Coloides PT - Floculação

INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA LABORATÓRIOS INTEGRADOS 6C

Protocolo Experimental Ensaios de Tratabilidade em Águas Residuais (Tratamentos Fisico-Químicos: Coagulação/Floculação)

Teodoro Trindade e Renato Manuel Secção de Ambiente e Qualidade (Setembro/2006)

Laboratórios Integrados 6C

Coagulação/Floculação

Índice 1. Objectiv Objectivos os do Trabalho Trabalho ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... 1 Introdução à Coagulação/Floculação Coagulação/Floculação 2. Fenómeno Fenómenoss de Coagulaç Coagulação/F ão/Flocu loculaçã laçãoo ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... 3. Coloides Coloides .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ........ ... 4. Mistura/ Mistura/Agit Agitação ação do Coagulan Coagulante te .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ..... 5. Crescime Crescimento nto dos Flocos Flocos .......... ............... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... 6. Reagentes Reagentes Coagulan Coagulantes tes e Floculante Floculantess Comuns ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........ ... 7. Factores Factores que Influencia Influenciam m a Coagulaç Coagulação ão ........... ................ .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ......... 8. Coadjuvantes Coadjuvantes da Floculação .......................................... ................................................................. ....................................... ................

2 3 4 4 5 6 9

Parte Experimental Experimental 9. Equipamento Laboratorial Laboratorial .......................................... ................................................................ .......................................... .................... 10. Técnicas Analíticas Analíticas ............................................ ................................................................... ............................................. .......................... .... 11. Cálculos Prévios ............................................. ................................................................... ............................................ .............................. ........ 12. Procedimento Procedimento Experimental Experimental ............................................ ................................................................... .................................... ............. A. Preparação da suspensão coloidal ............................................ ............................................................. ................. B. Preparação Preparação da solução solução de hidróxido hidróxido de sódio sódio ........................... ............................................ ................. C. Preparação da solução de ácido sulfúrico ........................................... ................................................. ...... D. Preparação Preparação da solução solução de coagulan coagulante te .............. ................... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... E. Calibração do eléctrodo de pH ............................................ .................................................................. ........................ F. Primeira série de ensaios .......................................... ................................................................. .................................. ........... G. Segunda série de ensaios ............................................ .................................................................. ................................ .......... H. Terceira série de ensaios .......................................... ................................................................ .................................. ............ I. Quarta série de ensaios .......................................... ................................................................. ...................................... ...............

11 12 12 13 13 13 14 14 15 15 17 18 19

Bibliografia 13. Ficha do Trabalho Trabalho Experimental Experimental .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ........ ... I

1. Objectivos do Trabalho O trabalho experimental, desenvolvido ao longo de duas sessões laboratoriais (2×3 h = 6 horas), destina-se à realização de ensaios de coagulação/floculação coagulação/flo culação numa suspensão coloidal tendo por objectivo o estudo das melhores condições de redução da sua turvação. Com base nos resultados obtidos pretende-se seleccionar as melhores gamas de pH e dosagem de reagentes necessárias a cada aplicação. Numa suspensão de caolino, são quantificadas por nefelometria a influência do pH da suspensão, da dosagem do coagulante, e do seu efeito conjunto.

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Introdução à Coagulação/Floculação 2. Fenómenos de Coagulação/Floculação As águas residuais e potáveis, em quantidades diferentes, contêm material suspenso, sólidos que podem sedimentar e/ou sólidos dispersos que não sedimentam graviticamente. Uma parte consideravel desses sólidos que não sedimentam podem ser coloides. Nos coloides, cada partícula encontra-se estabilizada por uma série de cargas (eléctricas) superficiais do mesmo sinal as quais geram entre si repulsão electrostática. Uma vez que este fenómeno impede o choque entre as particulas, não existe tendência natural para que as particulas formem agregados de maiores dimensões, designados por flocos. As operações de coagulação e floculação desestabilizam os coloides conseguindo a sua sedimentabilidade. Isto consegue-se em geral pela adição de agentes químicos aplicando energia de mistura (agitação). Vulgarmente os termos coagulação e floculação utilizam-se indistintamente em relação à formação de agregados de particulas. No entanto, convém salientar as diferenças conceptuais entre estas duas operações. Geralmente, a confusão provém do facto de ambas as acções (coagulação e floculação) decorrerem simultaneamente. Em rigor, a coagulação corresponde ao fenómeno de desestabilização da suspensão coloidal, enquanto que a floculação limita-se às acções de transporte das particulas coaguladas para provocar colisões entre elas promovendo a sua aglomeração. 

Coagulação: desestabilização de um coloide produzida pela eliminação da dupla camada eléctrica que envolve as particulas coloidais com a formação de núcleos microscópicos.



Floculação: aglomeração das particulas desestabilizadas primeiro em microflocos e posteriormente em aglomerados mais volumosos chamados flocos.

Durante o processo de floculação, os agregados de partículas, inicialmente pequenos, tendem a juntar-se em aglomerados de maiores dimensões (capazes de sedimentar graviticamente), quando se promove o contacto entre eles através de agitação da suspensão. O tratamento prévio aos coloides, tendo em vista a sua separação por precipitação, implica portanto duas etapas sequênciais: 1. Desestabilização 1. Desestabilização (as teorias sobre o mecanismo deste fenómeno baseiam-se na química coloidal e de superficies). 2. Transporte de núcleos microscópicos para formar agregados densos (a teoria do transporte baseia-se na mecânica de fluidos).

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3. Coloides As espécies coloidais que se encontram em águas superficiais e residuais incluem argilas, silicas, ferro, metais pesados, etc. Têm-se postulado diversas teorias para descrever o fenómeno das repulsões entre particulas coloidais. Essencialmente o que é necessário para caracterizar um sistema coloidal é o conhecimento da natureza e amplitude das cargas electrostáticas das particulas. A intensidade da carga superficial determina a distância mínima (de equilibrio) que as partículas se podem aproximar entre si. Quanto maior for essa carga, maiores serão as forças de repulsão e portanto maiores os impedimentos electrostáticos à aproximação das partículas. O potencial zeta é uma medida desta força de repulsão. Para coloides em águas naturais com pH entre 5 e 8, o potencial zeta oscila geralmente entre –15 e –30 mV. Quanto maior for o seu valor absoluto, maior será a carga superficial da particula. À medida que diminui o potencial zeta as particulas podem aproximar-se mais aumentando a probabilidade de uma colisão. Os coagulantes fornecem cargas de sinal contrário para atenuar ou eliminar esse potencial. Notese no entanto que a coagulação pode decorrer a um potencial baixo sem necessidade de completa neutralização. Se for adicionado demasiado coagulante as partículas ficam carregadas com sinal contrário (ao inicial) e podem voltar a dispersar-se no líquido formando de novo uma suspensão estável.

