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RESUMO O presente estudo consistiu em avaliar a eficiência dos processos de tratamento convencional de água, por meio do coagulante natural Moringa oleifera Lam, com e sem casca, para o tratamento de água bruta captada do Rio Poxim, Aracaju, SE, Brasil. Após essa avaliação, realizou-se a análise da composição química e da toxicidade do lodo. As etapas de coagulação/floculação e decantação (30 e 60 minutos) foram realizadas em jar test com o coagulante, seguidas de filtração rápida descendente. A eficácia dos coagulantes foi analisada por meio da caracterização da água nas dosagens de 100, 200, 300 e 400 mg.L-1, por meio de análises físico-químicas, englobando os parâmetros pH, cor aparente e turbidez. O lodo proveniente do tratamento, em ambas as situações em estudo, foi caracterizado em relação à composição de proteína, amido e lipídio, além de ter sido verificada a toxicidade do resíduo por intermédio do crescimento e da germinação da Lactuca sativa. Como resultado, a moringa demonstrou potencial no tratamento de água pra consumo humano, principalmente o extrato de moringa com casca, tendo como dosagem ótima 300 mg.L-1 tanto para os parâmetros de cor quanto para a turbidez. Em relação ao pH, constatou-se que os tratamentos não promoveram variação significativa em relação aos valores da água bruta. Quanto à caracterização do lodo, foi possível verificar que em sua constituição há presença tanto de lipídio quanto de proteínas e ausência de amido; além disso, seu resíduo apresentou-se como atóxico para o meio ambiente. ABSTRACT The present study aimed at evaluating the efficiency of conventional water treatment processes using the natural coagulant Moringa oleifera Lam, with and without shell, for the treatment of raw water captured in the Poxim River, Aracaju, state of Sergipe, Brazil. After this evaluation, the chemical composition of the sludge and its toxicity was analyzed. The stages of coagulation/flocculation and decanting (30 and 60 min) were performed in jar test with the coagulant, followed by rapid descending filtration. The effectiveness of the coagulants was analyzed by the characterization of the water in dosages of 100, 200, 300, and 400 mg.L-1, according to physicochemical analyses, including the parameters pH, apparent color, and turbidity. The treatment sludge, in both situations under study, was characterized in relation to the composition of protein, starch and lipid, in addition to verifying the toxicity of the residue by the growth and germination of Lactuca sativa. As a result, moringa showed potential in the treatment of water for human consumption, mainly the extract of moringa in shell, with an optimal dosage of 300 mg.L-1 for both color and turbidity parameters. Regarding pH, the treatments did not promote significant variation in the raw water values. In terms of sludge characterization, the presence of lipids and proteins was verified, but not that of starch. In addition, the sludge residue was considered nontoxic to the environment.

The use of natural coagulants is a promising alternative to replace or assist chemical coagulants due to its numerous advantages. This paper evaluates the effectiveness of a natural coagulant in water treatment. The coagulant was extracted from the Zygia cauliflora (Willd.) Killip seed in saline solutions and defatted using 95% ethanol. The tests were conducted using different concentrations of the coagulant (0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, and 4.0 g L-1) and of NaCl (0.0 M, 1.0 M, and 5.0 M). The results showed that the use of 2 g L-1 of coagulant and 1.0 M of the salt achieved an effectiveness of 20% and 70%, respectively, of color and turbidity removal. The analysis showed an effectiveness of 70% and 30%, respectively, when removing the UV254 compound and DOM (dissolved organic matter). The mechanism for turbidity removal by the coagulants prepared with aqueous solution and with saline solution at 1.0 M of NaCl is supposed to be adsorption and charge neutralization, respectively, following the Freundlich and Langmuir models. However, the coagulant prepared with saline solution at 5.0 M of NaCl tends to form a netlike structure followed by turbidity removal through a sweep coagulation mechanism. Future papers should therefore focus on the use of Zygia cauliflora (Willd.) Killip as an alternative for replacement or use as an auxiliary chemical coagulant. Resumo O uso de coagulantes naturais é uma alternativa promissora para substituir ou auxiliar coagulantes químicos devido às suas inúmeras vantagens. Este artigo avalia a eficácia no uso de um coagulante natural no tratamento de água. O coagulante foi extraído da semente de Killip Zygia cauliflora (Willd.) em soluções salinas e desengordurada com etanol a 95%. Os testes foram conduzidos utilizando diferentes concentrações do coagulante (0,1, 0,5, 1,0, 2,0, 3,0 e 4,0 g L-1) e de NaCl (0,0 M, 1,0 M e 5,0 M). Os resultados mostraram que o uso de 2 g L-1 de coagulante e 1,0 M de sal alcançou uma eficácia de 20% e 70%, respectivamente, na remoção de cor e turbidez. A análise mostrou uma eficácia de 70% e 30%, respectivamente, na remoção do composto UV254 e DOM (matéria orgânica dissolvida). Além disso, o mecanismo de remoção da turbidez pelos coagulantes preparados com solução aquosa e com solução salina a 1,0 M de NaCl é suposto ser adsorção e neutralização de carga, respectivamente seguindo os modelos de Freundlich e Langmuir. No entanto, o coagulante preparado com solução salina a 5,0 M de NaCl tende a formar uma estrutura semelhante a uma rede seguida pela remoção da turbidez por mecanismo de coagulação por varredura. Portanto, trabalhos futuros devem se concentrar no uso de Zygia cauliflora (Willd.) Killip como uma alternativa para substituição ou uso como coagulante químico auxiliar.

Os coagulantes naturais são compostos naturais, como sementes, mucilagem e outros compostos baseados ou não baseados em plantas, que possuem a capacidade de remoção de contaminantes da água, esgotos e efluentes. Seu uso possui forte apelo ambiental, econômico e social, especialmente por se tratarem de compostos facilmente encontrados na natureza, como a moringa, quiabo e cáctus, e, por isso, baratos, aumentando a qualidade de vida da sociedade e mitigando o dano ou impacto ambiental. Esta revisão teve por objetivo apresentar os diferentes tipos de coagulantes naturais, seus respectivos usos e características. Esta pesquisa foi elaborada por meio de consultas na literatura especializada, com cerca de 160 artigos pesquisados e 38 efetivamente utilizados; concentrou-se em discutir os benefícios dos coagulantes naturais frente aos coagulantes químicos, bem como as implicações dos diferentes tipos de coagulantes naturais no tratamento de água, efluentes líquidos e esgotos. Em suma, verificou-se que as questões que envolvem a pesquisa dos coagulantes naturais é um caminho ambientalmente correto, barato e um objetivo a ser alcançado, visto a grande demanda de tratamento de água e efluentes que ocorre ao redor do mundo.

