Dissertação (Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos)-Universidade de Brasília, Brasília, 2009. / Submitted by Luiza Moreira Camargo (luizaamc@gmail.com) on 2011-07-05T16:33:30Z No. of bitstreams: 1 2009_MarcelyFerreiraNascimento.pdf: 4078879 bytes, checksum: c6e557f5165ad0b2f47fa09946ad8df4 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-07-08T14:41:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_MarcelyFerreiraNascimento.pdf: 4078879 bytes, checksum: c6e557f5165ad0b2f47fa09946ad8df4 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-08T14:41:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_MarcelyFerreiraNascimento.pdf: 4078879 bytes, checksum: c6e557f5165ad0b2f47fa09946ad8df4 (MD5) / Dentre as doenças de veiculação hídrica que vêm recebendo maior atenção nos últimos anos, destaca-se a Criptosporidiose que é causada pelo protozoário Cryptosporidium. Os oocistos de Cryptosporidium são resistentes ao estresse ambiental e à inativação por cloro e, devido ao seu tamanho, têm facilidade para passar através do processo de tratamento físico de água. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a remoção de oocistos de Cryptosporidium parvum por meio da filtração direta ascendente em areia. Os experimentos de filtração direta ascendente, em escala piloto, foram realizados com água proveniente do Lago Paranoá inoculada com oocistos de Cryptosporidium parvum de modo a se obter concentração da ordem de 103 ooc./L na água de estudo. A taxa de filtração adotada foi de 120m³/m².d. Em nove experimentos de filtração a água de estudo apresentava valores baixos de turbidez (2,7 a 4,8 UT) e em três experimentos a turbidez era de cerca de 30 UT. Os resultados revelaram que a eficiência de remoção de oocistos de Cryptosporidium parvum no início do experimento de filtração foi, em média, 0,5 log menor que no período de funcionamento estável, em que a remoção média de oocistos de Cryptosporidium parvum foi de 3,5 log. Os valores de turbidez na água filtrada foram inferiores ao limite de 0,5 UT recomendado na legislação brasileira, Portaria MS No. 518/2004, e também inferiores ao limite da legislação americana (0,3 UT), exceto nos experimentos com turbidez mais elevada. A concentração de oocistos de Cryptosporidium parvum na água de lavagem do filtro confirmou o elevado risco de contaminação microbiológica desse resíduo. O tratamento estatístico dos dados indicou que na água filtrada não houve correlação significativa entre a concentração de oocistos de Cryptosporidium parvum e os parâmetros turbidez, coliformes totais e E.coli. Correlação fraca foi observada entre oocistos de Cryptosporidium parvum e contagem de partículas nas faixas de tamanho do oocisto de Cryptosporidium. Os resultados revelam que os filtros rápidos ascendentes apresentam eficiências de remoção de oocistos de Cryptosporidium parvum similares aos filtros rápidos descendentes. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Among the waterborne diseases that have received increased attention in recent years stands out Cryptosporidiosis, which is caused by the parasite protozoan Cryptosporidium. Cryptosporidium oocysts are resistant to environmental stress and inactivation by chlorine and, due to their size,, may pass through the physical treatment processes of water. In this context, this study aimed to evaluate the removal of Cryptosporidium oocysts by up flow direct sand filtration. The experiments in pilot scale were carried out with Paranoá lake water spiked with Cryptosporidium parvum oocysts in order to obtain concentration of about 103 ooc./L in the study water. The filtration rate adopted was 120m³/m².d. In nine experiments the study water presented low levels of turbidity (2.7 to 4.8 NTU) and in three experiments the turbidity was of around 30 NTU. The results showed that the removal efficiency of Cryptosporidium parvum oocysts in the early stages of the filtration experiments was, in average 0.5 log lower than during filtration steady state where the average removal of Cryptosporidium parvum oocysts was 3.5 log. The values of turbidity in filtered water were below the limit of 0.5 NTU recommended by UT Brazilian Health Authority, Decree MS No. 518/2004, and also below the limit set by U.S. legislation (0.3 NTU), except in experiments with study water with higher turbidity. The concentration of Cryptosporidium parvum oocysts in the filter backwash water confirmed the high risk of microbiological contamination of the this waste. Statistical analysis indicated that there was no significant correlation between the concentration of Cryptosporidium parvum oocysts and characteristics such as turbidity, total coliform and E.coli in the filtered water. Weak correlation was found between Cryptosporidium parvum oocysts and particle counting in size range of Cryptosporidium oocyst. The results suggest that up flow direct filtration has similar removal efficiency of Cryptosporidium oocysts when compared with down flow filtration.

