastante eficientes para a remoção da cor e da turbidez

da água, todavia, provocam o aumento da geração de lodo da ETA e consomem alcalinidade, o

que ocasiona no aumento dos custos do processo, já que tornam necessário o uso de produtos

químicos para correção do pH. Já os floculantes orgânicos contribuem para a geração de uma

menor quantidade de lodo e não incorporam sais à água (ARNESEN et al., 2017).

Grande parte dos floculantes metálicos reage com a água gerando íons de hidrogênio

livres que promovem a diminuição da alcalinidade natural da água, se esta não for suficiente, a

aplicação de um floculante metálico pode ocasionar na redução do pH, de modo que se tenha

um valor abaixo da faixa de desempenho do floculante, resultando em uma coagulação ineficaz,

18

ou até mesmo inexistente. Para os coagulantes orgânicos, sua adição não influencia no pH e

nem na alcalinidade (RICHTER, 2009).

3.3 CONDUTIVIDADE ELÉTRICA NA COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO

A condutividade elétrica é uma propriedade que se relaciona proporcionalmente a

quantidade de sais dissolvidos na água, contribuindo para que se tenha uma noção breve dos

sólidos presentes em uma amostra (GAUTO; ROSA, 2011).

A condutividade elétrica está diretamente ligada a presença de substâncias dissolvidas

capazes de conduzir eletricidade, tanto na forma aniônica quanto catiônica, de modo que quanto

maior for a concentração iônica da solução, maior a condutividade (BRASIL, 2006).

Quando aplicados nos processos de coagulação, os floculantes inorgânicos são capazes

de influenciar no aumento das concentrações de outros parâmetros de qualidade, como a

condutividade (ARNESEN et al., 2017).

3.4 PROCESSO DE COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO

A maioria das partículas suspensas existentes na água se encontram em estado coloidal.

Estas partículas possuem a mesma carga elétrica, o que gera repulsão mútua, não possibilitando

a aproximação e a colisão delas para que formem aglomerados maiores e se sedimentem de

maneira natural. Sendo assim, faz-se uso de agentes químicos floculantes que sejam carregados

de modo oposto ao das partículas, promovendo a neutralização da carga elétrica e reduzindo as

forças que as separam, estimulando atração entre elas, este processo é denominado de

coagulação (GAUTO; ROSA, 2011).

Na coagulação ocorre a etapa de mistura rápida do floculante com a água. Logo depois,

acontece a segunda etapa, que corresponde a floculação, processo em que se promove os

choques entre as partículas, anteriormente desestabilizadas por meio da coagulação, através da

mistura lenta do material para a geração dos flocos. Deste modo, a coagulação e a floculação

consistem em transporte de fluido, relacionados à precipitação e ao agrupamento de partículas

primárias. A diferença entre as duas se dá pelo tempo e a intensidade de mistura (RICHTER,

2009).

Dentre os produtos utilizados nos processos de coagulação tem-se o sulfato de alumínio

e o cloreto férrico. Estes floculantes disponibilizam espécies químicas de alumínio e ferro que

possuem elevada densidade de cargas elétricas apresentando sinal contrário ao das partículas

que se encontram na água bruta, dando fim as forças de repulsão eletroestática existentes no

19

início (água bruta), facilitando a ocorrência da floculação e a formação de sedimentos maiores

e mais densos, tornando o processo mais rápido (BDT, 2001).

3.5 FLOCULANTES

3.5.1 Cloreto Férrico

Quando acrescentado a água em sua forma iônica, o cloreto férrico (FeCl3) sofre

conversão a hidróxido férrico ao reagir com as bases presentes na água. A interação do íon

férrico com o material coloidal é muito potente. Por possuir uma massa molar superior, seus

flocos possuem maior densidade, precipitando de maneira rápida e dando origem a uma lama

mais consistente, o que confere alguns benefícios para o processo, como: utilização de uma

menor quantidade de floculante, devido a maior potência na interação do floculante e o material

coloidal; e menor área, tornando seu uso mais vantajoso quando comparado a utilização de

outros floculantes, como o sulfato de alumínio (LIBÂNIO, 1995 apud SANTOS; XAVIER;

TOMÉ, 2012).

Na maior parte dos casos, os floculantes férricos se mostram satisfatórios em uma ampla

escala de pH, desde 4 até 11, sendo favoráveis, em especial, para coagulação da cor a pequenos

valores de pH e no processo de abrandamento, estimulando a geração dos flocos. Por possuírem

produtos de solubilidade muito baixos, o processo de coagulação com sais de ferro se dá

predominantemente por arrasto, ocorrendo a precipitação rápida dos hidróxidos de ferro,

gerando um precipitado de aspecto gelatinoso que captura outras partículas, promovendo a

coagulação por arrasto (RICHTER, 2009).

Os sais de ferro provenientes da adição do cloreto férrico como agente floculante

durante o tratamento de água reagem promovendo a neutralização das cargas negativas dos

coloides e contribuem para a geração de hidróxidos insolúveis de ferro, possibilitando a ação

em uma ampla escala de pH (FARIAS; FERREIRA, 2014).

O cloreto férrico é mostrado na Figura 3.1.

20

Figura 3.1 — Cloreto férrico em sua forma sólida.

Fonte: ZQ, 2019.

3.5.2 Fécula de mandioca

O polímero natural de fécula de mandioca corresponde a um floculante orgânico,

podendo ser empregado no processo de coagulação/floculação. A utilização de um polímero na

coagulação pode ser de forma auxiliar ou primária, neste caso, o processo se reduz à

neutralização por carga, sem ocasionar alterações no pH e nem na alcalinidade. O processo de

coagulação ocorre predominantemente por adsorção-desestabilização complementada por um

efeito de ligação de pontes entre partículas. Tanto para substituir ou auxiliar um coagulante

orgânico, é possível utilizar um polímero catiônico que se adere aos coloides, possibilitando a

ligação de várias partículas como laços em uma corda (RICHTER, 2009).

Os polímeros, também chamados de macromoléculas, apresentam pontos de carga

positiva que se unem as impurezas coloidais dando origem a uma ponte no espaço existente

entre as partículas ao redor, gerando partículas maiores (VESILIND; MORGAN, 2014).

Características como: extensão da cadeia molecular do polímero, o tamanho e a

disposição das partículas e o gradiente de velocidade influenciam significativamente no

rendimento do processo de floculação. Além disso, alguns polímeros demonstram maior

eficiência quando utilizados imediatamente após a etapa de mistura rápida do floculante

primário, já outros são mais favoráveis ao processo quando aplicados depois de um certo tempo

que a flotação foi sucedida (BERNARDO, A; BERNARDO, L., 2000).

