Os objetivos deste trabalho foram verificar a influência das taxas de aplicação superficial das zonas de separação e de contato e da concentração de micro bolhas de ar na eficiência da remoção de partículas em unidades de flotação aplicadas ao tratamento de água para abastecimento público e, caracterizar a estrutura de escoamento no interior da zona de separação, com a utilização de uma planta piloto de flotação por ar dissolvido. Os trabalhos relativos à pesquisa foram divididos em duas etapas: a primeira delas contemplou a operação de unidade piloto alimentada com água sintética, utilizando três valores de taxa de aplicação superficial na zona de separação associadas a duas taxas de aplicação superficial na zona de contato, cada qual com três concentrações de ar fornecido à flotação. Foram mantidos fixos os parâmetros: tempo de contato na zona de contato, tempo de floculação, gradiente médio de floculação e velocidade cross-flow. Os resultados desta etapa foram monitorados com base na eficiência de remoção de cor e turbidez. As maiores eficiências de remoção, 87,5% para turbidez e 96,8% de cor aparente foram obtidos para as menores taxas de aplicação superficial nas zonas de contato e separação estudadas, associadas à concentração de ar de 4,90 g/\'CM POT.3\' de água. Este, entre outros resultados, levou à conclusão de que tal concentração de ar fornecida à flotação forneceu sempre os menores residuais de cor e turbidez nas condições investigadas. Quanto à taxa de aplicação superficial na zona de contato, 136,3 m/h resultou em maiores eficiências de clarificação, sendo que o aumento para 172,8 m/h causou ligeira queda na eficiência. Finalmente, quanto à taxa de aplicação superficial na zona de separação, a menor taxa (9,8 m/h) foi aquela onde as maiores eficiências de clarificação foram obtidas, as quais decresceram à medida que a taxa foi aumentada. Na segunda etapa utilizou-se a sonda microADV na caracterização do escoamento no interior da zona de separação. Foram realizadas caracterizações para as três concentrações de ar fornecidas para a flotação estudadas na etapa I, mantendo-se fixos a taxa de aplicação superficial e o tempo na zona de contato (136,3 m/h e 53 s, respectivamente), a taxa de aplicação superficial na zona de separação (12,3 m/h), a vazão de entrada e a velocidade cross-flow, conforme a etapa I. Para as três condições estudadas, adotou-se uma malha virtual de coleta de dados de duas dimensões, composta por 98 pontos igualmente espaçados, sendo 14 na altura e 7 paralelos ao comprimento. O tempo de coleta de dados em cada ponto foi de 2 min com uma freqüência de amostragem de 50 Hz. Os vetores de velocidade resultantes foram plotados em esquemas ilustrativos, afim de se comparar os três perfis obtidos. Observou-se em todos os casos um fluxo em curto-circuito na região superior da zona de separação e logo abaixo desta, um fluxo descendente no sentido dos coletores ao fundo da unidade. Quando comparadas, apenas pequenas diferenças quanto à espessura da região de curto circuito superior foram verificadas entre as três situações abordadas, as quais não explicam as diferentes eficiências de clarificação obtidas na etapa I da pesquisa, relacionadas à concentração de ar fornecida à flotação. / The objectives of this study were to determine the influence of hydraulic surface loading of contact and separation zones and of the air micro bubbles concentration in the particle removal efficiency in flotation units applied to water treatment for public supply and also characterize the flow structure into the separation zone. The works were divided into two stages: the first included the operation of the pilot plant fed with synthetic water, using three values of hydraulic surface loadings in the separation zone associated with two hydraulic surface loadings in the superficial zone of contact, each one with three concentrations of air supplied to the flotation. Were kept fixed parameters: contact time in the contact zone, flocculation time, mean flocculation gradient and cross-flow velocity. The results of this step were monitored based on the removal efficiency of color and turbidity. The higher removal efficiencies, 87.5% of turbidity and 96.8% apparent color were obtained for the lower hydraulic surface loading of contact and separation zones studied, associated with air concentration of 4.90 g/\'CM POT.3\' of water. This, among other results, led to the conclusion that this air supplied to the flotation concentration always provided the lowest residual color and turbidity values, under the conditions investigated. As for the hydraulic surface loading in the contact zone, 136.3 m/h resulted in higher efficiencies for clarification and when increasing to 172.8 m/h slight drop in efficiency was caused. Finally, regarding separation zone hydraulic surface loading, the lowest rate (9.8 m/h) was the one in which the highest efficiencies of clarification were obtained, which decreased, as the hydraulic surface loading was increased. In the second step, the probe microADV was used to characterize the flow inside the separation zone. Characterizations were carried out for the three air concentrations supplied to the flotation studied on the first step, fixing contact zone hydraulic surface loading and time (136.3 m/h and 53 s, respectively), the separation zone hydraulic surface loading (12.3 m/h), the input flow and cross-flow velocity as step I. For the three conditions studied, we adopted a of two-dimensional virtual data collection grid with 98 equally spaced points, 14 in height and 7 parallel to the length. The data collection time at each point was 2 min with a sampling frequency of 50 Hz. The resulting velocity vectors were plotted on illustrative diagrams in order to compare the three profiles obtained. A short-circuit flow in the upper part of the separation zone and below this, a downward flow toward the bottom of the collector unit were observed in all cases. In comparison, only small differences in the thickness of the upper region of short circuit were observed between the three situations discussed, which do not explain the different efficiencies of clarification obtained in the first step of the research related to the air bubble concentration.

