Obtenção de leito filtrante à base de zeólita e vermiculita com propriedade bactericida
Data
2017-08-25
Autores
Calabria, Giovanna Dias 
Orientadores
Martins, Tereza da Silva
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The bad conditions of the treated water distribution pipes can compromise the quality of this well until it arrives at the residences. In view of this problem, the objective of this study was to incorporate zinc and silver ions into minerals with high cation exchange capacity, such as zeolites and vermiculites, and to evaluate their efficacy as a filter medium with bactericidal action in water purifiers. The incorporation of the Zn2+ and Ag+ ions on the study minerals was tested by three methods: batch, hydrothermal and heating at 380°C. In the batch test it was verified that the vermiculite has a greater capacity to retain zinc (9.5 mg g-1) than zeolite (4.9 mg g-1). While in the case of the silver, zeolite was the most efficient (18.14 mg g-1) in relation to vermiculite (8.69 mg g-1). The hydrothermal system wasn't efficient in the retention of zinc by zeolite, however, the zinc content incorporated by the zeolite by the heating method at 380 ° C was very high (11.42% of ZnO). It was verified, therefore, that the vermiculite easily incorporates Zn2+ by the batch method and the zeolite by the heating method. In the case of Ag+, the zeolite was the one that obtained better results by means of batch. Therefore, these samples were selected for the desorption test carried out on columns of percolation of water under constant flow, whose results indicated that the Zn2+ ions of the vermiculite and the Ag+ of the zeolite are constantly released always below the established maximum concentration limit By the World Health Organization (WHO) for drinking water. On the other hand, the bactericidal action tests of zeolite incorporated with zinc by the heating method found that the desorbed content of Zn2+ wasn't able to remove E.coli bacteria in the start of life of the filter bed (50 L). However, the test carried out with a bed prepared with a mixture of zeolite-Ag+ and vermiculite-Zn2+ was more successful, being able to reduce bacteriological contamination completely in the first 50 liters. On the other hand, at 950 L the same efficiency wasn't observed, since the bacteria were only partially removed. It is believed that changing some experimental parameters, such as lower water flow rate, may in turn improve those results.
As más condições das tubulações de distribuição de água tratada podem comprometer a qualidade deste bem até a sua chegada às residências. Diante dessa problemática este estudo teve como objetivo incorporar íons zinco e prata em minerais com elevada capacidade de troca catiônica como zeólitas e vermiculitas, e avaliar sua eficácia como meio filtrante com ação bactericida em purificadores de água. A incorporação dos íons Zn2+ e Ag+ nos minerais de estudo foi testada por três métodos: batelada, hidrotermal e aquecimento à 380 oC. No teste de batelada verificou-se que a vermiculita possui maior capacidade de reter zinco (9,5 mg g-1) que a zeólita (4,9 mg g-1); enquanto que no caso da prata, a zeólita foi quem apresentou maior eficiência (18,14 mg g-1) em relação à vermiculita (8,69 mg g-1). O sistema hidrotermal não foi eficiente na retenção de zinco pela zeólita, no entanto o teor de zinco incorporado pela zeólita pelo método de aquecimento a 380°C foi bem elevado (11,42% de ZnO). Verificou-se, portanto, que a vermiculita incorpora facilmente Zn2+ pelo método de batelada e a zeólita pelo método de aquecimento. No caso de Ag+, a zeólita foi quem obteve melhores resultados por meio de batelada. Portanto, essas amostras foram selecionadas para o teste de dessorção realizado em colunas de percolação de água sob fluxo constante, cujos resultados indicaram que os íons Zn2+ da vermiculita e a Ag+ da zeólita são liberados de forma constante sempre abaixo do limite de concentração máxima estabelecido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) para a água potável.Por outro lado, os ensaios de ação bactericida da zeólita incorporada com zinco pelo método de aquecimento constatou que o teor dessorvido de Zn2+ não foi capaz de remover as bactérias de E. coli logo no início da vida útil do leito filtrante (50 L). No entanto, o ensaio realizado com leito preparado com mistura de zeólita-Ag+ e vermiculita-Zn2+ obteve mais êxito, conseguindo-se reduzir totalmente a contaminação bacteriológica nos primeiros 50 litros. Por outro lado, aos 950 L não se observou a mesma eficiência, uma vez que as bactérias foram removidas apenas parcialmente. Acredita-se que a alteração de alguns parâmetros experimentais, como menor taxa de fluxo de água possa, por sua vez, melhorar esses resultados.
As más condições das tubulações de distribuição de água tratada podem comprometer a qualidade deste bem até a sua chegada às residências. Diante dessa problemática este estudo teve como objetivo incorporar íons zinco e prata em minerais com elevada capacidade de troca catiônica como zeólitas e vermiculitas, e avaliar sua eficácia como meio filtrante com ação bactericida em purificadores de água. A incorporação dos íons Zn2+ e Ag+ nos minerais de estudo foi testada por três métodos: batelada, hidrotermal e aquecimento à 380 oC. No teste de batelada verificou-se que a vermiculita possui maior capacidade de reter zinco (9,5 mg g-1) que a zeólita (4,9 mg g-1); enquanto que no caso da prata, a zeólita foi quem apresentou maior eficiência (18,14 mg g-1) em relação à vermiculita (8,69 mg g-1). O sistema hidrotermal não foi eficiente na retenção de zinco pela zeólita, no entanto o teor de zinco incorporado pela zeólita pelo método de aquecimento a 380°C foi bem elevado (11,42% de ZnO). Verificou-se, portanto, que a vermiculita incorpora facilmente Zn2+ pelo método de batelada e a zeólita pelo método de aquecimento. No caso de Ag+, a zeólita foi quem obteve melhores resultados por meio de batelada. Portanto, essas amostras foram selecionadas para o teste de dessorção realizado em colunas de percolação de água sob fluxo constante, cujos resultados indicaram que os íons Zn2+ da vermiculita e a Ag+ da zeólita são liberados de forma constante sempre abaixo do limite de concentração máxima estabelecido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) para a água potável.Por outro lado, os ensaios de ação bactericida da zeólita incorporada com zinco pelo método de aquecimento constatou que o teor dessorvido de Zn2+ não foi capaz de remover as bactérias de E. coli logo no início da vida útil do leito filtrante (50 L). No entanto, o ensaio realizado com leito preparado com mistura de zeólita-Ag+ e vermiculita-Zn2+ obteve mais êxito, conseguindo-se reduzir totalmente a contaminação bacteriológica nos primeiros 50 litros. Por outro lado, aos 950 L não se observou a mesma eficiência, uma vez que as bactérias foram removidas apenas parcialmente. Acredita-se que a alteração de alguns parâmetros experimentais, como menor taxa de fluxo de água possa, por sua vez, melhorar esses resultados.