De acordo com Camargo et al. (1984), citado por Vieira et al. (2010), a fécula de

mandioca pode ser caracterizada como um pó fino de cor branca, inodoro e sem sabor. A fécula

de mandioca corresponde a um polissacarídeo natural que possui em sua formação cadeias

lineares (amilose) e cadeias ramificadas (amilopectina). Sua obtenção se dá a partir das raízes

de mandioca, depois de realizados os processos de descascamento, trituração, desintegração,

21

purificação, peneiramento, centrifugação, entre outros para sua obtenção. A Figura 3.2 mostra

o processo de produção para a obtenção da fécula de mandioca:

Figura 3.2 — Processo de produção da fécula de mandioca.

Fonte: Adaptada de Santos (2016).

A Figura 3.3 mostra a fécula de mandioca após a realização de todo o processo para a

sua obtenção.

Figura 3. 3 — Fécula de mandioca depois de obtida.

Fonte: Mídia Max (2016).

3.7 VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA FÉCULA DE MANDIOCA COMO

FLOCULANTE AUXILIAR

A fécula de mandioca é uma alternativa vantajosa para o processo de floculação pelo

fato de ser um produto renovável, biodegradável e de simples elaboração, sendo possível ser

22

produzida no próprio local, viabilizando seu uso e descartando a necessidade de ser transportada

(SOUZA, 2004).

Por serem responsáveis por uma geração menor de lodo e livre de sais metálicos, os

floculantes orgânicos beneficiam os processos para a realização de sua compostagem e

disposição final (FARIAS FERREIRA 2014).

3.8 PRODUÇÃO NACIONAL DE FÉCULA DE MANDIOCA

Segundo Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO,

2016), citado pela CONAB (2018), o Brasil se encontra na quarta posição da produção mundial

anual com 21,08 milhões de toneladas de raiz de mandioca (CONAB, 2018).

A produção brasileira de fécula de mandioca se caracteriza pelo consumo e economia

interna, prevalecendo a subsistência e o abastecimento regional, não possuindo muita relevância

no âmbito internacional, com participação nas exportações inferior a 1%, o restante é

consumido pelo mercado brasileiro em diversas indústrias, como: de papel e papelão,

frigoríficos, alimentícia, química e têxtil (SEAB, 2017).

Do ponto de vista regional, a Região Norte garante a primeira colocação na produção

de mandioca nacional com a porcentagem 36,1%. Na segunda posição encontra-se a Região

Nordeste com 25,1%. Por último, tem-se a Região Sul com 22,1%. Já com relação a produção

de mandioca estadual, quem ocupa o primeiro lugar como o maior produtor estadual é o Pará,

representando 20,55% da porcentagem nacional, acompanhado do estado do Paraná com

14,79%. (EMBRAPA, 2018).

3.9 FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO (FAD)

Após a ocorrência da coagulação/floculação, o efluente contendo os flocos formados

segue para uma etapa de sedimentação ou flotação, tendo como objetivo realizar a separação

dos flocos suspensos.

A flotação se refere ao processo em que ocorre a separação da fase sólida, que contém

densidade inferior à do líquido suspenso, da fase líquida, tornando possível a flutuação da fase

sólida para a superfície. É um processo físico comumente empregado para a clarificação de

efluentes. Uma vantagem deste processo é que o equipamento requer pouco espaço para sua

instalação. Já um ponto negativo é o fato de exigir uma maior despesa operacional por conta da

mecanização (GAUTO; ROSA, 2011).

23

A flotação corresponde a uma operação pela qual ocorre a remoção das partículas a

partir da introdução de microbolhas de ar que ao entrarem em contato com as partículas

promovem a formação de um aglomerado bolha-partícula, possuindo densidade aparente

inferior à da água, possibilitando que ocorra a flutuação deste aglomerado para a superfície do

tanque de flotação, tornando possível sua remoção (LÉDO, 2008).

Há mais de um tipo de flotação, dentre elas, a Flotação por Ar Dissolvido que, como

corresponde ao procedimento utilizado neste trabalho para realização do tratamento da água,

será o único tipo abordado.

No procedimento de FAD ocorre a diminuição da densidade das partículas sólidas a

partir da adesão de bolhas de ar bem pequenas que são originadas a partir da diminuição

imediata da pressão na corrente líquida saturada de ar oriunda da câmara de saturação. Através

do uso de uma bomba, uma pequena porção de água é elevada à pressão (5% a 10% da vazão

que passa na unidade), que varia de 4 a 5,5 atm, e encaminhada ao tanque de saturação,

tornando-a saturada de ar advindo de um compressor. No processo ocorre a injeção desta água

que possui sua pressão reduzida rapidamente, liberando várias microbolhas de ar que se unem

aos flocos existentes e os torna capazes de flutuar, ascendendo para a superfície e promovendo

a formação de uma camada de lodo que pode ser retirada por meio de raspadores superficiais

(RICHTER, 2009).

A realização da FAD fornece mais flexibilidade ao tratamento devido a possibilidade de

trabalhar com uma maior faixa de pressão, favorecendo o controle eficaz com relação a

quantidade de ar desprendido, o que atrelado ao pequeno tamanho das bolhas, representa um

benefício primordial ao tratamento de água (AISSE et al., 2014).

24

4 METODOLOGIA

Para a realização do experimento foi necessária a utilização de todo um conjunto de

ferramentas, o que inclui vidrarias, equipamentos mecânicos e eletrônicos, floculantes

sintéticos e naturais, que viabilizaram o alcance do objetivo deste trabalho.

4.1 ESPECIFICAÇÃO DA ORIGEM E COLETA DA ÁGUA BRUTA

A água a ser tratada foi proveniente de um corpo hídrico superficial, um açude situado

em Santa Maria, município pertencente ao estado do Rio Grande do Norte, como mostrado na

Figura 4.1:

Figura 4.1 — Localização do município de Santa Maria/RN.

Fonte: IBGE (2019).

A coleta da água foi realizada contracorrente com uma distância média de 30 cm da

superfície, utilizando para seu armazenamento galões de 10 e 20 litros de capacidade. Após a

coleta, os galões foram levados imediatamente para o Laboratório de Monitoramento e

Tratamento de Resíduos da Indústria do Petróleo (LAMTRE) permanecendo sob refrigeração

em um freezer, com temperatura de aproximadamente 4 °C, durante todo o período necessário

para a realização dos experimentos conforme as recomendações do Guia Nacional de Coleta e

Preservação de Amostras (ANA, 2011).

O açude está localizado em uma propriedade privada chamada Haras OM. A Figura 4.2

mostra a imagem do açude:

25

Figura 4.2 — Açude da propriedade Haras OM, de onde foi coletada a água a ser tratada.

Fonte: Autor (2019).