Figura 1. Microscopia electrónica de varrimento de uma amostra de caolino1 (dimensão média das partículas 0,2 μm)2.

1

O termo caolino provém do nome da cidade chinesa Kao-Ling (ou Gaoling) localizada na provincia de Jiangxi no sudeste da China. O termo é actualmente usado para designar a rocha argilosa branca predominantemente constituida por minerais do grupo caolino. O constituinte mais comum é o mineral caolinite, silicato de aluminio. A caolinite é formada por camadas alternadas de aluminio octaedrico coordenado e silicio tetraedrico coordenado, as quais estão ligadas por grupos hidroxilo. A caolinite é representada pela fórmula química Al2Si2O5(OH)4. 2 Fonte: O’Brien, V. T. And Mackey, M. E. (2002) Shear and elongation flow properties of kaolin suspensions, J. Rheol. 46(3), 557-572 May/June. Teodoro/Edgar/2006

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Quadro 1. Dimensões características das particulas vulgarmente encontradas em águas residuais. Material

Diâmetros, μm

Virus Bactérias Coloides Terras Areias Flocos

0,005 a 0,01 0,3 a 3 0,001 a 1 1 a 100 500 100 a 2000

4. Mistura/Agitação do Coagulante Para complementar e tornar efectiva a adição do agente coagulante é necessário promover a homogeneização da suspensão para que se produza a destruição da estabilidade do sistema coloidal (desestabilização). Para que as particulas se aglomerem devem chocar entre si, e é a agitação que promove essas colisões. O movimento browniano, movimento aleatório induzido nas pequenas particulas ao serem atingidas por moléculas da solução, está sempre presente como uma força homogeneizadora natural. No entanto, a sua acção não é suficiente sendo necessário uma energia adicional de mistura. Uma agitação de grande intensidade que distribua o coagulante e promova colisões rápidas é o mais efectivo. Também são importantes na coagulação a frequência e o número de colisões entre as particulas. Assim, em águas de baixa turvação, pode ser favorável a adição de mais sólidos para aumentar a frequência das colisões e produzir um maior abaixamento na turvação.

Figura 2. Principais mecanismos que promovem colisões entre partículas em suspensões aquosas. (a) sedimentação diferencial, (b) movimento browniano, (c) deslocamento laminar, (d) deslocamento turbulento.

5. Crescimento dos Flocos Depois de adicionado o coagulante e realizado a operação de coagulação passa-se à etapa de formação de flocos sedimentáveis. Pode acontecer que o floco formado pela aglomeração de vários coloides não seja suficientemente grande para sedimentar com a rapidez pretendida. Por isso é por vezes conveniente utilizar produtos coadjuvantes da floculação, designados simplesmente por agents floculantes. Um floculante reune particulas numa “rede”, formando “pontes” de ligação entre estas e associando desta forma as particulas individuais em aglomerados. A floculação é estimulada por uma mistura lenta que junta (associa) pouco a pouco os flocos. Uma agitação demasiado intensa pode desagregar os flocos rompendo as baixas energias de aglutinação entre as Teodoro/Edgar/2006

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particulas. Uma boa floculação favorece o tratamento das lamas (desidratação, filtração, etc.). Vulgarmente, a eficiência da floculação é avaliada em termos relativos através da percentagem de aumento na velocidade de sedimentação das partículas coaguladas.

6. Reagentes Coagulantes e Floculantes Comuns Historicamente, os coagulantes metálicos (sais de ferro e alumínio), têm sido os mais usados na clarificação de águas e eliminação da CBO ( carência bioquímica de oxigénio) e fosfatos em águas residuais. Têm a enorme vantagem de actuar simultaneamente como coagulantes e floculantes. Em solução, estes agentes formam espécies complexas hidratadas e carregadas 3+ positivamente (Fe(H2O)3+ 6 e Al(H2O)6 ). No entanto têm o inconveniente de ser muito sensíveis a variações no pH da solução. Se este não se encontra no intervalo adequado a clarificação é pouco efectiva e pode solubilizar o ferro ou o aluminio originando eventuais problemas no processo. ● Sulfato

de Aluminio: Conhecido por alumen, é provavelmente o coagulante mais usado sendo a sua acção efectiva no intervalo de pH entre 6 e 8. É geralmente comercializado na forma de pó seco ou em solução concentrada. O alumen comercial não possui uma fórmula química exacta devido à variação da quantidade de água de hidratação ligada à molécula de sulfato de alumínio. Em solução aquosa, o alumen pode reagir com hidróxidos, carbonatos, bicarbonatos e outros aniões para formar iões carregados positivamente. O dióxido de carbono (CO2) e iões sulfato (SO 2– 4 ) são geralmente subprodutos destas reacções de complexação. O alumen actua como um ácido reduzindo significativamente o pH (e portanto a alcalinidade) da água. É importante que a suspensão aquosa contenha suficiente alcalinidade para que a adição do alumen não desloque o pH para valores excessivamente baixos (for a da gama óptima). Numa base teórica, 1,0 mg/L de sulfato de alumínio anidro reage com: 0,5 mg/L de alcalinidade como carbonato de cálcio, 0,33 mg/L de cal a 85% como óxido de cálcio e 0,39 mg/L de cal hidratada a 95% como hidróxido de cálcio. Em certas situações, o alumen pode ser efectivo na gama de pH entre 5,5 e 7,8 mas a melhor região para a maior parte das águas situa-se entre 6,8 e 7,5. Abaixo de um pH de 5,5 a alcalinidade da água é insuficiente para potenciar o alumen como agente coagulante, pois os iões aluminio tornam-se solúveis e não precipitam. Quando o pH está acima de 7,8 após a adição do alumen, os iões alumínio tormam-se também soluveis e a eficiência da coagulação baixa.

