Para cada parâmetro analisado nessa pesquisa foram testados dois níveis (exemplo: razão molar: 1,3:1:1 e 1:1:1; gradiente de mistura: 60 e 120 rpm; tempo de mistura: 5 e 10 minutos; pH: 9,5 e 10,0). Como nas duas razões molares testadas a proporcionalidade de nitrogênio e fósforo permaneceu inalterada, foram testados dois valores de concentração inicial desses componentes na razão molar 1:1:1 e esses mesmos valores foram também utilizados na razão molar 1,3:1:1.
> 60% < 60% < 50% < 40% < 30% 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Gradiente de Mistura (rpm) 40 50 60 70 80 90 100 C o n ce n tra çã o In ici a l d e N Itro g ê n io (mg /L ) Remoção de nitrogênio
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Porém, como houve uma variação na molaridade do magnésio, na razão molar 1:1:1 foram utilizadas duas concentrações iniciais de magnésio diferentes das duas utilizadas na razão molar 1,3:1:1. Assim sendo, foram avaliadas quatro concentrações iniciais diferentes de magnésio.
Como na elaboração dos gráficos as variáveis independentes (razão molar, concentração inicial, gradiente de mistura, tempo de mistura e pH) deveriam apresentar somente dois valores distintos, não foi possível elaborar um gráfico com todos os dados de remoção de magnésio. Dessa forma, a eficiência de remoção de magnésio foi analisada para os experimentos com razão molar Mg:N:P de 1,3:1:1 e para os experimentos com razão molar Mg:N:P de 1:1:1.
Razão molar Mg:N:P = 1,3:1:1
Da análise do gráfico 13 abaixo, observa-se que os parâmetros considerados significativos (p < 0,05) e, portanto, os que mais influenciaram na remoção do magnésio nos experimentos com razão molar de 1,3:1:1 foram a concentração inicial de magnésio e o pH.
Gráfico 13 – Diagrama de Pareto com os parâmetros que mais influenciaram na remoção de magnésio, a razão molar Mg:N:P de 1,3:1:1.
Os gráficos 14 e 15 apresentam uma análise conjunta da concentração inicial de magnésio com o pH. Nota-se que um aumento na concentração inicial de magnésio reflete-se em aumento a eficiência de remoção desse componente. Do mesmo modo, o aumento do pH implica também em incremento na remoção do magnésio. Assim sendo, a melhor condição para uma alta remoção de magnésio é uma alta concentração inicial de magnésio combinada com um elevado pH.
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Considerando-se que todo o magnésio foi removido por cristalização de estruvita, o melhor resultado obtido, com água sintética a pH = 10,0, corrobora com os resultados apresentados na Tabela 1 (pH em torno de 10,0 como sendo o de solubilidade mínima de estruvita apontado por vários autores).
Gráfico 14 – Remoção de magnésio para as duas concentrações iniciais de magnésio e nos dois valores de pH testados.
Gráfico 15 – Interação entre a concentração inicial de magnésio e o pH sobre a remoção de magnésio.
Concentração Inicial de Magnésio = 204 mg/L Concentração Inicial de Magnésio = 102 mg/L
9,5 10 pH 40 50 60 70 80 90 100 110 R e mo çã o d e Ma g n é si o (% ) > 90% < 90% < 80% < 70% < 60% 9,4 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 10,0 10,1 pH 80 100 120 140 160 180 200 220 C o n ce n tra çã o In ici a l d e Ma g n é si o (mg /L ) Remoção de magnésio
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Razão molar Mg:N:P = 1:1:1
Da análise do gráfico 16, observa-se que o parâmetro considerado significativo (p < 0,05) e, portanto, o que mais influenciou na remoção do magnésio nos experimentos com razão molar de 1:1:1 foi o pH.
Gráfico 16 – Diagrama de Pareto com os parâmetros que mais influenciaram na remoção de magnésio, a razão molar Mg:N:P de 1:1:1.
O gráfico 17 traz a influência do pH na eficiência de remoção de magnésio. Nota-se que o aumento do pH implica em incremento na remoção do magnésio, fato também observado na razão molar 1,3:1:1.
Gráfico 17 – Remoção de magnésio nos dois valores de pH testados.
9,5 10 pH 84 86 88 90 92 94 96 98 R e mo çã o d e Ma g n é si o (% )
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5 CONCLUSÕES
Da análise dos resultados conclui-se que:
A semeadura favorece a cristalização da estruvita;
Razões molares de Mg:N:P, com magnésio em excesso, são mais eficientes na cristalização da estruvita;
Como a cristalização da estruvita consome a alcalinidade do meio, os experimentos comprovaram que o pH deve ser mantido constante para uma boa eficiência na cristalização da estruvita;
As melhores condições para cristalização de estruvita foram: razão molar Mg:N:P = 1,3:1:1; gradiente de mistura = 60 rpm; pH = 10,0; tempo de mistura = 5 minutos e elevadas concentrações iniciais dos íons constituintes da estruvita.
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6 SUGESTÕES
Com base no que foi concluído, sugere-se que sejam realizados estudos com intervalos menores entre os valores testados para os parâmetros que mais influenciaram na eficiência de remoção dos constituintes da estruvita. Sugere-se também estudos sobre a influência dos parâmetros no tamanho dos cristais formados e estudos em fluxo contínuo, em condições ideais de cristalização de estruvita. Além disso, sugere-se que sejam realizados estudos com o objetivo de avaliar a influência de sólidos suspensos e matéria orgânica na cristalização da estruvita.
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