Grande parte do lodo gerado em ETAs no Brasil ainda é disposta em rios ou em aterros sanitários. Contudo, principalmente em grandes centros urbanos, condições de licenciamento ambiental restritivas e custos logísticos crescentes tem levantado interesse em usos benéficos para esse resíduo. Um obstáculo para a mudança de paradigma recai no fato de que muito raramente operadores e projetistas de ETAs nacionais conseguirem prever, com algum grau de confiabilidade, a massa e volume de resíduos produzidos pelo tratamento da água bruta. Geralmente, usa-se para esse fim fórmulas empíricas, que relacionam a produção de lodo à concentração de sólidos em suspensão totais (SST) na água bruta e à dosagem de produtos químicos. Os objetivos deste trabalho são: comparar o desempenho de dois dos principais métodos quantitativos de estimativa de produção de lodo o método de fórmulas empíricas, e o do balanço de massa; investigar a prática disseminada de se estimar a concentração de sólidos em suspensão totais na água bruta por meio de modelos de regressão linear com a turbidez como variável independente; e delinear condições para a aplicação dessa correlação. Foram utilizados dados de seis ETAs de ciclo completo operadas pela SABESP (ABV, Alto Cotia, Cubatão, Guaraú, Franca e Presidente Prudente), além de dados de monitoramento de 130 estações de monitoramento de águas superficiais da CETESB. Os resultados sugerem que a identificação de correlações significativas entre concentração de SST e turbidez é elusiva, e não constitui tarefa trivial. Do universo de 130 estações da CETESB, somente 7 apresentaram correlação significativa; das ETAs, somente Presidente Prudente. Modelos de regressão alternativos utilizando outras variáveis (cor, vazão média mensal e mês), combinadas com a turbidez ou isoladamente, foram desenvolvidos. Somente a inclusão do mês como variável categórica foi capaz de aumentar o poder explicativo do modelo baseado exclusivamente na turbidez, sugerindo que a relação entre turbidez e concentração de SST é variável sazonalmente. Mediante a comparação com balanços de massa, foram identificados alguns fatores que afetam o poder de predição da fórmula empírica desenvolvida pela American Water Works Association, algumas vezes de maneira drástica. Em geral, conclui-se que o uso de fórmulas empíricas principalmente em conjunto com modelos de regressão entre concentração de SST e turbidez possa não ser recomendável. / Most of the water treatment plant (WTP) residuals generated in Brazil is still discharged in water bodies, or disposed of in landfills. However, especially in large urban areas, ever stringent conditions for environmental permits e rising logistical costs have put into focus beneficial uses for those residuals. A major obstacle for paradigm change in that aspect lies in the fact that very rarely water treatment plant operators and designers are able to predict with some degree of certainty the mass and volume of residuals produced by the treatment process. Usually, empirical formulas are used for that end, which relates the residuals production rate to the concentration of total suspended solids (TSS) in the raw water, and the chemicals dose. The objectives of this work are: to compare the performance of two of the main quantitative estimation methods for residuals production the empirical formulas and the mass balance; to investigate the widespread practice of estimating the concentration of TSS using turbidity as a surrogate; and to identify the conditions under which such procedure is acceptable. For that end, data from six WTPs operated by SABESP (ABV, Alto Cotia, Cubatão, Guaraú, Franca e Presidente Prudente), plus 130 surface water monitoring stations operated by CETESB, was analyzed. Alternative regression models, employing other independent variables (color, average monthly flow and month) singly or in combination with turbidity, were developed. Only the inclusion of the month as a categorical variable was capable of enhancing the explaining power of the turbidity model, suggesting that the relation between turbidity and TSS concentration is seasonally variable. The results suggest that identification of such significant correlations between TSS concentration and turbidity is elusive at best, and doesn\'t amount to a trivial task. Out of the universe of 130 monitoring stations, in only 7 a good degree of correlation was found; of the WTPs, that was the case only in Presidente Prudente. Through the comparison with the mass balances, some factors that affect the predictive power of the American Water Works Association sometimes drastically a were identified. In general, it is concluded that the use of empirical formulas especially when combined with turbidity and TSS concentration regression models may not be recommended.

Os objetivos deste trabalho foram verificar a influência das taxas de aplicação superficial das zonas de separação e de contato e da concentração de micro bolhas de ar na eficiência da remoção de partículas em unidades de flotação aplicadas ao tratamento de água para abastecimento público e, caracterizar a estrutura de escoamento no interior da zona de separação, com a utilização de uma planta piloto de flotação por ar dissolvido. Os trabalhos relativos à pesquisa foram divididos em duas etapas: a primeira delas contemplou a operação de unidade piloto alimentada com água sintética, utilizando três valores de taxa de aplicação superficial na zona de separação associadas a duas taxas de aplicação superficial na zona de contato, cada qual com três concentrações de ar fornecido à flotação. Foram mantidos fixos os parâmetros: tempo de contato na zona de contato, tempo de floculação, gradiente médio de floculação e velocidade cross-flow. Os resultados desta etapa foram monitorados com base na eficiência de remoção de cor e turbidez. As maiores eficiências de remoção, 87,5% para turbidez e 96,8% de cor aparente foram obtidos para as menores taxas de aplicação superficial nas zonas de contato e separação estudadas, associadas à concentração de ar de 4,90 g/\'CM POT.3\' de água. Este, entre outros resultados, levou à conclusão de que tal concentração de ar fornecida à flotação forneceu sempre os menores residuais de cor e turbidez nas condições investigadas. Quanto à taxa de aplicação superficial na zona de contato, 136,3 m/h resultou em maiores eficiências de clarificação, sendo que o aumento para 172,8 m/h causou ligeira queda na eficiência. Finalmente, quanto à taxa de aplicação superficial na zona de separação, a menor taxa (9,8 m/h) foi aquela onde as maiores eficiências de clarificação foram obtidas, as quais decresceram à medida que a taxa foi aumentada. Na segunda etapa utilizou-se a sonda microADV na caracterização do escoamento no interior da zona de separação. Foram realizadas caracterizações para as três concentrações de ar fornecidas para a flotação estudadas na etapa I, mantendo-se fixos a taxa de aplicação superficial e o tempo na zona de contato (136,3 m/h e 53 s, respectivamente), a taxa de aplicação superficial na zona de separação (12,3 m/h), a vazão de entrada e a velocidade cross-flow, conforme a etapa I. Para as três condições estudadas, adotou-se uma malha virtual de coleta de dados de duas dimensões, composta por 98 pontos igualmente espaçados, sendo 14 na altura e 7 paralelos ao comprimento. O tempo de coleta de dados em cada ponto foi de 2 min com uma freqüência de amostragem de 50 Hz. Os vetores de velocidade resultantes foram plotados em esquemas ilustrativos, afim de se comparar os três perfis obtidos. Observou-se em todos os casos um fluxo