4.2 MATERIAIS

• Balões volumétricos;

• Espátula;

• Bastão de vidro;

• Almofariz e pistilo;

• Béqueres;

• Funil;

• Pisseta;

• Pipetas de 10 ml;

• Balança digital Adventurer Ohaus AR2140;

• Agitador magnético Fisatom 752A.

A Figura 4.3 mostra os utensílios, as vidrarias e os equipamentos listados anteriormente

e que foram utilizados durante o processo.

26

Figura 4.3 — Utensílios, vidrarias e equipamentos utilizados. a) Béqueres, pisseta,

balão etc. b) Agitador magnético com aquecimento e c) Balança digital.


4.3 PREPARAÇÃO DA SOLUÇÃO DE FÉCULA DE MANDIOCA

O floculante auxiliar para ser utilizado para a mistura com o cloreto férrico foi a fécula

de mandioca comercial da marca Caicó, mostrada na Figura 4.4:

Figura 4.4 — Embalagem da fécula de mandioca utilizada.


27

Com base no estudo realizado por Souza (2004), citado por Santos; Xavier; Tomé

(2012), foi feita a mistura da fécula de mandioca (FM) na seguinte proporção: 1% em massa,

ou seja, a cada litro de água adiciona-se 10 g de fécula, resultando em uma concentração de

10.000 ppm. Após isso, a solução foi aquecida (100 °C) com agitação constante durante 20

minutos para que haja a mistura completa da solução. Depois de seu resfriamento, a solução já

se encontra apropriada para o uso.

Então, seguindo esta proporção, foi preparada uma solução de fécula de mandioca

contendo 1 g/100 ml, mostrada na Figura 4.5:

Figura 4.5 — Solução de fécula de mandioca preparada.


A solução foi mantida sob refrigeração constante, sendo descartada ao final de cada dia

de experimento, a fim de manter suas propriedades, evitar proliferação bacteriana e sua

oxidação, já que se trata de um produto orgânico e natural. Da mesma forma foi feita para a

solução de cloreto férrico.

4.4 PREPARAÇÃO DA SOLUÇÃO DE CLORETO FÉRRICO

Como floculante principal do processo utilizou-se o cloreto férrico da marca Synth,

conforme mostrado na Figura 4.6:

28

Figura 4.6 — Etiqueta do cloreto férrico utilizado.


A solução-base de CF, Figura 4.7, seguiu a mesma proporção adotada para a solução de

fécula de mandioca, dissolvendo 1 g CF em 100 ml de água. Depois de preparadas as soluções

(CF e FM), deu-se início aos experimentos com as misturas de floculantes utilizadas em cada

ensaio.

Figura 4.7 — Solução de cloreto férrico preparada.


29

4.5 PARÂMETROS AVALIADOS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS PARA

MEDIÇÃO

A Tabela 4.1 mostra os parâmetros utilizados para a caracterização tanto da água bruta

quanto das amostras de água tratada, assim como os métodos e os equipamentos utilizados.

Tabela 4.1 — Parâmetros físico-químicos avaliados, métodos e equipamentos utilizados para

medição.

Parâmetro (unidade) Método Equipamento Marca Modelo

Turbidez (NTU) Nefelométrico Turbidímetro *** TB100

Condutividade (µS/cm) Eletrométrico

Condutivímetro Digimed DM-31

pH pHmetro Nova NI PHM


A Figura 4.8 apresenta os equipamentos que serviram de aparato para a realização das

medições necessárias dos parâmetros.

Figura 4.8 — Equipamentos utilizados durante o processo: a) Turbidímetro, b)

Condutivímetro; c) pHmetro.


4.6 FUNCIONAMENTO DO FLOTATESTE

Para a realização dos ensaios de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido foi

utilizado o equipamento nomeado flotateste. Este equipamento foi construído em escala de

30

bancada no LAMTRE, conforme Lacerda (1997), Pinto Filho (1999) e Lédo (2008). A Figura

4.9 representa um esquema geral do equipamento flotateste utilizado.

Figura 4.9 — Esboço geral do Flotateste.

Fonte: Adaptada de Lédo (2008).

4.6.1 Colunas de flotação

As etapas de mistura rápida (coagulação), mistura lenta (floculação) e flotação por ar

dissolvido ocorreram nas colunas do Flotateste, onde são introduzidos os floculantes e a água a

ser tratada. Os experimentos foram realizados em duplicata para cada combinação de mistura

analisada (CF + FM), ao final foi feita uma média dos valores obtidos em cada análise. Duas

das três colunas trabalhavam simultaneamente durante o processo.

A Figura 4.10 mostra as colunas de flotação que constituem o flotateste. Estas colunas

foram construídas em acrílico transparente, sendo possível visualizar todo o processo, com uma

base de alumínio, ligadas a conexões tubulares por onde ocorrem a inserção da água saturada e

a saída da água tratada. Elas possuem em seu interior paletas responsáveis pela agitação,

empregada para dispersar e homogeneizar os floculantes, que são injetados por meio de seringas

fixadas do lado direito de cada coluna. Ao final do processo as alíquotas necessárias para análise

são recolhidas pelos canais de saída, posicionados a esquerda de cada coluna.

31

Figura 4.10 — Unidade do flotateste: Colunas.


4.6.2 Câmara de saturação

A câmara de saturação que compõe o flotateste é fabricada pela JBF-Aquaflot e

corresponde a um vaso fechado de inox com um volume total de 3,5 litros, responsável pelo

preparo da água saturada a ser utilizada para a recirculação. Segundo o fabricante a pressão

recomendada na câmara de saturação é de até 5 kgf/cm2.

Em sua parte superior, estão localizados um manômetro, uma válvula de segurança e

um orifício destinado a entrada de água. Na parte inferior da câmara de saturação estão

dispostas: uma abertura utilizada para a entrada de ar comprimido, ligada ao compressor,

pertencente a marca Schulz, modelo Twister; e uma saída para água saturada conectada as

colunas de flotação. A Figura 4.11 mostra estes equipamentos.

32

Figura 4.11 — Unidades do flotateste: a) Sistema de saturação; b) Regulador de pressão; c)

Compressor.


4.6.3 Sistema de rotação

Por meio de um motor da marca Weg é possível colocar o conjunto de polias em

movimento, sendo cada uma das polias responsável pela movimentação de um eixo. Estes eixos

têm como função promover a fixação dos mandris, parte em que estão conectadas as hastes com

suas paletas. As hastes podem ser removidas quando não forem necessárias. O controle da

variação da velocidade rotacional é permitido por um variador de frequência da marca

Schneider Electricic, permitindo uma variação na faixa de 0 a 360 rpm. A Figura 4.12 os

equipamentos que compõem o sistema de rotação.

