COAGULANTE MAGNÉTICO DE MORINGA OLEIFERA E GRAFENO PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES

Autores

  • Isabella Zanette da Silva Graduada em Engenharia Química pela Universidade Cesumar – UNICESUMAR. Bolsista PIBIC/Fundação Araucária. Maringá – Paraná
  • Natália Ueda Yamaguchi Orientadora, Professora Doutora, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Limpas, UNICESUMAR, ICETI, Maringá - Paraná

Resumo

Atualmente, existe a preocupação ambiental com relação à dificuldade de tratar os efluentes de forma eficiente e econômica para o lançamento em corpos hídricos. A remoção de turbidez e cor é comumente alcançada pelo processo de coagulação e floculação. Geralmente, utiliza-se coagulantes inorgânicos, tais como sais à base de alumínio, mas estes coagulantes promovem problemas ambientais e têm implicações para saúde humana. Assim, o uso de coagulantes naturais tem sido estudado como uma boa alternativa para o tratamento de água e efluentes, devido à sua alta disponibilidade, baixo custo e não-toxicidade. O presente trabalho objetivou estudar a associação de nanopartículas magnéticas e grafeno para funcionalização das sementes de Moringa Oleifera (MO) no tratamento de efluentes. O efluente foi obtido de uma empresa em Maringá, Paraná, Brasil. Ensaios de coagulação/floculação e sedimentação (CFS) foram realizados em Jar Test com e sem a interferência de um campo magnético externo. A eficiência do processo foi determinada por análises de parâmetros físico-químicos para comparação. A utilização de MO como coagulante associada as nanopartículas e ao grafeno apresentou elevada eficiência para remoções dos parâmetros de qualidade do efluente, obtendo 91,50% em relação a cor aparente e 94,66% para a turbidez. Tais valores foram alcançados em 30 min de sedimentação magnética, comprovando que o processo de CFS pode ser otimizado e que o tempo de sedimentação pode ser reduzido de 90 min para 30 min. Desta forma, verificou-se que o coagulante magnético é um método viável e com baixo impacto ambiental para o tratamento de efluentes.

Referências

AKBARZADEH, A.; SAMIEI, M.; DAVARAN, S. Magnetic nanoparticles: preparation, physical properties, and applications in biomedicine. Nanoscale Research Letters, v. 7, n. 144, 2012.

AMAGLOH, F. K., & BENANG, A. Effectiveness of Moringa Oleifera Seed as

Coagulant for water purification. African Journal of Agricultural Research, v. 4, n.1, p. 119-123. 2009. Disponível em: <http://www.academicjournals.org/AJAR>.

APHA, AWWA, WEF, 2012. Standard Methods for the Examination of Water &Wastewater, 22 ed. American Public Health Association.

ARANTES, C. C.; PATERNIANI, J. E. S; RIBEIRO, L. C. L. J. Uso de coagulantes naturais a base de sementes de moringa oleifera e tanino visando a redução de turbidez e cor aparente em águas de abastecimento para comunidades rurais. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 25º edição. Anais, Recife, 2009.

BONGIOVANI, M. C. et al. Os benefícios da utilização de coagulantes naturais para a obtenção de água potável. Acta Scientiarum Technology. Maringá, v. 32, n. 2 p. 167-170, 2010.

CAI, W.; LAI, T.; DAI, W.; YE, J. A facile approach to fabricate flexible all-solid-state supercapacitors based on MnFe2O4/graphene hybrids. Journal of Power Sources, v. 255, n. 0, p. 170-178, 2014.

CARDOSO, K. C.; BERGAMASCO, R.; COSSICH, E. S.; MORAES, C. K. Otimização dos tempos de mistura e decantação no processo de coagulação/floculação da água bruta por meio da Moringa oleífera Lam. Acta Scientarium. Technology, v. 30, n. 2, p. 193-198, 2008.

CHELLA, S.; KOLLU, P.; KOMARALA, E. V. P. R.; DOSHI, S.; SARANYA, M.; FELIX, S.; RAMACHANDRAN, R.; SARAVANAN, P.; KONERU, V. L.; VENUGOPAL, V.; JEONG, S. K.; NIRMALA GRACE, A. Solvothermal synthesis of MnFe2O4-graphene composite—Investigation of its adsorption and antimicrobial properties. Applied Surface Science, v. 327, n. 0, p. 27-36, 2015.

COUTO JUNIOR, O. M. Tratamento de efluentes da indústria têxtil por

coagulação e floculação utilizando polímeros naturais. 2011. 134f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química, Universidade do Estadual de Maringá, Maringá, 2011.