Figura 3. Diagramas de equilibrio de solubilidade em água dos hidróxidos de (a) alumínio e (b) ferro.

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Em água, o alumen produz um floco pequeno e esponjoso, não sendo muito usado no tratamento primário de águas residuais devido à elevada carga contaminante da água. No entanto, o seu uso é generalizado no tratamento de água potável e na redução de coloides orgânicos e fósforo em tratamento terciário de águas residuais. ● Sulfato

Férrico: Funciona de forma estável no intervalo de pH entre 4 e 11, um dos mais amplos. Produzem flocos grandes e densos que decantam rapidamente, pelo que é mais usado do que o alumen em tratamento primário de águas residuais, urbanas ou industriais. Utiliza-se também no tratamento de águas potáveis ainda que em alguns casos possa gerar problemas de coloração. Cloreto Férrico: É muito semelhante ao sulfato férrico ainda que de aplicação muito limitada por possuir um intervalo óptimo de pH mais curto. É no entanto um coagulante eficiente apresentando também problemas de coloração na água. É uma substância altamente corrosiva não podendo estar em contacto com equipamento ou peças metálicas. O cloreto férrico também reage como um ácido em água reduzindo a alcalinidade da solução. ●

● Aluminato

Sódico: É muito pouco utilizado. O seu uso mais habitual limita-se à eliminação da cor de efluentes, a baixos valores de pH.

7. Factores que Influenciam a Coagulação a) Efeito do pH A gama de pH na qual ocorre o processo de coagulação pode ser o factor (simples) mais importante na eficiência do processo. A grande maioria dos problemas de baixa eficiência na coagulação estão relacionados com níveis de pH impróprios. Sempre que possivel a coagulação deve decorrer na zona óptima de pH do agente coagulante. Quando isto não acontece, produzem-se eficiências de coagulação inferiores, geralmente resultando num desperdicio de reagentes e inferior qualidade na água final. Cada sal coagulante inorgânico possui a sua gama característica de pH óptimo, e em muitas estações de tratamento é necessário efectuar previamente o ajuste do pH antes de adicionar o agente coagulação. Nestes casos, isto envolve a adição de cal ou soda cáustica para manter um certo valor mínimo de pH. Noutras situaçãoes pode ser necessário adicionar ácidos para baixar o pH até aos valores adequados. Em certas águas, as reacções acídicas dos sais inorgânicos são suficientes para baixar o pH até aos níveis pretendidos. A sobredosagem de coagulante pode ser usada para que o processo decorra numa gama de pH óptima, uma vez que a adição da maior parte dos coagulantes faz baixar o pH da solução. b) Efeito salino Uma vez que nenhuma água natural é completamente pura, cada uma terá diferentes teores em catiões (cálcio, magnésio, ferro, manganês, etc.) e anões (sulfato, cloreto, fosfato, nitrato, etc.). Alguns desses iões podem afectar significativamente a eficiência do processo de coagulação. Geralmente os catiões mono e divalentes, tais como o sódio, cálcio e magnésio, têm pouco efeito no processo de coagulação. Os catiões trivalentes raramente possuem efeito adverso na coagulação. De facto, concentrações significativas de ferro (Fe 3+) nas águas

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requerem dosagens inferiores de sais inorgânicos coagulantes. Alguns aniões podem ter um efeito mais pronunciado que a maioria dos catiões. Geralmente os aniões monovalentes como o cloreto têm pouco efeito no processo de coagulação. Á medida que aumenta a concentração do anião sulfato (divalente) na água, a gama de pH óptima do sal inorgânico coagulante tende a alargar, em geral para valores de pH mais baixos (ácidos). À medida que a concentração de iões fosfato aumenta, a gama de pH óptima tende a deslocar-se para valores inferiores de pH, sem registar alargamento. O efeito salino pode provocar disfunções no processo de coagulação sobretudo se ocorrerem alterações abruptas na concentração destes iões. Figura 4. Imagem aérea do delta do rio Ganges, mostrando o transporte e dispersão dos sedimentos no oceano, assim como o efeito salino provocado pela água do mar. (Fonte: Ocean Color, NASA, http://disc.gsfc.nasa.gov/oceancolor/)

c) Natureza da turvação A turvação em águas residuais e naturais é caracterizada por uma ampla distribuição de tamanhos de partículas. As dimensões das particulas podem variar constantemente dependendo de factores diversos como precipitação dos sólidos ou colisões de partículas. Geralmente, níveis de turvação mais elevados requerem maiores dosagens de coagulante. No entanto, a relação entre o grau de turvação e a dosagem óptima de coagulante, poucas vezes é linearmente proporcional. Usualmente o coagulante adicional necessário é relativamente pouco quando a turvação é superior ao normal devido à maior probabilidade de colisões entre partículas devido à sua maior concentração na água. Inversamente, águas com baixa turvação podem ser de coagulação dificil devido à dificuldade em induzir as colisões de particulas. Neste caso a formação de flocos é diminuta e em geral o tratamento é pouco efectivo. Um exemplo vulgar de uma situação deste tipoé a existência de coloides orgânicos em águas de abastecimento devido à poluição existente na origem. Nestes casos são necessárias maiores dosagens de coagulante e eventualmente um incremento do tempo de contacto (efeito de mistura).

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d) Temperatura da água Águas mais frias introduzem dois factores adicionais à dificuldade do processo de coagulação. À medida que a temperatura da água se aproxima do seu ponto de congelação (0ºC para 1 atm), quase todas as reacções decorrem mais lentamente. Pode ser mais dificil distribuir uniformemente o coagulante na água. Como resultado, o processo de coagulação torna-se menos eficiente, e maiores dosagens de coagulante são geralmente usadas para compensar este efeito. Adicionalmente, as condições de sedimentabilidade dos flocos são inferiores devido à maior densidade da água a temperaturas baixas. e) Efeitos de mistura Resultados fracos são obtidos numa inadequada (não homogénea) dispersão do coagulante. Infelizmente, em várias estações mais antigas foram instalados sistemas de mistura pouco eficientes. Como resultado, torna-se necessário utilizar dosagens de coagulante superiores para se alcançar o nível de turvação pretendido para a água. Os efeitos de baixa turvação e temperaturas baixas tendem a agravar o efeito de mistura não adequada. Nos processos de coagulação/floculação são em geral usados agitadores mecânicos que actuam em duas vertentes. Na primeira, em simultâneo com a adição dos agentes coagulantes (ou floculantes) é necessário uma agitação intensa para que rapidamente se produza uma suspensão homogénea. Numa segunda etapa, na qual se pretende promover a colisão entre partículas para produzir flocos de maior dimensão, sem desagregar os existentes, a agitação deve ser pouco intensa. Idealmente, os periodos de agitação deverão ser os menores possiveis, sendo o correspondente à homogeneização geralmente muito inferior ao de colisão.

