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Após a formação dos flocos, os mesmos podem se deteriorar com o a intensificação de tensões de cisalhamento, modificando assim toda sua estrutura morfológica, diminuindo a eficiência do processo. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da concentração de cloreto férrico no fator de força e distribuição do tamanho dos flocos formados a partir de solução de água com cor. Preliminarmente foi elaborado o diagrama de coagulação/floculação da água de estudo para uma das condições de cor estudada. Após esta etapa foram tratadas amostras de diferentes cores, onde foi avaliando o fator de força do floco, a distribuição do tamanho das partículas (DTP) e a eficiência de remoção de cor antes e após a ruptura dos flocos. Assim os objetivos do presente trabalho foram avaliar a evolução da distribuição de tamanho de partículas formadas a partir de diferentes concentrações de coagulante e condições de cor; avaliar qual a distribuição de partículas é mais favorável à eficiência de remoção de cor, em função da dosagem de coagulante e avaliar o efeito da ruptura na distribuição dos tamanhos dos flocos. Pelos resultados foi possível observar, no geral, desenvolvimento de flocos entre 0,05 a 2,75 mm, deslocamento da distribuição do tamanho das partículas (DTP) para faixas de maiores tamanhos com o aumento da concentração de cloreto férrico e da cor e diminuição na eficiência do processo de 13%, em media, após a quebra. After the formation of the flocs, they can deteriorate with the intensification of shear stresses, thus modifying all their morphological structure, reducing the efficiency of the process. The objective of this research was to evaluate the effect of ferric chloride concentration on the strength factor and size distribution of flocs formed from color water solution. Preliminarily, the coagulation / flocculation diagram of the study water was elaborated for one of the studied color conditions. After this step samples of different colors were treated, where it was evaluated the floc strength factor, the particle size distribution (DTP) and the color removal efficiency before and after the flakes rupture. Thus the objectives of the present work were to evaluate the evolution of the particle size distribution formed from different concentrations of coagulant and color conditions; to evaluate which particle distribution is more favorable to the color removal efficiency, as a function of the coagulant dosage and to evaluate the effect of the rupture in the distribution of the floc sizes. It was possible to observe, in general, the development of flakes between 0.05 and 2.75 mm, displacement of the particle size distribution (DTP) to larger size bands with increasing ferric chloride concentration and color and decrease in the process efficiency of 13%, on average, after the break. Dissertação (Mestrado)

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O objetivo deste trabalho foi avaliar a evolução da distribuição de tamanho de partículas (DTP) no processo de floculação de águas de baixa turbidez, da ordem de 6,5 uT, por meio da análise de imagens das partículas utilizando-se sulfato de alumínio, cloreto férrico e cloreto de polialumínio (PAC) como coagulantes sob diferentes gradientes de velocidade na mistura lenta. Esta avaliação foi feita por meio de análise de imagens e pode-se concluir que o processo de floculação, de fato, pode ser dividido em etapa de transição, quando os flocos crescem até atingir seu valor máximo, e etapa de estabilização, quando a distribuição de tamanho e o diâmetro equivalente dos flocos não variam de maneira significativa. Além disso, para os coagulantes cloreto férrico e PAC, a melhor eficiência na floculação foi observada para o gradiente de 60 s-1, sugerindo que, em condições de baixa turbidez, é importante proporcionar uma maior oportunidade de colisões entre partículas para que os flocos cresçam de maneira mais efetiva, em especial para estes coagulantes cujos flocos parecem ter uma maior resistência à quebra que aqueles formados com sulfato de alumínio. Por fim, os coagulantes mostraram ter desempenho semelhante quando comparadas as intensidades de mistura mais favoráveis de cada um deles, com resultados ligeiramente melhores para o cloreto férrico e o PAC em relação ao diâmetro médio dos flocos. The aim of this work was evaluate the flocculation process in low turbidity waters of the order of 6.5 uT by analyzing the particle size distribution using aluminum sulfate, ferric chloride and polyaluminum chloride (PAC) as coagulants under different shear rate in slow mixing. This evaluation was done through image analysis and it can be concluded that the flocculation process can, in fact, be divided into a transition stage, when the flocs grow until reaching their maximum value, and stabilization stage, when the distribution size and the equivalent diameter of the flocs do not vary significantly. In addition, for ferric chloride and PAC coagulants, the best flocculation efficiency was observed for shear rate of 60 s-1, suggesting that under conditions of low turbidity, it is important to provide a greater opportunity for particle collisions so that flocs to grow more effectively, especially for these coagulants whose flocs appear to have a higher resistance to breakage than those formed with aluminum sulfate. Finally, the coagulants showed similar performance when compared to the most favorable mixing intensities of each of them, with slightly better results for ferric chloride and PAC in relation to the average diameter of the flocs. Dissertação (Mestrado)