O sistema de rotação é utilizado para promover as agitações rápida e lenta, responsáveis

pelas etapas de coagulação e floculação, respectivamente.

33

Figura 4.12 — Unidades do flotateste: a) Sistema rotacional constituído por motor, polias e

mandris; b) Variador de frequência.


4.7 ETAPAS DE COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO

Os valores definidos para os parâmetros: tempo da etapa de mistura lenta; tempo da

etapa de mistura rápida, velocidades de agitação para ambas as etapas, relacionados as etapas

de coagulação/floculação, assim como os utilizados na flotação, permaneceram constantes para

todos os ensaios.

Os valores para o tempo de mistura lenta e as velocidades de agitação para as etapas

rápida e lenta tiveram como base o trabalho desenvolvido por Magalhães (2014). O tempo de

mistura rápida e de flotação foram definidos com base em Paulo et al. (2013).

Para a execução dos processos e realização das misturas, empregou-se para a etapa de

mistura rápida uma duração de 3 minutos e uma rotação no valor de 226 rpm e para mistura

lenta uma duração de 5 minutos com rotação de 90 rpm, correspondendo, respectivamente, a

12,2 e 5,4, na escala do variador de frequência.

A cada coluna de flotação foi adicionado um litro da água bruta a ser tratada. Logo

depois, colocou-se dentro das colunas, a partir do uso das seringas, os floculantes utilizados de

acordo com as quantidades estabelecidas para cada experimento (CF + FM), e deu-se início

primeiramente a etapa de mistura rápida, registrada com o auxílio de um cronômetro digital.

34

Após o tempo decorrido, alterou-se a rotação, sendo favorável a formação dos flocos, e

realizou-se a etapa de mistura lenta.

Passados os cinco minutos, desligou-se o sistema de rotação e imediatamente ocorreu a

abertura das válvulas de cada coluna para a injeção da água saturada com ar comprimido com

taxa de recirculação de 10% do volume da coluna. Esta porcentagem de recirculação foi

definida com base em estudos realizados por Lédo (2008). A água utilizada para preparar a água

saturada foi proveniente do laboratório, do próprio sistema de abastecimento desta instituição.

Segundo Magalhães (2014), a taxa de recirculação proporciona uma medição de forma

indireta da porção de bolhas que são introduzidas na coluna, o que em termos percentuais,

corresponde a razão entre o volume de água saturada com ar comprimido em relação a

quantidade de água existente na coluna, que neste caso se trata de um litro de água.

Logo em seguida, cronometrou-se os tempos de coleta estabelecidos para o processo de

flotação (3 e 10 minutos), ao final destes tempos, realizou-se a coleta uma amostra (40 ml) pela

parte inferior de cada uma das duas colunas utilizadas para análise dos resultados com posterior

cálculo da média para os parâmetros: turbidez, pH e condutividade elétrica.

Ao final de cada procedimento em duplicata, realizou-se a limpeza das colunas com

água destilada e por meio das ferramentas apropriadas a fim de evitar alguma interferência do

experimento anterior no realizado posteriormente.

A Figura 4.13 apresenta um fluxograma que descreve os procedimentos realizados no

flotateste para a aplicação das etapas de coagulação/floculação e FAD.

35

Figura 4.13 — Fluxograma do processo de coagulação/flotação e FAD no flotateste.



DE FLOCULANTE

Primeiramente foram realizados experimentos preliminares ao tratamento da água com

as misturas de floculantes (FM + CF) a fim de determinar a concentração ótima do cloreto férrico

para a partir dela estabelecer a concentração total de floculantes na coluna a ser utilizada nas

etapas coagulação/floculação. Para isso, optou-se por uma concentração inicial de 60 mg/L a

ser testada para o cloreto férrico e a partir dela variou-se as concentrações, aumentando sempre

em 15 unidades a próxima a ser testada, até atingir a concentração de 150 mg/L. A concentração

com a maior eficiência de remoção da turbidez foi a escolhida.

Os cálculos para verificar a eficiência de remoção da turbidez para cada concentração

de cloreto férrico testada foram efetuados a partir da Equação (1):

𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑚𝑜çã𝑜 (%) = (1 − (𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑑𝑒𝑧 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑑𝑒𝑧 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙)) . 100 Equação (1)

Inserção da água bruta na

coluna de flotação (1 L)

Coagulação (mistura rápida) 3 min, 226 rpm

Floculação (mistura lenta) 5 min, 90 rpm

Aplicação da taxa de

recirculação

Flotação

Adição de floculantes

Água saturada (10%)

Coleta da água tratada 3min

10 min

Medição dos parâmetros de

turbidez, condutividade e

pH da água tratada

Descartes apropriados

Análise dos resultados

36

Em que:

Eficiência de remoção (%) = Percentual de remoção total da turbidez das amostras testadas;

Turbidez final = Turbidez da água após do tratamento.

Turbidez inicial = Valor da turbidez da amostra bruta, antes do tratamento.

Já o volume de floculante a ser injetado na coluna foi determinado a partir da Equação

(2):

C1. 𝑉1 = 𝐶2. 𝑉2 Equação (2)

Em que:

C1 = Concentração da solução de floculante preparada (1 g/100 mL de CF ou FM);

V1 = Volume de floculante a ser injetado (mL);

C2 = Concentração da solução de floculante total na coluna (105 mg/L);

V2 = Volume de água a ser tratada na coluna (1 L).

O valor obtido após os cálculos para determinação do volume total de floculante a ser

injetado, bem como as concentrações de FM e CF e os volumes utilizados em cada experimento

de acordo com as porcentagens de mistura de floculantes estabelecidas serão exibidos na seção

dos resultados.


SINTÉTICOS

Determinada nos experimentos iniciais a concentração total de floculante que seria

colocada na coluna para a coagulação/floculação, deu-se início a realização dos experimentos

com os floculantes (FM e CF), inserindo então a fécula de mandioca como auxiliar em

concentrações diferentes para cada mistura de floculantes utilizada, no intuito de verificar seu

comportamento com o decorrer da variação de sua concentração.

Para as combinações de floculantes foram executados cinco experimentos que variavam

as concentrações de CF e FM. A cada mistura de floculantes se aumentava 25% da concentração

de fécula de mandioca, ao mesmo tempo em que se diminuía a concentração de cloreto férrico

na mesma proporção, dando início em 0% de FM e 100% de CF, até atingir a combinação de

100% de FM e 0% de CF. Como mostra a Tabela 4.2:

37

Tabela 4.2 — Experimentos realizados para cada mistura de floculantes utilizada.