The use of coagulants of natural origin in water treatment is an ecological alternative that has been viable in the replacement of chemical coagulants. One of the examples of a natural coagulant is the seed of the Moringa oleifera plant, whose application in research, testing and analysis has been gaining ground. The seed extract, as it contains a cationic protein, acts as a clarifying agent in water treatment. The present work aimed to highlight the use of Moringa oleifera as a natural coagulant and flocculant in water treatment, through an integrative review study. A bibliographic survey was carried out in the SciElo and Google academic databases and 10 (ten) articles were selected corresponding to the objective of the study. Based on the studies analyzed, the literature confirms that Moringa oleifera seeds are effective in water treatment, focusing on the reduction of physical-chemical (turbidity and color) and microbiological parameters, and without significant change in pH. Therefore, the application of natural coagulant in water treatment is an economically viable and environmentally sustainable alternative. El uso de coagulantes naturales y orgánicos en el tratamiento del agua es una alternativa ecológica viable para reemplazar los coagulantes químicos. Uno de los ejemplos de coagulante natural es la semilla de la planta Moringa oleifera, cuya aplicación en investigación, ensayo y análisis ha ido ganando terreno. El extracto de semilla, al contener una proteína catiónica, actúa como agente clarificante en el tratamiento de aguas. El presente trabajo tuvo como objetivo destacar el uso de Moringa oleifera como coagulante y floculante natural en el tratamiento de aguas, a través de un estudio de revisión integradora. Se realizó un levantamiento bibliográfico en las bases de datos académicas SciElo y Google y se seleccionaron 10 (diez) artículos correspondientes al objetivo del estudio. Con base en los estudios analizados, la literatura confirma que las semillas de Moringa oleifera son efectivas en el tratamiento de aguas, enfocándose en la reducción de parámetros físico-químicos (turbidez y color) y microbiológicos; y sin cambios significativos en el pH. Por lo tanto, la aplicación de coagulantes naturales en el tratamiento del agua es una alternativa económicamente viable y ambientalmente sostenible. O uso de coagulantes de origem natural e orgânico no tratamento de água é uma alternativa ecológica viável na substituição dos coagulantes químicos. Um dos exemplos de coagulante natural é a semente da planta Moringa oleifera, cuja aplicação em pesquisas, testes e análises vem conquistando espaço. O extrato da semente, por conter uma proteína catiônica, age como agente clarificante no tratamento de água. O presente trabalho teve como objetivo evidenciar o uso da Moringa oleifera como coagulante e floculante natural, no tratamento de água, através de um estudo de revisão integrativa. Foi realizado um levantamento bibliográfico nas bases de dados SciElo e Google acadêmico e selecionados 10 (dez) artigos correspondentes ao objetivo do estudo. Com base nos estudos analisados, a literatura confirma que as sementes de Moringa oleifera são eficazes no tratamento de água, com enfoque na redução dos parâmetros físico-químicos (turbidez e cor) e microbiológicos; e sem alteração significativa no pH. Portanto, a aplicação do coagulante natural no tratamento de água é uma alternativa economicamente viável e ambientalmente sustentável.

[EN] The objective of this research is to evaluate the efficiency of Opuntia ficus indica as a coagulant in the treatment of gray water, for which a series of tests were carried out for different amounts of coagulant, the latter was prepared as a powder from Opuntia ficus indica; the physicochemical parameters of the gray water were characterized, the coagulant was applied in the jar test equipment and the optimal dose of the coagulant was determined based on the variation of the quality parameters; As a result, a water initially above the reference regulations was obtained, an optimal dose of 1,625 g/L and when applied in the pilot system, the following percentages were obtained in treatment: 30.37% pH, 16.42% CE, 38.46% Salinity , 17.02% TDS, 96.67% TSS, 88.19% Turbidity, 72.98% BOD, 71.41% COD, 90.64% Detergents, 65.34% Phosphate and 72.81% Nitrite; Therefore, it is concluded that the natural coagulant is efficient for the treatment of gray water and can be used for irrigation of vegetables., [ES] La presente investigación tiene como objetivo evaluar la eficiencia del Opuntia ficus indica como coagulante en el tratamiento de las aguas grises, para ello se trabajó con una serie de pruebas compuestas para diferentes cantidades de coagulante, este último se preparó en forma de polvo a partir de la Opuntia ficus indica. Se han caracterizado los parámetros fisicoquímicos del aguaresidual gris, se aplicó el coagulante en el equipo de prueba de jarras y se determinó la dosis optima del coagulante con base en la variación de los parámetros de calidad. Como resultado se obtuvo un agua inicialmente por encima de los Estándares de Calidad Ambiental para Agua (D.S. N° 004-2017) y la Guía de la Agencia de Protección Ambiental para reutilización de aguas residuales, una dosis optima de 1.625 g/l y al ser aplicado en el sistema piloto de tratamiento primario, se obtuvieron los siguientes porcentajes de remoción: 96.67% de SST, 88.19% de Turbidez, 72,98% de DBO5 y 72.81% de Nitrito; en el caso de pH se alcanzó una reducción en 30.37%; se concluye que el coagulante natural es eficiente para el tratamiento de aguas residuales grises y puede usarse para riego no restringido de vegetales., Los autores agradecen a la Universidad Nacional Federico Villarreal por financiar la investigación mediante la Resolución Rectoral N° 3478-2018-UNFV, así mismo se desea agradecer de forma especial el apoyo recibido por el Instituto Especializado de Investigación y Gestión del Agua y a su fundador Dr. Jhon Walter Gómez Lora.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O Tanino é um coagulante de origem natural, extraído de diversas árvores, e é avaliado como uma alternativa aos coagulantes sintéticos utilizados nas Estações de Tratamento de Água. Diversas pesquisas demonstraram que ele gera bons resultados de remoção de turbidez e cor, é de fácil utilização e gera lodo mais biodegradável em comparação com coagulantes sintéticos. O presente trabalho teve como objetivo obter e avaliar o diagrama de coagulação para o Tanino na remoção de cor de água sintética de cor aparente elevada (107 uH), assim como avaliar morfologicamente os flocos formados durante o processo de coagulação/floculação, verificando o seu comportamento sob 4 diferentes gradientes médios de velocidade (Gmv) de floculação (20, 30, 40 e 60 s-1) assim como em duas diferentes situações de quebra (Gmv de 120 e 500 s-1). Os resultados demonstraram remoção máxima de cor de 94% e baixa influência da quebra dos flocos na eficiência de remoção. Foi verificado que para o Gmv de 20 e de 30 s-1 a floculação ocorreu de maneira incompleta, com a presença de muitos flocos não desenvolvidos devido às menores oportunidades de choque. A quebra sob Gmv de 120 s-1 foi pouco impactante, com menor fator de força de 79%, e nenhuma recuperação de flocos nos Gmv de 40 e 60 s-1. Já para a quebra a Gmv de 500 s-1, verificou-se fatores de força mínimo de 55%, com recuperação média de 15% para o Gmv de 40 s-1 e 5,7% para o de 60 s-1. Foram realizadas análises estatísticas para a verificação da similaridade de comportamento entre os diferentes Gmv de floculação. O Gmv de floculação de 20 s-1 resultou nas menores dimensões fractais, indicando que há formação de maiores cadeias para esse grau de agitação menor, enquanto que os maiores Gmv de floculação eram suficientes para impedir uma grande ramificação devido à erosão superficial, levando a maiores dimensões fractais. Tannin is a coagulant of natural origin, extracted from many different trees and is regarded as an alternative to synthetic coagulants used in Water Treatment Stations (WTS). Many researches showed it has good turbidity and color removal, is easy to use and generates a higher biodegradability sludge in comparison with other synthetic coagulants. The present work aims to create the coagulation diagram for Tannin in color removal of synthetic water with high apparent color (107 uH), morphologically evaluating flocs formed during coagulation/flocculation process verifying their behavior under 4 different slow stir mean velocity gradients (Mvg) (20, 30, 40 and 60 s-1) besides two different breakage situations (Mvg) of 120 and 500 s-1). Results showed maximum color removal efficiency of 94% and low floc-breakage influence in removal efficiency. It was verified that for Mvg of 20 and 30 s-1 flocculation occurred incompletely, with the presence of many non-developed flocs due to lesser chock opportunities. Breakage under Mvg of 120 s-1 didn’t show much impact, with lowest strength factor of 79% and no floc recovery on Mvg of 40 and 60 s-1 whereas for Mvg of 500 s-1, strength factors as low as 55%, with average recovery of 15% for Mvg of 40 s-1 and 5,7% for 60 s-1 were obtained. Statistical analysis were used to verify behavior similarities between the different slow stir Mvg used. Mvg of 20 s-1 resulted in the lowest fractal dimensions, indicating that there is a higher floc chain formation for this lower agitation degree, while higher slow stir Mvg were enough to prevent big ramifications due to superficial erosion, leading to higher fractal dimensions. Dissertação (Mestrado)

FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais As sementes de Moringa oleifera vem sendo foco de pesquisas em diversas áreas do conhecimento e inclusive utilizadas como coagulante natural no tratamento de água. Nessa perspectiva, a presente pesquisa busca aprofundar os conhecimentos no que diz respeito ao potencial coagulante e as características morfológicas dos flocos formados pela Moringa oleifera em água produzida com cor aparente elevada (107 ± 1 mg Pt-Co/L). Inicialmente fez-se uma comparação entre a eficiência de remoção de cor aparente utilizando técnica de Flotação por Ar Dissolvido (FAD) e sedimentação. Os resultados mostraram melhor desempenho utilizando-se a FAD e por isso ela foi utilizada nas demais etapas da pesquisa. Posteriormente foram realizados ensaios de coagulação/ floculação/ FAD utilizando diversas dosagens de coagulante e pH de coagulação para elaboração de diagramas de coagulação para diferentes velocidades de flotação. Em seguida foram selecionados seis pontos desses diagramas para os ensaios de quebra e refloculação utilizando-se diferentes gradientes médios de floculação () e gradientes de ruptura () de 120 e 500 s-1. Nesses ensaios foram obtidas imagens por meio de técnica não intrusiva e não destrutiva, além do acompanhamento por meio de um analisador de dispersão fotométrica (PDA), de forma a avaliar a Distribuição do Tamanho de Partículas (DTP) e dimensão fractal durante a formação e recrescimento de flocos, além da avaliação da força e resistência dos mesmos. A Moringa oleifera se mostrou eficaz na remoção de cor aparente elevada, com diversas regiões do diagrama de coagulação com eficiência de remoção acima de 70%. Quanto aos ensaios com de 120 s-1, os testes de análise de variância (ANOVA) mostraram que a ruptura a esse gradiente não foi suficiente para alterar significativamente e eficiência de remoção de cor aparente. Os valores de dimensão fractal variaram de 1,66 a 1,96 e tiveram variação considerável após ruptura com de 500 s-1, sugerindo que a estrutura exclusivamente auto similar dos flocos seja apenas um conceito ideal e que a dimensão fractal varia de acordo com as condições físicas da coagulação. Considerando-se o valor da dimensão fractal após estabilização na coagulação, observou-se que não existe diferença significativa entre os valores, para diferentes , demonstrando assim que a estrutura morfológica tende a se manter independente do diâmetro e da intensidade de mistura. Os resultados evidenciaram também que não ocorreu a recuperação total do tamanho dos flocos. Moringa oleifera seeds have been the focus of a lot of researches in many different areas of knowledge including utilization as a natural coagulant in water treatment. In this perspective, the present research aims to deepen knowledge about Moringa oleifera potential as a coagulant and the morphological characteristics of the flocs formed in produced water with high apparent color (107 ± 1 mg Pt-Co/L). Initially, a comparison between the apparent color removal efficiency was made utilizing Dissolved Air Flotation (DAF) and sedimentation. The results showed better performance by using DAF and thus it was used in the remaining steps of the research. Then it was used the coagulation/ flocculation/ DAF assays with different dosages of coagulant and coagulation pH to elaborate coagulation diagrams for different flotation speeds. After this, six points of those diagrams were selected for breakage and reflocculation assays using different mean velocity gradients () and rupture gradients () of 120 and 500 s-1. In these assays, images were obtained using a non-intrusive and non-destructive technique, with the continuous analysis through a Photometric Dispersion Analyzer (PDA) to evaluate Particle Size Distribution (PSD) and fractal dimension during the formation and regrowth of flocs, including the evaluation of their strength and resistance. Moringa oleifera showed effectiveness in high apparent color removal, with many diagram regions over 70% results. For the assays with equal to 120 s-1, variance analysis tests (ANOVA) showed that rupture at this gradient was not enough to significantly alter color removal efficiency. Fractal dimension values varied between 1,66 and 1,96 and had considerable variation after the rupture equal to 500 s-1, suggesting that the uniquely self-similar structure of the flakes is just an ideal concept and that the fractal dimension changes according to the physical conditions of coagulation. Considering the fractal dimension value after coagulation stabilization, it was observed that there was no significant difference between the values for different , showing that the morphological structure tends to keep independent of the diameter and the mixing intensity. In addition, the results traced that the flocs did not fully recover their size. Dissertação (Mestrado)

espanolEn esta investigacion se analizo la eficiencia de la medula de banano como sustancia coagulante en la clarificacion de aguas naturales y se comparo con el sulfato de aluminio. Se utilizo un diseno experimental factorial, siendo la dosis (10, 20, 40, 60, 80 y 100 mg/L) y el tipo de coagulante (quimico o natural) los factores. La turbidez del agua del rio Magdalena se empleo como variable respuesta. El proceso de clarificacion se realizo mediante la aplicacion de la prueba de jarras usando muestras de agua del rio en Barranquilla, departamento del Atlantico, Colombia. Se comprobo mediante el analisis estadistico ANOVA y la prueba de HSD (diferencia significativa) de Tukey, que el coagulante natural reduce la turbidez inicial del agua objeto de estudio (210 UNT) en un 67,57%. La medula de banano siendo un residuo agroindustrial es una opcion viable y sustentable en la remocion parcial de la turbidez del agua del rio Magdalena. EnglishThis research analyzed the efficiency of the banana pith as a coagulant substance in the clarification of natural waters and was compared with aluminium sulphate. It was used a factorial experimental design, being the dosage (10, 20, 40, 60, 80 and 100 mg/L) and the type of coagulant (chemical or natural) the factors. The turbidity of the Magdalena river water was used as a variable response. The clarification process was carried out by applying jar-test using water samples from the river in Barranquilla, Atlantico departament, Colombia. It was verified by the statistical analysis ANOVA and the Tukey's HSD (honestly significant difference) test, that the natural coagulant reduces the initial turbidity of the water object of study (210 NTU) in 67.57%. The banana pith being an agro-industrial waste is a viable and sustainable option in the partial removal of water turbidity in the Magdalena river.

