Obtenção de microesferas quitosana/taninos extraídos da casca de Eucalyptus urograndis para utilização piloto na tratabilidade físico-química de água bruta com turbidez entre 100-110 NTU

• Main Author: Nakano, Fabio de Pádua
• Other Authors: Oliveira, Pedro Carlos de
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2016
• Subjects: Color; Cor; Eucalyptus urograndis; Factorial design; Microesferas QTS/TAN; Microspheres QTS/TAN; Planejamento Fatorial; Turbidez; Turbidity
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97136/tde-22092016-154309/

Diferentes floculantes ecológicos têm sido estudados na literatura para o tratamento de água. Entre tais substâncias, a quitosana e os taninos têm sido utilizados, regularmente, em diversos trabalhos relacionados ao tratamento de água. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de microesferas de quitosana comercial (QTSc) e tanino extraído da casca de Eucalyptus urograndis (TAN), para a utilização piloto no tratamento de água bruta com baixa turbidez (100-110 NTU). Primeiramente, avaliou-se o grau de desacetilação da quitosana comercial (QTSc) e da quitosana na microesfera (QTSm) para a avaliação da porcentagem de grupamentos aminas livres ou desacetiladas. Em seguida, a quitosana desacetilada foi utilizada como matriz na preparação de microesferas empregando duas concentrações de TAN (5,0 e 7,5 % v/v). O material preparado foi caracterizado por FTIR, DRX, MEV e TGA. Os espectros de FTIR apresentaram aumento da intensidade dos picos à medida que havia aumento de concentração de TAN nas microesferas formadas. Os espectros de DRX apresentaram um material amorfo. As micrografias por MEV mostraram que a interação da QTS com o TAN modifica as características superficiais da microesfera provocando mudanças na superfície. As análises de DTA/TGA mostraram que as microesferas preparadas com 0 e 5% apresentaram três estágios de degradação térmica e dois estágios para QTS/TAN 7,5% mostrando que o material com QTS/TAN 7,5% apresenta resistência térmica diferenciada quando comparado ao QTS/TAN 0 e 5%. As microesferas foram avaliadas em ensaios de coagulação/floculação por Jar test no tratamento de água bruta utilizando planejamento fatorial experimental (23) no qual fatores utilizados os paramentos de massa de coagulante de 10 mg e 25 mg, pH=7,0 e pH=8,0 e tempo de decantação de 15 min e 30 min. Os fatores foram avaliados quanto a porcentagem de remoção de turbidez e cor. Os resultados mostraram-se satisfatórios quanto a remoção de turbidez, com mínimo de 51,52 % e máximo de 76,67 % e remoção de cor com mínimo de 42,86 % e máximo de 66,00 %. Os melhores resultados de % remoção foram obtidos quando foram utilizadas as microesferas de QTS/TAN 5% em pH = 8,0 com tempo de decantação de 30 min e massa de coagulante de 25 mg. Os resultados permitiram avaliar as microesferas de QTS/TAN como materiais promissores no tratamento de água. === Different ecological flocculants have been studied in the literature for treatment of water and wastewater. Among such substances, chitosan and tannins have been used regularly in several works related to water treatment. In this context, the aim of this study was to obtain commercial chitosan microspheres (QTSc) and tannin extracted from barks of Eucalyptus urograndis (TAN) for pilot utilization in the treatment of raw water with low turbidity (100-110 NTU). At first degree of deacetylation of both, commercial chitosan (QTSc) and the chitosan microsphere (QTSm) was verified for assessment of degree of deacetylation of amines. Microspheres were prepared at different concentrations of TAN ranging from 0 - 7.5% v/v and then characterized by FTIR, XRD, SEM and DTA/TGA. FTIR showed an increase of peak intensity as increased the concentration of the TAN microspheres formed. XRD presented an amorphous material. SEM micrographs allowed verifying the interaction of chitosan and tannin in the modification of the surface. Analyses of DTA/TGA showed that chitosan microspheres CTS/TAN 0% and 5% exhibited three stages of thermal degradation and two stages were observed for 7.5% CTS/TAN, allowed to conclude that CTS/TAN 7.5% has lower heat resistance compared to CTS/TAN 0 and 5%. The microspheres were evaluated in terms of coagulation/ flocculation assays by Jar test using an experimental factorial design (23). The coagulant mass of 10 mg and 25 mg, pH = 7.0 and pH = 8.0 and settling time of 15 min and 30 min were used as main factors. The factors were assessed for percentage removal of turbidity and color, which gave satisfactory results in the removal of turbidity with a minimum at 51.52% and a maximum at 76.67% and color removal with a minimum at 42.86% and maximum at 66.00%. The best results of were obtained using microspheres CTS/TAN 5% at pH 8.0 and settling time of 30 min and 25 mg of coagulant. Microspheres of CTS/TAN are promising in the treatment of water, but additional studies are necessary for searching the better conditions/results for water treatment.