Figura 5. Padrão de escoamento numa unidade de mistura.

Figura 6. Sistema de mistura utilizando um ressalto hidráulico num canal de escoamento gravítico.

f) Efeito do coagulante A selecção do coagulante adequado para umas dadas condições é de importancia crítica na manutenção de um esquema de coagulação eficiente ao longo da gama normal de variação das caracteristicas da suspensão. Os reagentes químicos mais usados no processo de coagulação são, como referido anteriormente, sulfato de alumínio (alumen), cloreto férrico e sulfato férrico, mas também diversos tipos de polimeros, sobretudo os catiónicos (ver ponto 8).

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Figura 7. Amostras de suspensões com diferente nivel de turvação.

8. Coadjuvantes da Floculação As dificuldades que podem apresentar alguns coloides desestabilizados para formar flocos com massa suficiente para sedimentar adequadamente tem dado lugar à pesquisa de substâncias que auxiliem a formação desses flocos. Entre as dificuldades que se podem apresentar num processo de floculação estão: a) formação de flocos pequenos de baixa velocidade de sedimentação; b) formação muito lenta dos flocos; c) flocos frágeis que se fragmentam no processo de condicionamento (das lamas); e d) formação de microflocos que passam através dos filtros. Para eliminar estas dificuldades e obter flocos grandes e bem formados de fácil sedimentação utilizam-se substâncias e procedimentos muito variados. Os mais utilizados são os seguintes: ● Oxidantes: como a percloração, que em parte oxida a matéria orgânica e rompe as ligações nos coloides naturais, ajudando posteriormente a uma melhor floculação. ● Adsorventes: as águas muito coradas e de baixa mineralização em que os flocos de alumínio ou ferro possuem muito baixa densidade, coagulam muito bem ao adicionar-se argila que adsorve essas substâncias e origina flocos mais pesados de fácil sedimentação. Outros adsorventes muito usados são a cal pulverizada, sílica em pó e o carvão activado. ● Sílica Activada: Alguns compostos inorgânicos podem ser polimerizados em água para formar polimeros floculantes inorgânicos. Este é o caso da silica activada que apresenta uma elevada eficiência como auxiliar do tratamento com alumen. ● Polielectrólitos: São polimeros orgânicos com carga eléctrica. Inicialmente usaram-se os de origem natural como a celulose, gomas de polisacáridos, etc. Actualmente usam-se uma grande variedade de polielectrólitos sintéticos. Podem actuar isoladamente ou como coadjuvantes para floculação. Os polielectrólitos podem classificar-se em: a) Catiónicos: carregados positivamente. b) Aniónicos: carregados negativamente. c) Não iónicos: não são polielectrólitos em sentido estrito ainda que exibam em solução muitas das propriedades floculantes dos anteriores.

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Os polielectrólitos catiónicos são geralmente poliaminas que se hidrolizam em água. R 1R 2 NH + H2O

— →

R 1R 2 NH+2 + OH –

Uma vez que a hidrólise produz OH – , a pH elevado (básico) o equilibrio desloca-se para a esquerda e o polimero torna-se não iónico. De forma semelhante, os polimeros aniónicos incorporam na sua estrutura grupos carboxilo que se ionizam em água. RCOOH + H2O

— →

RCOO – + H3O+

Um pH baixo força o equilibrio para a esquerda e transforma o polimero aniónico em não iónico. Por isso, geralmente usam-se os polimeros catiónicos a pH baixo e os aniónicos a pH elevado. Isto não significa que em caso contrário deixem de funcionar, o que ocorre é a sua transformação (parcial ou completa) em não iónicos, o que fará variar a sua efectividade no tratamento concreto a que se aplicam.

Figura 8. Tanques de mistura rápida para coagulação de efluentes industriais.

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Parte Experimental 9. Equipamento Laboratorial Para a realização do trabalho dispõe-se de um equipamento laboratorial jar-test (Figura 9) munido de 6 unidade de teste. Cada uma delas possui agitação com regulador de velocidade para a mistura rápida ou lenta nas etapas de coagulação e floculação respectivamente. Existe também um controlador de tempos e iluminação na parte posterior para facilitar a observação comparativa das amostras tratadas.

Figura 9. Equipamento laboratorial jar test .

Figura 10. Turbidimetro/nefelómetro.

A quantificação do grau de turvação das suspensões é efectuada utilizando células de vidro e um turbidimetro/nefelómetro (Figura 10). Neste equipamento é medida a radiação que consegue atravessar a amostra (turbidimetria) ou é reflectida pelas partículas (nefelometria). O turbidímetro/nefelómetro deverá ser ligado para estabilização dos circuitos de medida, pelo menos 30 minutos antes de se efectuar qualquer quantificação.

Figura 11. Medidor de pH.

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Figura 12. Balança analítica.

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Para medição e ajuste do pH das suspensões utiliza-se um eléctrodo de pH ( Figura 11), o qual deverá ser previamente calibrado com padrões. Nas pesagens de sólidos utiliza-se uma balança analítica (Figura 12) de modo a conhecer rigorosamente a massa de substância usada na preparação das várias soluções e suspensões.

10. Técnicas Analíticas Para avaliar a eficácia do tratamento e estabelecer a dosagem óptima de coagulante da amostra, o que constitui o objectivo do trabalho, devem realizar-se várias medições. Tendo em conta as aplicações possiveis no Laboratório de Engenharia do Ambiente, utilizam-se as seguintes técnicas. a) Quantificação da Turvação: Mede-se a turvação das diferentes amostras utilizando um turbidimetro/nefelómetro. Deverá ser avaliado o sistema de medida mais adequado, ou em modo turbidimétrico (com base na intensidade da radiação transmitida através da amostra), ou em modo nefelométrico (com base na intensidade da radiação reflectida pela amostra). As leituras correspondentes às várias amostras deverão ser divididas pelo valor da leitura da suspensão inicial, de onde resulta um valor relativo de fracção de turvação não removida. Seleccionam-se como mais adequados os tratamentos que produzam menor turvação final na água tratada. b) Medição do pH : O pH das soluções é medido com um eléctrodo previamente calibrado com padrões de 4, 7 e 10, os quais englobam toda do trabalho. As leituras de pH servem para estabelecer o tipo de reagentes (ácido ou base) a adicionar às suspensões e estabelecer um ajuste ao valor de pH pretendido..

