Remoção do ião manganês na água bruta a pH elevado

Abstract

Água é essencial para a vida. A quantidade de água doce na Terra é limitada e sua qualidade está sob constante pressão. Preservar a qualidade da água doce é importante para o abastecimento de água potável, para a produção de alimentos e também para a utilização recreativa deste recurso. A qualidade da água pode ser comprometida pela presença de agentes infeciosos, produtos químicos tóxicos e riscos radiológicos (World Health Organization, 2018).A Águas do Centro Litoral, empresa responsável pela captação e tratamento de água e saneamento em alta, preocupada em encontrar soluções tecnologicamente e quimicamente diferentes para os seus problemas, colocou para este trabalho o desafio de estudar a possibilidade de remoção do excesso do ião manganês em uma das suas captações - Poço de Drenos Horizontais 3 (PDH3), localizado no complexo da Boavista (Coimbra), garantindo o aproveitamento de infraestruturas existentes e a gestão adequada dos recursos hídricos, garantindo-se as condições de sustentabilidade para a empresa.Com vista à remoção do ião manganês, este trabalho teve como objetivo verificar a possibilidade de utilização de hidróxido de sódio (NaOH), uma base forte, para subida de pH da água de forma a possibilitar a posterior precipitação do ião manganês; determinar o pH ótimo a partir do qual o ião manganês precipita; determinar o tempo de contacto necessário para que ocorra a precipitação e também prever quais as interferências que esta alteração terá nas características físico-químicas e sensoriais da água de abastecimento às populações.No primeiro conjunto de ensaios, elevou-se o pH da água em estudo com volumes definidos de NaOH e foram efetuados ensaios para a determinação da concentração do ião manganês, a condutibilidade elétrica e a turbidez, com tempos de contacto de 1, 3, 6 e 9 horas. Verifica-se que ao fim de 9 horas, a concentração de manganês diminui para cerca de 140 µg/L a pH de 10,8, o que não permite cumprir a legislação aplicável (Decreto-Lei 306/2007 de 27 de agosto, alterado pelo Decreto-Lei 152/2017 de 7 de dezembro), que define 50 µg/L como valor paramétrico para a concentração do ião manganês. Na segunda fase do estudo, repetiram-se todas as condições anteriormente testadas, incluindo tempos de contacto e volumes de adição de hidróxido de sódio, mas procedeu-se à filtração adicional das amostras, tendo sido observado uma redução no ião manganês superior a 93%, (valor final na ordem das 20 µg/L) e conclui-se que será possível retirar o manganês da água com recurso a pH superiores a 10,5, com posterior passagem por meio filtrante, contudo a água resultante deste tratamento necessita de um reequilíbrio uma vez que o pH final não cumpre a legislação aplicável.

Water is essential for life. The amount of fresh water in the Earth is limited and its quality is under constant pressure. Preserving the quality of fresh water is important for the supply of drinking water, food production and recreational uses. Water quality can be hampered by the presence of infectious agents toxic chemicals and radiological risks (World Health Organization, 2018).Águas do Centro Litoral, a company that collect and treat water and wastewater, seeks daily for new technological and chemically efficient solutions to its problems. As such, this study investigates the possibility of removing excess of manganese ion from the source Horizontal Drain Well 3, located in the Boavista catchment (Coimbra), in order to ensure the use of existing infrastructures and the proper management of water sources, always assuring the sustainable conditions of the company to supply water of high quality standards.The objective of the present study is to assess the possibility of using sodium hydroxide (NaOH) to increase the pH of the water to allow the subsequent precipitation of the manganese ion, to determine which is the optimum pH to precipitate the ion manganese, to assess the required contact time for optimal precipitation, and to identify the possible constrains on the physicochemical and sensorial characteristics of the water.In the first set of experiments, the pH was increased with established volumes of sodium hydroxide and the concentration of ion manganese, the electrical conductivity and turbidity were analysed, using contact times of 1 hour, 3 hours, 6 hours and 9 hours. It appears that after 9 hours, manganese decreases to 140 µg / L at pH 10.8, which does not comply with the applicable legislation (Decree-Law 306/2007 of 27 August, amended by Decree-Law Law 152/2017 of 7 December), which defines water quality standards of 50 µg / L for the concentration of manganese ion.In the second phase of the study, the conditions established in previous experiments were repeated, such as contact time and added volumes of sodium hydroxide, but the water samples were filtered (with a 0.45 µm porosity filter). It was concluded that it will be possible to effectively remove the manganese, with a reduction in manganese ion greater than 93% (final value in the order of 20 µg/L), from water using a pH greater than 10.5, with subsequent passage through filtering medium. However, the water resulting from this treatment needs to be rebalanced, as the pH does not comply with the applicable legislation.