Publicação: Remoção de microplásticos na água via coagulação, floculação e sedimentação
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Data
Autores
Orientador
Reis, Adriano Gonçalves dos 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Engenharia Ambiental - ICT
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Os plásticos são polímeros orgânicos sintéticos amplamente utilizados no cotidiano das pessoas e nas
indústrias. Porém, cerca de 45% de todos os plásticos produzidos não são reciclados e, após serem
descartados, seus resíduos passam por processos mecânicos de biodegradação e foto-oxidação,
formando detritos plásticos, que são classificados como microplásticos (MP). Os MP também podem
ser produzidos diretamente pelas indústrias, para algumas aplicações comerciais. Parte dos MP se
acumula em ambientes aquáticos, como rios, lagos e oceanos e são facilmente transportados em
longas distâncias por meio de processos hidrodinâmicos e correntes oceânicas. Os MPs podem
absorver uma variedade de contaminantes, como orgânicos tóxicos, metais pesados, antibióticos,
adsorventes em nanoescala, além de microorganismos, o que pode agravar a toxicidade no ambiente
e em organismos aquáticos. Estudos recentes indicam a presença de MP na água potável, e a literatura
disponível ainda é escassa em relação aos métodos de remoção deste poluente emergente nos sistemas
de tratamento de água. O MP estudado neste trabalho foi o PVC (policloreto de vinila), pois
corresponde a cerca de 10% da produção mundial e não foram encontrados estudos em relação à
capacidade de remoção via coagulação-floculação-sedimentação da água. Neste sentido, o objetivo
deste trabalho foi determinar um método de mensurar a concentração do PVC em suspensão aquosa
e a capacidade de remoção deste MP atráves das operações unitárias de coagulação, floculação e
sedimentação. Para isto foi realizada uma curva de correlação entre concentração de PVC (tamanho
de partícula de 106 µm máx.) e turbidez para diferentes concentrações da suspensão e realizados
ensaios de jar test com uso do coagulante primário cloreto de polialumínio (PAC) e do floculante
poliacrilamida aniônica (PAM) em diferentes dosagens. A medição de turbidez da suspensão de PVC
apresentou alta correlação (0,9994) com a concentração deste MP, resultando em uma técnica de
análise simples, rápida e de baixo custo para monitoramento. O coagulante PAC obteve remoção de
até 95% de PVC na dosagem de 40 mg/L com velocidade de sedimentação de 0,47 cm.min-1
(15,0
min sedimentação), mas baixa remoção (45%) na velocidade de sedimentação de 2 cm.min-1 (3,5 min
sedimentação), que é a velocidade normalmente empregada em estações de tratamento de água
(ETA). Isso se deve provavelmente a baixa densidade do PVC, comparada ao caulim (usualmente
utilizado em estudos de tratamento de água). Com adição do PAM foi possível formar flocos
visualmente maiores durante a floculação, porém, não obteve melhora na eficiência de remoção do
PVC nas dosagens estudadas. Portanto, o método convencional de tratamento de água via coagulação,
floculação e sedimentação mostrou ser possível remover o MP PVC em suspensão na água, porém
demandando um tempo de sedimentação maior que o normalmente empregado nas ETAs, o que
demanda estudos adicionais para aumento de densidade e tamanho do floco formado, com o uso de
diferentes coagulantes e condições de operação.
Resumo (português)
Plastics are synthetic organic polymers widely used in people's daily lives and in industries. However, about 45% of all plastic produced is not recycled and, after being discarded, its residues undergo mechanical processes of biodegradation and photo-oxidation, forming plastic debris, which are classified as microplastics (MP). MP can also be produced directly by industries, for some commercial applications. Part of MP accumulates in aquatic environments such as rivers, lakes, and oceans and is easily transported over long distances through hydrodynamic processes and ocean currents. MPs can absorb a variety of contaminants, such as toxic organics, heavy metals, antibiotics, nanoscale adsorbents, as well as microorganisms, which can exacerbate toxicity in the environment and aquatic organisms. Recent studies indicate the presence of MP in drinking water, and the available literature is still scarce in relation to methods of removing this emerging pollutant in water treatment systems. The MP studied in this work was PVC (polyvinyl chloride), since it corresponds to about 10% of world production and no studies were found regarding its removal capacity via coagulation-flocculation-sedimentation of water. In this sense, the objective of this work was to determine a method to measure the PVC concentration in aqueous suspension and the removal capacity of this MP through the unitary operations of coagulation, flocculation, and sedimentation. For this, a correlation curve was created between PVC concentration (particle size of 106 µm max.) and turbidity for different concentrations of the suspension, and jar test tests were carried out using the primary coagulant polyaluminum chloride (PAC) and the flocculant polyacrylamide anionic (PAM) at different dosages. The measurement of turbidity of the PVC suspension showed a high correlation (0.9994) with the concentration of this MP, resulting in a simple, fast, and low-cost analysis technique for monitoring. The PAC coagulant obtained the removal of up to 95% of PVC at a dosage of 40 mg/L with a sedimentation rate of 0.47 cm.min-1 (15.0 min sedimentation), but low removal (45%) at the sedimentation rate of 2 cm.min-1 (3.5 min sedimentation), which is the sedimentation velocity normally used in water treatment plants (WTP). This is probably due to the low density of PVC, compared to kaolin (usually used in water treatment studies). With the addition of PAM, it was possible to form visually larger flakes during flocculation, however, there was no improvement in the efficiency of PVC removal in the studied dosages. Therefore, the conventional method of water treatment via coagulation, flocculation, and sedimentation proved to be possible to remove MP PVC suspended in the water, but demanding a longer sedimentation time than that normally used in WTPs, which demands additional studies to increase density and size of the floc formed, with the use of different coagulants and operating conditions.
Descrição
Palavras-chave
Microplástico, PVC, Coagulação, Floculação, Sedimentação, Tratamento de água, Microplastic, PVC, Coagulation, Flocculation
Idioma
Português