CNPq / Florações de cianobactérias em reservatórios de abastecimento de água têm ocorrido com uma frequência cada vez maior, causando diversos problemas de ordem operacional nos sistemas de tratamento de água em decorrência da elevada densidade de células, além de preocupações quanto à eficiência do tratamento na remoção de metabólitos como cianotoxinas e compostos odoríferos. Este trabalho teve por objetivo avaliar a aplicabilidade da Moringa oleifera Lam pura e associada ao policloreto de alumínio (PACl) na remoção de células de Microcystis aeruginosa, microcistinas, 2-MIB e geosmina por meio de flotação por ar dissolvido e filtração rápida, utilizando carvão ativado granular. Primeiramente, os sais NaCl e CaCl2 foram avaliados para a extração do coagulante de M. oleifera. As amostras consistiram em água sintética adicionada de ácido húmico e células de M. aeruginosa para valores iniciais de 25 uT. O coagulante obtido com 1M CaCl2 de M. oleifera apresentou maior eficiência de remoção de cor, turbidez e número de células, sendo, para ele, indicada como ideal a dose de 50 mg L-1. É indicado que o CaCl2 não permite uma maior eficiência de extração do coagulante, mas sim que participe na formação dos flocos. A partir desses resultados, considerou-se a substituição de 10 a 50% do coagulante salino por PACl. O conjunto de coagulantes em proporções de 70:30 e 60:40 de M. oleifera e PACl permitiram uma melhoria na eficiência de remoção de células e redução do carbono orgânico residual. Finalmente, para essas proporções, foi avaliada a contribuição do uso de carvão ativado granular (CAG) como camada intermediária de filtro de areia visando à remoção de microcistinas, 2-MIB e geosmina. As amostras foram adicionadas de 50 ng L-1 de 2-MIB e geosmina, e 25 μg L-1 de microcistina-LR equivalente, antes dos ensaios. O uso do filtro com camada intermediária de CAG para o conjunto de coagulantes na proporção 70:30 (M.oleifera:PACl) resultou em eficiências globais acima de 95% para a remoção de cor, turbidez, células de M. aeruginosa, microcistinas e geosmina, e de 51 a 75% de remoção de 2-MIB e carbono orgânico dissolvido. Deste modo, o uso de M. oleifera como clarificante de águas com a substituição de 30% por PACl pode reduzir gastos com reagentes por parte de alguns países que hoje importam seu material para clarificação da água, e a adição de CAG no filtro de areia poderia reduzir custos e espaço com a instalação de mais de uma etapa para a remoção de metabólitos. Assim, este conjunto é indicado como uma alternativa de tratamento convencional de água, devido à sua capacidade de remoção de células e metabólitos, além da manutenção de cor, turbidez e microcistinas abaixo dos níveis estipulados para água de consumo. / Nutrient inputs leads to more frequent algal blooms in water supply reservoir which causes operational problems in water treatment plants due to high density of cells, aside from complications induced by its capacity of production of cyanotoxins and taste and odour compounds. The present study had as purpose an evaluation of the applicability of Moringa oleifera Lam as a coagulant with and without polyaluminium chloride (PACl) in the removal of Microcystis aeruginosa cells, microcystins, 2-MIB and geosmin using dissolved air flotation and filtration, using granulated activated carbon (GAC). First, NaCl and CaCl2 salts were studied for extraction of the coagulant. Samples were obtained by the addition of humic acid and M. aeruginosa cells in synthetic water in order to obtain 25 NTU. Coagulant obtained with 1M CaCl2 showed a better performance for color, turbidity and cells removal, being indicated 50 mg L-1 dosage. CaCl2 would not extract better the active component of M. oleifera seeds, but participate on flocs formation. Based on this, PACl addition was evaluated and added in the ranges of 10 to 50% substitution of the saline coagulant. 70:30 and 60:40 proportions of M.oleifera:PACl were indicated in order to to remove turbidity, color and cells. Finally, the use of GAC as an intermediate layer in rapid sand filtration bed was evaluated as a function of microcystins, 2-mib and geosmine retention capacity. Cited proportions were followed by filtration, added of 2-MIB and geosmin 50 ng L-1 as well as 25 μg L-1 of microcystin-LR equivalent before tests. A 70:30 (M.oleifera:PACl) proportion followed by rapid sand filtration combined with GAC led to removal efficiencies above 95% for color, turbidity, M. aeruginosa cells, geosmin and microcystins, and 51 to 75% efficiencies for 2-MIB and dissolved organic carbon. Hence, M. oleifera usage as water coagulant with 30% of PACl can reduce costs for some countries, and the addition of a GAC layer on a sand filter can reduce cost and space in water treatment plants. This process is indicated as an alternative conventional treatment for the removal of cyanobacteria cells and metabolites, besides its capacity to maintain turbidity, color and microcystins below the stipulated levels for water consumption.