O sulfato de alumínio e o policloreto de alumínio são coagulantes químicos eficientes para formação de flocos em unidades de tratamento de água. No entanto, estes coagulantes podem contribuir para o desenvolvimento da doença de Alzheimer pelo alumínio residual na água pós-tratamento. Em razão disso, esta pesquisa teve como objetivo verificar a aplicação de extrato salino (CaCl2) de sementes de Moringa oleifera no tratamento de águas com baixa turbidez, usando flotação por ar dissolvido (FAD). A eficiência do processo foi determinada mediante os parâmetros cor, turbidez, pH e condutividade, os quais foram discriminados por Análise de Componentes Principais. Duas condições de turbidez (10 e 20 uT) foram utilizadas neste estudo, enquanto os ensaios de coagulação, floculação e FAD foram realizados com extratos salinos da semente nas dosagens de 10, 20, 30, 40 e 50 mg L-1. Os resultados indicaram que houve remoção de turbidez (64,2 e 78,2%) e cor (77,6 e 72,4%) em águas com turbidez de 10 e 20 uT, respectivamente. A condutividade aumentou em função do maior acréscimo de coagulante, enquanto o pH não foi alterado de forma significativa. Concluiu-se, desta forma, que o uso do coagulante Moringa oleifera favoreceu a remoção dos parâmetros cor e turbidez, melhorando a qualidade da água. A B S T R A C T Aluminum sulphate and aluminum polychloride are efficient chemical coagulants for flake formation in water treatment plants. However, these coagulants can provide the development of Alzheimer's disease by residual aluminum in the post-treatment water. The objective of this research was to verify the application of saline extract (CaCl2) from Moringa oleifera seeds in the treatment of water with low turbidity using dissolved air flotation (DAF). The efficiency of the process was determined by the parameters color, turbidity, pH and conductivity, which were discriminated by Principal Component Analysis. Two turbidity conditions (10 and 20 NTU) were used in this study, while coagulation, flocculation and DAF assays were performed with saline extracts at the doses of 10, 20, 30, 40 and 50 mg L-1. The results indicated that turbidity (64.2 and 78.2%) and color (77.6 and 72.4) were removed in waters with turbidity of 10 and 20 NTU, respectively. The conductivity increased as a function of the higher coagulant addition, while the pH was not significantly altered. It was concluded, therefore, that the use of the Moringa oleifera coagulant favored the removal of the color and turbidity parameters, improving the quality of the water. Keywords: Water quality. Natural coagulant. Dissolved air flotation. Chemometrics Analysis.

[ES] En el presente TFG se documenta el análisis de la implementación de un coagulante natural a diferentes estaciones depuradoras de agua urbana e industrial, comprobando la eficacia y rendimiento frente al uso tradicional del coagulante inorgánico, cloruro férrico. El objetivo principal es la eliminación de fósforo total que se vierte al río mediante la adición del producto en cuestión durante el tratamiento secundario de la EDAR. Y, además, en el caso específico de aporte de agua industrial a la planta, el procedimiento de trabajo se lleva a cabo en el tratamiento físico-químico del proceso para eliminar el cromo. En fases previas, la empresa principal de este estudio desarrolló el coagulante natural a partir de polímeros extraídos de la corteza de la acacia negra (acacia mearnsii de Wild). Inicialmente, el trabajo recaerá a nivel de laboratorio donde se llevará a cabo una toma de muestras a lo largo de un cierto periodo de tiempo y cada día se realizarán ensayos Jar-Test (test de jarras). De esta forma, se podrá optimizar la cantidad aproximada de coagulante necesario, además de comparar los resultados ante el uso de cloruro férrico, el coagulante natural o ambos a la vez, en diferentes cantidades. Posteriormente, a nivel de planta, se procederá a la dosificación del nuevo coagulante de manera progresiva, reduciendo el coagulante inorgánico, hasta llegar a dosificar únicamente el coagulante natural. El estudio tendrá lugar en cuatro depuradoras, pero se elegirán dos de ellas para la presentación de los resultados. Se tomarán, diariamente, diversos parámetros analíticos y se estudiarán los cambios sufridos., [EN] This TFG presents the analysis of the implementation of a natural coagulant to different urban and industrial wastewater treatment plants, verifying the efficacy and yield against the traditional use of the inorganic coagulant, ferric chloride. The main objective is the elimination of total phosphorus that is discharged into the river by the addition of the product concerned during the secondary treatment of the WWTP. Furthermore, in the specific case of industrial water supply to the plant, the working procedure is carried out in the physical-chemical treatment of the process to remove chromium. In previous phases, the main company of this study developed the natural coagulant from polymers extracted from the black acacia bark (Wild mearnsii acacia). Initially, the work will be carried out at the laboratory level where samples will be taken over a certain period of time and each day Jar-Test will be carried out. In this way, it will be possible to optimize the approximate amount of coagulant needed, in addition to comparing the results with the use of ferric chloride, natural coagulant or both at the same time, in different amounts. Subsequently, at the plant level, the new coagulant will be progressively dosed, reducing the inorganic coagulant, until only the natural coagulant is dosed. The study will take place in four treatment plants, but two of them will be chosen for the presentation of the results. Various analytical parameters will be taken daily and the changes will be studied., [CA] En el present TFG es documenta l’anàlisi de la implementació d'un coagulant natural a diferents estacions depuradores d'aigua urbana i industrial, comprovant l'eficàcia i rendiment en detriment de l'ús tradicional del coagulant inorgànic, clorur fèrric. L'objectiu principal és l'eliminació de fòsfor total que s'aboca al riu mitjançant l'addició del producte en qüestió durant el tractament secundari de l’ EDAR. I, a més, en el cas específic d'aportació d'aigua industrial a la planta, el procediment de treball es duu a terme en el tractament físic-químic del procés per a eliminar el crom. En fases prèvies, l'empresa principal d'aquest estudi va desenvolupar el coagulant natural a partir de polímers extrets de l'escorça de l'acàcia negra (acàcia mearnsii de Wild). Inicialment, el treball recaurà a nivell de laboratori on es durà a terme una presa de mostres al llarg d'un cert període de temps i cada dia es realitzaran assajos Jar-Test (test de pitxers). D'aquesta forma, es podrà optimitzar la quantitat aproximada de coagulant necessari, a més de comparar els resultats davant l'ús de clorur fèrric, el coagulant natural o tots dos alhora, en diferents quantitats. Posteriorment, a nivell de planta, es procedirà a la dosificació del nou coagulant de manera progressiva, reduint el coagulant inorgànic, fins a arribar a dosificar únicament el coagulant natural. L'estudi tindrà lloc en quatre depuradores, però es triaran dues d'elles per a la presentació dels resultats. Es prendran, diàriament, diversos paràmetres analítics i s'estudiaran els canvis patits.

