Remoção do microplástico por meio de flotação por ar dissolvido

Abstract

Environmental contamination by microplastics (MPs) has emerged as a major challenge, affecting aquatic ecosystems and posing potential risks to human health. This study evaluated the efficiency of dissolved air flotation (DAF), combined with coagulation and flocculation, for the removal of four types of MPs: high-density polyethylene (HDPE), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), and polystyrene (PS). Bench-scale experiments were performed using a 2 L floteste unit with a 20% recycle ratio. Three experimental conditions were assessed: (i) control (only MPs in suspension), (ii) coagulation with aluminum sulfate (Al₂(SO₄)₃), and (iii) coagulation combined with anionic polyacrylamide (PAM). Treatment efficiency was quantified by turbidity reduction. Results revealed that removal performance depended strongly on polymer type and treatment condition. PET achieved the highest removal (91.3%) under simple coagulation, attributed to its surface polarity. PE performed best (82.6%) when PAM was added, as denser flocs favored particle capture. HDPE consistently showed high removal (>80%) in all conditions, benefiting from its low density that enhanced flotation. In contrast, PS showed the lowest removal (max. 66.2%), explained by its high hydrophobicity that hindered interaction with coagulants. Overall, DAF integrated with coagulation–flocculation proved effective for MP removal; however, its efficiency is strongly dependent on the physicochemical properties of each polymer.

La contaminación ambiental por microplásticos (MPs) se ha convertido en un desafío crítico, con efectos sobre los ecosistemas acuáticos y riesgos potenciales para la salud humana. Este estudio evaluó la eficiencia de la flotación por aire disuelto (FAD), combinada con coagulación y floculación, en la eliminación de cuatro tipos de MPs: polietileno de alta densidad (PEAD), polietileno (PE), politereftalato de etileno (PET) y poliestireno (PS). Los experimentos se realizaron a escala de laboratorio en un sistema floteste de 2 L con una tasa de recirculación del 20%. Se evaluaron tres condiciones experimentales: (i) control (solo MPs en suspensión), (ii) coagulación con sulfato de aluminio (Al₂(SO₄)₃) y (iii) coagula-ción combinada con poliacrilamida aniónica (PAM). La eficiencia del tratamiento se cuantificó a través de la reducción de la turbidez. Los resultados mostraron que el desempeño dependió del tipo de polímero y de la estrategia de tratamiento. El PEt alcanzó la mayor remoción (91,3%) con coagulación simple, atribuida a su polaridad superficial. El PE obtuvo el mejor rendimiento (82,6%) con la adición de PAM, debido a la formación de flóculos más densos. El PEAD presentó altas eficiencias (>80%) en todas las condiciones, favorecido por su baja densidad. En contraste, el PS mostró la menor remoción (máx. 66,2%), explicada por su elevada hidrofobicidad. En conclusión, la FAD integrada con coagulación–floculación es prometedora para la eliminación de MPs, aunque su eficacia depende de las propiedades fisicoquímicas específicas de cada polímero.