The fresh water is limited in the nature and has been contaminated by the industrial and domestic wastewaters. The cellulose and paper industries are considered one of the largest sources of aquatic pollution by generating a great amount of water containing lignin and theirs compounds, which shows high chemical oxygen demand (COD) and low biodegradability. The aim of the present work was to increase the purification of the coming eflluent from the bleaching process of the cellulose industry using a combination of two treatments. Firstly was investigated the coagulation and flocculation process by ferric chloride and ferric sulfate (separately) as coagulants and the chitosan as auxiliary polyelectrolyte in the coagulation. Secondly, the photocatalysis of the sobrenadant eflluent generated in the first treatment was realized. In the illumination studies were employed lamps of mereury's vapor (3x of 250 W) and the UV/TiO2/H2O2 system. In the coagulation/flocculation, the statistic analysis shows that the ferric chloride was significantly more efficient than the ferric sulfate, and the best experimental conditions for the treatment were: 80.0 mg L-1 of FeCl3, 50.0 mg L-1 of chitosan and pH = 6.0. When the coagulation was performed with FeCl3 alone (pH = 6.0), the reduction of COD and turbidity are 54 and 75 % respectively; also a high inorganic ions removal was observed. The absorbance reduction is 90 % in the visible region and 70 to 80 % for wavelengths corresponding to the aliphatic groups and aromatics rings (254, 280 and 310 nm). With the addition of 50 mg L-1 of chitosan, an increasing inorganic ions removal and a larger reduction of the turbidity (from 75 % to 90 %) were noticed, although no expressive decrease of COD and absorbance were observed. In the photocatalysis treatment, the process optimization was obtained with 0,50 g L-1 of TiO2, 10 mmol L-1 of H2O2 and pH = 3.0. The formation of sol- ions was observed due to the degradation of suspended organic matter. After 6 hours of irradiation the reduction of COD was 81 %. The reduction of the absorbance in the region related to aromatic and conjugated aliphatic groups happened up to 120 min of irradiation, decreasing 94 %; the kinetic profile obeys a first-order reactions law and the t1/2 was smaller than 30 minutes for intensities monitored at wavelengths of aromatic region. For the visible wavelength region the absorption decreased to zero and was very fast, indeed, not allowing obtain reliable numeric results. The toxicity studies employing Artemia salina organisms as bio-assays indicated that after the treatments an expressive decrease of toxic pollutants in the water eflluents, mainly after the process combination. It can be affirmed that the process realized in association and in the sequence using optimized experimental procedures as investigated would provided good results. This fact is reaffirmed by the transparency and absence of colors and odor in the treated water. A água doce tem sua disponibilidade limitada na natureza e tem sido contaminada pelos despejos industriais e domésticos. As indústrias de papel e celulose constituem uma das maiores fontes de poluição aquática por gerar um grande volume de efluente contendo lignina e seus derivados, que são compostos com alta DQO (demanda química de oxigênio) e baixos índices de biodegradabilidade. Os objetivos do presente trabalho foram pesquisar o aumento da eficiência da purificação do efluente proveniente do processo de branqueamento da indústria de papel e celulose empregando-se uma combinação de dois tratamentos conjugados: a coagulação e floculação do cloreto férrico e o sulfato férrico, separadamente, e a quitosana como polieletrólito auxiliar; e fotocatálise do sobrenadante do efluente gerado do primeiro tratamento, utilizando-se lâmpadas de vapor de mercúrio (3x de 250 W) e o sistema UV/TiO2/H2O2. Verificou-se que na coagulação/floculação, o cloreto férrico apresentou maior eficiênica que o sulfato férrico e as melhores condições experimentais para o tratamento foram: 80,0 mg L-1 de FeCl3, 50,0 mg L-1 de quitosana e pH = 6,0. Realizando-se a coagulação apenas com FeCl3 (pH= 6,0), obteve-se uma redução de DQO e turbidez de, respectivamente, 54 e 75%; houve também alta remoção de íons inorgânicos. A redução de absorvância foi de 90 % na região do visível e entre 70 a 80 % para comprimentos de onda correspondentes a cadeias alifáticas e anéis aromáticos (254, 280 e 310 nm). Com a adição de 50 mg L-1 de quitosana ocorreu um aumento na retirada dos íons inorgânicos e uma maior redução da turbidez (de 75 % para 90 % de redução), porém sem diminuição expressiva da DQO e da absorvância. No tratamento do sobrenadante da etapa anterior por fotocatálise, a otimização do processo foi obtida com 0,50 g L-1 de TiO2, 10 mmol L-1 de H2O2 e pH= 3,0. No tratamento observou-se a formação de íons SO42- decorrente da degradação de matéria orgânica suspensa. Após 6 horas de irradiação, a redução da DQO foi de 81 %. A redução da absorvância nas regiões relativas a grupos aromáticos e alifáticos conjugados ocorreu até 120 min de irradiação, tendo diminuição de 94 %; o perfil cinético resultante foi o de reações de primeira-ordem sendo o t1/2 menor que 30 minutos para intensidades monitoradas em comprimentos de onda correspondentes a anéis aromáticos. Para a região do visível, além da absorção diminuir à intensidade zero, esta foi muito rápida não permitindo obter dados numéricos confiáveis. Os estudos de bio-toxicidade através do micro-crustáceo Artemia salina indicaram que após os tratamentos houve uma expressiva diminuição de compostos tóxicos nos efluentes, destacando-se principalmente os bons resultados após os tratamentos conjugados. Ao final, pode se afirmar que os processos realizados em associação e na seqüência com as condições otimizadas propostas levaram a bons resultados, fato este que pode ser reafirmado pela transparência e ausência de cor e odor na água tratada. v, 68 f