11. Cálculos Prévios Para a realização experimental do trabalho é necessário preparar um conjunto de soluções, além da suspensão de caolino que constitui a amostra a estudar. As massas e volumes das substâncias a medir deverão ser previamente calculados (antes da aula). Assim, é necessário calcular: a) a massa de caolino para a preparação de 2 L da suspensão (ver secção 12A); b) a massa de NaOH para preparar 100 mL de solução 0,1 molar (ver secção 12B); c) o volume de H 2SO4 96%. para preparar 100 mL de solução 0,1 molar (ver secção 12C ) d) a massa de coagulante (hidratado) para preparar 100 mL de solução com cerca de 4 g/L de Al2(SO4)3. (ver secção 12D) É obrigatório o preenchimento da primeira página da Ficha de Trabalho Experimental antes do início da aula.

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12. Procedimento Experimental A. Preparação da suspensão coloidal Pretende-se que os ensaios experimentais sejam realizados utilizando uma suspensão de caolino com aproximadamente 300 a 400 mg/L de sólidos. Para cada série de ensaios deverá necessitar cerca de 2 L de suspensão. A.1. Tendo por base o cálculo prévio da massa de caolino existente em 2 L da suspensão, pese rigorosamente (balança analítica) num pequeno copo, uma massa de caolino correspondente. A.2. Utilizando água da torneira, prepare a suspensão num balão volumétrico de 2 L. Tenha o cuidado de arrastar completamente a totalidade do sólido do copo e aferir com rigor o volume até ao traço do balão volumétrico. A.3. Agite vigorosamente a suspensão no balão volumétrico de modo a homogenizar muito bem a suspensão. NOTA 1: Para cada série de ensaios no jar test necessitará de 2 L da suspensão de caolino. A preparação das outras suspensões, deverá ser feita preferencialmente aproveitando os tempos de espera correspondentes à mistura no jar test e sedimentação dos sólidos. A optimização da sequência das tarefas experimentais é fundamental para a realização integral do trabalho no período da aula laboratorial.

B. Preparação da solução de hidróxido de sódio O ajuste do pH das tomas da suspensão de caolino a valores básicos (pH > 7) é feito com uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) de concentração não muito elevada, aproximadamente 0,1 mol/L. Assim, pretende-se preparar 100 mL desta solução por pesagem do hidróxido e diluição num balão volumétrico. B.1. Tendo por base o cálculo prévio da massa de NaOH existente em 100 mL de solução 0,1 mol/L, pese rigorosamente (balança analítica) num pequeno copo de plástico, uma massa de hidróxido correspondente. B.2. Utilizando água da torneira, dissolva o sólido no copo e transfira-o para o balão volumétrico. Faça várias lavagens ao copo vertendo a água para o balão. Acerte o volume até ao traço do balão. NOTA 2: A dissolução do hidróxido de sódio em água é um processo altamente exotérmico. Por isso, tenha muito cuidado mantendo o copo em cima da bancada para não se queimar. O hidróxido de sódio é uma substância extremamente agressiva, evite o seu contacto com a pele.

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B.3. Arrefeça a solução no balão, usando água da torneira, até que a temperatura corresponda aproximadamente à temperatura ambiente. Verifique o acerto do volume da solução ao traço do balão volumétrico.

C. Preparação da solução de ácido sulfúrico O ajuste do pH das tomas da suspensão de caolino a valores ácidos (pH < 7) é efectuado com uma solução de ácido sulfúrico, aproximadamente 0,1 mol/L. Para a preparação desta solução utiliza-se ácido sulfúrico concentrado (96% w/w), com densidade igual a 1,83 g/cm 3. Por facilidade de execução, pretende-se efectuar uma medição volumétrica (pipeta) da solução de H2SO4 concentrado e posterior diluição com água num balão volumétrico de 100 mL. C.1. Tendo por base o cálculo prévio do volume de ácido sulfúrico concentrado necessário para preparar 100 mL de solução 0,1 mol/L, seleccione um volume aproximado que possa medir rigorosamente com uma pipeta. C.2. Com uma pipeta com pompete, meça o volume de ácido concentrado e coloque-o directamente no balão volumétrico, o qual deverá conter alguma água. Na preparação desta solução utilize água da torneira. Homogenize a mistura no balão e afira o volume ao traço. NOTA 3: Cuidados com o ácido.

D. Preparação da solução de coagulante Pretende-se utilizar como coagulante o sulfato de alumínio (Al 2(SO4)3), devendo para tal preparar-se 100 mL de uma solução com cerca de 4 g/L. D.1. Tendo por base o cálculo prévio da massa de sulfato de alumínio hidratado, pese rigorosamente (balança analítica), num copo pequeno, uma massa aproximada ao valor calculado. D.2. No copo, dilua o sólido com um pouco de água (da torneira), e transfira para o balão volumétrico. Faça várias lavagens ao copo vertendo a água para o balão. Homogenize a solução e acerte o volume ao traço do balão.

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E. Calibração do eléctrodo de pH Pretende-se medir (e controlar) com algum rigor o pH das tomas de suspensão de caolino onde se promove o fenómeno da coagulação/floculação. Para tal utiliza-se um eléctrodo de pH para o qual deverá ser verificada a calibração utilizando três soluções padrão de referência com valores de pH entre 4 e 11. E.1. Retire o eléctrodo da solução de sais em que está mergulhado. Com um esguicho de água deionizada lave muito bem toda a superficie externa do eléctrodo. Seque-o utilizando papel macio. E.2. Introduza o eléctrodo na primeira solução de referência. Aguarde até que a leitura estabilize, o que pode demorar vários segundos. Registe o valor da leitura de pH e a temperatura da solução. Retire o eléctrodo da solução e guarde-a no frigorífico. E.3. De novo, lave e seque o eléctrodo. Introduza-o na segunda solução de referência. Aguarde até que a leitura estabilize. Registe o valor da leitura de pH e a temperatura da solução. Retire o eléctrodo da solução e guarde-a no frigorífico. E.4. Repita os procedimentos anteriores e no final lave o eléctrodo e coloque-o mergulhado num copo com água da torneira.

