[pt] Concentrações de manganês acima de 0.02 mg L(-1)
são suficientes para promover alterações organolépticas na água. O impacto conhecido como água
preta capaz de manchar roupas e utensílios é gerado pela oxidação espontânea do
íon Mn(II) para Mn(IV) e sua consequente precipitação na forma de MnO2. Essa
oxidação pode ocorrer por diferentes agentes oxidantes como cloro e o próprio
oxigênio dissolvido. Nas estações de tratamento de água, a remoção desse
contaminante se dá geralmente pela oxidação iniciando na etapa de pré oxidação e
terminando na filtração. Os oxidantes mais utilizados são permanganato de
potássio, cloro e ozônio. O presente trabalho visou estudar a eficiência na
remoção de manganês com o agente oxidante peróxido de hidrogênio através do
processo de adsorção e oxidação. A água utilizada para o trabalho foi preparada
sinteticamente mimetizando propriedades da água natural. O sistema consiste do
Fe(OH)3 sólido para promover a adsorção de manganês dissolvido e a ação de
dois floculantes: FeSO4 e Fe2(SO4)3. Foram elaborados 4 grupos de experimentos
de plano fatorial completo com 3 fatores e 2 níveis. Dois desses quatro grupos
foram utilizando FeSO4 como floculante enquanto os outros dois grupos com o
floculante Fe2(SO4)3. Para cada floculante, um grupo de plano fatorial completo
possuiu concentrações iniciais de peróxido de hidrogênio iguais a 3.7 e 7.4 mg L(-1)
enquanto o outro possuiu as concentrações iniciais iguais a 0 e 7.4 mg L(-1). O outro
fator analisado foi o pH que em todos os quatro grupos apresentou os níveis 6 e 9.
Foram obtidos dois tipos de resultados principais para cada experimento, sendo
um deles a concentração de manganês através da técnica de ICP-OES e o outro a
concentração residual de peróxido de hidrogênio pela técnica de reflectância.
Todos os resultados passaram pela análise de variância para indicar quais fatores
foram significativos seja para a remoção de manganês, seja para o consumo de
peróxido de hidrogênio. O pH foi observado como fator significativo o que já era
esperado pela revisão bibliográfica. O agente oxidante só foi observado como
significativo no grupo com Fe(3+) e concentrações iniciais de H2O2 iguais a 0 e 7.4
mg L(-1)
. Dos 30 experimentos elaborados, 8 terminaram com concentrações de
Mn(2+) abaixo do limite legal 0.1 mg L(-1)
(Portaria MS 888/2021). Desses 8
experimentos, 6 continham pelo menos um dos íons de ferro e todos apresentaram
pH igual a 9. Um desses resultados foi sem a adição de agente oxidante ou de íons
de ferro. Em pH 7.5 a [Mn] pode ser reduzida para 0.2 mg L(-1)
com [H2O2] = 5.5
mg L(-1)
e [Fe] = 7.5 mg L(-1)
. Os íons de ferro aumentam o impacto gerado na
remoção de manganês à medida em que o tempo de reação aumenta. / [en] Manganese concentrations above 0.02 mg L(-1) are sufficient to promote organoleptic changes in water. The impact known as black water is capable of staining clothes and utensils. It is generated by the spontaneous oxidation of Mn(II) to Mn(IV) and its consequent precipitation in the form of MnO2. Thisoxidation occurs by different oxidizing agents such as chlorine and dissolved oxygen. In water treatment plants, the removal of this contaminant generally occurs through oxidation, starting in the peroxidation stage and ending with filtration. The most used oxidants are potassium permanganate, chlorine, and ozone. The present work aims to study the efficiency in removing manganese withthe oxidizing agent hydrogen peroxide through the process of adsorption and oxidation. Water used in the present work was prepared trying to mimic natural water. The system consists of solid Fe(OH)3 responsible for the adsorption of dissolved manganese and two flocculants: FeSO4 and Fe2(SO4)3. Four complete factorial groups were created with 3 factors 2 levels each. Two of these groups are using FeSO4 as flocculant while the other two groups use the flocculant Fe2(SO4)3. For each flocculant, one factorial group has initial hydrogen peroxide concentrations equal to 3.7 and 7.4 mg L(-1) while the other group has initial concentrations equal to 0 and 7.4 mg L(-1). The last factor analyzed was the pH, which in all four groups presented levels 6 and 9. Two types of main results were obtained for each experiment, one being the concentration of manganese through ICP-OES technique and the other is concentration of residual hydrogen peroxideby the reflectance technique. All results underwent analysis of variance to indicate which factors were significant for both manganese removal and hydrogen peroxide consumption. The pH was observed to be a significant factor, which was expected from the literature review. The oxidizing agent was only observed assignificant in the group with Fe(3+) ion and initial concentrations of H2O2 equal to 0and 7.4 mg L(-1). Out of the 30 experiments, 8 showed Mn(2+) concentrations belowthe legal limit of 0.1 mg L(-1)(Brazilian Drinking water standard MS 888/2021). Of the 8 experiments, 6 contained at least one of the iron ions and all had a pH of 9. One of these results had no oxidizing agent nor iron ions. In pH 7.5, the [Mn] canachieve 0.2 mg L(-1) as long as [H2O2] = 5.5 mg L(-1) and [Fe] = 7.5 mg L(-1). Iron ions have their effects increased in the removal of manganese as the reaction advancesin time.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:66667 |
| Date | 14 May 2024 |
| Creators | RAPHAEL BARRETO DE OLIVEIRA |
| Contributors | LUIZ ALBERTO CESAR TEIXEIRA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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