Resumo O uso de coagulantes naturais é uma alternativa promissora para substituir ou auxiliar coagulantes químicos devido às suas inúmeras vantagens. Este artigo avalia a eficácia no uso de um coagulante natural no tratamento de água. O coagulante foi extraído da semente de Killip Zygia cauliflora (Willd.) em soluções salinas e desengordurada com etanol a 95%. Os testes foram conduzidos utilizando diferentes concentrações do coagulante (0,1, 0,5, 1,0, 2,0, 3,0 e 4,0 g L-1) e de NaCl (0,0 M, 1,0 M e 5,0 M). Os resultados mostraram que o uso de 2 g L-1 de coagulante e 1,0 M de sal alcançou uma eficácia de 20% e 70%, respectivamente, na remoção de cor e turbidez. A análise mostrou uma eficácia de 70% e 30%, respectivamente, na remoção do composto UV254 e DOM (matéria orgânica dissolvida). Além disso, o mecanismo de remoção da turbidez pelos coagulantes preparados com solução aquosa e com solução salina a 1,0 M de NaCl é suposto ser adsorção e neutralização de carga, respectivamente seguindo os modelos de Freundlich e Langmuir. No entanto, o coagulante preparado com solução salina a 5,0 M de NaCl tende a formar uma estrutura semelhante a uma rede seguida pela remoção da turbidez por mecanismo de coagulação por varredura. Portanto, trabalhos futuros devem se concentrar no uso de Zygia cauliflora (Willd.) Killip como uma alternativa para substituição ou uso como coagulante químico auxiliar.

Abstract The use of natural coagulants is a promising alternative to replace or assist chemical coagulants due to its numerous advantages. This paper evaluates the effectiveness of a natural coagulant in water treatment. The coagulant was extracted from the Zygia cauliflora (Willd.) Killip seed in saline solutions and defatted using 95% ethanol. The tests were conducted using different concentrations of the coagulant (0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, and 4.0 g L-1) and of NaCl (0.0 M, 1.0 M, and 5.0 M). The results showed that the use of 2 g L-1 of coagulant and 1.0 M of the salt achieved an effectiveness of 20% and 70%, respectively, of color and turbidity removal. The analysis showed an effectiveness of 70% and 30%, respectively, when removing the UV254 compound and DOM (dissolved organic matter). The mechanism for turbidity removal by the coagulants prepared with aqueous solution and with saline solution at 1.0 M of NaCl is supposed to be adsorption and charge neutralization, respectively, following the Freundlich and Langmuir models. However, the coagulant prepared with saline solution at 5.0 M of NaCl tends to form a netlike structure followed by turbidity removal through a sweep coagulation mechanism. Future papers should therefore focus on the use of Zygia cauliflora (Willd.) Killip as an alternative for replacement or use as an auxiliary chemical coagulant.

Resumo Neste estudo, uma membrana polimérica combinada com carvão ativado granular (CAG) impregnado com nanopartículas de óxido de cobre foi avaliada em um processo híbrido com membrana. A avaliação do sistema gravitacional proposto visando a melhoria da qualidade da água destinada ao consumo humano em países em desenvolvimento foi realizada avaliando-se o fluxo permeado, pH, remoção de Escherichia coli, cor, turbidez e a remoção de cloro livre. Técnicas instrumentais tais como adsorção de N2 a 77 K, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e análises de espectroscopia de raios-x por dispersão em energia (EDX) foram utilizadas para caracterizar o sistema proposto de membrana e adsorvente. O CAG garantiu maiores remoções de cloro, e também maior fluxo permeado. Além disso, o CAG impregnado com nanopartículas de óxido de cobre exibiu maior remoção de E. coli. Portanto, o sistema de membrana gravitacional híbrido utilizando CAG impregnado com óxido de cobre pode ser considerado como um tratamento potencial alternativo pontual para melhorar a qualidade da água destinada ao consumo humano.

Abstract This study evaluates the application of a polymeric microfiltration membrane in a gravitational filtration module and its combination with granular activated carbon (GAC) impregnated with copper, resulting in a hybrid process. The proposed system would be used to improve the quality of water for human consumption in developing countries. Permeate flux, pH, Escherichia coli removal, color, turbidity and free chlorine removals were evaluated in the applied process. Instrumental techniques, such as N2 adsorption at 77 K, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analyses were used to characterize the proposed membrane and adsorbent. The GAC ensured higher chlorine removals, as well as higher permeate flux. Furthermore, the GAC impregnated with copper oxide nanoparticles exhibited higher Escherichia coli removal. Therefore, the hybrid gravitational membrane system applying GAC impregnated with copper oxide could be considered as a potential alternative point-of-use treatment to improve the quality of water for human consumption.