Coagulantes naturais no tratamento de efluentes industriais : uso da moringa oleifera e associação com coagulantes químicos

Abstract

Resumo: O tratamento sustentável de efluentes industriais é um desafio crescente, especialmente devido à poluição gerada pela expansão de atividades econômicas, como a indústria alimentícia. O uso de coagulantes naturais à base de plantas, como a Moringa oleifera, surge como alternativa promissora frente aos coagulantes químicos tradicionais, por apresentar menor toxicidade, biodegradabilidade superior e produção reduzida de lodo. Esta tese busca explorar e otimizar a aplicação de coagulantes naturais, investigando tanto seu desempenho isolado quanto combinado com coagulantes químicos em diferentes cenários de tratamento de efluentes. No Capítulo 1, é apresentada uma revisão abrangente da literatura sobre o uso de coagulantes naturais, com foco nos mecanismos de ação, fatores que influenciam seu desempenho e benefícios ambientais e econômicos. Destaca-se a importância da M. oleifera devido às suas proteínas catiônicas, além de explorar outros coagulantes, como taninos e amidos. O capítulo discute as limitações práticas desses coagulantes e apresenta perspectivas futuras para sua adoção em larga escala, incluindo associações com coagulantes químicos. O Capítulo 2 trata dos ensaios experimentais realizados com água de baixa turbidez, utilizando a M. oleifera em combinação com o Policloreto de Alumínio (PAC). Os testes laboratoriais analisaram a remoção de turbidez, cor e a redução do residual de alumínio, além de parâmetros físico-químicos como pH e condutividade elétrica. Os resultados indicaram que a associação dos coagulantes proporciona maior eficiência na remoção de partículas suspensas, com menor carga residual de alumínio, demonstrando ser uma solução viável para sistemas de tratamento. No Capítulo 3, a investigação é direcionada ao tratamento de efluentes da parboilização do arroz, um resíduo industrial com grande carga orgânica. A combinação entre M. oleifera e PAC foi testada sob diferentes condições operacionais de dosagem e pH. O estudo avaliou a remoção de turbidez, matéria orgânica e coliformes, demonstrando que a associação dos coagulantes foi eficaz na melhoria da qualidade do efluente tratado, com potencial para reutilização ou descarte seguro. Concluiu-se que os coagulantes naturais, especialmente quando utilizados em combinação com coagulantes químicos, apresentam grande potencial para reduzir os impactos ambientais das atividades industriais. A abordagem proposta oferece uma alternativa sustentável e de baixo custo, contribuindo para a transição de processos convencionais para práticas mais ecológicas. O estudo estabelece diretrizes para futuras pesquisas e aplicações práticas, promovendo tecnologias verdes em setores industriais variados

Abstract: The sustainable treatment of industrial effluents is a growing challenge, especially due to the pollution generated by the expansion of economic activities, such as the food industry. The use of natural plant-based coagulants, such as Moringa oleifera, emerges as a promising alternative to traditional chemical coagulants, due to their lower toxicity, better biodegradability and reduced sludge production. This thesis aims to explore and optimize the application of natural coagulants, investigating both their performance alone and in combination with chemical coagulants in different effluent treatment scenarios. Chapter 1 presents a comprehensive review of the literature on the use of natural coagulants, focusing on the mechanisms of action, factors that influence their performance and environmental and economic benefits. The importance of Moringa oleifera is highlighted due to its cationic proteins, in addition to exploring other coagulants, such as tannins and starches. The chapter discusses the practical limitations of these coagulants and presents future perspectives for their large-scale adoption, including associations with chemical coagulants. Chapter 2 deals with the experimental tests carried out with low turbidity water, using Moringa oleifera in combination with Polyaluminum Chloride (PAC). The laboratory tests analyzed the removal of turbidity, color and reduction of aluminum residue, in addition to physical-chemical parameters such as pH and electrical conductivity. The results indicated that the combination of coagulants provides greater efficiency in the removal of suspended particles, with a lower residual aluminum load, demonstrating that it is a viable solution for treatment systems. In Chapter 3, the investigation is directed to the treatment of effluents from rice parboiling, an industrial waste with a high organic load. The combination of Moringa oleifera and PAC was tested under different operating conditions of dosage and pH. The study evaluated the removal of turbidity, organic matter and coliforms, demonstrating that the combination of coagulants was effective in improving the quality of the treated effluent, with potential for reuse or safe disposal. It was concluded that natural coagulants, especially when used in combination with chemical coagulants, have great potential to reduce the environmental impacts of industrial activities. The proposed approach offers a sustainable and low-cost alternative, contributing to the transition from conventional processes to more environmentally friendly practices. The study establishes guidelines for future research and practical applications, promoting green technologies in various industrial sectors