Orientador: Prof. Dr. Derval dos Santos Rosa Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Santo André, 2021. A água para consumo humano deve apresentar características microbiológicas, físicas e químicas que atendam aos padrões de potabilidade, ou seja, livre de microrganismos patogênicos e de contaminantes. O sulfato de alumínio é um eficiente coagulante químico utilizado em larga escala para a remoção de matéria orgânica em tratamento de água; contudo ele apresenta algum nível de risco à saúde e ao meio ambiente, uma vez que vários estudos mostraram a associação da presença de alumínio nessas águas com o aumento da incidência da doença de Alzheimer. Nesse sentido, esta dissertação avaliou o efeito de diferentes dosagens de Moringa oleifera na remoção de diferentes concentrações de matéria orgânica em água. Duas águas com diferentes quantidades de matéria orgânica foram utilizadas neste estudo, dissolvendo turfa previamente seca em água destilada em concentrações diferentes (3 e 10 g L-1). As propriedades acompanhadas foram cor aparente, turbidez, pH, teores de carbono orgânico dissolvido e no sedimento. Um estudo estatístico e uma Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV) foram realizados para entender, de forma mais profunda, os processos de tratamentos com Moringa oleifera e sulfato de alumínio. A Moringa oleifera conseguiu (85 ± 4)% de remoção da cor (296 uH para 45 uH) e (96,6 ± 1,2)% de remoção da turbidez (183 NTU para 6,2 NTU) na dosagem de 80 mg L-1, sem alterar o pH e o carbono orgânico dissolvido, contra (72 ± 3)% de remoção da cor (296 uH para 83 uH) e (86,1 ± 0,8)% de remoção da turbidez (183 NTU para 25,5 NTU), sem alteração do carbono orgânico dissolvido, mas com redução do pH da ordem de 36% (pH 6,25 para 3,98) para o sulfato de alumínio. A Moringa oleifera também conseguiu reduzir em até 2,4 log (UFC mL-1) (99,6%) a concentração da bactéria Escherichia coli após 72 h de repouso, com uma dosagem de 80 mg L-1. Quanto às categorias de impacto ambiental, a Moringa oleifera obteve vantagens sobre o sulfato de alumínio em ecotoxicidade terrestre (ET), toxicidade não-carcinogênica (humana) (TNCH) e aquecimento global (AG), este último com o valor de -74% para a dosagem de 40 mg L-1, comparado aos 8% do impacto da alternativa sulfato de alumínio. O valor negativo representa o sequestro de carbono até esta fase do ciclo de vida. Assim, foi possível concluir que levandose em conta os aspectos físico-químicos, microbiológicos e do seu ciclo de vida, considerados neste trabalho, ressalvadas as questões operacionais como as envolvidas desde o plantio à produção do coagulante em escala comercial, que não foram objeto deste estudo, a Moringa oleifera se mostrou viável como alternativa natural ao coagulante sulfato de alumínio. Water for human consumption must have microbiological, physical and chemical characteristics that meet drinking standards, that is, free from pathogenic microorganisms and contaminants. Aluminum sulphate is an efficient chemical coagulant used on a large scale for the removal of organic matter in water treatment; however, it presents some level of risk to health and the environment, since several studies have shown the association of the presence of aluminum in these waters with an increased incidence of Alzheimer's disease. In this sense, this dissertation evaluated the effect of different amounts of Moringa oleifera on the removal of different concentrations of organic matter from water. Two waters (raw water) with different amounts of organic matter were used in this study by dissolving previously dried peat in distilled water at different concentrations. The properties monitored were apparent color, turbidity, pH, dissolved organic carbon and in sediment. A statistical study and a Life Cycle Impact Assessment (LCIA) were carried out to better understand the treatment processes with Moringa oleifera and aluminum sulphate. Moringa oleifera achieved (85 ± 4)% color removal (296 uH to 45 uH) and (96.6 ± 1.2)% turbidity removal (183 NTU to 6.2 NTU) in the dosage of 80 mg L-1, without changing the pH and dissolved organic carbon, against (72 ± 3)% color removal (296 uH to 83 uH) and (86.1 ± 0.8)% turbidity removal (183 NTU to 25.5 NTU), without changing the dissolved organic carbon, but with a pH reduction of the order of 36% (pH 6.25 to 3.98) for aluminum sulfate. Moringa oleifera also managed to reduce by up to 2.4 log (CFU mL-1) (99.6%) the concentration of the bacteria Escherichia coli after 72 h of rest, with a dosage of 80 mg L-1. As for the environmental impact categories, Moringa oleifera also obtained advantages over aluminum sulfate in terrestrial ecotoxicity (ET), non-carcinogenic (human) toxicity (TNCH) and global warming (GA), the latter with a value of -74% for the 40 mg L-1 dosage, compared to 8% of the impact of the aluminum sulphate alternative. The negative value represents carbon sequestration up to this stage of the life cycle. Thus, it was possible to conclude that, taking into account the physicochemical, microbiological and life cycle aspects considered in this work, except for operational issues such as those involved from planting to the production of coagulant on a commercial scale, which were not object of this study, Moringa oleifera proved to be viable as a natural alternative to the chemical coagulant aluminum sulfate.

Aim. To evaluate the effect on pH, removal of turbidity and colour, using plantain starch as a natural coagulant, extracted by wet and basic route, in a sample of synthetic water. Materials and methods. The starch was extracted by placing the pre-treated biomass in contact with water or a NaOH solution for 20 h at 18 ° C, and then separating by filtration. The efficiency in the removal of turbidity and colour was carried out using a jug test, varying the initial concentration of coagulant and the stirring rate. Results. It was found that the starch obtained by the wet route presented a higher level of turbidity reduction compared to that obtained with NaOH, reaching an efficiency of 94.6%; using 150 mg/L of coagulant and 40 rpm, and having a better performance than the synthetic coagulant aluminium sulphate (Al2(S04)3). Conclusions. The variable evaluated with the highest linear influence is the combination of stirring rate and coagulant concentration. The use of plantain starch extracted by wet route is recommended for use in water treatment for human consumption, highlighting its nature as an advantage over Al2(S04)3. Resumen Objetivo: Evaluar el efecto sobre el pH, remoción de turbidez y color, usando almidón de plátano como coagulante natural, extraído por vía húmeda y básica, en una muestra de agua sintética. Materiales y métodos: El almidón se extrajo colocando la biomasa pre-tratada en contacto con agua y/o una solución de NaOH durante 20 h a 18 °C, y luego separando por filtración. La eficiencia en la remoción de turbidez y color, se realizó mediante prueba de jarras variando la concentración inicial de coagulante y la velocidad de agitación. Resultados: Se encontró que el almidón obtenido por vía húmeda presentó un nivel de reducción de turbidez más elevado respecto al obtenido con NaOH, alcanzándose una eficiencia del 94.6%; usando 150 mg/L de coagulante y 40 rpm, y teniendo un mejor comportamiento que el coagulante sintético sulfato de aluminio (Al2(S04)3). Conclusiones: La variable evaluada con la mayor influencia lineal es la combinación de la velocidad de agitación y concentración de coagulante. Se recomienda el uso de almidón de plátano extraído por vía húmeda para su uso en tratamiento de aguas para consumo humano, resaltando como ventaja su naturaleza frente al Al2(S04)3. Resumo Objetivo. Alvo. Avaliar o efeito no pH, remoção de turbidez e cor, utilizando amido de banana como coagulante natural, extraído por via úmida e básica, em uma amostra de água sintética. Materiais e métodos. 0 amido foi extraído colocando a biomassa pré-tratada em contato com água ou uma solução de NaOH por 20 h a 18 ° C e depois separando por filtração. A eficiência na remoção de turbidez e cor foi realizada utilizando um teste de jarro, variando a concentração inicial de coagulante e a taxa de agitação. Resultados. Verificou-se que o amido obtido pela via úmida apresentou maior nível de redução de turbidez em relação ao obtido com NaOH, atingindo uma eficiência de 94,6%; utilizando 150 mg/L de coagulante e 40 rpm e com melhor desempenho que o sulfato de alumínio coagulante sintético (Al2(S04)3). Conclusões. A variável avaliada com a maior influência linear é a combinação da taxa de agitação e da concentração de coagulante. Recomenda-se o uso de amido de banana extraído por via úmida no tratamento da água para consumo humano, destacando sua natureza como vantagem sobre o Al2(S04)3.