em curto-circuito na região superior da zona de separação e logo abaixo desta, um fluxo descendente no sentido dos coletores ao fundo da unidade. Quando comparadas, apenas pequenas diferenças quanto à espessura da região de curto circuito superior foram verificadas entre as três situações abordadas, as quais não explicam as diferentes eficiências de clarificação obtidas na etapa I da pesquisa, relacionadas à concentração de ar fornecida à flotação. / The objectives of this study were to determine the influence of hydraulic surface loading of contact and separation zones and of the air micro bubbles concentration in the particle removal efficiency in flotation units applied to water treatment for public supply and also characterize the flow structure into the separation zone. The works were divided into two stages: the first included the operation of the pilot plant fed with synthetic water, using three values of hydraulic surface loadings in the separation zone associated with two hydraulic surface loadings in the superficial zone of contact, each one with three concentrations of air supplied to the flotation. Were kept fixed parameters: contact time in the contact zone, flocculation time, mean flocculation gradient and cross-flow velocity. The results of this step were monitored based on the removal efficiency of color and turbidity. The higher removal efficiencies, 87.5% of turbidity and 96.8% apparent color were obtained for the lower hydraulic surface loading of contact and separation zones studied, associated with air concentration of 4.90 g/\'CM POT.3\' of water. This, among other results, led to the conclusion that this air supplied to the flotation concentration always provided the lowest residual color and turbidity values, under the conditions investigated. As for the hydraulic surface loading in the contact zone, 136.3 m/h resulted in higher efficiencies for clarification and when increasing to 172.8 m/h slight drop in efficiency was caused. Finally, regarding separation zone hydraulic surface loading, the lowest rate (9.8 m/h) was the one in which the highest efficiencies of clarification were obtained, which decreased, as the hydraulic surface loading was increased. In the second step, the probe microADV was used to characterize the flow inside the separation zone. Characterizations were carried out for the three air concentrations supplied to the flotation studied on the first step, fixing contact zone hydraulic surface loading and time (136.3 m/h and 53 s, respectively), the separation zone hydraulic surface loading (12.3 m/h), the input flow and cross-flow velocity as step I. For the three conditions studied, we adopted a of two-dimensional virtual data collection grid with 98 equally spaced points, 14 in height and 7 parallel to the length. The data collection time at each point was 2 min with a sampling frequency of 50 Hz. The resulting velocity vectors were plotted on illustrative diagrams in order to compare the three profiles obtained. A short-circuit flow in the upper part of the separation zone and below this, a downward flow toward the bottom of the collector unit were observed in all cases. In comparison, only small differences in the thickness of the upper region of short circuit were observed between the three situations discussed, which do not explain the different efficiencies of clarification obtained in the first step of the research related to the air bubble concentration.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-27T13:49:44Z No. of bitstreams: 1 MARLON LEAL CABRAL MENEZES DE AMORIM - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 1649464 bytes, checksum: a4b0872dbeecb56cc3c49eb0438ad7c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T13:49:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARLON LEAL CABRAL MENEZES DE AMORIM - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 1649464 bytes, checksum: a4b0872dbeecb56cc3c49eb0438ad7c7 (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / Capes / Os hormônios naturais 17β-estradiol, estrona e o hormônio sintético 17α-etinilestradiol vêm sendo detectados em águas superficiais, principalmente devido ao fato dos atuais processos de tratamento de água e esgotos serem incapazes de removê-los, sendo descarregados em corpos receptores. O monitoramento da ocorrência dessas substâncias se mostra necessário, pois suas presenças podem causar danos à saúde humana e ambiental (organismos aquáticos e terrestres). No presente trabalho, foi realizado o desenvolvimento e validação do método, por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detector com comprimento de onda variável UV/Vis, para a determinação simultânea desses hormônios em amostras de água e esgoto da região hidrográfica do médio curso do rio Paraíba. A análise cromatográfica foi realizada em modo isocrático, fase móvel acetonitrila e água (50:50), coluna C18, vazão 1 mL/min, injeção 10 μL, comprimento de onda de 200 nm, temperatura do equipamento de 40°C. O método desenvolvido apresentou uma boa resposta quanto à seletividade dos hormônios e linearidade com coeficiente de determinação (r2) entre 0,9943 e 0,9951. Os limites de quantificação estimados foram de 90,45 μg/L para o 17β-estradiol, 96,76 μg/L para o 17α etinilestradiol e 96,19 μg/L para a estrona, sendo os limites de detecção de, respectivamente, 60,27 μg/L, 65,12 μg/L e 64,16 μg/L. A precisão e a robustez apresentaram desvios padrões relativos inferiores a 5%. A metodologia proposta mostrou-se adequada para a determinação de hormônios estrogênios em amostras de águas. Com relação à análise nas amostras de água e esgoto coletada, não foi detectado a presença de hormônio em nenhuma das amostras nas concentrações mínimas de detecção e quantificação do método desenvolvido. / The natural hormones 17β - estradiol and estrone and the synthetic hormone 17α - ethinylestradiol have been detected in surface water, mainly due to the current water and wastewater treatment processes being unable to remove them, leading them to be discharged into receiving water bodies. Monitoring the occurrence of these substances in water is currently very necessary because their presence can cause harm to human health and the environment (aquatic and terrestrial organisms). This work describes the development and validation of a method for the simultaneous determination of these hormones in water samples by means of high-performance liquid chromatography (HPLC), from the simultaneous determination of these hormones in water samples and sewage from the river basin of the middle course of the river Paraíba. The chromatographic analyses were performed in an isocratic mode, being the mobile phase acetonitrile and water (50:50), using a C18 column, flow rate of 1mL/min, 10 μL-injection volume, wavelength of 200 nm and temperature of 40 °C. The method showed a good response on the hormone selectivity and linearity of calibration curves with coefficients of determination (r2) between 0.9943 and 0.9951. The estimated quantification limits were 90.45 μg/L for 17β - estradiol, 96.76 μg/L for the 17α ethinylestradiol and 96.19 μg/L for estrone, and the detection limits 60.27 μg/L, 65.12 μg/L and 64.16 μg/L, respectively. The precision and robustness presented relative standard deviations of less than 5 %. The proposed methodology was appropriate for the determination of estrogen hormones in water samples. Regarding the analysis on water collected and sewage was nor detected the presence of the hormone in any of the samples at the minimum concentrations of detection and quantification method developed.