Experimento

Mistura de Floculantes

Concentração (%)

Cloreto férrico Fécula de mandioca

1 100 0

2 75 25

3 50 50

4 25 75

5 0 100


4.10 EXPERIMENTOS COMPLEMENTARES

Os experimentos complementares foram realizados com o intuito de comparar os

valores finais da turbidez e a eficiência de remoção para dois experimentos, ambos com a

mesma concentração de cloreto férrico atuando como floculante. A diferença seria que em um

deles existiria a presença da fécula de mandioca, enquanto que no outro o CF promoveria

sozinho a coagulação/floculação.

Então, selecionou-se como base para comparação um dos experimentos utilizados nos

ensaios principais. O ensaio escolhido foi o composto por 25% da concentração total de

floculante sendo de cloreto férrico e os 75% restante sendo de fécula de mandioca (Experimento

2 dos experimentos principais). Desta forma, realizou-se para comparação um ensaio contendo

somente cloreto férrico com uma concentração correspondente a 25% da concentração total de

floculante estabelecida.

As informações sobre o procedimento experimental executado para a realização dos

experimentos iniciais, principais e complementares se encontram no tópico da metodologia que

descreve as etapas de coagulação/floculação e flotação. E os resultados obtidos para estes

experimentos serão apresentados na próxima seção que aborda os resultados, assim como as

discussões a respeito deles.

A Figura 4.14 apresenta um fluxograma que resume a metodologia explanada

anteriormente.

38

Pesagem

floculantes

(1 g cada) Solubilização da FM em

100 ml de água sob

aquecimento e agitação

Solubilização do CF

em 100 ml de água

100 ºC 20 min

Esfriamento natural até

temperatura ambiente

Calor Ensaios inicias de

flotação para achar

concentração ótima

do cloreto férrico

(CCFótima)

Adição

floculante

CF 10 min

Retirada alíquotas de

40 ml em 3 e 10 min

Medição turbidez da

água tratada

Concentração ótima

do cloreto férrico

(CCFótima = 105 mg/L)

Descartes

apropriados

Ensaios principais de

flotação com mistura

de floculantes em

sistemas de

concentrações

variadas

Descartes

apropriados Floculantes

(FM e CF)

10 min

Retirada alíquotas

40 ml em 3 e 10 min

Medição dos

parâmetros de

turbidez,

condutividade e pH

da água tratada

Descartes

apropriados

Análise dos

resultados obtidos

Legenda:

Preparação dos floculantes

Ensaios iniciais

Ensaios principais

Figura 4.14 — Fluxograma da metodologia resumida.


39

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Após o tratamento da água com as técnicas combinadas de coagulação, floculação e

flotação por ar dissolvido, realizou-se as coletas de água tratada de acordo com os tempos

estabelecidos para verificar os resultados com relação aos parâmetros: turbidez, pH e

condutividade elétrica. Como todos os experimentos foram realizados em duplicata, foi feita a

média dos valores obtidos para todos os parâmetros analisados.


DE FLOCULANTE

A Tabela 5.1 apresenta os resultados obtidos para os testes iniciais.

Tabela 5.1 — Resultados dos testes iniciais para determinação da concentração ótima de CF.

Turbidez

inicial

(NTU)

Concentração de

cloreto férrico

(mg/L)

Turbidez (NTU) Eficiência de remoção

(%)

Tempo de flotação (min)

3 10 3 10

136,00

60 137,82 93,01 -1,34 31,61

75 135,88 82,46 0,09 39,37

90 128,22 73,90 5,72 45,66

105 111,00 34,78 18,38 74,43

*120 99,50 42,80 26,84 68,53

*135 110,00 27,45 19,12 79,82

*150 108,00 28,60 20,59 78,97

*Comportamento anômalo. Ao invés de ocorrer flotação houve decantação em t = 10 min.


Nota-se na Tabela 5.1 que todas as coletas após o tempo de flotação de 3 minutos não

tiveram uma redução significativa da turbidez, exceto, o primeiro experimento, em que o valor

foi superior ao da turbidez da água bruta, logo, nesta condição o cloreto férrico contribuiu para

o aumento da turbidez. Entretanto, as coletas após o tempo de flotação de 10 minutos

apresentaram índices de remoção mais significativos ao se comparar com a turbidez inicial.

As concentrações que estão acompanhadas por um asterisco (*) mostram as que

apresentaram comportamento anômalo, isto é, ao invés de ocorrer flotação houve decantação

após os 10 minutos. Então, descartou-se trabalhar com estas concentrações, mesmo se tendo

uma eficiência de remoção maior, já que nelas ocorre o oposto do que se deseja para este

trabalho, pois o objetivo é promover a flotação dos flocos, não a decantação deles.

40

A remoção mais significativa, sem que ocorresse o comportamento anômalo, foi com a

concentração de 105 mg/L de cloreto férrico na coluna, com 74,43% de eficiência de remoção.

A Figura 5.1 apresenta o resultado final da flotação para esta concentração feita em duplicata.

Figura 5.1 — Resultado da flotação para concentração ótima de cloreto férrico (105 mg/L).


A Figura 5.2 mostra o resultado ao final da flotação em duplicata para uma das

concentrações que apresentaram comportamento anômalo, a de 150 mg/L de cloreto férrico, é

possível ver que ao final da flotação os flocos não se encontram na superfície da coluna.

Figura 5.2 — Comportamento anômalo para concentração de 150 mg/L de cloreto férrico.


41

Partindo da concentração ótima de cloreto férrico como sendo 105 mg/L, definiu-se que

essa seria então a concentração total de floculantes (FM + CF) que iria ser utilizada para a

realização dos experimentos principais. A partir desta concentração e da Equação (2) exibida

na metodologia, obteve-se que o volume total de floculante a ser adicionado na coluna seria de

10,5 mL, então, para cada experimento e porcentagem de mistura estabelecida, teve-se o

volume de cada floculante a ser inserido no processo.

Os valores correspondentes as concentrações e os volumes de acordo com a

porcentagem de mistura estabelecida para cada experimento foram arredondados a fim de

facilitar a medição dos volumes das soluções de floculantes a serem utilizados durante o

processo para evitar possíveis erros de medição que podiam ser gerados se tivessem sido

mantidos os valores exatos.

A Tabela 5.2 mostra os resultados dos volumes a serem injetados de acordo com as

misturas definidas para cada experimento.

Tabela 5.2 — Volumes de floculantes injetados em cada experimento.

Experimento

Mistura de Floculantes

Cloreto férrico Fécula de mandioca

(%) mg/L mL (%) mg/L mL

1 100 105,00 10,50 0 0,00 0,00

2 75 80,00 8,00 25 25,00 2,50

3 50 50,00 5,00 50 55,00 5,50

4 25 25,00 2,50 75 80,00 8,00

5 0 0,00 0,00 100 105,00 10,50 Fonte: Autor (2019).


