Melhoramento de materiais aplicados à floculação com lastro em um sistema Actiflo® de tratamento de água

Abstract

O setor de produção e distribuição de água potável deve atender a requisitos cada vez mais restritivos em relação à concentração de resíduos provenientes da poliacrilamida aniônica na água. Esta contaminação residual ocorre devido à aplicação deste polímero como floculante no processo de tratamento da água. Tais restrições são estabelecidas em função de sua caracterização nociva e cancerígena quando diluído na água. Visando atender a essas demandas, novas pesquisas vêm sendo desenvolvidas no mundo, buscando materiais modificados com desempenho superior aos utilizados atualmente. Um sistema clarificador de água desenvolvido pela empresa Veolia chamado ACTIFLO® apresenta a técnica de floculação com lastro como parte de seu processo. A floculação com lastro consiste na formação de flocos mais robustos e com maior peso específico. Estas características do floco conferem ao processo alta taxa de decantação. Sistemas ACTIFLO® são compactos, apresentam menor custo de implantação e operação, e fornecem água para abastecimento com alta qualidade. Neste contexto, este trabalho buscou avaliar um material formado pela combinação do agente de lastro (microareia GA39) e pelo floculante poliacrilamida aniônica (PAM AN934). Este material foi desenvolvido com o intuito de suprir ou reduzir a dosagem contínua do floculante PAM AN934 no sistema ACTIFLO® . O processo consiste em depositar partículas de ferro sobre os grãos de GA39 e em seguida adicionar PAM AN934 a esta mistura. Posteriormente, a pesquisa eliminou a etapa de depósito de ferro e a poliacrilamida foi adicionada diretamente aos grãos de microareia GA39. Diversas amostras foram produzidas a partir da variação da concentração dos reagentes, da temperatura e do tempo de secagem. As amostras foram então submetidas a testes de jarros com a finalidade de comparar seus desempenhos em redução da turbidez. Este parâmetro físico foi selecionado como fator comparativo por ser facilmente mensurado e preciso, em função do elevado volume de ensaios elaborados. As amostras com depósito de ferro apresentaram baixa eficiência na remoção de turbidez, fornecendo valores equivalentes ou acima de 5 UT. No entanto, as amostras em que o polímero foi adicionado diretamente à GA39 forneceram desempenho ótimo em remoção da turbidez (0,45 UT), visto que a água bruta apresenta 2,5 UT e permitiram redução em 81% da concentração de PAM AN934 adicionada à água. A possibilidade da produção de um material eficiente formado pela combinação agente de lastro e floculante representa avanço no processo de clarificação da água.

The field of production and distribution of drinking water must meet increasingly restrictive demands in relation to the concentration of residues from anionic polyacrylamide in water. This residual contamination occurs due to the application of this polymer as a flocculant in the water treatment process. Such restrictions are due to its harmful and carcinogenic characterization when diluted in water. Aiming to meet these demands, Veolia launched the search of modified materials with superior performance than those currently used. A water clarifying system developed by Veolia called ACTIFLO® presents the ballasted flocculation technique as part of its process. The ballasted flocculation consists on the formation of more robust flocs with a higher specific weight. These characteristics provides a higher decantation rate to the process. ACTIFLO® systems are compact, have a lower cost of implementation and operation, and produce water for supply with high quality. In this context, this work seeks to develop a material formed by the combination of the ballast agent and the polyacrylamide flocculant. This material is developed in order to supply or reduce the continuous dosage of the flocculant PAM AN934 in the ACTIFLO® system. The procedure performed in this study initially consists of depositing iron particles on GA39 grains and then adding PAM AN934 to this mixture. The second phase of the research eliminated the iron deposition step and the polyacrylamide was added directly to the GA39 microsand grains. Several samples were produced by variating the concentration of the reagents, the drying time and temperature. The samples are then subjected to jar tests in order to compare their performance in terms of turbidity abatement. This physical parameter was selected as a comparative factor because it is easily measured and accurate, due to the high volume of tests developed. Samples with iron deposits showed low efficiency in removing turbidity. However, with the samples which the polymer was added directly, optimum performance was achieved in terms of turbidity abatement (0.45 UT) with an 81% reduction in the concentration of PAM AN934 added to the water. The possibility of producing a material containing a ballast agent combined with the flocculant represents an advance in the water clarification process.