O aleitamento materno é um instrumento afetuoso que transfere nutrientes, vitaminas e imunidade da mãe para o filho. No entanto, também pode transferir diversos contaminantes ambientais, destacando os metais pesados. Como parte da dieta, as mães ingerem água e alimentos produzidos em suas localidades, podendo através dessas fontes ficarem expostas a metais pesados. Alguns metais pesados são essenciais para o organismo, mas outros de origem antropogênica são deletérios. Os objetivos do trabalho em Conceição das Alagoas, MG, Brasil, foram: avaliar as concentrações dos metais pesados no colostro, leite de transição e leite maduro das lactantes; avaliar as concentrações dos metais pesados na água de abastecimento para essa população; medir e avaliar as concentrações de metais presentes no solo agrícola e hortas do município; verificar se existe uma relação entre as concentrações de metais pesados (Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn, Zn) encontrados no leite materno, na água para consumo, bem como no solo local. Foram coletadas 29 amostras de leite de doadoras. A coleta do colostro ocorreu até 7 dias depois do parto, a coleta do leite de transição ocorreu até o 14º dia e a coleta do leite maduro ocorreu por volta do 28º dia. Foram coletadas 44 amostras de água de residências das lactantes e em pontos diferentes e aleatórios da cidade. As amostras do solo foram coletadas em 23 pontos, entre áreas agrícolas, hortas e a margem do rio Uberaba. Os metais pesados no leite e água foram analisados por ICP-MS e no solo por FRX. As concentrações de metais no leite e na água foram calculadas em ?g/L e expressos pelas medianas. Para o solo, as concentrações foram calculadas em mg/Kg, e também foram expressos pelas medianas. Os perfis de concentração foram analisados através do teste de hipótese de uma população multinomial, utilizando uma distribuição qui-quadrado (x2) (p a=0,05). Os valores de todos os metais pesados no leite se mantêm constantes entre as 3 coletas, exceto o Zn e o Cu que apresentam suas concentrações menores no leite maduro. As concentrações de metais pesados na água se mostraram menores que os recomendados pela OMS e pelo Ministério da Saúde/Brasil, exceto para o cádmio, que se mostrou acima desses níveis, fato que pode ser explicado pela presença geogênica ou pelo uso de alguns defensivos agrícolas na região. Há um perfil semelhante quando são comparadas as concentrações em porcentagem de metais pesados encontrados no leite humano e na água consumida pelas mães (?2=14,36). As concentrações em porcentagem de metais no leite humano e no solo mostraram diferentes perfis (?2=635,05). As concentrações em porcentagem de metais no solo e na água também apresentaram perfis diferentes (?2=721,78). Baseado nestes dados, a análise estatística evidencia uma semelhança entre o perfil da distribuição de metais pesados no leite materno e na água de abastecimento, assinalando que alterações nas concentrações de metais pesados na água podem interferir nas concentrações no leite humano. Esta relação não foi estabelecida entre a distribuição dos metais do solo e do leite humano. As relações encontradas nas matrizes estudadas apresentam relevância, considerando que podem apresentar parâmetros das interações humanas e ambientais. Estudos mais abrangentes devem ser realizados para confirmação da associação entre o perfil das concentrações de metais em água potável e leite materno, visando a confirmação de um indicador ambiental de contaminação por metais que pode ser utilizado em bancos de leite humano. / Breastfeeding is an affective instrument that transfers nutrients, vitamins and immunity from mother to child. However, it also represents a way to transfer environmental contaminants, especially heavy metals. As part of the diet of mothers, they drink water and eat food grown in local gardens, and may be exposed through these sources to heavy metals. Some heavy metals are essential for the organism, but others, from anthropogenic source, are deleterious. The objectives of this research in Conceição das Alagoas, Minas Gerais, Brazil, were: to assess the concentrations of heavy metals in colostrum, transitional milk and mature milk in lactating women, to evaluate the concentrations of heavy metals in the water supply for this population; measure and evaluate the concentrations of metals present in agricultural land and gardens in the city; verify if there is a relationship between the concentrations of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn, Zn) found in breast milk, in the water supply and in local soil. There were collected 29 samples from donors. The collection of colostrum occurred until 7 days after delivery, the collection of the transition milk occurred up to 14 days and mature milk collection occurred around day 28. It was collected 44 water samples from homes of the mothers and from different random points in the city. Soil samples were collected at 23 points, including farmland, gardens and the margin of Uberaba river. Heavy metals in milk and water were analyzed by ICP-MS in soil by XRF. The concentrations of metals in milk and water were calculated in ?g/L and expressed by medians. For soil, the concentrations were calculated in mg/kg, and were also expressed by medians. The concentration profiles were analyzed by testing the hypothesis of a multinomial population, using a Chi-square (?2) (p a = 0.05). The amounts of all heavy metals in milk remains constant among the three samples, except Zn and Cu which have their lower concentrations in mature milk. The concentrations of heavy metals in water were lower than those recommended by WHO and the Ministry of Health/Brazil, except for Cd, which was above those levels, which may be explained by the geogenic presence or the use of some pesticides in the region. There is a similar profile when comparing the concentrations in percentage of heavy metals found in human milk and water consumed by mothers (?2=14.36). The concentrations in percentage of metals in human milk and in soil showed different profiles (?2=635.05). The concentrations in percentage of metals in soil and water profiles were also different (?2=721.78). Based on these data, the statistical analyses showed a clear similarity between the profile of heavy metal distribution in breast milk and the water supplied, showing that changes in the concentrations of heavy metals in water can affect the concentrations in human milk. This relationship was not established between the profile of heavy metals from soil and human milk. The relations found in the matrices studied are relevant, considering parameters that may present environmental and human interactions. More studies should be performed to confirm the association between the profile of metal concentrations in drinking water and breast milk, seeking confirmation of an environmental indicator of metal contamination that can be used in human milk banks.