A qualidade da água dos mananciais tem diminuído devido aos crescentes impactos provenientes de ações antrópicas no meio ambiente. Dessa forma, para que esta atinja padrões de potabilidade e se torne própria para consumo humano, faz-se necessário métodos e técnicas de tratamento. A coagulação é fundamental para remoção de poluentes no processo de tratamento da água, sendo que os coagulantes comercialmente utilizados são majoritariamente a base de sais de alumínio. Entretanto, pelo emprego deste gerar resíduos que comprometam o equilíbrio do meio, são ambientalmente indesejáveis. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de produção de uma alternativa natural a esses coagulantes, utilizando como matéria prima a casca de arroz (biomassa amplamente disponível) e hidróxido de potássio. Foram realizados testes de coagulação com o produto obtido (silicato de potássio) e com o coagulante comercial (sulfato de alumínio) a fim de se obter um comparativo de eficiência. O resultado revelou que o material sintetizado atenuou os níveis de turbidez, mas não o suficiente para permitir classificá-lo como coagulante. Quality on sources of water has been declining due to the increase of human activities that impact the environment. Thus, to achieve drinking water quality standards, it is necessary to apply methods and technics to treat it. Coagulation is essential to remove impurity in the water treatment process, with commercially used coagulants being mostly based on aluminum salts. However, the use of these coagulants aluminum based yields residues that compromisse the environmental balance what become these compound undesirable. This paper has the objective of producing a natural alternative for comum coagulants, using rice husk (widely available biomass) and potassium hydroxide as raw material. Coagulation tests (Jar Tests) were performed with the product obtained (Potassium Silicate) and the commercial coagulant (Aluminum Sulphate) in order to obtain a comparative efficiency. The results indicate that the synthetized material attenuated the raw water turbidity levels, but not enough to allow to classificate it as a coagulant.

Objetivo: Evaluar el efecto sobre el pH, remoción de turbidez y color, usando almidón de plátano como coagulante natural, extraído por vía húmeda y básica, en una muestra de agua sintética. Materiales y métodos: El almidón se extrajo colocando la biomasa pre-tratada en contacto con agua y/o una solución de NaOH durante 20 h a 18 °C, y luego separando por filtración. La eficiencia en la remoción de turbidez y color, se realizó mediante prueba de jarras variando la concentración inicial de coagulante y la velocidad de agitación. Resultados: Se encontró que el almidón obtenido por vía húmeda presentó un nivel de reducción de turbidez más elevado respecto al obtenido con NaOH, alcanzándose una eficiencia del 94.6%; usando 150 mg/L de coagulante y 40 rpm, y teniendo un mejor comportamiento que el coagulante sintético sulfato de aluminio (Al2(SO4)3.). Conclusiones: La variable evaluada con la mayor influencia lineal es la combinación de la velocidad de agitación y concentración de coagulante. Se recomienda el uso de almidón de plátano extraído por vía húmeda para su uso en tratamiento de aguas para consumo humano, resaltando como ventaja su naturaleza frente al Al2(SO4)3. Aim. To evaluate the effect on pH, removal of turbidity and colour, using plantain starch as a natural coagulant, extracted by wet and basic route, in a sample of synthetic water. Materials and methods. The starch was extracted by placing the pre-treated biomass in contact with water or a NaOH solution for 20 h at 18 ° C, and then separating by filtration. The efficiency in the removal of turbidity and colour was carried out using a jug test, varying the initial concentration of coagulant and the stirring rate. Results. It was found that the starch obtained by the wet route presented a higher level of turbidity reduction compared to that obtained with NaOH, reaching an efficiency of 94.6%; using 150 mg/L of coagulant and 40 rpm, and having a better performance than the synthetic coagulant aluminium sulphate (Al2(SO4)3). Conclusions. The variable evaluated with the highest linear influence is the combination of stirring rate and coagulant concentration. The use of plantain starch extracted by wet route is recommended for use in water treatment for human consumption, highlighting its nature as an advantage over Al2(SO4)3.

