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Previous issue date: 2017-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, avaliou-se a remoção de arsênio (As) no tratamento convencional de água para consumo humano com o objetivo de se saber se, com este tratamento, é possível conseguir concentrações de arsênio remanescentes menores ou iguais ao valor máximo permitido (VMP) estabelecido pela legislação brasileira para a água potável (10 μg/L). Em conjunto, analisou-se o mecanismo de coagulação que impera na(s) região(ões) de maior eficiência de remoção de arsênio. Para desenvolvimento do estudo, trabalhou-se com os coagulantes sulfato de alumínio, policloreto de alumínio (PAC), cloreto férrico e uma mistura de dois destes coagulantes (50% de sulfato de alumínio e 50% de cloreto férrico) em ensaios de bancada para representar as etapas de coagulação/floculação/sedimentação com o Jar Test. Com o intuito de se obter amostras com turbidez alta (≥ 100 uT) e baixa (< 30 uT), coletou-se as águas que foram objeto do estudo em datas diferentes. Foram testadas duas concentrações iniciais de arsênio, 50 e 500 μg/L, seis doses de coagulantes e sete pH iniciais da água bruta, para cada um dos coagulantes usados. O estudo mostrou que, em amostras de água com concentração de arsênio igual ou inferior a 50 μg/L, tanto para turbidez inicial alta quanto baixa, foi possível diminuir a concentração dessa substância para valores inferiores ao VMP. O sulfato de alumínio foi o coagulante com melhor desempenho para águas com turbidez inicial baixa, tendo sido possível identificar três regiões no diagrama de coagulação referentes a diferentes mecanismos de coagulação: região de combinação dos mecanismos de varredura e adsorção, de corona e de varredura. As águas de turbidez alta reagiram melhor à mistura de coagulantes e os mecanismos de coagulação atuantes foram a reestabilização, adsorção-neutralização de cargas e varredura, sendo o arsênio removido por adsorção-coprecipitação nos hidróxidos formados. Em águas com concentração inicial de arsênio de 500 μg/L, apenas o sulfato de alumínio conseguiu atingir o VMP, nas condições de pH igual a 8 e dose de coagulante na faixa de 20 a 25 mg/L. Para águas com turbidez baixa, o mecanismo de coagulação foi a varredura, que possibilita maior formação de hidróxido de alumínio precipitado capaz de remover o ânion arsenato dissolvido por coprecipitação-adsorção. Para águas com turbidez alta, a remoção de As foi elevada (˃98%) quando foram utilizados como coagulantes o cloreto férrico e a mistura, obtendo-se melhores resultados com este último. Os mecanismos de coagulação identificados foram adsorção e varredura. / In this work, arsenic (As) removal in conventional drinking water treatment was evaluated, in order to know if this treatment, it able to achieve residual arsenic concentrations below the maximum contaminant level (MCL) established in the Brazilian drinking water standard (10 μg/L), and analyze the coagulation mechanism that prevails in the regions with the highest efficiency of arsenic removal. To develop the study, the following coagulants were used: aluminum sulphate, polyaluminium chloride, ferric chloride and a 1:1 mixture of aluminum sulphate and ferric chloride in jar tests to represent coagulation/flocculation/sedimentation steps of conventional water treatment. The waters used in this study were collected on different dates, with monthly frequency between August and December of the year 2015 in order to obtain samples with low (less than 30 NTU) and high (higher than or equal to 100 NTU) turbidity. Two initial concentrations of arsenic (50 and 500 μg/L), six coagulant dose (5 to 30 mg/L) and seven initial raw water pH (4 to 8) values were tested for each of the coagulants used. The study showed that it was possible to reduce As concentration below the maximum contaminant level in water samples containing up to 50 μg/L for the coagulants tested regardless of the turbidity. Aluminum sulphate was the best performing coagulant for waters with low turbidity and it was possible to identify three regions in the coagulation diagram obtained, referring to different coagulation mechanisms: combination of adsorption and sweep coagulation region, the corona region and, sweep coagulation. For water with high turbidity, the coagulant mixture was better than the other coagulants and the coagulation mechanisms were: restabilization, adsorption-destabilization and sweep coagulation, with arsenic removed through adsorption and coprecipitation with hydroxide flocs formed. In waters with initial arsenic concentration of 500 μg/L, only aluminum sulphate was able to reach the maximum contaminant level at pH 8 and doses of 20 - 25 mg/L. For low turbidity waters, the coagulation mechanism was the sweep, where there was grater formation of aluminum hydroxide able to remove the dissolved arsenate anion by coprecipitation- adsorption. For water with high turbidity, the removal of arsenic was high (˃ 98 %) when ferric chloride and the mixture were used as coagulants, obtaining better results with the latter. In this case, the coagulation mechanisms identified were adsorption and sweep coagulation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/11599 |
| Date | 06 March 2017 |
| Creators | Vasquez Sanjuan, Karina Esther |
| Contributors | Mello, Jaime Wilson Vargas de, Bastos, Rafael Kopschitz Xavier |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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