SINTÉTICOS

5.2.1 Turbidez

A Tabela 5.3 apresenta os valores resultantes para a turbidez após o tratamento, em

relação ao valor inicial que se tinha para este parâmetro (92,90 NTU), com relação a

concentração de fécula de mandioca para cada experimento e para cada tempo de coleta

realizado, além das remoções obtidas. O valor da turbidez da água antes do tratamento

42

Tabela 5.3 — Valores da turbidez em função da concentração de fécula de mandioca em cada

tempo de coleta.

Experimento

Concentração de

fécula

Turbidez (NTU) Eficiência de remoção (%)

Tempo de flotação (min)

(%) mg/L 3 10 3 10

1 0 0,00 50,35 28,75 45,80 69,05

2 25 25,00 43,50 32,75 53,18 64,75

3 50 55,00 54,70 39,45 41,12 57,53

4 75 80,00 64,50 47,85 30,57 48,49

5 100 105,00 99,77 96,44 -7,40 -3,81


A partir da análise da Tabela 5.3, verifica-se que ao final da flotação, depois de decorrido

os dez minutos, o experimento contendo 0% da concentração total de floculante sendo de fécula

de mandioca (Experimento 1), ou seja, possuindo 100% de cloreto férrico, apresentou o menor

valor de turbidez alcançado (28,75 NTU), não sendo suficiente para atender ao padrão de

potabilidade estabelecido pela Portaria de Consolidação nº 5 de 2017 do Ministério da Saúde,

em que o valor máximo permitido é 0,5 uT para água filtrada por filtração rápida (tratamento

completo ou filtração direta) e de 1,0 uT para água filtrada por filtração lenta, estabelecidos no

Anexo 2 e conforme as metas progressivas definidas no Anexo 3, ambos pertencentes ao Anexo

XX. Logo, seria necessário a realização de mais operações preliminares a desinfecção, visando

a adequação deste parâmetro a condição exigida pela legislação.

O experimento contendo somente FM como floculante (Experimento 5), sem a presença

de CF, resultou no maior valor de turbidez obtido (96,44 NTU), superando o valor medido

inicialmente na água bruta (92,90 NTU), evidenciando a inviabilidade da aplicação do

floculante de fécula de mandioca para o tratamento da água utilizada e para as condições

empregadas.

Além dos valores de turbidez ao final de cada tempo de coleta, a tabela também mostra

as remoções totais de turbidez para cada experimento analisado de acordo com a concentração

de fécula de mandioca. Para o ensaio em que não se tinha a participação da fécula de mandioca

como floculante (Experimento 1), obteve-se a maior remoção (69,05%). Já para o seguinte,

contendo 75% de fécula de mandioca e 25% de cloreto férrico (Experimento 2), a remoção

obtida já foi menor (48,49%), enquanto que para o que toda concentração de floculante era

somente de FM (Experimento 5), ao invés da redução da turbidez, obteve-se ao final um

aumento de 3,81% em relação ao valor que se tinha para a água antes do tratamento.

43

As figuras 5.3 e 5.4 mostram os gráficos em que se encontram os valores finais de

turbidez de acordo com a concentração de FM utilizada em cada experimento durante o

processo para cada tempo de flotação, 3 e 10 minutos, respectivamente. De modo geral, pode-

se observar que a medida que se aumenta a concentração de fécula de mandioca, maiores são

os valores finais para a turbidez da água tratada.

Figura 5.3 — Gráfico da turbidez final versus concentração de fécula de mandioca (t = 3

min).


Figura 5.4 — Gráfico da turbidez final versus concentração de fécula de mandioca (t = 10

min).


0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Turb

idez

(N

TU

)

Concentração de fécula (%)

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Turb

idez

(N

TU

)


44

O gráfico da Figura 5.5 apresenta as remoções resultantes em função da concentração

de fécula de mandioca para cada experimento ao final da flotação.

Figura 5.5 — Gráfico da remoção de turbidez versus concentração de fécula de mandioca (t =

10 min).


Analisando a Figura 5.5 percebe-se que quanto mais se aumenta a concentração de

fécula de mandioca e diminui a de cloreto férrico, menor é o valor atingido para a eficiência de

remoção total da turbidez para cada experimento ao final do processo, evidenciando que não se

teve sucesso na utilização da fécula nem como floculante auxiliar na etapa de

coagulação/floculação, nem como único floculante em atuação, visto que a maior remoção

conseguida foi para o experimento em que não se tinha a participação dela. Sua presença resulta

no contrário do que é esperado, ao invés de atuar aumentando a remoção da turbidez, provoca

a diminuição do valor à medida que se eleva sua concentração.

No processo de coagulação/floculação foi possível observar a formação dos flocos

brancos da fécula de mandioca em uma quantidade significativa, porém, o tamanho deles era

muito pequeno, diferente dos flocos gerados a partir do cloreto férrico, que possuíam uma cor

alaranjada e conseguiam mais destaque quando observados a olho nu por serem maiores. Ao

final da flotação, não era perceptível a presença dos flocos brancos na camada formada na

superfície, mas ainda dava para enxergá-los, desta vez em menor quantidade, dispersos pela

coluna de tratamento.

A Figura 5.6 mostra as colunas contendo a água tratada para o experimento realizado

em duplicata com concentração de 50% cloreto férrico e 50% fécula de mandioca (Experimento

3), a fim de demonstrar a formação da camada de flocos ao final da flotação.

45

Figura 5.6 — Resultado final da flotação para o experimento com a mistura de 50% cloreto

férrico 50% fécula de mandioca.


A quantidade de lodo formada na superfície ao final do tratamento era reduzida a medida

que se aumentava a concentração de fécula de mandioca e se diminuía a de cloreto férrico,

resultando em valores menores de remoção para os experimentos em que a fécula se encontrava

em maior concentração, indicando que a formação da camada de flocos no alto da coluna se

dava em grande parte pela ação do CF como floculante.

A Figura 5.7 apresenta o resultado final após a flotação realizada em duplicata para o

ensaio contendo somente fécula de mandioca.

Figura 5.7 — Resultado final da flotação para o experimento com 100% fécula de mandioca.


46

A partir desta imagem pode-se constatar a ausência da camada de lodo na superfície ao

final da flotação para o experimento em que toda a concentração de floculante era de fécula de

mandioca, evidenciando que não houve êxito na utilização da flotação para promover o

deslocamento dos flocos formados pela fécula para a superfície da coluna.

Possivelmente alguns fatores influenciaram para que a aplicação da fécula de mandioca

como auxiliar de coagulação/floculação do cloreto férrico não fosse capaz de trazer benefícios

a eficiência de remoção da turbidez para as condições estabelecidas, a combinação de

floculantes empregada e para a água bruta escolhida. Um deles pode ser o fato da fécula

utilizada se tratar de um produto de origem comercial, sem destinação específica para o uso em

operações de tratamento de água, e sim para ramo alimentício, podendo existir impurezas em

sua composição que afetaram o processo, bem como conservantes.

