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Título: Pré tratamento de água para abastecimento humano utilizando processo eletrolítico por corrente contínua pulsada.
Título em inglês: Pretreatment of water for human supply using pulsed direct current electrolytic process
Autor(es): Sampaio, Victor Cochrane Santiago
Orientador(es): Aquino, Marisete Dantas de
Palavras-chave: Saneamento
Eletrólise
Materia orgânica natural
Água - Tratamento
Data do documento: 1-Fev-2016
Citação: SAMPAIO, V. C. S. (2016)
Resumo: Essa pesquisa avaliou o processo eletrolítico por corrente contínua pulsada no tratamento de água. Foram realizados testes em escala laboratorial e em escala-piloto. No experimento em escala laboratorial, investigaram-se os efeitos provocados por tipos de eletrodos (platina, aço inoxidável, alumínio e aço carbono) em diversos tempos de reação na água bruta do açude Gavião, além de comparar as reações químicas e físicas dos quatro eletrodos em um tempo de reação. No teste de jarros, foram utilizados os eletrodos com características oxidantes combinado com um processo de clarificação da água e avaliado qual eletrodo era mais eficiente. Foram testadas 50% e 100% da dosagem de reagentes no processo. No teste em escala-piloto, foram testadas duas configurações na etapa de pré-oxidação da água: um sistema combinado com eletrocoagulação (eletrodos de aço carbono) e eletro-oxidação (eletrodos de aço inoxidável) e um sistema somente de eletro-oxidação (eletrodos de aço inoxidável com eletrodos de platina). No sistema de eletrocoagulação e eletro-oxidação, avaliou-se a remoção de turbidez, cor aparente e SUVA (absorbância específica da luz ultravioleta) em uma vazão de operação de 10 L∙min-1 e com taxa de filtração de 326 m3·m-2·dia-1. No sistema de eletrooxidação, foi realizado um planejamento fatorial utilizando a variável “reagentes” na coagulação e floculação e “vazão”. Após a otimização do sistema de eletro-oxidação, outros pré-oxidantes foram comparados com a tecnologia. Na escala laboratorial, os resultados mostraram que os eletrodos de alumínio e aço carbono denotaram ações coagulantes sobre a água bruta, enquanto os eletrodos de aço inoxidável e platina exprimiram ações oxidativas. No teste de jarros, a combinação dos eletrodos de platina com 100% da dosagem de reagentes apontou maior eficiência na remoção de cor aparente e turbidez. O sistema de eletrocoagulação e eletro-oxidação em escala-piloto atendeu às exigências da Portaria 2.914 em relação a cor aparente e turbidez e conseguiu uma remoção de 19,51% a 26,45% de SUVA. No sistema de eletro-oxidação em escala-piloto, três condições diferentes do sistema atenderam às exigências da Portaria 2.914, em relação à cor aparente e turbidez. Foi verificado que somente o fator “reagentes” foi significativo para a remoção de turbidez, e os fatores “reagentes” e “vazão” foram significativos para a remoção de cor aparente, enquanto os fatores “reagentes”, “vazão” e a interação dos dois foram significativos para a remoção de SUVA. Na comparação com outros pré-oxidantes, o processo eletrolítico se mostrou tão eficiente quanto o cloro e o dióxido de cloro. Nenhuma tecnologia, entretanto, conseguiu atender os limites impostos pela Portaria 2.914/MS quanto aos trihalometanos totais. O processo eletrolítico por corrente contínua pulsada se mostrou eficaz na etapa de pré-oxidação em tratamento de água.
Abstract: This research evaluated the pulsed direct current electrolytic process in the treatment of Water. Laboratory-scale and pilot-scale tests were performed. In the experiment in Laboratory, the effects caused by types of electrodes (platinum, Stainless, aluminum and carbon steel) in several times of reaction in the raw water of the dam Gavião, besides comparing the chemical and physical reactions of the four electrodes in a reaction. In the jars test, the electrodes with oxidant characteristics Combined with a water clarification process and evaluated which electrode was most efficient. 50% and 100% of the dosage of reagents were tested in the process. In the pilot-scale test, Two configurations were tested in the pre-oxidation stage of water: a combined system With electrocoagulation (carbon steel electrodes) and electro-oxidation (steel electrodes Stainless steel electrodes) and an electro-oxidation-only system (stainless steel Platinum electrodes). In the electrocoagulation and electro-oxidation system, the removal Turbidity, apparent color and SUVA (specific ultraviolet light absorbance) at a flow rate of Operation of 10 L ∙ min-1 and with filtration rate of 326 m3 · m-2 · day-1. In the electrooxidation system, A factorial planning was done using the variable \"reagents\" in the Coagulation and flocculation and \"flow\". After the optimization of the electro-oxidation system, other Pre-oxidants were compared with the technology. In the laboratory scale, the results Showed that the electrodes of aluminum and carbon steel denoted coagulant actions on the While the stainless steel and platinum electrodes expressed oxidative actions. At the Jars test, the combination of the platinum electrodes with 100% of the reagent dosage Indicated greater efficiency in the removal of apparent color and turbidity. The electrocoagulation system And electro-oxidation in pilot scale met the requirements of Ordinance 2,914 in relation to color Apparent and turbidity and achieved a 19.51% to 26.45% removal of SUVA. In the system of Electro-oxidation in pilot scale, three different conditions of the system met the requirements Of Ordinance 2,914, in relation to the apparent color and turbidity. It was verified that only the \"Reagents\" was significant for the removal of turbidity, and the \"reagents\" and \"flow\" Were significant for the removal of apparent color, while the factors \"reagents\", \"flow\" And the interaction of the two were significant for removal of SUVA. In the comparison with Other pre-oxidants, the electrolytic process proved to be as efficient as chlorine and dioxide Of chlorine. No technology, however, has managed to meet the limits imposed by the Ordinance 2,914 / MS for total trihalomethanes. The electrolytic process by direct current Pulsed was shown to be effective in the pre-oxidation step in water treatment.
Descrição: SAMPAIO, V. C. S. Pré tratamento de água para abastecimento humano utilizando processo eletrolítico por corrente contínua pulsada. 2016. 158 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/21472
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