CNPq / Florações de cianobactérias em reservatórios de abastecimento de água têm ocorrido com uma frequência cada vez maior, causando diversos problemas de ordem operacional nos sistemas de tratamento de água em decorrência da elevada densidade de células, além de preocupações quanto à eficiência do tratamento na remoção de metabólitos como cianotoxinas e compostos odoríferos. Este trabalho teve por objetivo avaliar a aplicabilidade da Moringa oleifera Lam pura e associada ao policloreto de alumínio (PACl) na remoção de células de Microcystis aeruginosa, microcistinas, 2-MIB e geosmina por meio de flotação por ar dissolvido e filtração rápida, utilizando carvão ativado granular. Primeiramente, os sais NaCl e CaCl2 foram avaliados para a extração do coagulante de M. oleifera. As amostras consistiram em água sintética adicionada de ácido húmico e células de M. aeruginosa para valores iniciais de 25 uT. O coagulante obtido com 1M CaCl2 de M. oleifera apresentou maior eficiência de remoção de cor, turbidez e número de células, sendo, para ele, indicada como ideal a dose de 50 mg L-1. É indicado que o CaCl2 não permite uma maior eficiência de extração do coagulante, mas sim que participe na formação dos flocos. A partir desses resultados, considerou-se a substituição de 10 a 50% do coagulante salino por PACl. O conjunto de coagulantes em proporções de 70:30 e 60:40 de M. oleifera e PACl permitiram uma melhoria na eficiência de remoção de células e redução do carbono orgânico residual. Finalmente, para essas proporções, foi avaliada a contribuição do uso de carvão ativado granular (CAG) como camada intermediária de filtro de areia visando à remoção de microcistinas, 2-MIB e geosmina. As amostras foram adicionadas de 50 ng L-1 de 2-MIB e geosmina, e 25 μg L-1 de microcistina-LR equivalente, antes dos ensaios. O uso do filtro com camada intermediária de CAG para o conjunto de coagulantes na proporção 70:30 (M.oleifera:PACl) resultou em eficiências globais acima de 95% para a remoção de cor, turbidez, células de M. aeruginosa, microcistinas e geosmina, e de 51 a 75% de remoção de 2-MIB e carbono orgânico dissolvido. Deste modo, o uso de M. oleifera como clarificante de águas com a substituição de 30% por PACl pode reduzir gastos com reagentes por parte de alguns países que hoje importam seu material para clarificação da água, e a adição de CAG no filtro de areia poderia reduzir custos e espaço com a instalação de mais de uma etapa para a remoção de metabólitos. Assim, este conjunto é indicado como uma alternativa de tratamento convencional de água, devido à sua capacidade de remoção de células e metabólitos, além da manutenção de cor, turbidez e microcistinas abaixo dos níveis estipulados para água de consumo. / Nutrient inputs leads to more frequent algal blooms in water supply reservoir which causes operational problems in water treatment plants due to high density of cells, aside from complications induced by its capacity of production of cyanotoxins and taste and odour compounds. The present study had as purpose an evaluation of the applicability of Moringa oleifera Lam as a coagulant with and without polyaluminium chloride (PACl) in the removal of Microcystis aeruginosa cells, microcystins, 2-MIB and geosmin using dissolved air flotation and filtration, using granulated activated carbon (GAC). First, NaCl and CaCl2 salts were studied for extraction of the coagulant. Samples were obtained by the addition of humic acid and M. aeruginosa cells in synthetic water in order to obtain 25 NTU. Coagulant obtained with 1M CaCl2 showed a better performance for color, turbidity and cells removal, being indicated 50 mg L-1 dosage. CaCl2 would not extract better the active component of M. oleifera seeds, but participate on flocs formation. Based on this, PACl addition was evaluated and added in the ranges of 10 to 50% substitution of the saline coagulant. 70:30 and 60:40 proportions of M.oleifera:PACl were indicated in order to to remove turbidity, color and cells. Finally, the use of GAC as an intermediate layer in rapid sand filtration bed was evaluated as a function of microcystins, 2-mib and geosmine retention capacity. Cited proportions were followed by filtration, added of 2-MIB and geosmin 50 ng L-1 as well as 25 μg L-1 of microcystin-LR equivalent before tests. A 70:30 (M.oleifera:PACl) proportion followed by rapid sand filtration combined with GAC led to removal efficiencies above 95% for color, turbidity, M. aeruginosa cells, geosmin and microcystins, and 51 to 75% efficiencies for 2-MIB and dissolved organic carbon. Hence, M. oleifera usage as water coagulant with 30% of PACl can reduce costs for some countries, and the addition of a GAC layer on a sand filter can reduce cost and space in water treatment plants. This process is indicated as an alternative conventional treatment for the removal of cyanobacteria cells and metabolites, besides its capacity to maintain turbidity, color and microcystins below the stipulated levels for water consumption.