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Tipo documento: Dissertação
Título: Proposta de produção e utilização de biopolímero para tratamento de água de lavagem de filtro de ETA por membranas de ultrafiltração
Autor(es): Santos, Maria Fátima dos
Orientador(a): Santos, Aldecy de Almeida
Coorientador: Vasconcelos, Leonardo Gomes de
Membro da Banca: Santos, Aldecy de Almeida
Membro da Banca: Vasconcelos, Leonardo Gomes de
Membro da Banca: Silva, Jhonatan Barbosa da
Membro da Banca: Oliveira, Benone Otávio Souza de
Resumo : Atualmente, existem inúmeros polímeros sintéticos de base petroquímica, bem como polímeros naturais obtidos a partir de fontes renováveis, que são utilizados como auxiliares de floculantes/sedimentação/filtração nas Estações de Tratamento de Água (ETA). Lamentavelmente, essas estações de tratamento de água produzem efluentes e resíduos substanciais, especialmente nas unidades de decantação e lavagem de filtros, onde o descarte inadequado é uma prática recorrente, causando danos ambientais significativos. Esta pesquisa teve como objetivo produzir e avaliar o biopolímero proveniente do fruto de mutamba (Guazuma ulmifolia Lambert), utilizando-o como auxiliar no processo de floculação e sedimentação. A análise foi conduzida utilizando a água resultante da lavagem do filtro da Estação de Tratamento de Água por Membrana de Ultrafiltração – ALFUF/ETAUF. A metodologia consistiu na produção do biopolímero do fruto de mutamba em pó para o preparo da solução aquosa. Adicionalmente, foram realizadas extrações pelos métodos de maceração e Soxhlet (frio e quente), utilizando metanol e hexano como solventes. Foram analisadas as características físicas e químicas, como turbidez, cor e o pH das águas brutas do Rio Cuiabá e da ALFUF, além da elaboração de um diagrama de coagulação com a amostra da ALFUF. Também foi realizada a avaliação da eficiência dos biopolímeros, comparando-os com polímeros sintéticos, MCT A 4030 e o Profloc A 1005, utilizando o cloreto férrico como coagulante primário, por meio de testes de bancada (Jar Test). Os resultados foram confrontados com a legislação de lançamento de efluentes, especificamente a Resolução CONAMA 430/2011, e submetidos aos métodos estatística descritiva de distribuição (Box Plot) e análise de variância para p<0,05 (ANOVA), com nível de significância de 95%. Durante o período de estudo, os resultados da água bruta do rio Cuiabá apresentaram características para os parâmetros turbidez, cor e pH variando entre 18 - 130uT, 70 - 595 uC e 7,10 - 7,43, respectivamente. Para a ALFUF os valores de turbidez, cor e pH que variaram de 181 a 2.470 uT, 880 a 16.600 uC e de 7,2 a 8,12. Os diagramas revelam as regiões com dosagens ideais de coagulação e pH para a remoção de turbidez e cor na ALFUF. Os biopolímeros mutamba demostraram eficiência na remoção de turbidez e cor, com valores superiores a 95% e 99%, respectivamente, aproximando-se dos resultados obtidos com polímeros sintéticos. Quanto à análise estatística, os resultados foram significativos para dados de turbidez com valores de F calculado de F (4;20) = 16,0796 e de p = 5,0E-06, para a cor, F (4;20) = 34,3088 e p = 1,3E-8 e para o pH, F (4;20) = 16,802 e p = 4,0E-6. Os testes demonstraram que o sobrenadante atende aos requisitos da Resolução CONAMA Nº 430/2011. Com base nos resultados obtidos, podese concluir que os biopolímeros de mutamba constituem uma nova e inovadora opção tecnológica oriunda de fontes naturais, evidenciando viabilidades técnicas e vantagens ambientais e para saúde humana, tornando-se uma alternativa potencial no tratamento de águas e efluentes.
Resumo em lingua estrangeira: Currently, numerous synthetic petrochemical-based polymers, as well as natural polymers obtained from renewable sources, are used as aids in flocculation, sedimentation, and filtration processes in Water Treatment Plants (WTPs). Unfortunately, these water treatment plants produce substantial effluents and waste, especially in sedimentation and filter washing units, where improper disposal is a recurring practice leading to significant environmental damage. This research aimed to produce and evaluate the biopolymer derived from mutamba fruit (Guazuma ulmifolia Lambert), using it as an aid in the flocculation and sedimentation processes. The analysis was conducted using water resulting from the filter washing at the Ultrafiltration Membrane Water Treatment Plant (UFWTP). The methodology involved producing the mutamba fruit biopolymer in powder form for preparing an aqueous solution. Additionally, extractions were performed using maceration and Soxhlet methods (cold and hot), with methanol and hexane as solvents. Physical and chemical characteristics such as turbidity, color, and pH of the raw water from the Cuiabá River and the UFWTP were analyzed, along with the development of coagulation diagram using the UFWTP sample. An evaluation of the biopolymer efficiency was also conducted by, comparing them with synthetic polymers, MCT A 4030 and Profloc A 1005, using ferric chloride as the primary coagulant through bench-scale tests (Jar test). Results were compared with effluent discharge regulations, specifically CONAMA Resolution 430/2011, and subjected to descriptive distribution statistical (Box Plot) and analysis of variance for p<0.05 (ANOVA), with a 95% significance level. During the study period, the raw water results from the Cuiabá River showed turbidity, color, and pH ranging between 18 - 130 NTU, 70 - 595 PCU, and 7,10 – 7,43, respectively. For the UFWTP, turbidity, color, and pH values ranged from 181 – 2.470 NTU, 880 – 16.600 PCU, and f 7.2 to 8.12. The diagrams revealed regions with optimal coagulation dosages and pH for removing turbidity and color in the UFWTP. Mutamba biopolymers demonstrated efficiency in removing turbidity and color, with values exceeding 95% and 99%, respectively, approaching those obtained with synthetic polymers. Regarding statistical analysis, the results were significant for turbidity data, with calculated F values of F (4;20) = 16.0796 and p = 5.0E-06; for color, F (4;20) = 34.3088 and p = 1.3E-8, and for pH, F(4;20) = 16.802 and p = 4.0E-6. The tests showed that the supernatant meets the requirements of CONAMA Resolution No. 430/2011. Based on the results obtained, it can be concluded that mutamba biopolymers constitute a new and innovative technological option derived from natural sources, demonstrating technical feasibility and environmental and human health advantages, making them potential alternative in water and effluent treatment.
Palavra-chave: Polímero natural
Jar test
Mucilagem
Reutilização sustentável
Palavra-chave em lingua estrangeira: Natural polymer
Jar test
Mucilage
Sustainable reuse
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia (FAET)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Referência: SANTOS, Maria Fátima dos. Proposta de produção e utilização de biopolímero para tratamento de água de lavagem de filtro de ETA por membranas de ultrafiltração. 2022. 92 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos) - Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia, Cuiabá, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/6886
Data defesa documento: 15-Dec-2022
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - FAET - PPGRH - Dissertações de mestrado

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