Uma alternativa de substituição ao sulfato de alumínio no tratamento de água potável

Abstract

A técnica de tratamento de água pelo método convencional é a mais utilizada desde o século XVIII. Geralmente a etapa da coagulação é realizada por sais de alumínio, sendo amplamente utilizado no tratamento da água, como agente coagulante, o sulfato de alumínio. Em especial o sulfato de alumínio é o coagulante mais utilizado até a atualidade nas Estações de Tratamento de Água (ETAs) do Brasil e em diversos países do mundo. Ao decorrer dos anos, pouco se avançou em termos de conscientização ambiental, em geral até hoje o lodo gerado na etapa de coagulação do tratamento de água é disposto nos corpos d’água como destino final do resíduo. Outra preocupação das grandes cidades que possuem abastecimento público de água mediante ETA é a comum presença de residual de alumínio na água tratada. O residual de alumínio tem sido objeto de estudos científicos, pois pode estar ligado a diversas doenças neuro degenerativas. Portanto, a ingestão de água contendo alumínio mesmo a níveis legislados pode apresentar danos à saúde, devendo ser tomada medida preventiva para a minimização dos teores de alumínio no final do tratamento de água convencional realizado em ETA. É importante a busca por coagulantes naturais que possam ser utilizados no tratamento de água. Estes coagulantes apresentam vantagens em relação aos coagulantes químicos por serem biodegradáveis e não-tóxicos, e ainda produzirem lodo em menor quantidade e com menores teores de metais. Dentre os principais coagulantes naturais citados na literatura estudaremos o tanino extraído da acácia negra (Acácia Mearsii). Portanto o presente trabalho tem o objetivo de realizar uma comparação entre o sulfato de alumínio e o tanino através de “jar-test” utilizando um planejamento experimental Doehlert, variando como parâmetros as concentrações dos agentes coagulantes estudados e o pH, avaliando os efeitos dos parâmetros sobre as análises de turbidez, matéria orgânica e alumínio residual da água tratada nos experimentos com gráficos de probabilidade normal de efeitos padronizados (t-student) × valor nominal esperado, e também através de um modelo matemático que foi utilizado para obter gráficos de superfície resposta e curvas de contorno. Também foi realizada uma análise de custos, na qual foi verificado um aumento de 37% no custo total do tratamento de água utilizando o tanino em comparação ao sulfato de alumínio. As vantagens na utilização do tanino são obter menor volume de lodo sendo isento de contaminantes de metais e ser biodegradável, além de não deixar residual de alumínio na água tratada.

The technique of water treatment by conventional method is the most used since the 18th century. Usually the coagulation step is carried out by aluminum salts, being widely used for the treatment of water, as agent coagulant, the aluminum sulphate. In particular, the aluminum sulphate is the most commonly used coagulant until today in the Water Treatment Plants of Brazil and in various countries around the world. Over these years, there has been little progress in terms of environmental awareness, in general until today the sludge generated in the step of coagulation of water treatment is disposed in water bodies as the final destination of the residue. Another concern of large cities that have public water supply by ETA is the common presence of residual of aluminum in treated water. The aluminum residue has been the object of scientific studies, because it can be connected to several neurodegenerative diseases. Therefore, the ingestion of water containing aluminum even at legislated levels, can present harm to health, and preventive measures should be taken for the minimization of aluminum levels at the end of the conventional water treatment carried out in ETA. It is important to search for natural coagulants that can be used to treat water. These coagulants have advantages over chemical coagulants because they are biodegradable and non-toxic, and still produce sludge in smaller quantities and with lower levels of metal. Among the main natural coagulants cited in the literature we will study the tannin extracted from black wattle (Acacia Mearsii). Therefore, the objective of the present study is to conduct a comparison between the aluminum sulfate and the tannin through “jar-test” using a Doehlert experimental planning, ranging as parameters the concentrations of coagulating agents studied and the pH, evaluating the effects of the parameters on the analysis of turbidity, organic matter and residual aluminum of treated water in experiments with graphs of normal probability of standardized effects (t-test) × expected nominal value, and also through a mathematical model used to obtain graphs of response surface and contour curves. A cost analysis was also performed, in which a increase of 37% in total cost of treatment of water was verified using the tannin in comparison to aluminum sulphate. The advantages in the use of tannin are to obtain lower volume of silt free of contaminants of metals and to be biodegradable, besides not leaving aluminum residual in the treated water.