Aplicação do processo de regeneração por via ácida de coagulante químico em lodo de estação de tratamento de água

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Tipo do documento:	Dissertação
Título:	Aplicação do processo de regeneração por via ácida de coagulante químico em lodo de estação de tratamento de água
Título(s) alternativo(s):	Application of the acidic regeneration process of chemical coagulant in sludge from a water treatment plant
Autor:	Moraes, Luiza Helena Lima
Primeiro orientador:	Bila, Daniele Maia
Primeiro coorientador:	Andrade, Rosane Cristina de
Primeiro membro da banca:	Marques, Everton Gripa
Segundo membro da banca:	Mazza, Felipe Cury
Terceiro membro da banca:	Almeida, Ronei de
Resumo:	O presente trabalho analisa a viabilidade técnica da recuperação por via ácida de coagulante como método para melhoria do processo de valorização de lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA). Ensaios de recuperação de coagulante utilizando ácido sulfúrico, i.e., processo via ácida foram realizados. O lodo foi coletado da ETA da Universidade Federal de Viçosa (LETA), Minas Gerais, Brasil (722065.30 m E, 7702362.74 m S). O qual O qual apresentou toxicidade aguda sobre Vibrio fischeri (percentual de efeito entorno de 30,24%), composto principalmente de água (53,85%), matéria orgânica (9,98%) e óxidos tais como Al2O3 (37,74 %), SiO2 (35,98 %), P2O5 (0,599 %), SO3 (0,375 %), Cl (0,353 %), K2O (0,216 %), CaO (0,312 %), TiO2 (1,783 %), MnO (0,159 %) e Fe2O3 (22,31 %), presentes em formas cristalinas (Caulinita, Goethita, Hematita e Gibbisita, entorno de 48,7 %) e amorfas (51,3 %). Realizado o processo de regeneração do coagulante do LETA, foram gerados dois produtos: um coagulante e um resíduo sólido não solubilizado chamado de "LETA tratado". A análise química do coagulante recuperado revelou uma concentração de sulfato de alumínio de 0,53 g.L-1, que apesar de ter sido menor do que a concentração de 20 g.L-1 do coagulante comercial usado para comparação no estudo, mostrou resultados de remoção de cor em 83,30% e de turbidez em 55,67%, tendo em vista a possibilidade da recuperação de outros agentes coagulantes como o sulfato férrico. No entanto, devido ao coagulante recuperado ter aumentado a concentração de Carbono Orgânico Dissolvido (COD) em 3,035 mg.L-1 na água bruto, e à possibilidade deste em adicionar à água tartada metais dissolvidos presentes em sua composição, sua utilização não foi recomendada para utilização em tratamento de água para abastecimento público, sendo mais indicado para o tratamento de efluentes. O "LETA tratado", apesar de apresentar características semelhantes ao lodo original da LETA, apresentou resultados menores em relação aos teores de umidade, matéria orgânica e de óxidos como SiO2 (35,730 %), P2O5 (0,550 %), SO3 (0,091 %), Cl (0,310 %), K2O (0,192 %), CaO (0,330 %), TiO2 %), (1,672 %), MnO (0,156 %) e Fe2O3 (20,86 %), e maiores quanto à presença de Al2O3 no meio (39,950 %), e de percentual de efeito sobre a ecotoxicidade testada utilizando a bactéria Vibrio fischeri (Percentual de efeito de 85,22%) Essas alterações nas características do "LETA tratado" sugerem que ele pode ser mais adequado para alguns métodos de destinação, como incorporação do lodo em concreto e cerâmica, uma vez que a aplicação do processo de recuperação de coagulante através do lodo permitiu reduzir algumas características que limitavam a aplicação desses métodos, como umidade, matéria orgânica e a presença de alguns óxidos presentes no LETA. No entanto, são necessários estudos mais detalhados sobre cada uma das metodologias de reaproveitamento após a recuperação do coagulante, a fim de avaliar melhor a viabilidade técnica e econômica desses procedimentos.
Abstract:	The present study analyzes the technical feasibility of recovering a coagulant through an acidic process as a method to enhance the valorization process of sludge from a Water Treatment Plant (WTP). Recovery trials of the coagulant using sulfuric acid, i.e., an acid recovery process, were conducted. The sludge was collected from the WTP of the Federal University of Viçosa (WTPS), Minas Gerais, Brazil (722065.30 m E, 7702362.74 m S). It exhibited acute toxicity to Vibrio fischeri (around 30.24% effect), composed mainly of water (53.85%), organic matter (9.98%), and oxides such as Al2O3 (37.74%), SiO2 (35.98%), P2O5 (0.599%), SO3 (0.375%), Cl (0.353%), K2O (0.216%), CaO (0.312%), TiO2 (1.783%), MnO (0.159%), and Fe2O3 (22.31%), present in crystalline forms (Kaolinite, Goethite, Hematite, and Gibbsite, around 48.7%) and amorphous forms (51.3%). After the regeneration process of the coagulant from LETA, two products were generated: a coagulant and an unsolubilized solid residue called "treated WTPS." The chemical analysis of the recovered coagulant revealed an aluminum sulfate concentration of 0.53 g.L-1, which, despite being lower than the concentration of 20 g.L-1 of the commercial coagulant used for comparison in the study, showed color removal results of 83.30% and turbidity removal of 55.67%, considering the possibility of recovering other coagulants such as ferric sulfate. However, due to the recovered coagulant increasing the concentration of Dissolved Organic Carbon (COD) by 3.035 mg.L-1 in the raw water, and the possibility of introducing dissolved metals into the treated water, its use was not recommended for public water supply but was more suitable for effluent treatment. The "treated WTPS" despite having similar characteristics to the original WTP sludge, showed lower results in terms of moisture content, organic matter, and oxides such as SiO2 (35.730%), P2O5 (0.550%), SO3 (0.091%), Cl (0.310%), K2O (0.192%), CaO (0.330%), TiO2 (1.672%), MnO (0.156%), and Fe2O3 (20.86%), and higher in the presence of Al2O3 in the medium (39.950%), and the percentage effect on ecotoxicity tested using the bacterium Vibrio fischeri (Effect percentage of 85.22%). These changes in the characteristics of the "treated LETA" suggest that it may be more suitable for some disposal methods, such as incorporating the sludge into concrete and ceramics, as the application of the coagulant recovery process through the sludge allowed reducing some characteristics that limited the application of these methods, such as moisture, organic matter, and the presence of certain oxides in the LETA. However, more detailed studies on each of the reuse methodologies after coagulant recovery are needed to better assess the technical and economic feasibility of these procedures.
Palavras-chave:	Engenharia ambiental Água - Estações de tratamento Lodo residual Água - Purificação - Coagulação Environmental engineering Water treatment plants Sewage sludge Water - Purification - Coagulation
Área(s) do CNPq:	ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL::CONTROLE DA POLUICAO
Idioma:	por
País:	Brasil
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
Citação:	MORAES, Luiza Helena Lima. Aplicação do processo de regeneração por via ácida de coagulante químico em lodo de estação de tratamento de água. 2023. 89 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21511
Data de defesa:	29-Nov-2023
Aparece nas coleções:	Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental

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Dissertação - Luiza Helena Lima Moraes - 2023 - Completo.pdf		1,42 MB	Adobe PDF	Baixar/Abrir Pré-Visualizar ×

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