Os filtros de fibras flexíveis são unidades de filtração direta, compostos por leito de microfibras. São operados com altas taxas de filtração, garantindo alta eficiência de remoção de sólidos suspensos. Neste estudo avaliou-se a influência dos diâmetros das fibras, da porosidade do leito e da taxa de filtração na eficiência de clarificação de uma água sintética, utilizando filtro de fibras de poliamida. Foram construídos três filtros com diâmetro interno de 28mm e porosidade de 84%, cada um com leito de 100 cm de comprimento e diâmetro de fibra de 0,03, 0,11 e 0,32 mm e um filtro de mesmo diâmetro e comprimento, composto por fibras de 0,03 mm e porosidade 93%. A distribuição de água na entrada do filtro foi composta por 4 orifícios periféricos de 3,5 mm e um orifício central de 8 mm (Fundo de filtro Tipo 1 – FTipo1). Essa mesma entrada foi utilizada para a distribuição de água e ar na lavagem. Em um segundo momento, avaliou-se outra distribuição de água na entrada do filtro, com apenas quatro orifícios periféricos (Fundo de filtro Tipo 2 – FTipo2). Nessa nova configuração de filtro, foram avaliados os filtros de fibras de 0,03 mm, em duas porosidades: 84% e 93%. A água sintética possuía turbidez de 9,51 ± 0,22 uT e cor aparente de 86,4 ± 4,5 uC. A coagulação foi realizada in-line com sulfato de alumínio na dosagem de 22,5 mg.L-1. Em todos os filtros foram avaliadas três taxas de filtração: 60, 80 e 100 m h-1 e estabeleceu-se os limites de turbidez na água filtrada de 0,5 e 2,0 uT para o final da carreira de filtração. A distribuição de água na entrada do filtro mostrou-se de extrema importância para o bom funcionamento do mesmo, pois, dependendo da sua configuração, podem ocorrer emaranhamentos das fibras, comprometendo a eficiência de remoção de cor e turbidez. O filtro com fundo FTipo1 apresentou qualidade satisfatória para o filtro de fibras com diâmetro 0,11 mm, produzindo água filtrada com turbidez abaixo de 2,0 uT. O filtro de fibras de 0,03 mm de diâmetro conseguiu produzir qualidade dentro do limite estabelecido em alguns ensaios, entretanto não houve repetibilidade devido ao emaranhamento ocorrido no leito. Já o filtro de fibras de diâmetro 0,32 mm não atingiu turbidez satisfatória. Os dois filtros de fibras com fundo FTipo2 e porosidades 93% e 84%, respectivamente, conseguiram atingir os valores impostos para a turbidez da água filtrada em todas as taxas estudadas (60, 80 e 100m h-1) , com exceção do filtro de 93% de porosidade que não atingiu a turbidez mínima de 0,5 uT quando operado uma taxa de 100 m h-1. Ao final estimou-se os volumes de água filtrada produzidos no intervalo de um dia (24h) para cada filtro que atingiu os limites de turbidez pré-estabelecidos. Dentre as variações testadas em FTipo1 e FTipo2, concluiu-se que o volume diário de água produzida aumenta proporcionalmente ao aumento da taxa de filtração. Esse estudo demonstrou que o diâmetro da fibra, a porosidade e o fundo do filtro são características essenciais para o bom funcionamento do filtro, influenciando na eficiência de remoção de turbidez e cor aparente da água afluente. / The flexible fiber filters are direct filtration module, made of microfibers filter media. They are operated with high filtration rates ensuring high solids removal efficiency. This study evaluated the influence of diameters of fibers, porosity and filtration rates in the clarification efficiency of synthetic water. Three filters have been constructed with internal diameter of 28 mm and porosity of 84%, each with a filter medium of 100 cm length and fiber diameter of 0.03, 0.11 and 0.32 mm, and a filter of the same diameter and length, comprises fibers of 0.03 mm and porosity of 93%. The water distribution at the filter inlet was composed by four peripheral holes of 3.5 mm and a central hole of 8 mm (filter bottom Type 1 - FType1). That same input was used for water and air distribution in the wash. In a second step, was evaluated other water distribution in the filter inlet, with only four peripheral holes (filter bottom Type 2 - FType2). In this new filter configuration were evaluated 0.03 mm fiber filters with two porosity values: 84% and 93%. The synthetic water had turbidity of 9.51 ± 0.22 NTU and apparent color of 86.4 ± 4.5 uC. The coagulation was performed in-line with aluminum sulfate at a dosage of 22.5 mg.L-1. In all three filters were evaluated three filtration rates: 60, 80 and 100 m / h and fixed the limits of the filtered water turbidity of 0.5 and 2.0 NTU at the end of the career filter. The water distribution in the filter inlet proved to be extremely important for the proper functioning of the same, because, depending on your configuration, entanglements can occur, compromising the color and turbidity removal efficiency. The bottom filter FType1 presented a satisfactory quality for the fiber filter diameter 0.11 mm, producing filtered water with turbidity below 2.0 NTU. The filter of 0.03 mm diameter fibers could produce water quality within the limit in some tests, however there was no repeatability due to entanglement occurred in the bed. Other way, the 0.32 mm diameter fiber filter has not reached satisfactory turbidity. The two fibers filters FType2 and porosity 93% and 84%, respectively, were able to achieve values imposed to the turbidity of the filtered water in all studied rates (60, 80 and 100 m.h-1), except 93% porosity filter witch not reached the minimum turbidity of 0.5 NTU when operated a 100 m.h-1 rate. At the end was estimated the volumes of the filtered water produced within one day (24h) for each filter that has reached the limits of predetermined turbidity. Among the variations tested FType1 and FType2, can be concluded that the daily water volume produced increases with the filtration rate increasing. This study demonstrated that the fiber diameter, porosity and filter bottom characteristics are essential for the proper functioning of the filter, influencing the apparent color and turbidity removal efficiency of influent water.