F. Primeira série de ensaios (influência exclusiva do pH) Pretrende-se avaliar a influência (exclusiva) do pH da suspensão na redução da turvação da suspensão coloidal. Para efectuar este ensaio utiliza-se um jar test no qual são ensaiados simultaneamente seis tomas da suspensão ajustadas a diferentes valores de pH, entre 3 e 10. F.1. Prepare 6 copos de 500 mL, e em cada um deles introduza 300 mL da suspensão de caolino, medidos com uma proveta. F.2. Marque cada copo com um valor da seguinte sequência: 3, 5, 7, 8, 9 e 10, a qual corresponde ao valor do pH que se pretende ajustar cada suspensão. F.3. Introduza um agitador magnético num dos copos. Mergulhe o eléctrodo de pH na suspensão. Agite com uma velocidade de rotação moderada. Deixe estabilizar a leitura do pH e registe o valor. F.4. Prepare duas provetas pequenas (10 mL), uma com a solução de hidróxido de sódio e outra com a de ácido sulfúrico. Utilize duas pipetas Pasteur para ajustar o volume de base e de ácido em cada proveta. F.5. Com a pipeta Pasteur adicione (gota a gota) a solução de ácido sulfúrico ao copo com a suspensão de caolino em agitação e com o electrodo de pH. Pretende-se ajustar o pH a um valor da sequência indicada anteriormente no ponto F.2 (por exemplo pH 3), e contabilizar a quantidade de ácido adicionado. Se necessário aumente a velocidade de agitação da suspensão para facilitar a estabilização da leitura do eléctrodo.

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NOTA 4: O volume de solução de ácido ou de base que é necessário adicionar a cada copo da suspensão depende do valor de pH pretendido. Para o ajuste a pH 7 ou 8 são somente necessárias algumas gotas (3 a 6 gotas), para o ajuste a pH 5 ou 9 é necessário 0,5 a 1,5 mL, e para ajustar a pH 3 ou 10 são necessários 2 a 3 mL. Estes valores são meramente indicativos pois dependem das concentrações das soluções de ácido e de base preparadas, do pH inicial da suspensão e da concentração de particulas na suspensão.

F.6. Depois de concluido o ajuste do pH, pare a agitação e retire o eléctrodo de pH. Com o auxílio de um magneto, retire a barra de agitação do fundo do copo e introduza-a no copo seguinte. Coloque o copo sobre o agitador magnético e introduza o eléctrodo de pH. Não é necessário proceder à lavagem do eléctrodo. F.7. Repita o procedimento descrito anteriormente no ponto F.5 para o ajuste do pH a outro valor da sequência indicada (por exemplo pH 5). Faça o mesmo procedimento para os restantes copos contendo as tomas de 300 mL da suspensão de caolino.

F.8. Disponha os copos no jar test e introduza o agitador na suspensão. Proceda a uma mistura rápida (150 rpm) durante 60 segundos seguida de 10 minutos em agitação lenta (30 rpm). O objectivo deste procedimento é promover o contacto entre as partículas da suspensão de modo a produzirem-se agregados sólidos de maiores dimensões. F.9. Pare a agitação, retire os agitadores da suspensão e deixe repousar durante 15 minutos. O objectivo é permitir a sedimentação dos sólidos sedimentáveis no fundo do copo, ficando o sobrenadante com menor turvação. NOTA 5: Os tempos de espera referidos nos pontos F.8 e F.9 poderão ser ocupados na preparação das suspensões para a segunda série de ensaios (ponto G). É fundamental a distribuição de tarefas entre os membros do grupo de modo a permitir realizar o trabalho no tempo previsto.

F.10. Terminado o periodo de sedimentação, transfira o sobrenadante de cada copo para tubos do turbidimetro. Cada tubo deverá estar devidamente identificado para se saber a que condições dizem respeito. Encha um tubo com a suspensão que preparou inicialmente e não sofreu ajuste de pH nem agitação no jar test.

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F.11. Efectue as leituras de turvação no turbidimetro em modo nefelométrico. Limpe a superficie externa de cada tubo com um pano macio e agite a suspensão antes de a colocar no turbidimetro. Não considere o primeiro valor indicado pelo aparelho, espere cerca de 5 segundos e registe a leitura. F.12. Faça o quociente entre os valores médios das leituras de cada tubo (A a F) e o valor médio da leitura na suspensão de caolino inicial (multiplique por 100 para ter os valores numa base percentual). Este quociente representa a percentagem de turvação da suspensão relativamente ao valor de turvação inicial. Represente graficamente os valores obtidos. Comente os resultados.

G. Segunda série de ensaios (influência do pH na acção do coagulante) Depois de analisar a influência do pH da água na redução da turvação da suspensão coloidal, pretende-se com esta segunda série de ensaios avaliar a acção conjunta de um coagulante (sulfato de alumínio) a diferentes valores de pH. G.1. Prepare 6 copos de 500 mL, e em cada um deles introduza 300 mL da suspensão de caolino, medidos com uma proveta. Marque cada copo com um valor da seguinte sequência: 3, 5, 7, 8, 9 e 10, a qual corresponde ao valor do pH que se pretende ajustar cada suspensão. G.2. Adicione a cada copo o volume de solução de ácido (ou de base) necessário para que a suspensão possua o pH pretendido. Estes volumes deverão ser iguais aos determinados na série de ensaios anterior (pontos F.5 a F.7). G.3. Coloque os seis copos no jar test, ajuste a agitação a aproximadamente 150 rpm, e a cada copo adicione 1 mL da solução de coagulante (sulfato de alumínio) medido com uma pipeta. Mantenha a agitação durante, pelo menos, 60 segundos. G.4. Depois da mistura rápida, regule a agitação para cerca de 30 rpm (mistura lenta) durante 10 minutos. Pare a agitação, retire os agitadores da suspensão e deixe repousar durante 15 minutos, para que os flocos sedimentem. G.5. Terminado o periodo de sedimentação, transfira o sobrenadante de cada copo para tubos do turbidimetro. Cada tubo deverá estar devidamente identificado para se saber a que condições dizem respeito. Encha um tubo com a suspensão que preparou inicialmente e não sofreu ajuste de pH, adição de coagulante nem agitação no jar test. G.6. Efectue as leituras de turvação no turbidimetro em modo nefelométrico. Limpe a superficie externa de cada tubo com um pano macio e agite a suspensão antes de a colocar no turbidimetro. Não considere o primeiro valor indicado pelo aparelho, espere cerca de 5 segundos e registe a leitura. G.7. Faça o quociente entre os valores médios das leituras de cada tubo (G a L) e o valor médio da leitura na suspensão de caolino inicial (multiplique por 100 para ter os valores numa base percentual). Este quociente representa a percentagem de turvação da suspensão relativamente ao valor de turvação inicial. Represente graficamente os valores obtidos. Comente os resultados.

