Uma das alternativas para substituir coagulantes inorgânicos como sulfato de alumínio no tratamento de águas de alta turbidez são os biocoagulantes, conceituados como sendo coagulantes naturais obtidos de fontes renováveis. A quitosana é um copolímero linear de fácil obtenção, pois sua matéria-prima, a quitina, é encontrada em carapaças de caranguejos (subprodutos da indústria alimentícia) e no exoesqueleto de insetos. O presente trabalho teve como objetivo estudar o uso da quitosana como biocoagulante para tratamento de águas de alta turbidez, como aquelas presentes em corpos hídricos afetados por resíduos de mineração, bem como aplica-la no pré-tratamento de águas altamente turvas, que podem ser originadas em consequência de enchentes, tufões e inundações. A solução coagulante de quitosana (500 mg.L-1) foi preparada dissolvendo-se o biopolímero sólido em HCl 0,1M. Soluções aquosas de sulfato de alumínio de mesma concentração também foram preparadas e utilizadas como coagulante de referência, partindo-se do reagente sólido de grau analítico. Os ensaios de coagulação/floculação/sedimentação foram realizados em um equipamento JarTest provido de 3 cubas de acrílico. Em cada teste, a quitosana era adicionada a 1L de água, e o sistema era agitado seguindo condições pré-estabelecidas de tempo e gradiente de rotação. As amostras utilizadas nos ensaios foram (I) preparadas em laboratório pela dispersão de silte em água destilada e (II) coletadas em campo (amostras reais), num corpo hídrico afetado por resíduos de mineração (Rio Poty, em Quiterianópolis/CE). Foram realizados também ensaios com volumes maiores de água (20L), objetivando estudar a reprodutibilidade e escalabilidade do tratamento. A aplicação de 5 mg.L-1 (dosagem ideal) de quitosana promoveu a remoção de mais de 99% da turbidez e cor aparente da amostra de água de laboratório (turbidez final= 1,61 NTU e cor final = 5uC) enquanto foram necessários 90 mg.L-1 de sulfato de alumínio para obtenção de um resultado aproximado (cerca de 18 vezes maior do que a concentração aplicada para a quitosana), obtendo-se uma turbidez final da água tratada de 9,75NTU e uma cor aparente de 5uC. Para a amostra real de água, a melhor dosagem de quitosana foi de 8 mg.L-1 (turbidez final= 3,77NTU e cor final = 5uC). Percebe-que que os elevados rendimentos de remoção de cor e turbidez obtidos em ensaios de laboratório são reprodutíveis ao utilizarmos matrizes reais. Nas dosagens ótimas de quitosana, o pH final da água tratada foi de 6,23 para a amostra de laboratório e 7,10 para a amostra real. Percebe-se, desta forma, que resultados expressivos de remoção/diminuição de cor aparente e turbidez são obtidos facilmente, com variações mínimas de pH, mesmo utilizando-se soluções coagulantes do biopolímero preparadas em meio ácido. Os testes com 20L de amostra de água real mostraram resultados similares àqueles realizados em escala piloto, mostrando uma alta reprodutibilidade do tratamento. Os resultados obtidos até o presente momento mostram-se promissores, apresentando altas taxas de rendimento de remoção de cor e turbidez (acima de 99%) e mínimas variações de pH em testes com matrizes artificiais e reais, com baixo consumo do biocoagulante quitosana (5 à 8 mg.L-1).
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Mateus Alex Barbosa Dedê
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