A escolha da água bruta também pode estar associada aos resultados obtidos, talvez a

fécula de mandioca não seja capaz de render resultados favoráveis para água proveniente de

qualquer origem, podendo atuar melhor quando inserida no tratamento de águas de origem

especifica.

Outra possiblidade é que o processo de flotação não seja a escolha mais recomendada

para o tratamento de água em que se faz uso da fécula de mandioca como floculante auxiliar, é

possível que os flocos formados pela fécula possuam densidade elevada, não sendo capazes de

serem carregados para superfície através da flotação para a formação da camada de lodo, tendo

mais facilidade para decantar.

Há diversos fatores que podem ser investigados, pois sabe-se pela literatura que alguns

parâmetros influenciam na eficiência do processo, como o pH da coagulação, a alcalinidade da

água a ser tratada, as condições estabelecidas, servindo como base para estimular estudos

futuros, contribuindo para determinar possíveis causas associadas ao desempenho insatisfatório

da fécula de mandioca quando empregada como auxiliar de coagulação/floculação neste tipo

de tratamento, possibilitando a otimização do processo através da realização de análises mais

aprofundadas que não foram feitas neste trabalho, visto que o aprofundamento acerca das razões

para tais resultados não faz parte do objetivo deste estudo.

5.2.2 pH

A Tabela 5.4 apresenta os valores obtidos para o pH com base em cada experimento

executado, de acordo com cada concentração de fécula utilizada.

47

Tabela 5.4 — Valores finais de pH para cada concentração de fécula de mandioca.

Experimento Concentração de fécula pH final (t=10 min)

(%) mg/L pH0 =7,11

1 0 0,00 6,26

2 25 25,00 6,23

3 50 55,00 6,35

4 75 80,00 6,65

5 100 105,00 7,38


A Figura 5.8 exibe o gráfico feito a partir dos valores resultantes de pH para cada

experimento.

Figura 5.8 — Gráfico do pH versus concentração de fécula de mandioca (pH0 = 7,11).


Pela análise da Tabela 5.4 e do gráfico da Figura 5.8, é possível observar que a medida

que se tem uma maior concentração de fécula de mandioca, consequentemente, uma menor

concentração de cloreto férrico, maior o valor do pH, sendo que para todos os experimentos em

que havia a presença do floculante CF, o pH se manteve ácido, com os valores estando sempre

entre 6 e 7, dentro da faixa permitida no sistema de distribuição (6,0 a 9,5) para água potável,

conforme a Portaria de Consolidação nº 5 de 2017 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2017).

A queda do pH inicial da água bruta em relação aos valores medidos posteriormente ao

tratamento para cada combinação de concentrações de floculantes dos experimentos utilizados

se deve principalmente ao fato do cloreto férrico possuir caráter ácido ao ser adicionado na

água, logo, pode reagir coma alcalinidade do meio, consumindo-a, promovendo a diminuição

7,11

6,26 6,236,35

6,65

7,38

5,50

6,00

6,50

7,00

7,50

pH

Concentração de fécula (%)pH inicial pH para 0 fécula (100% cloreto)

pH para 25% fécula (75% cloreto) pH para 50% fécula (50% cloreto)

pH para 75% fécula (25% cloreto) pH para 100% fécula (0% cloreto)

48

do pH. Além disso, a possível presença de impurezas e conservantes da fécula de mandioca

utilizada podem ter interferido no valor do pH final dos experimentos.

Para o ensaio contendo a totalidade da concentração de floculante sendo somente de

fécula de mandioca (Experimento 5), obteve-se o maior pH (7,38), sendo maior que o pH inicial

da água bruta, e o único que após o tratamento foi alcalino, mostrando que a fécula de mandioca,

que não possui caráter ácido, contribuiu para esta elevação, conferindo alcalinidade a água

tratada.

5.2.3 Condutividade elétrica

A Tabela 5.5 apresenta os resultados obtidos com relação a condutividade final de

acordo com a concentração de fécula de mandioca empregada para cada experimento

executado.

Tabela 5.5 — Valores da condutividade final para cada concentração de fécula de mandioca.

Experimento

Concentração de fécula

de mandioca Condutividade final (t=10 min)

(%) mg/L (Condutividade0 = 358,00

µS/cm)

1 0 0,00 335,00

2 25 25,00 349,50

3 50 55,00 337,00

4 75 80,00 326,50

5 100 105,00 331,00 Fonte: Autor (2019).

A Figura 5.9 mostra o gráfico feito para mostrar a variação da condutividade de

acordo com a variação da concentração de FM em cada experimento.

49

Figura 5.9 — Gráfico da variação da condutividade versus concentração de fécula de

mandioca.


Pela literatura, sabe-se que a presença de compostos orgânicos e inorgânicos tende a

interferir na condutividade da água de acordo com suas concentrações. Sendo assim, a presença

do cloreto férrico pode afetar a condutividade, devido aos sais provenientes dele que se

encontram dissolvido na água. Já no caso dos floculantes orgânicos, o comportamento esperado

é que ocorra a diminuição da condutividade, já que estes compostos não são capazes de conduzir

eletricidade.

Observando os resultados apresentados na Tabela 5.5 e no gráfico da Figura 5.9, nota-

se que, quando se tem somente o cloreto férrico como floculante (Experimento 1), a

condutividade resultante após o tratamento é de 335,00 µS/cm. Ao adicionar fécula de

mandioca, correspondendo a 25% da concentração total de floculante (Experimento 2), ou seja,

com o CF sendo responsável agora por 75% da concentração total, a condutividade aumenta

para 349,00 µS/cm. Ao aumentar mais a concentração de fécula de mandioca (50% -

Experimento 3), o valor da condutividade não segue a tendência de aumentar com a presença

da FM, como foi o caso do ensaio em que se adiciona 25% de fécula a concentração de

floculantes, pelo contrário, o valor é menor (337,00 µS/c), mesmo com a fécula de mandioca

em maior concentração. Para o experimento contendo só FM como floculante (Experimento 5),

o valor também é inferior aos dos experimentos citados. Um fato em comum para todos os

ensaios é que todos os valores resultantes após o tratamento foram inferiores ao valor da

condutividade inicial da água bruta.

Logo, percebe-se que a variação na condutividade não seguiu uma tendência previsível

(crescente ou decrescente) com o aumento da concentração de fécula de mandioca. A

325,00

330,00

335,00

340,00

345,00

350,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Conduti

vid

ade

final

(µ

S/c

m)


50

condutividade segue variando, aumentando ou diminuindo de acordo com cada experimento,

mas sem uma relação proporcional a concentração dos floculantes, tornando-se uma variável

difícil de se prever o comportamento através da adição de fécula ao processo. É possível a

existência de impurezas e conservantes na fécula de mandioca e a influência deles nos

resultados obtidos.

