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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2000.tde-28052024-154836
Document
Author
Full name
Rodrigo Braga Moruzzi
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2000
Supervisor
Committee
Reali, Marco Antonio Penalva (President)
Bernardo, Luiz di
Toledo, Adalberto Perdigao Pacheco de
Title in Portuguese
Tratamento de água para abastecimento, contendo ácido húmico complexado com ferro e manganês, utlizando a flotação por ar dissolvido conjugada à oxidação química
Keywords in Portuguese
complexação de ferro
flotação de água
oxidação química
remoção de cor
remoção de ferro e manganês
tratamento de água
Abstract in Portuguese
São apresentados e discutidos os resultados dos ensaios obtidos, em escala de laboratório, com o tratamento de uma água para abastecimento preparada com ferro, manganês e ácido húmico, empregando-se a flotação por ar dissolvido conjugada àoxidação química com hipoclorito de sódio. A água de estudo foi preparada de modo que parte das concentrações de ferro presentes se apresentassem complexadas com o ácido húmico. Numa primeira etapa de ensaios foram investigadas as condições daoxidação química com hipoclorito de sódio seguida da filtração em membrana 0,45 micrômetros, para isso foram investigadas: a dosagem de oxidante, potencial hidrogeniônico de oxidação e tempo de oxidação. As dosagens de oxidante foram variadas em(1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 6,0; 8,0; e 12,0) vezes a dosagem estequimétrica em diferentes tempos de oxidação (de 5, 10 e 15 minutos) e uma série de valores de potencial hidrogeniônico (entre 7,5; 8,0; e 8,5). De posse dos resultados alcançados, umasegunda fase de ensaios foi realizada, onde foi fixada a dosagem de oxidante (correspondente à uma vez a dosagem estequimétrica) e, para ela, foram investigadas diversas dosagens do coagulante (cloreto férrico) em diferentes valores de potencialhidrogeniônico e momentos de aplicação do oxidante. No último estágio de estudos, foram repetidos os melhores ensaios de coagulação-floculação-flotação, para os diferentes momentos de aplicação do oxidante variando-se as dosagens de oxidante emdiferentes valores em relação a dosagem estrequiométrica (0,5; 1,0 e 1,5 vezes a dosagem estequiométrica) e realizando-se uma análise mais apurada das amostras submetidas ou não à filtração em filtro de papel 8 micrômetros. Considerando-se osmelhores resultados obtidos, verificou-se que a flotação por ar dissolvido, sem a oxidação química com o cloro, apresentou bons resultados de remoção de ferro (na faixa de 88% de eficiência), porém a associação com a oxidação química ) (utilizando o hipoclorito de sódio) apresentou excelentes resultados tanto na remoção do ferro complexado, quanto na remoção do precipitado de manganês (eficiência de remoção maior que 98% para o ferro e na faixa de 80% para omanganês), sendo aconselhável a utilização conjugada dos dois processos. A aplicação do oxidante juntamente com o coagulante no momento da mistura rápida, apresentou melhores resultados de remoção de cor aparente (eficiência >90%), turbidez(eficiência >90%) e concentrações de ferro (eficiência >90% e manganês (eficiência >64% após a FAD, embora na remoção dos metais foram apresentados resultados de concentrações residuais ligeiramente menores quando foi utilizada a pré-oxidação.Portanto, considerando-se a eficiência global do sistema, ou seja, a remoção de cor aparente, turbidez, ferro e manganês, a aplicação conjunta de oxidante juntamente com o coagulante no momento da mistura rápida, constituiu a melhor alternativa de tratamento
Title in English
Treatment for supply water, prepared with iron and manganese in a complexed form with humic acid
Keywords in English
chemical oxidation
color removal
dissolved air flotation
iron and manganese removaI
iron complexing
treatment of water
Abstract in English
In this work are presented and discussed the results obtained by rehearsals in laboratory scale of supply water containing iron, manganese and humic acid. A dissolved air flotation (DAF) conjugated to the chemical oxidation with sodium hypochlorite was evaluated. The water evalueted was prepared in such a way that presents part of iron concentration complexed with the humic acid. In a first stage of rehearsals , the conditions of the chemical oxidation were investigated with sodium hypoclorite followed by the filtration. A 0,45m membrane was employed and the following conditions were examined: oxidant dosage, oxidation pH and oxidation time. The oxidation dosage was varied in (1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 6,0; 8,0; and 12,0) times the stoichiometric