Quitosana, polieletrólito natural para o tratamento de água potável

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

No processo de tratamento de água potável, é muito usado como coagulante o sulfato de alumínio, contudo, ele não é biodegradável e pode trazer sérios riscos a saúde humana. O presente trabalho tem como principal objetivo estudar o uso do polímero natural quitosana como coagulante para o tratamento de água potável. A quitosana foi empregada como coagulante para águas de rio e de lago de baixa turbidez, e a cal comercial foi usada para corrigir o pH de coagulação. Os experimentos foram realizados num equipamento de Jar test e o processo de tratamento passou por etapas de coagulação, floculação, decantação e filtração. A eficiência da quitosana no tratamento foi avaliada por análises de cor aparente e turbidez remanescente. As melhores dosagens de cal e quitosana encontradas para a água de rio foram de 3,0 mg/L e 1,5 mg/L, respectivamente; sendo que resultados equivalentes com sulfato de alumínio requerem doses da ordem de 7,5 mg/L e 14 mg/L. As condições ótimas de tratamento obtidas foram de 55 s para a mistura rápida, gradiente de velocidade (G) de 1200 s-1 , tempo de mistura lenta de 30 minutos, sequência de G na floculação de 50, 40, 30 e 20 s -1 e tempo de decantação de 2 minutos. A eficiência obtida foi de 88,8 % para remoção da turbidez da água decantada e 94,1 % da água filtrada. Para a remoção da cor a eficiência foi de 75%. Para a água de lago o sistema de decantação não funcionou, devido a grande presença de algas, foi usado então o sistema de coagulação/floculação/filtração. As melhores dosagens de cal e quitosana encontradas foram de 0 mg/L e 2,0 mg/L, respectivamente; sendo que resultados equivalentes com sulfato de alumínio requerem doses da ordem de 0 mg/L e 15 mg/L. As etapas do tratamento foram otimizadas, obtendo um tempo de mistura rápida de 30 s, e gradiente de velocidade (G) de 1200 s-1. A eficiência obtida foi de 91,7% para remoção da cor e 94,6 % para a turbidez. A quitosana mostrou ser um eficiente coagulante para o tratamento das águas estudadas e a dose empregada foi bem menor que a dose de sulfato de alumínio. Normalmente uma água bem coagulada/floculada e decantada usando sulfato de alumínio apresenta uma turbidez remanescente entre 2 a 1,5 NTU, entretanto com a quitosana foi de 0,50 NTU. O pH de coagulação ficou na faixa de 6,35 a 6,70. Com o uso da quitosana a carreira de filtração será bem maior, pois não haverá muito acúmulo de sólidos impregnados nos filtros, além disso, o lodo produzido poderá ir para um aterro sanitário comum, enquanto que o lodo produzido pelo sulfato de alumínio terá que ser levado a um aterro sanitário industrial. A maior desvantagem oferecida pela quitosana é o seu custo, mas a partir do momento em que começar a ser produzida em grande quantidade no Brasil, esse custo baixará.