USO DE QUITOSANA E CARBOXIMETILQUITOSANA COMO BIOCOAGULANTES PARA TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ELEVADA TURBIDEZ
Autor(es):
JÚNIOR, RAIMUNDO NONATO LIMA
Palavras Chaves:
Não informado
Ano de Publicação:
2018
Resumo:
Os biocoagulantes constituem uma tecnologia emergente amplamente estudada na atualidade para tratamento de águas como substitutos aos coagulantes inorgânicos tradicionais a base de alumínio e ferro. O presente trabalho teve como objetivo estudar a ação coagulante de polímeros biodegradáveis como a quitosana e carboximetilquitosana para o tratamento de águas sintéticas altamente turvas. A carboximetilquitosana (Grau de Substituição entre 56,24-61,44%), um derivado da quitosana solúvel em água numa ampla faixa de pH, foi preparada através da reação de síntese de éteres de Williamson e caracterizada por Titulação Potenciométrica, Espectroscopia no Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear de 1H. Testes da capacidade coagulante da quitosana, carboximetilquitosana e sulfato de alumínio (padrão de referência) foram realizados em equipamento Jar Test utilizando-se água bruta sintética, objetivando estudar a influência de cada um sobre parâmetros físico-químicos de qualidade de águas (turbidez, cor aparente, condutividade elétrica a 25°C, alcalinidade, pH e volume de sólidos sedimentáveis). Os resultados mostraram eficiências de remoção de cor e turbidez acima de 99%, tanto para a quitosana quanto para carboximetilquitosana, utilizando-se dosagens que variaram de 4,0 a 12 mg.L-1. Nestas condições, foi possível obter uma turbidez residual abaixo de 1,0 NTU. Para o sulfato de alumínio, resultados semelhantes só foram alcançados aplicando-se dosagens acima de 90 mg.L-1. O uso dos biocoagulantes propostos promoveu uma redução média de 25% no teor de lodo gerado ao final do tratamento, com formação de flocos densos de rápida sedimentação (15-20s); o estudo do pH ideal de coagulação mostrou ainda que a carboximetilquitosana mantém-se ativa como coagulante na faixa de 4,0 a 9,0, com eficiências de remoção de cor e turbidez superiores a 97%, diferentemente da quitosana, que precipita em meio alcalino. Em suma, quitosana e carboximetilquitosana mostraram-se como biopolímeros promissores para o tratamento de águas altamente turvas, pois aliam alta eficiência operacional e menor produção de lodo, além de estimularem o reaproveitamento de resíduos outrora descartados no meio ambiente (carapaças e exoesqueletos de crustáceos marinhos ricos em quitina), o que promove o fortalecimento do desenvolvimento sustentável e dos princípios da química verde.
Biocoagulants are an emerging technology widely studied today for water treatment as substitutes for traditional inorganic coagulants based on aluminum and iron. The present work aimed to study the coagulant action of biodegradable polymers such as chitosan and carboxymethylchitosan for the treatment of highly turbid synthetic waters. Carboxymethylchitosan (Substitution Grade between 56.24-61.44%), a water-soluble chitosan derivative over a wide pH range, was prepared by the Williamson ethers synthesis reaction and characterized by Potentiometric Titration, Infrared Spectroscopy and 1H Nuclear Magnetic Resonance. Tests of the coagulating capacity of chitosan, carboxymethylchitosan and aluminum sulfate (reference standard) were carried out in Jar Test equipment using synthetic raw water, aiming to study the influence of each one on physico-chemical parameters of water quality (turbidity, color apparent, electrical conductivity at 25°C, alkalinity, pH and volume of sedimentable solids). The results showed color removal and turbidity efficiencies above 99%, for both chitosan and carboxymethylchitosan, using dosages ranging from 4.0 to 12 mg.L-1. Under these conditions, a residual turbidity of less than 1.0 NTU was possible. For aluminum sulphate, similar results were only achieved by applying dosages above 90 mg.L-1. The use of the proposed biocoagulants promoted an average reduction of 25% in the sludge content generated at the end of the treatment, with formation of fast sedimentation dense flakes (15-20s); the study of the ideal pH of coagulation also showed that carboxymethylchitosan remains active as a coagulant in the range of 4.0 to 9.0, with color removal and turbidity efficiencies higher than 97%, unlike chitosan, which precipitates in medium alkali. In short, chitosan and carboxymethylchitosan have shown to be promising biopolymers for the treatment of highly turbid waters, since they combine high operational efficiency and reduced sludge production, besides stimulating the reuse of previously discarded residues in the environment (shells and exoskeletons of marine crustaceans rich in chitin), which promotes the strengthening of sustainable development and the principles of green chemistry.
Key-words: Biocoagulants. Carboxymethylchitosan. Green chemistry. Chitosan.
Tipo do Trabalho:
Dissertação
Referência:
JÚNIOR, RAIMUNDO NONATO LIMA. USO DE QUITOSANA E CARBOXIMETILQUITOSANA COMO BIOCOAGULANTES PARA TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ELEVADA TURBIDEZ. 2018. 95 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2018) - Universidade Estadual do Ceará, , 2018. Disponível em: Acesso em: 26 de abril de 2024
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