dosage in different times of oxidation (5, 1O and 15 minutes) considering a range of pH values in (7,5; 8,0 and 8,5). With these results a second stage of rehearsals were conducted, and the oxidation dosage was established (corresponding to once the stoichiometric dosage). For the established oxidant dosage several coagulant dosages were investigated (ferric chloride in different pH values and moments of application of the oxidant. In the last stage of studies the best results of coagulation-flocculation-flotation were repeated for different moments of oxidant application. The oxidant dosages were varied in different values in relation to the stoichiometric dosage (0,5; 1,O and 1,5 times of stoichiometric dosages). A refined analysis of the samples submitted or not to the filtration was performed with paper filter 81-1m. The best results obtained revealed that the DAF, without the chlorine chemical oxidation, presented good results in iron removal (around 88% of efficiency). However, the association with the chemical oxidation (employing sodium hipochlorite) presented excellent results so much in the complexed iron removal as in the manganese precipitated removal (removal efficiency > 98% for the iron and around 80% for the manganese), being advisable the employment of the two processes in a conjugated form. The oxidation application with the coagulant at the moment rapid mix presented the best results in apparent color removal (efficiency >90%), turbidity (efficiency >90%), iron concentration (efficiency >90%) and manganese concentration (efficiency >64%) after DAF, although the metal removal presented waste concentration lightly smaller than the pre-oxidation. Consequently, considering the global efficiency of the system- apparent colar removal, turbidity, iron and manganese removal, the oxidant application with the coagulant at the rapid mix resulted in the best treatment alternative.
 
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Publishing Date
2024-05-28
 
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  • MORUZZI, R. B., REALI, M. A. P., and PATRIZZI, L. J. A Different View of Removing Iron and Manganese Complexes by Using Dissolved Air Flotation. Water and Environmental Management Series [online], 2004, vol. 1, p. 259-266. Available from: http://www.iwapublishing.com/template.cfm?name=bookseries&series=water_and_environmental_management_series&sort=pub_date%20desc&cat=&startrow=11.
  • REALI, M. A. P., MORUZZI, Rodrigo Braga, and PATRIZZI, Leila Jorge. Comparing sedimentation and dissolved air flotation (DAF) for organic iron compounds removal focusing coagulation/flocculation processes. Revista Minerva [online], 2007, vol. 4, p. 11-18. Available from: http://www.fipai.org.br/Minerva%2004(01)%2002.pdf.
  • MORUZZI, R. B., e REALI, M. A. P. Oxidação e Remoção de Ferro e Manganês em Águas para Fins de Abastecimento Público ou Industrial - Uma Abordagem Geral. Revista de Engenharia e Tecnologia [online], 2012, vol. 4, p. 29/1-43. Dispon?vel em: http://www.revistaret.com.br/ojs-2.2.3/index.php/ret/article/view/97.
  • MORUZZI, R. B., REALI, M. A. P., and PATRIZZI, L. J. Organic iron compounds removal in natural water by using coagulation with ferric chloride and dissolved air flotation associated with chemical oxidation. In 2nd IWA Leading-Edge Conference on Water and Wastewater Treatment Technologies, Prague, 2004. Final Programme.Grã-Bretanha : IWA, 2004. Abstract.
  • MORUZZI, Rodrigo Braga, PATRIZZI, L. J., e REALI, M. A. P. Remoção de Ferro e Manganes Complexados com Ácido Húmico Presentes em Águas para Abastecimento Utilizando a Flotação. In XXI Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, João Pessoa, 2001. Anais Digitais do XXI Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental.João Pessoa : ABES, 2001. Resumo.
  • REALI, M. A. P., MORUZZI, R. B., e PATRIZZI, L. J. Flotação por ar dissolvido aplicada na clarificação de águas que apresentam picos de turbidez. In 22o. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL: SANEAMENTO AMBIENTAL-ÉTICA E RESPONSABILIDADE SOCIAL, Joinville, 2003. Anais do 22o. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL: SANEAMENTO AMBIENTAL-ÉTICA E RESPONSABILIDADE SOCIAL.Joinville : ABES, 2003. Resumo.
  • PATRIZZI, Leila Jorge, REALI, M. A. P., and MORUZZI, Rodrigo Braga. Water color and iron removal: comparison of flotation and sedimentation techniques. In Global Research Network. Research Advances in Water Research. Organizador. Kerala : Research Network Publications, 2005{Volume}. chap. 5, p. 1-11.https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-28052024-154836/
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