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H. Terceira série de ensaios (influência exclusiva da concentração do coagulante) Na série anterior terá concluido que a acção do coagulante possui uma gama de pH óptima, na qual a remoção da turvação é mais eficiente. Nesta terceira série de ensaios pretende-se avaliar a influência da concentração do coagulante no abaixamento da turvação da suspensão. No entanto, nesta série, a acção do coagulante será feita para o pH inicial da suspensão, não se efectuando qualquer ajuste de pH. H.1. Prepare 6 copos de 500 mL, e em cada um deles introduza 300 mL da suspensão de caolino, medidos com uma proveta. Marque cada copo com a referência M a R. Prepare um outro copo para fazer a medição do pH da suspensão com o eléctrodo. H.2. Coloque os seis copos no jar test, ajuste a agitação a aproximadamente 150 rpm, e a cada um adicione o volume de solução de coagulante (medido com pipeta) indicado no quadro seguinte. Mantenha a agitação durante, pelo menos, 60 segundos. Copo

M

N

O

P

Q

R

V(Al2(SO4)3), mL

0,1

0,2

0,5

1,0

2,0

5,0

H.3. Depois da mistura rápida, regule a agitação para cerca de 30 rpm (mistura lenta) durante 10 minutos. Pare a agitação, retire os agitadores da suspensão e deixe repousar durante 15 minutos, para que os flocos sedimentem. H.4. Terminado o periodo de sedimentação, transfira o sobrenadante de cada copo para tubos do turbidimetro. Cada tubo deverá estar devidamente identificado para se saber a que condições dizem respeito. Encha um tubo com a suspensão que preparou inicialmente e não sofreu adição de coagulante nem agitação no jar test . H.5. Efectue as leituras de turvação no turbidimetro em modo nefelométrico. Limpe a superficie externa de cada tubo com um pano macio e agite a suspensão antes de a colocar no turbidimetro. Não considere o primeiro valor indicado pelo aparelho, espere cerca de 5 segundos e registe a leitura. H.6. Faça o quociente entre os valores médios das leituras de cada tubo (M a R) e o valor médio da leitura na suspensão de caolino inicial (multiplique por 100 para ter os valores numa base percentual). Este quociente representa a percentagem de turvação da suspensão relativamente ao valor de turvação inicial. Represente graficamente os valores obtidos. Comente os resultados.

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I. Quarta série de ensaios (influência da concentração do coagulante e pH) Na série anterior avaliou a influência da concentração do coagulante no abaixamento da turvação da suspensão, não efectuando qualquer correcção de pH. Nesta série de ensaios pretende-se repetir a série anterior, efectuando previamente o ajuste do pH a um valor mais favorável tendo por base os resultados obtidos nas primeira e segunda séries de ensaios. I.1. Prepare 6 copos de 500 mL, e em cada um deles introduza 300 mL da suspensão de caolino, medidos com uma proveta. Marque cada copo com a referência S a X. I.2. Seleccione um valor de pH favorável tendo por base os resultados obtidos nas primeira e segunda séries de ensaios. Ajuste o pH da suspensão nos 6 copos ao valor seleccionado (por exemplo pH 9). I.3. Coloque os seis copos no jar test , ajuste a agitação a aproximadamente 150 rpm, e a cada um adicione o volume de solução de coagulante (medido com pipeta) indicado no quadro seguinte. Mantenha a agitação durante, pelo menos, 60 segundos. Copo

S

T

U

V

W

X

V(Al2(SO4)3), mL

0,1

0,2

0,5

1,0

2,0

5,0

I.4. Depois da mistura rápida, regule a agitação para cerca de 30 rpm (mistura lenta) durante 10 minutos. Pare a agitação, retire os agitadores da suspensão e deixe repousar durante 15 minutos, para que os flocos sedimentem. I.5. Terminado o periodo de sedimentação, transfira o sobrenadante de cada copo para tubos do turbidimetro. Cada tubo deverá estar devidamente identificado para se saber a que condições dizem respeito. Encha um tubo com a suspensão que preparou inicialmente e não sofreu adição de coagulante, ajuste de pH nem agitação no jar test . I.6. Efectue as leituras de turvação no turbidimetro em modo nefelométrico. Limpe a superficie externa de cada tubo com um pano macio e agite a suspensão antes de a colocar no turbidimetro. Não considere o primeiro valor indicado pelo aparelho, espere cerca de 5 segundos e registe a leitura. I.7. Faça o quociente entre os valores médios das leituras de cada tubo (S a X) e o valor médio da leitura na suspensão de caolino inicial (multiplique por 100 para ter os valores numa base percentual). Este quociente representa a percentagem de turvação da suspensão relativamente ao valor de turvação inicial. Represente graficamente os valores obtidos. Comente os resultados.

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Bibliografia Cheremisinoff, N. P. (1994) Handbook of Water and Wastewater Treatment Technology, CRC Press, New York. Gregory, J. (2006) Particles in Water: Properties and Processes , IWA Publishing, CRC Taylor & Francis, New York. Stechemesser, H. and Dobias, B. (2005) Coagulation and Flocculation, CRC Press, New York.

