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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-6924-4375
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Características dos flocos formados com a utilização de Moringa oleifera como coagulante em água produzida com cor elevada
Alternate title (s): Characteristics of flocs formed using Moringa oleifera as coagulant in water produced with high color
Author: Ribeiro, Lucas Cordeiro
First Advisor: Oliveira, André Luiz de
First member of the Committee: Bergamasco, Rosangela
Second member of the Committee: Amaral, Fábio Augusto do
Summary: 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 (𝐺𝑓) e gradientes de ruptura (𝐺𝑟𝑢𝑝) 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 𝐺𝑟𝑢𝑝 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 𝐺𝑟𝑢𝑝 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 𝐺𝑓, 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.
Abstract: 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 (𝐺𝑓) and rupture gradients (𝐺𝑟𝑢𝑝) 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 𝐺𝑟𝑢𝑝 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 𝐺𝑟𝑢𝑝 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 𝐺𝑓, 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.
Keywords: Coagulação
Coagulation
Coagulante natural
Natural coagulant
Floculação
Flocculation
Moringa oleifera
Moringa oleifera
Tratamento de água
Water treatment
Engenharia Civil
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Subject: Engenharia Civil
Água - Purificação - Floculação
Água - Purificação - Coagulação
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: RIBEIRO, Lucas Cordeiro. Características dos flocos formados com a utilização de Moringa oleifera como coagulante em água produzida com cor elevada. 2021. 153 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.420.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.420
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32803
Date of defense: 20-Aug-2021
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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