Um dos grandes problemas da engenharia ambiental é a contaminação dos corpos hídricos. Os sanitaristas têm se preocupado com os hormônios sexuais, notadamente os estrógenos, compostos extremamente ativos biologicamente, que têm sido referidos como agentes etiológicos de feminilização e de vários tipos de cânceres. Os estrógenos naturais 17 \'beta\'-estradiol (E2), estriol (E3), estrona (E1) e o sintético 17 \'alfa\'-etinilestradiol (EE2), desenvolvidos para uso médico em terapias de reposição hormonal feminina e métodos contraceptivos, são os que despertam maiores preocupações, pela contínua introdução ao ambiente; hormônios que possuem a melhor conformação reconhecida pelos receptores que resultam respostas máximas, por isso são considerados responsáveis pela maioria dos efeitos disruptores desencadeados pela disposição de efluentes. A mudança de padrões quanto à atividade sexual dos jovens e a preocupação com o planejamento familiar, levaram ao grande consumo de contraceptivos que, através da urina, são levados pela rede coletora aos corpos de água. O indiscriminado uso desses hormônios na bovinocultura, suinocultura, avicultura e aqüicultura são responsáveis por parte considerável desse contaminante nos mananciais. Os hormônios excretados através da urina e fezes e agentes provenientes das indústrias de processamento de alimentos preocupam os sanitaristas porque o lançamento de efluentes in natura ou tratados, são as principais vias de contaminação do ambiente aquático, quer pelo déficit de infra-estrutura em saneamento, quer pela ineficiência tecnológica e/ou operacional na remoção desses compostos nas estações de tratamento de água ou de efluentes. Apesar de possuírem meia-vida relativamente curta, quando comparados a outros compostos orgânicos como praguicidas, os estrógenos naturais são continuamente introduzidos no ambiente, o que lhes confere caráter cumulativo. A proposta desta pesquisa foi verificar a presença de estrógenos na água bruta que chega à Estação de Tratamento de Água, após seu tratamento, em água tratada por osmose reversa e por tecnologia Milli Q (marca registrada). Para verificar e quantificar presença desses hormônios estrógenos em água de abastecimento de São Carlos-SP, foram realizadas exames através de imunoensaio quimiluminescente e radioimunoensaios. Os resultados apontaram que a ETA não possui solução eficiente para a remoção dos analitos de interesse dessa pesquisa, uma vez que na água tratada foram encontrados valores semelhantes aos da água bruta. / One of the major problems of environmental engineering is the water contamination. The sanitary persons have been concerned with the gonadal hormones, notably the estrogen, biologically active compounds extremely, which have been referred to as etiologic agents of feminization and several types of cancers. The natural estrogen 17 \'beta\'-estradiol (E2), estriol (E3), estrone (E1) and synthetic 17 \'alpha\'-ethinylestradiol (EE2), developed for medical use of hormone replacement therapy in women and contraceptive methods, are those that attract larger concerns by the continuous introduction into the environment; hormones that have the best conformation recognized by receptors that result answers maximum, so they are considered responsible for most of the effects disruptors triggered by the wastewater disposal. The change in patterns on the sexual activity of young people and the concern with family planning, led to the large consumption of contraceptives that, in the urine, are led by the distribution net to water. The indiscriminate use of these hormones in cattle, pigs, poultry and aquaculture are responsible for part of this contaminant in the source. The hormones excreted in the urine and feces and agents from the food processing industries in the sanitary concern that the launch of effluents in nature or treated, are the main routes of contamination of the aquatic environment, either by lack of infrastructure, sanitation, or by inefficiency technological and/or operating in the removal of these compounds in the treatment plants, water or effluent. Despite having relatively short stocking-lige when compared to other organics such as pesticides, natural estrogens are continuously released into the environment, which gives them character cumulative. The proposal of this research was to verify the presence of estrogen in the gross water that arrives at the water treatment plant, after the treatment, in water treated by reverse osmosis and by Milli Q technology. To verify and quantify presence of these hormones estrogen in water supply of San Carlos-SP, examinations were conducted through immunoassay chemiluminescent and radioimunoassays. The results showed that the ETA has no efficient solution for removal of interest analytes of this research, because in the treated water were found values similar to crude water.