The wastewater from textile plants and ink factories has fostered a great interest in the scientific community for being the greatest water and chemicals consumers in their processes. The continuous use of chemical coagulants for treating both water and wastewater has caused impacts not only to the environment but also to the general public health. Consequently, less damaging alternatives, such as the use of vegetal or mineral coagulants, have been studied to deal with this problematic. The seed from the Moringa oleífera plant, besides being able to be used as a coagulant in water treatment, can also serve as an adsorbent in the coagulation-flocculation treatment from industrial wastewater as a means of removing various classes of pollutants. This research aimed to evaluate the performance and the feasibility of the application of the Moringa oleífera seed as a coagulant-flocculent in the ink producing industry effluent treatment. To conduct the experiments, the industrial effluent was collected directly from the industry reservoir and used without any pre-treatment. To optimize the variables that influence the treatment efficiency the experimental planning was used as a tool. Three factors have been varied: pH, coagulant mass and agitation speed during the flocculation step. To analyze the significance of each effect, Pareto charts were generated. According to the statistical program utilized, the optimal operating conditions, which minimize the values of color and TOC (total organic carbon) was pH 3; agitation 3 and Moringa concentration of 15g/L. For the conductivity and turbidity parameters, the optimal operating conditions were pH 9, agitation 7 and Moringa concentration of 5g/L. However, the statistically significant factors were pH 9 for the conductivity parameter and the coagulant concentration factor of 15g/L for turbidity. In terms of removal efficiency, it has been observed that for all experiments the efficiency of removal of color and turbidity was above 97%. As for the TOC removal efficiency, it varied from 32 to 46%. It was possible to conclude that the Moringa seed was an efficient and clarification agent of high complexity wastewater, making it a sustainable and economically viable alternative due to its easy cultivation in tropical and arid areas. As águas residuais de plantas têxteis e fabricação de tinta têm despertado grande interesse na comunidade científica por serem os maiores consumidores de água e produtos químicos em seus processos. O uso contínuo de coagulantes químicos no tratamento dessas águas e efluentes tem causado impacto não só ao meio ambiente em geral, como também à saúde pública. Diante dessa problemática, tem-se estudado alternativas menos agressivas, como o emprego de coagulantes de origem vegetal ou mineral. A semente de Moringa oleífera, além de poder ser utilizada como coagulante no tratamento de águas, também exerce propriedades adsortivas no tratamento de coagulação-floculação de águas industriais, aumentando, assim, o poder de remoção de diversas classes de poluentes. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o desempenho e viabilidade da aplicação da semente de Moringa oleífera como agente coagulador-floculador no tratamento do efluente de uma indústria de tintas. Para a realização dos experimentos, o efluente industrial foi coletado diretamente do reservatório da fábrica e utilizado sem pré-tratamento. Para aperfeiçoar as variáveis que atuam na eficiência do tratamento, foi utilizado como ferramenta o planejamento experimental. Foram variados três fatores: pH, massa do coagulante e velocidade de agitação da etapa de floculação e, para analisar a significância de cada efeito, foram gerados os diagramas de Pareto. De acordo com o programa estatístico utilizado, as condições ótimas de operação, as quais minimizam os valores de cor e COT (Carbono Orgânico Total), foram: pH 3; agitação 3 e concentração de moringa de 15 g/L. Para os parâmetros condutividade e turbidez, as condições ótimas de operação, as quais minimizam os valores de cor e COT, foram: pH 9; agitação 7 e concentração de moringa de 5 g/L. Entretanto os fatores estatisticamente significativos foram o pH 9 para o parâmetro condutividade e o fator de concentração do coagulante de 15 g/L para o parâmetro turbidez. Em termos de eficiência de remoção, observou-se que, para todos os experimentos, a eficiência de remoção de cor e turbidez ficou acima de 97%. Já a eficiência de remoção de COT nos diferentes testes variou de 32 a 46%. Foi possível concluir que a semente de Moringa oleífera foi eficiente como agente clarificador de efluentes de alta complexidade, sendo uma alternativa sustentável e economicamente viável devido à facilidade de seu cultivo em regiões áridas e tropicais. Las aguas residuales de plantas textiles y fabricación de tinta despierta gran interés en la comunidad científica porque son los mayores consumidores de agua y productos químicos en sus procesos. El uso continúo de coagulantes químicos en el tratamiento de este agua y efluentes está causando impactos no solo al medio ambiente en general, pero a la salud pública que, ante esta problemática, se está estudiando alternativas menos agresivas, como el empleo de coagulantes de origen vegetal o mineral. La semilla de Moringa oleífera, además de poder ser utilizada como coagulante en el tratamiento de aguas, también ejerce propiedades de adsorción en el tratamiento de coagulación-floculación de aguas industriales, aumentando, así, el poder de remoción de diversas clases de contaminantes. Esta investigación tuvo el objetivo de evaluar el rendimiento y viabilidad de la aplicación de la semilla de Moringa oleífera como agente coagulador-floculador en el tratamiento de efluente de una industria de tintas. Para la realización de los experimentos, el efluente industrial fue colectado directamente del embalse del taller y utilizado sin tratamiento anticipado. Para optimizar las variables que actúan en la eficiencia del tratamiento, se utilizó como herramienta la planificación experimental. Fueron variados tres factores: pH, masa del coagulante y velocidad de agitación de la fase de floculación. Para analizar la significancia de cada efecto fueron generados gráficos de Pareto. De acuerdo con el programa estadístico utilizado, las condiciones optimas de operación, las cuales minimizan los valores de color Y COT (Carbono Orgánico Total) fueron: pH 3; agitación 3 y concentración de moringa 15g/L. Para los parámetros de conductibilidad y turbidez, las condiciones optimas de operación, las cuales minimizan los valores de color y COT, fueron: pH 9; agitación 7 y concentración de moringa 5g/L. Sin embargo, los factores que fueron estadísticamente significativos fueron Ph 9 para el parámetro de conductibilidad y el factor concentración del coagulante 15g/L para el parámetro turbidez. En cuestiones de eficiencia de remoción, se observo que para todos los experimentos, la eficiencia de remoción de color y turbidez quedó más de 97%. Ya la eficiencia de remoción de COT en los distintos testes fluctuó de 32 a 46%. Fue posible concluir que la semilla de Moringa fue eficiente como agente clarificador de efluentes de alta complejidad, tornándola una alternativa sostenible y económicamente viable debido a facilidad de su cultura en regiones áridas y tropicales. Les eaux usées des usines textiles et de la fabrication de peintures ont suscité un grand intérêt dans la communauté scientifique, car ce sont les plus gros consommateurs d’eau et de produits chimiques pendant leurs processus. L’utilisation continue de coagulants chimiques dans le traitement de ces eaux et effluents a eu des effets non seulement sur l’environnement en général, mais aussi sur la santé publique. Devant ce problème, des alternatives moins agressives ont été étudiées, telles que l’utilisation de coagulants d’origine végétal ou minéral. En plus de pouvoir être utilisée comme coagulant dans le traitement de l’eau, la semence de Moringa à huile a également des propriétés d’absorption dans le traitement de coagulation-floculation des eaux industrielles, ce qui fait augmenter le pouvoir d’élimination de plusieurs classes de polluants. L’objectif de la présente recherche a été d’évaluer la performance et la viabilité de l’application de la semence de Moringa à huile comme agent coagulateur-floculant dans le traitement des effluents d’une industrie de peinture. Pour les expériences, l’effluent industriel a été collecté directement du réservoir de l’usine et utilisé sans prétraitement. Pour optimiser les variables qui agissent sur l’efficacité du traitement, le plan expérimental a été utilisé comme outil.Trois facteurs variaient : le pH, la masse coagulante et la vitesse d’agitation de l’étape de floculation. Pour analyser la signification de chaque effet, des diagrammes de Pareto ont été générés. Selon le programme statistique utilisé, les conditions optimales de fonctionnement, qui minimisent la couleur et les valeurs de COT (Carbone Organique Total) étaient : pH 3 ; agitation 3 et concentration de moringa 15 g / L. Pour les paramètres de conductivité et de turbidité, les conditions optimales de fonctionnement, qui minimisent la couleur et les valeurs de COT, étaient : pH 9 ; agitation 7 et concentration de moringa 5 g / L. Néanmoins, les facteurs statistiquement significatifs ont été le pH 9 pour le paramètre de conductivité et le facteur de concentration de coagulant 15 g / L pour le paramètre de turbidité. En ce qui concerne d’efficacité de suppression, il a été observé que pour toutes les expériences, l’efficacité de suppression de la couleur et de la turbidité a été supérieure à 97%. L’efficacité de suppression du COT dans les différents tests a varié de 32 à 46%. Il a été possible de conclure que la semence de Moringa a été efficace comme agent clarifiant des effluents de haute complexité, ce qui en fait une alternative durable et économiquement viable en raison de sa culture facile dans les régions arides et tropicales.

[ES] Las empresas de curtidos presentan dos grandes problemas medioambientales: los residuos sólidos y las aguas residuales que generan. Estas aguas residuales se caracterizan por la elevada presencia de materia orgánica, cromo y conductividad, lo que requiere la aplicación de un tratamiento adecuado de depuración, especialmente si se tiene en cuenta el elevado volumen que se genera (25 - 50 L agua residual/ kg piel bruta). La empresa objeto de este TFG presenta un tratamiento de depuración que reduce el contenido en materia orgánica y cromo con coagulantes y floculantes químicos, los cuales aumentan la conductividad del agua residual al tratarse de sales. Esto provoca problemas de vertido a la empresa al exceder el límite legal establecido en la ordenanza municipal. El presente TFG propone el estudio de la sustitución de los coagulantes químicos actualmente utilizados por la empresa, por el coagulante natural extraído de la semilla de Moringa oleifera. Moringa oleifera es un árbol de origen ornamental con múltiples usos entre los que destaca la aplicación de sus semillas como coagulante tanto en potabilización como en depuración de aguas. Por ello, se estudiará el comportamiento del coagulante natural mediante la técnica de ensayos de jarras con el objetivo de determinar la dosis óptima para reducir la turbidez del agua que contiene sin aumentar la conductividad del agua residual. También se analizará los principales parámetros fisicoquímicos del agua tratada con el coagulante natural y su comparación con el coagulante-floculante químico actualmente utilizado por la empresa. Por último, se realizarán los cálculos necesarios para determinar la cantidad de extracto y semilla que sería necesario utilizar para tratar el caudal de agua residual de la empresa y una valoración económica del coste que implicaría la citada sustitución., [EN] Tanning companies present two major environmental problems: solid wastes and wastewater. These wastewaters are characterized by their high content of organic matter, chromium and conductivity. This requires the application of an adequate waste water treatment, especially if one considers the high volume of water that is generated (25 50 L wastewater/ kg gross skin). The company subject of this Bachelor Science Thesis presents a wastewater treatment that reduces the content in organic matter and chromium with chemical coagulants and flocculants, which increase the conductivity of wastewater. This causes waste discharge problems to the company due to it exceeds the legal limit of conductivity established in the municipal ordinance. This work proposes the improvement of the wastewater treatment, changing the chemical coagulants currently used by the company by the natural coagulant extracted from Moringa oleifera seed. Moringa oleifera is an ornamental tree with multiple uses among which is included the application of its seeds as a coagulant both in drinking water and wastewater treatment. Therefore, the efficiency of the natural coagulant will be studied using Jar-test in order to determinate the optimum dose of coagulant able to reduce the turbidity of the water and the amount of heavy metals it contains without increasing the conductivity. The main physico-chemical parameters of the water treated with the natural coagulant will be analyzed and compared with the chemical coagulant-flocculant currently used by the company. Finally, the necessary calculations will be made to determinate the amount of extract and seed needed to treat the wastewater flow of the company and an economic valuation of the cost of the aforementioned substitution will be included.