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Ficha de Trabalho Experimental

Laboratórios Integrados 6C Prática de tratamentos fisico-químicos: coagulação e floculação Data: _____/_____/_______ Identificação dos elementos do grupo (Número/Nome): Nº ____________ ______________________________________________________ Nº ____________ ______________________________________________________ Nº ____________ ______________________________________________________ Nota: A presente ficha de trabalho experimental, devidamente preenchida, deverá ser entregue ao docente da prática laboratorial no final da sessão de trabalho. A versão final, incluindo a totalidade dos cálculos, gráficos e análise de resultados, deverá ser entregue no prazo máximo de 7 dias. O não cumprimento deste prazo corresponde a uma significativa depreciação na classificação final.

Cálculos Preliminares A. Preparação das suspensões de caolino Pretende-se preparar volumes de 2 L da suspensão de caolino com a concentração aproximada de 350 mg/L. Determine a massa de caolino que deve pesar de modo a obter a concentração de sólidos pretendida. Massa de Caolino = ________ mg B. Preparação da solução de hidróxido de sódio Pretende-se preparar 100 mL de uma solução de hidróxido de sódio com a concentração de aproximadamente 0,1 mol/L. Determine a massa de NaOH que deverá pesar para obter esta solução. Massa de Hidróxido de Sódio = ________ mg C. Preparação da solução de ácido sulfúrico Pretende-se preparar 100 mL de uma solução de ácido sulfúrico com a concentração aproximada de 0,1 mol/L. Utiliza-se H 2SO4 concentrado (96% w/w), de densidade 1,83 g/cm3. Determine o volume da solução de ácido a 96% que deverá medir para preparar os 100 mL da solução diluída. Volume de Ácido Concentrado = ________ mL D. Preparação da solução de coagulante Pretende-se preparar 100 mL de uma solução de sulfato de alumínio (Al 2(SO4)3) com a concentração aproximada de 4 g/L. Nesta preparação utiliza-se sulfato de alumínio hidratado (Al2(SO4)3٠18H2O). Determine a massa do sal hidratado que deve pesar para preparar os 100 mL da solução com a concentração pretendida em sulfato de alumínio. Massa de Sulfato de Alumínio Hidratado = ________ g



Resultados Experimentais A. Preparação das suspensões de caolino Suspensão

Massa de Caolino (mg)

Volume (mL)

1ª Série

2 000

2ª Série

2 000

3ª Série

2 000

4ª Série

2 000

Concentração (mg/L) (% w/w)3

B. Preparação da solução de hidróxido de sódio Massa de NaOH (mg)

Volume (mL)

Concentração (mg/L) (mol/L)

100

C. Preparação da solução de ácido sulfúrico Volume de H2SO4 96% (mL)

Volume (mL)

Concentração (mg/L) (mol/L)

100

D. Preparação da solução de coagulante Massa de Al2(SO4)3 Hidratado (mg)

Volume Concentração em Al2(SO4)3 (mL) (mg/L) (mol/L) 100

3

Como densidade da água (20ºC) considere o valor de 998,3 kg/m3.

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E. Verificação da calibração do eléctrodo de pH pH da Solução Temperatura de Referência (ºC)

Valor de pH Lido

Desvio Relativo (%)

Foi efectuada a calibração do eléctrodo? SIM  NÃO  NOTAS: ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

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F. Primeira série de ensaios (influência exclusiva do pH) Temperatura (ºC)

Suspensão

Copo

A

B

C

—

—

—

pH

D

E

F

—

—

—

—

—

—

pH V(NaOH), mL V(H2SO4), mL m(NaOH), mg

—

—

—

m(H2SO4), mg

Agitação Rápida

Agitação Lenta

Sedimentação

Tempos (min) Velocidade (rpm)

Tubo

Inicial

—

A

B

C

D

E

F

Leituras no Nefelómetro (NEPH) Média

NOTAS: ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

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Tubo

A


B

C

D

E

F

pH ( NEPH)i ( NEPH)0 × 100 Percentagem de Remoção da Turvação NOTA: A percentagem de remoção da turvação corresponde ao valor determinado pela expressão seguinte, onde o índice i representa cada tubo da suspensão (A a F) e o índice 0 o tubo da suspensão inicial (sem tratamento). ( NEPH)i ⎞ ⎛ % Remoção = 100 × ⎜ 1 – ( NEPH) ⎟ 0 ⎠ ⎝ 100

80 O Ã 60 Ç O M E R 40 %

20

0 2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

pH

Conclusões: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________.

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G. Segunda série de ensaios (influência do pH na acção do coagulante) Temperatura (ºC)

Suspensão

Copo

G

H

I

—

—

—

pH (inicial)

J

K

L

—

—

—

pH V(NaOH), mL V(H2SO4), mL

Volume da Solução de Coagulante = __________ mL (adicionado a cada copo) Agitação Rápida

Agitação Lenta

Sedimentação


Tubo

—

Inicial

G

H

I

J

K

L


Tubo

G

H

I

J

K

L

pH ( NEPH)i ( NEPH)0 × 100 Percentagem de Remoção da Turvação

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NOTAS: ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 100

80 O Ã 60 Ç O M E R 40 %

20

0 2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

pH

Conclusões: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________.

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H. Terceira série de ensaios (influência exclusiva da concentração do coagulante) Suspensão

Copo

M

Temperatura (ºC)

N

pH

O

P

Q

R

V(Al2(SO4)3), mL [Al2(SO4)3], mg/L [Al3+], mg/L

Agitação Rápida

Agitação Lenta

Sedimentação


Tubo

Inicial

—

M

N

O

P

Q

R


NOTAS: ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

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Tubo

M


N

O

P

Q

R


100

80 O Ã 60 Ç O M E R 40 %

20

0 0,1

1

10

VOLUME DE COAGULANTE, mL

Conclusões: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________.

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I. Quarta série de ensaios (influência da concentração do coagulante e pH) Número da Suspensão

Temperatura (ºC)

pH (inicial)

Volume de solução de NaOH/H 2SO4 adicionada (mL)

Valor de pH (ajuste)

mL

Copo

S

T

U

V

W

X

V(Al2(SO4)3), mL [Al2(SO4)3], mg/L [Al3+], mg/L

Agitação Rápida

Agitação Lenta

Sedimentação


Tubo

Inicial

—

S

T

U

V

W

X


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NOTAS: ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

Tubo

S

T

U

V

W

X


100

80 O Ã 60 Ç O M E R 40 %

20

0 0,1

1

10

VOLUME DE COAGULANTE, mL

Conclusões: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________.

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Coloides PT - Floculação

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