O presente trabalho teve como objetivo estudar a influência do gradiente médio de velocidade (Gzc), associado ao tempo de detenção hidráulico (tzc) e à taxa de aplicação superficial (TASzc), na zona de contato, na eficiência de clarificação de uma unidade retangular de flotação por ar dissolvido, em escala piloto, tratando água para abastecimento. Foram estudadas duas configurações da Unidade Piloto de Flotação por Ar Dissolvido (UPFAD) (A e B), as quais diferem no comprimento da zona de contato A (90 mm) e B (140 mm). A TASzc - A (133 ± 3 m/h) e B (86 ± 1 m/h) - e o tzc - A (54 ± 1s) e B (84 ± 1 s) - são diferentes. Foram avaliados três valores do Gzc A (1,8; 6,5;10,2) e B (0,9; 4,7; 6,3), através da inserção de telas com características diferentes no interior da zona de contato. E, Para cada valor de Gzc, foram investigados três valores de A/V (3,73; 4,90; 6,41). Em todos os ensaios realizados, foram fixados os seguintes parâmetros: vazão da água bruta preparada (5,4 m³/h); temperatura da água bruta preparada (26 ± 1ºC); pH de coagulação (6,5 ± 0,1); tempo de floculação (17,2 min); gradiente médio de velocidade de floculação (110 s-1); vazão de descarte após a floculação (0,8 m³/h); vazão de entrada para a flotação (Qe) (4,6 m³/h); velocidade de entrada para a flotação (ve) (180 m/h); velocidade cross-flow (45 m/h); TASzs (14,6 ± 0,2 m/h); pressão de saturação (4,5 ± 0,1 Kgf/cm²). A unidade piloto FAD foi alimentada com água preparada, que apresentou turbidez em torno de 7,4 ± 0,6 UNT, e cor aparente, em torno de 39,4 ± 4,3 UH. A fração removida dos parâmetros analisados para cada Gzc é menos sensível a variações de A/V na configuração A que na configuração B. Na configuração A, a tela que apresentou Gzc em torno de 6,5 s-1 gerou melhores resultados para cada A/V analisado. Na configuração B, a tela que gerou Gzc em torno de 4,7 s-1 proporcionou melhor fração removida de turbidez e cor para cada A/V estudado. Além disso, na configuração B, a fração removida de turbidez e cor foi menos sensível a variações de A/V, para Gzc de 4,7 s-1 que para os demais valores de Gzc. A tela que gerou resultados mais eficientes na configuração A foi a mesma para a configuração B. Portanto o uso da referida tela favoreceu o desempenho das configurações A e B. Comparando todas as situações estudadas nas duas configurações, o ensaio com a configuração A (com tzc de 54 s) com Gzc de 6,3 s-1 e A/V de 4,9 g/m³, apresentou as maiores frações de remoção de cor e turbidez. / The present work aimed to study the influence of velocity gradient (Gzc) associated with the hydraulic detention time (tzc) and the rate of surface application (TASzc) in the contact zone in the efficiency of clarification of a unit rectangular dissolved air flotation pilot scale, treating water supplies. Two different kinds of configurations of the reactor dissolved air flotation in pilot scale (UPFA) (A and B) were studied, which differ in the length of the contact zone - A (90 mm) and B (140 mm). The TASzc - A (133 ± 3 m/h) and B (86 ± 1 m/h) - and tzc - A (54 ± 1 s) and B (84 ± 1 s) were different. Three different values of Gzc were analysed - A (1.8, 6.5, 10.2 s-1) and B (0.9, 4.7, 6.3 s-1) by insertion of grilles with different characteristics within the zone contact. And for each value of Gzc, three values of A/V (3.73, 4.90, 6.41 g/m³) were investigated. In all trials, the following parameters were set: flow of synthetic raw water (5.4 m³/h), synthetic raw water temperature (26 ± 1ºC), coagulation pH (6.5 ± 0.1); flocculation time (17.2 minutes), the speed gradient flocculation (110 s-1); flow disposal after flocculation (0.8 m³/h), input flow to the flotation (Qe) (4, 6 m³/h), input speed for flotation (ve) (180 m/h), cross-flow velocity (45 m/h), TASzs (14.6 ± 0.2 m/h), saturation pressure (4.5 ± 0.1 kgf/cm ²). The pilot plant was fed with synthetic water, which showed turbidity of approximately 7.4 ± 0.6 NTU, and apparent color, about 39.4 ± 4.3 HU. The removal efficiency of the analyzed parameters for each Gzc is less sensitive to variations in the A/V in the configuration A than in the configuration B. In configuration A, the grille that showed Gzc about 6.5 s-1 gave better results for each A/V analysis. In configuration B, the grille that has generated Gzc around 4.7 s-1 provided the best removal efficiency of turbidity and color for each A/V studied. Furthermore, in the configuration B, the removal efficiency of color and turbidity was less sensitive to variations in A/V for Gzc 4.7 s-1 than for other values of Gzc. The grille that generated the best results in the configuration A was the same for the configuration B. Therefore the use of that grille favored the performance of configurations A and B. Comparing all the situations studied in two configurations, the test with the configuration A (with tzc the 54 s) with Gzc of 6.3 s-1 and A/V of 4.9 g/m³, had the highest removal efficiencies of color and turbidity.