This study aimed to evaluate the effects of using infrared radiation in the hot-air drying of Moringa oleifera grains on the inner dryer and grain temperatures, energy consumption, and grain quality. An experiment was conducted in a factorial scheme in 2013 to identify the optimum values of the air temperature (30 to 58 ºC) and infrared radiation application time (2.0 to 4.8 min) on moisture content, drying time, drying rate, inner dryer air temperature, grain temperature, energy consumption and quality of grains used as a natural coagulant for water treatment. The results obtained were moisture content from 4.40 to 4.76% wet basis; drying time from 0.50 to 2.00 h; drying rates from 0.70 × 10-3 to 2.05 × 10-3 kgwater kg-1 dry matter min-1; inner dryer air temperatures from 42.24 to 61.82 ºC; grain temperatures from 56.32 to 76.19 ºC; energy consumptions of the fan from 0.05 to 0.20 kWh, electrical resistances from 1.41 to 4.49 kWh; resistances of the infrared heaters from 0.48 to 1.56 kWh; water turbidities from 1.36 to 5.76 NTU; grain protein contents from 34.93 to 37.93%; and peroxide value of grains from 0.009 to 0.052 meq kg-1. Both evaluated factors increased the inner dryer air temperature and grain temperature. The electrical resistances contributed the most to the energy consumption. However, the infrared radiation reduced this consumption. The drying performed with air temperature of 44 °C and infrared radiation time of 3.4 min resulted in the highest protein concentration in the Moringa oleifera L. grains and in greater removal of the water turbidity in the water treatment.

Dada a crescente demanda por água no mundo, são necessárias abordagens e/ou ações para reduzir o consumo e aumentar a demanda, o reuso de água é uma alternativa viável para aumentar a demanda de água não-potável em residências. O objetivo deste trabalho é otimizar o tratamento da água cinza, proveniente da máquina de lavar roupas, por meio da associação das soluções de sulfato de alumínio e de semente Moringa oleifera. Para tal foi realizado um experimento com a água cinza da máquina de lavar de uma residência, dividido em 4 estudos. Foi realizado o Estudo 1 de caracterização dos flocos formados para cada solução estudada, que são a Moringa oleifera extraída em nitrato de cálcio, nitrato de cálcio aquoso e sulfato de alumínio. O Estudo 2 consistiu no experimento do jar-test realizado para cada coagulante separadamente. Posteriormente foi realizado o Estudo 3, com ensaios do jar- test para a associação entre o sulfato de alumínio e a Moringa oleifera, com as combinações feitas por meio do Delineamento Composto Central Rotacional como planejamento experimental. Os dados desse ensaio foram avaliados por meio da Metodologia de Superfícies de Resposta. Por fim, no Estudo 4 foi feita a análise da desejabilidade, visando determinar a dosagem ótima para cada coagulante. Os parâmetros avaliados no experimento foram o pH, a turbidez, o volume de lodo gerado e os sólidos dissolvidos totais. Os resultados deste estudo indicam que com o tratamento que utiliza as menores dosagens de coagulante, sendo 20 ml L -1 de Moringa oleifera extraída em nitrato de cálcio e 1 ml L -1 de sulfato de alumínio, é viável o reuso da água cinza, após o tratamento, em descargas de bacias sanitárias. É possível ainda o reuso da água em atividades como lavagem de carros e outros usos que requerem contato direto com a água, desde que sejam adicionadas as etapas de filtração, para a redução no teor de sólidos dissolvidos totais, e de cloração. Para essas dosagens de coagulantes, a remoção de turbidez foi de 96,22%, o pH variou de 7,2 para 6,8, o teor de sólidos dissolvidos totais foi elevado de 360 mg L -1 para 589 mg L -1 , o teor de cloro foi reduzido de 0,54 mg L -1 para 0,10 mg L -1 e o volume de lodo produzido foi de 48,7 cm3. A associação do sulfato de alumínio com a Moringa oleifera extraída em nitrato de cálcio é viável para o tratamento por coagulação da água cinza da máquina de lavar, de forma a reduzir as dosagens de cada coagulante e atender aos critérios das normas. Given the growing demand for water in the world, approaches and/or actions are needed in order to reduce the consume and increase the demand, the water reuse is a viable alternative to increase the non-potable water demand in residences. The objective of this job is optimize the greywater treatment, from the washing machine, through the association of aluminium sulphate and Moringa oleifera seeds solutions. For this it was performed an experiment with the greywater from washing machine of a residence, dividing in 4 studies. It was realized the Study 1 of characterization of the flakes formed for each studied solution, which are Moringa oleifera extracted in aqueous calcium nitrate, aqueous calcium nitrate and aluminium sulphate. The Study 2 consisted in the jar-test experiment for each coagulant separately. Study 3 was later performed, which jar-test experiments for the association between aluminum sulphate and Moringa oleifera, with the combinations made through Central Composite Rotational Design as experimental planning. The data of this test was evaluated by the Response Surface Methodology. Lastly, in the Study 4 was made the desirability analysis, aiming to determine the optimal dosage for each coagulant. The parameters evaluated in the experiment was the pH, turbidity, sludge volume generated and total dissolved solids. The results of this study indicate that with the treatment that use the lower dosages of coagulant, being 20 ml L -1 of Moringa oleifera extracted in calcium nitrate and 1 ml L -1 of aluminium sulphate, is viable the greywater reuse, after the treatment, in toilet flush. It's still possible the water reuse in activities like car wash and other uses that require direct contact with the water, as long as added the steps of filtration, to reduce the total dissolved solids, and chlorination. For this coagulants dosages, the turbidity removal was 96,22%, the pH varied of 7,2 to 6,8, the total dissolved solids content was elevated of 360 mg L -1 to 589 mg L -1 , the chlorine content was reduced of 0,54 mg L -1 to 0,10 mg L -1 and the sludge volume generated was 48,7 cm3. The association of aluminum sulphate with Moringa oleifera extracted in aqueous calcium nitrate it is viable for coagulation treatment of greywater from washing machine, in order to reduce the dosages of each coagulant and attend standards criteria.