COUTO JUNIOR, S. S. et al. Tratamento de efluente da indústria têxtil por coagulação e floculação utilizando coagulantes naturais. Revista Ciências Exatas. Taubaté. v. 18, n. 1, 2012. Disponível em: < http://periodicos.unitau.br/ojs/index.php/exatas/article/view/1457/1023 >. Acesso em: 10 set. 2020.

CROOK, J. Critérios de qualidade da água para reuso. Revista DAE, v. 53, n. 174, p. 10-18, 1993.

DI BERNARDO, L.; DI BERNARDO, A.; FILHO, P. L. C. Ensaios de Tratabilidade de Água e dos Resíduos Gerados em Estações de Tratamento de Água. São Carlos, Rima, 2002.

EL-NAAS, M.H., ALHAIJA, M.A., AL-ZUHAIR, S., Evaluation of a three-step process for the treatment of petroleum refinery wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 2, p. 56-62, Mar, 2014.

FRANCO, C. S.; BATISTA, M. D. A.; OLIVEIRA, L. F. C.; KOHN, G. P.; FIA, R. Coagulation with moringa oleifera seed prepared by different methods in water turbity of 20 to 100 UNT. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 22, n. 4. Disponível em: <https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522017000400781&lng=pt&tlng=pt>. Doi: 10.1590/s1413-41522017145729 .

GUSMÃO, A. L. S. Uso de Taninos no tratamento de água para abastecimento. 2014. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidade Federal do Rio grande do Sul, departamento de Engenharia química. Disponível em:

<http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/109719/000950670.pdf?

sequence=1>.

HATAMIE, A.; PARHAM, H.; ZARGAR, B.; HEIDARI, Z. Evaluating magnetic nano-ferrofluid as a novel coagulant for surface water treatment. Journal of Molecular Liquids, v. 219, p. 694-702, 2016.

HUMMERS, W. S.; OFFEMAN, R. E. Preparation of Graphitic Oxide. Journal of the American Chemical Society, v. 80, n. 6, p. 1339-1339, 1958.

LI, Z.; GAO, K.; HAN, G.; WANG, R.; LI, H.; ZHAO, X. S.; GUO, P. Solvothermal synthesis of MnFe2O4 colloidal nanocrystal assemblies and their magnetic and electrocatalytic properties. New Journal of Chemistry, v. 39, n. 1, p. 361-368, 2015.

LIBÂNIO, Marcelo. Fundamentos de Qualidade e Tratamento de Água. 2 ed. Campinas: Editora Átomo, 2008.

LIED, E. B.; KLEN, M. R. F.; VEIT, M. T. Avaliação da eficiência do tratamento de água residuária de fecularia por coagulação/floculação utilizando extrato de moringa oleifera. Anais, 2º Encontro Brasileiro de Gestão Ambiental, João Pessoa, 2011.

MADRONA, G. S.; SERPELLONI, G. B.; VIEIRA, A. M. S.; NISHI, L.; CARDOSO, K. C.; BERGAMASCO, R. Study of the Effect of Saline Solution on the Extraction of the Moringa oleífera Seed’s Active Component for Water Treatment. Water, Air & Soil Pollution, v. 211, p. 409-415, 2010.

MARTYN, C. N., BARKER, D. J., OSMOND, C., HARRIS, E. C., EDWARDSON, J. A., LACEY, R. F. Geographical relation between Alzheimer’s disease and aluminum in drinking water. Lancet, 1(8629): 59-62, 1989.

MATEUS, G. A. P.; FORMENTINI-SCHMITT, D. M.; NISHI, L.; FAGUNDES-KLEN, M. R.; GOMES, R. G.; BERGAMASCO, R. Coagulation/Flocculation with Moringa oleífera and Membrane Filtration for Dairy Wastewater Treatment. Water, Air & Soil Pollution, v. 228, p. 342, 2017

MATEUS, G. A. P.; PALUDO, M. P.; DOS SANTOS, T. R. T.; SILVA, M. F.; NISHI, L.; FAGUNDES-KLEN, M. R.; GOMES, R. G.; BERGAMASCO, R. Obtaining drinking water using a magnetic coagulante composed of magnetite nanoparticles functionatlized with Moringa oleífera seed extract. Journal of Environmental Chemical Engineering, v.6, n.4, p. 4084-4092, 2018.

