RESUMO Cloreto de polialumínio (PAC) é um coagulante polimérico inorgânico pré-hidrolisado que tem se destacado no tratamento de água de abastecimento e residuária por formar um precipitado de Al(OH)3* rígido e pesado, além de ter baixo efeito no pH. A literatura, porém, ainda é escassa na correlação da química e da física do coagulante com otimizações de processo. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi empregar o PAC em estudos de tratabilidade de água de abastecimento via coagulação, floculação e sedimentação. Para isso, inicialmente foi feito um modelamento matemático para ajuste de turbidez e pH e construídos diagramas de coagulação de turbidez e de cor aparente remanescentes com pH de 4,0 a 9,0 e dosagem de 10 a 120 mg.L-1 de PAC (0,6 a 6,9 mg.L-1 de Al3+). Também foram estudados diferentes gradientes de velocidade e tempos de mistura para a coagulação e a floculação. Os diagramas de coagulação apresentaram resultados satisfatórios na faixa de pH entre 7 e 9 com dosagem superior a 30 mg.L-1 de PAC (1,7 mg.L-1 de Al3+), e está relacionado com a solubilidade mínima do Al(OH)3*. Otimizações da coagulação e da floculação obtiveram melhora de até 79% da turbidez remanescente, redução de até 83% da área do sedimentador ou redução de até 67% na dosagem de PAC, em razão de um aumento do tamanho do floco produzido. Um conhecimento aprofundado da química e da física do processo relacionado ao uso do PAC pode, portanto, trazer benefícios ao seu uso.

ABSTRACT Polyaluminium chloride (PAC) is a pre-hydrolyzed inorganic polymeric coagulant that is being used widely in the treatment of water supply and wastewater by forming a hard and heavy Al(OH)3* precipitate, in addition to having a smaller effect on pH. The literature, however, is still scarce in correlating the chemistry and physics of the coagulant with process optimizations. The objective of this paper is to use PAC in studies of water supply treatability through coagulation, flocculation, and sedimentation. For this purpose, a mathematical modeling was initially performed to adjust turbidity and pH, and then remaining turbidity and apparent color coagulation diagrams were constructed with a pH of 4.0 to 9.0 and a dosage of 10 to 120 mg.L-1 of PAC (0.6 to 6.9 mg.L-1 of Al3+). Different gradients of velocity and mixing times for coagulation and flocculation were also studied. The coagulation diagrams indicated satisfactory results in the pH range between 7 and 9 with a dosage higher than 30 mg.L-1 of PAC (1.7 mg.L-1 of Al3+), and it is related to the minimum solubility of Al(OH)3*. Coagulation and flocculation optimizations achieved an improvement of up to 79% in the remaining turbidity, a reduction of up to 83% in the settler area or a reduction of up to 67% in PAC dosage, due to an increase in the size of the floc produced. An in-depth knowledge of the chemistry and physics of the process related to the use of PAC can, therefore, bring benefits to its use.

Resumo O objetivo deste estudo é avaliar o uso de semente de Moringa oleifera (MO) como um coagulante natural para remoção de turbidez e cor aparente no tratamento de água de abastecimento com baixa turbidez inicial via técnica de filtração direta em linha. A morfologia e carga de superfície foram investigadas por técnicas de caracterização como microscopia óptica, tamanho de partícula a laser e potencial zeta. As proteínas catiônicas da semente de MO foram extraídas em meio aquoso. Os ensaios de Jar test apontaram que os padrões de potabilidade para turbidez e cor foram atingidos na faixa de pH de 4,0 a 8,5 e dosagens ≥ 5 mg L-1 de MO. O mecanismo de coagulação dominante é o de adsorção e neutralização de carga. O estudo evidencia que é possível tratar água de baixa turbidez com semente de MO pela técnica de filtração direta em linha.

Abstract This study evaluated the use of Moringa oleifera (MO) seed as a natural coagulant for the removal of turbidity and apparent color in the water treatment with low initial turbidity through the in-line filtration technique. The morphology and surface charge were investigated by characterization techniques such as optical microscopy, laser particle size, and zeta potential. The cationic proteins of the MO seed were extracted in aqueous solution. The jar test showed the potability standards for turbidity and apparent color were reached in the pH range from 4.0 to 8.5 and dosages ≥ 5 mg L-1 of MO. The dominant coagulation mechanism is adsorption and charge neutralization. This study showed that treating low-turbidity water with MO seed by the in-line filtration technique is possible.