A tecnologia de tratamento com dupla filtração encontra-se em estágio relativamente elevado de desenvolvimento, porém, ainda são poucos os dados de operação em escala real. Este trabalho teve como objetivo avaliar um sistema de dupla filtração em escala real (ETA2) para tratamento de água, do serviço autônomo de água e esgoto da cidade de São Carlos - SP, que trata água bruta proveniente do Ribeirão do Feijão e é constituída de três unidades de filtração cada uma contendo um filtro ascendente e um descendente. Em uma primeira etapa foram levantadas as medidas das unidades de dupla filtração, caracterizado o material filtrante e avaliadas as condições operacionais da ETA 2. Posteriormente, foi estudada a situação geral da ETA por meio de diversos parâmetros (turbidez, pH, expansão da areia na lavagem, contagem de partículas, de coliformes totais e Escherichia. coli), para verificar os principais problemas. Em seguida, realizou-se uma comparação da ETA2 com uma Instalação Piloto de Dupla Filtração. Este trabalho permitiu concluir principalmente que: i) devido às baixas taxas de filtração de unidades filtrantes da ETA2, excessivas dosagens de coagulante e falta de controle de lavagens, geralmente foi baixa a produção efetiva de água (em torno de 90%); ii) o desempenho, algumas vezes insatisfatório das unidades de filtração ascendente e descendente, deveu-se principalmente à ineficiência da mistura de coagulante na água bruta, falta de areia nos filtros ascendentes e à diferença de granulometria nos filtros descendentes; iii) o desenvolvimento da perda de carga nos filtros ascendentes da ETA2 foi mais acentuado na Instalação Piloto devido à mistura de seus materiais filtrantes. / Water treatment by means of a double filtration system is in a relatively high stage of development, however, there are still few data on real scale operations. The aim of this work was to evaluate a double filtration system in a real scale (ETA2) for the treatment of water, of the autonomous service of water and sewer of the city of São Carlos - SP, which treats water from the Ribeirão do Feijão (name of a local river), and is constituted of three filtration units, each a contain a direct up-flow sand filter, and a rapid filter. In the first stage, the sand of the filters was characterized, and the operational conditions of the ETA2 were evaluated. Next, the general situation of the ETA was studied by means of several parameters (turbidity, pH, expansion of the sand during washing process, counting of particles, total coliforms and Escherichia coli), in a order to detect the main problems. Finally, a confrontation between the ETA2 an a double filtration pilot Plant was carried through. This study made infer that: I) due to the low filtration rates of the ETA2`s filtration units, excessive doses of coagulant and lack of control of the washings, the actual production of water was low (around 90%); ii) the sometimes insufficient performance of the direct up-flow sand filtration and rapid filtration systems was mainly caused by an inefficient mixing of the coagulant with the natural water, lack of sand in direct up-flow filters; iii) the building up of the lossof cargo in the direct up-flow san filtration in filters of the ETA2 was more accentuated than in the Pilot Plant due to the mixture of the filtration materials.

Em instalação piloto, de 06/1998 a 10/1999, utilizando-se água natural de superfície com baixas turbidez e cor, foram avaliados dois sistemas de dupla filtração, com pré-tratamento em filtração direta ascendente em areia com taxas de 200 a 360 m3/m2.dia (sistema S01) e em filtração direta ascendente em pedregulho com taxas de 80 a 190 m3/m2.dia (sistema S02) e com tratamento final em filtração rápida descendente com taxas de 115 a 480 m3/m2.dia. As dosagens do coagulante (produto comercial de sulfato de alumínio) foram definidas utilizando-se filtro de laboratório de areia, havendo indicações de coagulação no mecanismo de adsorção, com neutralização parcial de carga. Foram executadas descargas de fundo intermediárias nas unidades de filtração direta ascendente, com significativa redução na perda de carga no meio granular de pedregulho. A turbidez, cor aparente, Fe e Mn totais dos efluentes finais dos sistemas atenderam às Normas Brasileiras para produção de água potável. No sistema S02 o crescimento da perda de carga no meio granular foi menos intenso na unidade de filtração direta ascendente do que no filtro rápido descendente, ocorrendo o inverso no sistema S01, no qual, em alguns ensaios, o filtro rápido descendente mostrou-se desnecessário. As carreiras de filtração foram de 27 a 88 h no sistema S01 e de 14 a 35 h no sistema S02. Em determinados casos, a floculação predominou na unidade de filtração direta ascendente em pedregulho, prejudicando a qualidade do seu efluente. O sistema S02 mostrou-se mais vantajoso que o sistema S01, exceto quando, neste, a filtração rápida descendente foi desnecessária. / Based on me investigation carried out in pilot plant, from June 1998 to October 1999, using natural surface raw water with low turbidity and color, two systems of two-stage filtration have been evaluated. As a pretreatment, the first system (S01) used direct up-flow sand filtration (with filtration rates from 200 to 360 m3/m2.day), and the second system (S02) used direct up-flow roughing filtration (with filtration rates from 80 to 190 m3/m2.day), both with final treatment based on rapid filtration (with filtration rates from 115 to 480 m3/m2.day) The coagulant doses (commercial product of aluminum sulfate) have been established through the use of laboratory scale sand filter, presenting signs of coagulation in the adsorption mechanism, with partial charge neutralization. Intermediate bottom discharges in the direct up-flow filtration units have resulted in significant reduction in thee headloss in gravel granular medium. The turbidity, apparent-color, total iron and manganese concentrations of the final effluents of the systems have attended the Brazilian Standards for drinking water production. The increase of headloss in gravel granular medium in system S02 was smaller in me direct up-fiow filtration unit than in the rapid filter, the opposite occurring in system S01, where some tests have proved lhe rapid filter redundant. The filter runs time were 27 to 88 hours in system S01 and 14 to 35 hours in system S02. In certain cases, flocculation was predominant in the direct up-flow roughing filtration unit, jeopardizing the effiuent quality. System S02 has proved advantageous in relation to system S01, except when in system S01 the rapid filter was redundant.