MATEUS, G. A. P, DOS SANTOS, T. R. T., POMINI, A. M., YAMAGUCHI, N. U., BERGAMASCO, R. UTILIZAÇÃO DO EXTRATO DA PLANTA Moringa oleifera E NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA REMOÇÃO DE PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA. Congresso ABES – Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 30º edição, 2019, Natal, Brasil, jun 2019. Anais eletrônicos Natal: ABES, 2019, p. 54.

MORAES, L. C. K. Estudo da coagulação e ultrafiltração para produção de água potável. 2004. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2004.

NDABIGENGESERE, A.; NARASIAH, K. S.; TALBOT, B. G. Active agents and mechanism of coagulation of turbid waters using Moringa oleifera. Water Research, v. 29, n. 2, p. 703-710, 1995.

NISHI, L.; MADRONA, G. S.; VIEIRA, A. M. S.; BASSETI, F. J.; SILVA, G. F.; BERGAMASCO, R. Floculação com Sementes de Moringa oleifera Lam para Remoção de Cistos de Giardia spp. e Oocistos de Cryptosporidium spp. da água. Advances in Cleaner Production “CLEANER PRODUCTION INITIATIVES AND CHALLENGES FOR A SUSTAINABLE WORLD”. 3rd International Workshop. São Paulo, Brazil, Maio, 2011.

NUNES, José A. Tratamento físico-químico de águas residuárias industriais. 6. ed. Aracaju: Gráfica Editora J. Andrade, 2012.

OKOLI, C.; BOUTONNET, M.; JÄRAS, S.; RAJARAO-KUTTUVA, G. Protein-functionalized magnetic iron oxide nanoparticles: time eficiente potential-water treatment. Journal of Nanoparticle Research, v. 14, n. 10, p. 1194-1199, 2012.

PATERNIANI, J. E. S.; SANT’ANNA, M. R. Eficiência da Sedimentação com uso de coagulante obtido de semente de Moringa oleífera. Relatório Final de Iniciação Científica. Faculdade de Engenharia Agrícola. Universidade Estadual de Campinas. Campinas, São Paulo, 2006.

Resolução CONAMA Nº 430/2011 - "Dispõe sobre condições e padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a Resolução no 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA." - Data da legislação: 13/05/2011 - Publicação DOU nº 92, de 16/05/2011, pág. 89

SANTOS, T. R. T.; SILVA, M. F.; de ANDRADE, M. B.; VIEIRA, M. F.; BERGAMASCO, R. Magnetic coagulant based on Moringa oleífera seeds extract and super paramagnetic nanoparticles: optimization of operational conditions and reuse evaluation. Desalination and Water Treatment, v. 106, p. 226-237, 2018.

SOUZA, R.B.A., RUOTOLO, L.A.M. Electrochemical treatment of oil refinery effluent using boron-doped diamond anodes, Journal of Environmental Chemical Engineering, v.1, pp. 544-551, Sep. 2013.

SPERLING, M.V. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 2005. 3. ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais.

TOLEDO, L.G.; NICOLELLA, G. Índice de qualidade de água em microbacia sob uso agrícola e urbano. Scientia Agrícola, São Paulo, v. 59, n. 1, p. 181-186, 2002.

TRIQUES, C.C. ESTUDO DA EFICIÊNCIA DA TRATABILIDADE DE EFLUENTES DE CIP DA INDÚSTRIA DE PRODUTOS LÁCTEOS. Dissertação (Engenharia Química). Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Toledo, 2019.

UNICEF BRASIL. Crianças que vivem em conflitos prolongados têm três vezes mais chances de morrer de doenças relacionadas à água do que em decorrência da violência. Disponível em: <https://www.unicef.org/brazil/comunicados-de-imprensa/criancas-que-vivem-em-conflitos-prolongados-tem-tres-vezes-mais-chances-de>. Acesso em: 08 de maio de 2020.

WENZEL, H.; KNUDSEN, H.H. Water savings and reuse in the textile industry. In: OMELCHENKO, A.; PIVOVAROV, A. A.; SWINDALL, W. J. (Ed.). Modern tools and methods of water treatment for improving living standards. Amsterdam: Springer Netherlands, 2005, p. 169-189

YAMAGUCHI, N. U.; BERGAMASCO, R. ; HAMOUDI, SAFIA . Magnetic MnFe2O4-Graphene Hybrid Composite for Efficient Removal of Glyphosate from Water. Chemical Engineering Journal, v. 1, p. 391-402, 2016.

Downloads

Publicado

27.09.2021

Edição

Seção

Artigos Especiais