5.5 EXPERIMENTOS COMPLEMENTARES

A Tabela 5.6 apresenta os resultados que foram obtidos após a realização dos ensaios

complementares.

Tabela 5.6 — Resultados para os experimentos complementares.


Por meio da análise da Tabela 5.6, observa-se que no experimento em que a fécula de

mandioca estava presente (Experimento 2), a remoção final da turbidez foi menor quando

comparada ao experimento 1, em que não havia a presença da fécula.

Mesmo a diferença das remoções não sendo extremamente grande, pode-se considerar

que além de não contribuir como auxiliar de coagulação/floculação, é possível que a fécula de

mandioca também atrapalhe o desempenho do processo com o cloreto férrico, não apresentando

sinergia ao ser combinada com ele para a água utilizada e para as condições estabelecidas para

a realização do tratamento, evidenciando a inviabilidade do seu uso neste caso.

Turbidez

inicial

(NTU)

Experimento

Concentração

de fécula de

mandioca

Concentraçã

o de cloreto

férrico

Turbidez (NTU) Eficiência

total de

remoção

(%)

Tempo de

coleta (min)

(%) mg/L (%) mg/L 3 10

92,90 1 0 0 100 25,00 63,74 41,42 55,41

2 75 80,00 25 25,00 64,50 47,85 48,49

51

6 CONCLUSÃO

Através dos resultados obtidos com a série de experimentos realizados e a sua posterior

análise explanada neste trabalho, conclui-se a realização deste estudo proporcionou o alcance

dos objetivos inicialmente propostos, sendo possível colocar em prática tudo aquilo que fora

planejado de antemão: a avaliação do desempenho da fécula de mandioca como floculante

coadjuvante no processo de tratamento de água, em que o cloreto férrico atuava como floculante

principal, tornando possível verificar de que forma os parâmetros turbidez, pH e condutividade

elétrica, que compõem a caracterização da água escolhida para ser tratada, eram afetados, quais

as diferenças existentes entre os valores iniciais e os resultados obtidos ao final do processo,

além de conferir de que forma a combinação de variadas concentrações dos floculantes (fécula

de mandioca e cloreto férrico) influenciava para a remoção da turbidez desta água, assim como

apresentar o resultado da performance individual de cada um deles nos processos de

coagulação/floculação e flotação por ar dissolvido.

Todas as análises efetuadas com a ajuda dos equipamentos específicos para a realização

de cada uma delas, o recolhimento de todos os dados obtidos e todos os estudos que foram

feitos serviram como embasamento para a conclusão deste trabalho, tornando possível a

avaliação dos parâmetros analisados, turbidez, pH e condutividade elétrica.

Com relação ao parâmetro turbidez, o menor valor obtido foi de 28,75 NTU, para o

experimento em que a fécula de mandioca não participava da coagulação/floculação. Os demais

experimentos apresentaram valores maiores de turbidez a medida que a concentração de fécula

aumentava, sendo 96,44 NTU (superior ao valor da água bruta) para o ensaio em que toda a

concentração de floculante era de fécula. Desta forma, é possível concluir que este floculante

não contribuiu quando empregado como auxiliar no tratamento da água, assim como também

não apresentou um bom desempenho atuando como único floculante do processo, uma vez que,

neste caso, ocasionou o aumento da turbidez após o tratamento, apresentando um valor superior

ao medido para água bruta, provocando um aumento de 3,81% da turbidez em relação ao valor

inicial.

Os resultados obtidos podem estar associados a alguns fatores como: o fato de a fécula

utilizada ser comercial, podendo conter impurezas que interferiram no processo, a água bruta,

a combinação de floculantes utilizada e as condições estabelecidas, não sendo talvez o cenário

mais adequado para o desempenho de fécula. Além da escolha do processo de flotação não ser

o caminho mais favorável neste caso para o tratamento.

52

Os resultados mais favoráveis para a diminuição da turbidez foram adquiridos através

dos experimentos contendo uma menor concentração de fécula de mandioca e,

consequentemente, uma maior concentração de cloreto férrico, sendo 69,09% a eficiência

máxima de remoção alcançada, através do experimento com concentração de floculante sendo

em sua totalidade de cloreto férrico. Ao passo que se reduzia concentração de CF, dando espaço

para uma maior concentração de FM, o rendimento do processo era comprometido, resultando

em eficiências de remoções menores para a turbidez.

Para o pH, a conclusão que pode ser tirada é que ao aumentar a porcentagem da

concentração de fécula de mandioca com relação a concentração total de floculantes, os valores

resultantes para o pH eram maiores ao final do tratamento, mas sempre se mantiveram numa

faixa entre 6 e 7 para todos os ensaios contendo cloreto férrico, responsável pelo consumo da

alcalinidade da água. No caso do experimento formado apenas pela fécula de mandioca como

floculante, o pH final (7,38) foi alcalino e superior ao valor inicial obtido para a água bruta.

Com relação a condutividade elétrica, para esta não se conseguiu uma conclusão exata

de como a presença da fécula de mandioca influencia neste parâmetro, pois os resultados

apresentaram valores oscilantes, sem uma tendência previsível e proporcional, seguiram

aumentando e diminuindo ao passo em que se aumentava a concentração de fécula de mandioca

no processo. Todavia, todos os valores finais foram inferiores ao valor da condutividade inicial

medido para a água bruta e, no caso do experimento contendo somente fécula de mandioca o

valor da condutividade foi 331,00 µS/cm.

Mesmo para o experimento com a maior eficiência de remoção total obtida (69,09%),

não houve uma redução extremamente grande da turbidez, a ponto de atingir o valor

estabelecido para este parâmetro pela legislação para a potabilidade, o que sugere a

possibilidade de mudanças e correções com relação as condições estabelecidas para o processo,

bem como a aplicação de outras operações antes da realização da desinfecção, a possibilidade

de uma outra etapa alternativa a flotação, a realização de mais análises, que não foram possíveis

serem executadas neste trabalho, tais como a alcalinidade e a análise dos sólidos presentes na

água escolhida, promovendo um estudo mais aprofundado, a fim de encontrar condições mais

adequadas para a otimização do processo, sendo capaz de apresentar um maior desempenho

para o tratamento da água, havendo a oportunidade de alcançar eficiências de remoção de

turbidez ainda maiores.

53

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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LARISSA THAYSE SILVA DE LIMA AVALIAÇÃO DA FÉCULA DE ... · A José Wagner pela gentileza e contribuição imprescindível para tornar possível a realização deste trabalho. A