Dissertação (Mestrado)-Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2011. / Submitted by Juliane Alves (juliane_570@hotmail.com) on 2012-04-05T19:21:38Z No. of bitstreams: 1 2011_NaraJullianaVieiradeFarias.pdf: 1896505 bytes, checksum: 422c1dca6929caa60e27303faefecc4d (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-04-10T18:47:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_NaraJullianaVieiradeFarias.pdf: 1896505 bytes, checksum: 422c1dca6929caa60e27303faefecc4d (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-10T18:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_NaraJullianaVieiradeFarias.pdf: 1896505 bytes, checksum: 422c1dca6929caa60e27303faefecc4d (MD5) / A ocorrência de florações de algas dominadas por cianobactérias tem se tornado cada vez mais frequente nos reservatórios que armazenam água para abastecimento público. A Microcystis aeruginosa é uma espécie de cianobactéria capaz de produzir toxinas (microcistinas) e a sua presença já foi observada em diversos reservatórios do Brasil. Desde o ano 2000, a legislação brasileira que regula a qualidade da água destinada ao consumo humano limita o valor máximo permitido de microcistinas em 1 μg/L. Assim, a remoção de desses organismos, e suas toxinas, deve ser objeto de atenção nos sistemas de tratamento de água e, nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência do período de amadurecimento no desempenho de filtros lentos precedidos de pré-filtração em pedregulho sobre a eficiência na remoção de células e toxinas de M. aeruginosa no processo de tratamento da água. Para tanto, foram realizados experimentos com um sistema composto por pré-filtro de pedregulho com escoamento ascendente (PFA), operado com taxa de filtração de 10 m3/m2.d, seguido de dois filtros pilotos similares, operados em paralelo, com taxa de 3 m3/m2.d. O desempenho do sistema foi avaliado com os filtros lentos sendo submetidos a diferentes formas de amadurecimento e a simulações periódicas de floração de M. aeruginosa, em densidades que variaram de 105 a 106 céls./mL, sendo também inseridas, esporadicamente, concentrações de microcistinas dissolvidas, com valores estimados entre 5 e 50 μg/L. Observou-se que a adoção de período mais longo de amadurecimento influenciou positivamente o desempenho do pré-filtro e que essa unidade foi capaz de condicionar água para filtração lenta areia. Quanto aos filtros lentos, os resultados indicam que o amadurecimento dos filtros com água bruta por 15 dias se mostrou mais efetivo para obtenção de maior remoção de clorofila-a (células de M. aeruginosa) e turbidez, do que o amadurecimento com água efluente do pré-filtro de pedregulho. Além disso, a presença de microcistinas na água bruta parece influenciar negativamente a retenção de células de M. aeruginosa no PFA e aumentar a possibilidade de traspasse de células no sistema de tratamento, mesmo sete dias depois de cessada a alimentação com água bruta contendo células de M. aeruginosa. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The occurrence of algal blooms dominated by cyanobacteria has become increasingly common in the reservoirs that store water for public supply. The Microcystis aeruginosa is a toxin-producing cyanobacteria specie and its presence has been observed in many Brazilian reservoirs. Since the year 2000, Brazilian drinking water legislation has limited the maximum concentration of microcystins to a value of 1 μg/L. Considering the importance of the removal of these organisms, and their toxins, in water treatment systems, this study aimed to evaluate the influence of ripening period on the performance of slow sand filters preceded by roughing filtration on the removal efficiency of cells and toxins from M. aeruginosa in the water treatment process. For this purpose, experiments were carried out using a pilot plant comprised by an up-flow rough pre-filter, operated at a flow rate of 10 m3/m2.d, followed by two similar slow sand filters columns operated in parallel, at a flow rate of 3 m3/m2.d. The performance of the system was evaluated with the slow sand filters being subjected to different ways of carrying the ripening stage and fed with raw water that were periodically spiked with cells of M. aeruginosa in the range of 105 cells/mL to 106 cells/mL. The raw water, sporadically, was also spiked with dissolved microcystins, with estimated concentration between 5 and 50 μg/L. It was observed that a longer ripening period had positive influence on the improvement of the performance of the rough pre-filter and that this unit was able to conditioning water for slow sand filtration. Regarding the slow sand filters, the results suggest that when the ripening was proceeded with raw water during 15 days, rather than with pre-filtered water, removal of turbidity and chlorophyll-a (cells of M. aeruginosa) was more effective. Besides, the presence of dissolved microcystins in the raw water seems to negatively influence the retention of M. aeruginosa cells in the rough pre-filter, as well as increase the possibility of cells breakthrough the system, even seven days after the feeding with raw water spiked with M. aeruginosa cells has been stopped.

O tratamento eletrolítico tem um grande número de aplicações no tratamento de água, na remoção física de sólidos por flotação e na destruição química de compostos e na desinfecção de microrganismos. Oxidantes químicos têm uma vital importância na desinfecção de água de abastecimento. O cloro é o desinfetante mais usado, porém não elimina todos os patógenos. Radicais hidroxila (OH), que são provenientes do tratamento eletrolítico, é mais reativo do que o cloro, sendo um oxidante alternativo para a desinfecção. O tratamento eletrolítico pode ser um substituto ou complementar para o processo de cloração com as seguintes vantagens: tratamento em curto período de tempo, não requer adição de nenhuma substância ao processo. O presente trabalho testou o efeito do tratamento eletrolítico operando em sistema de batelada com recirculação, utilizando eletrodos de anodo de composição de igual a 70% de TiO2 e 30% de RuO2 e catodo de aço-inoxidável na viabilidade de Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Saccharomyces cerevisiae nas vazões de 200 L h-1 e 500 L h-1 com as correntes de 1,0 A, 2,0 A e 3,0 A em 60 min de tratamento. Após aplicação da corrente contínua nos tempos pré determinados, foram analisados o pH, condutividade, tensão, temperatura e viabilidade celular. Os resultados permitiram concluir, que o tratamento eletrolítico permitiu uma inviabilização em cerca de 100% para E. coli em 45 min de eletrólise e o S. aureus foi inviabilizado na sua totalidade em 15 min. Ao passo que, o tratamento não possibilitou uma redução significativa da S. cerevisiae. O aumento da corrente promoveu uma maior produção de OH inviabilizando os microrganismos. Por isso, neste trabalho, os fatores responsáveis pela inviabilização foram: OH, gradiente de pH e agentes desinfetante. Portanto, é um tratamento promissor para desinfecção de bactérias, ocorrendo uma sanitização da água. / The electrolytic treatment has a great number of applications in the water treatment. The physical-chemical treatment for solid removal uses flotation and, also it is necessary to put some chemical substances for promoting microorganism disinfection. The chlorine is the disinfectant most used, however it does not eliminate all the pathogens. Hydroxyl radicals (OH) are generated in the electrolytic treatment and they are more reactive than chlorine and also an alternative oxidant for disinfection. The electrolytic treatment can be a substitute or a complement for chlorination processes with the following advantages: the treatment uses a short period of time and, it does not require addition of chemical substance. In the present study the electrolytic treatment effect was operated in batch with recirculation. It uses anode, which the composition was 70% of TiO2 plus 30% of RuO2. On the other hand, the cathode was made of stainless steel. The viability of S. aureus, E. coli, and S. cerevisiae was studied using a flow rate of 200 L h-1 and 500 L h-1, also it was used DC currents of 1.0, 2.0 and 3.0 A for up to 60 min. During the electrolytic treatment were analyzed pH, conductivity, electrical tension, temperature and cellular viability. The results showed that the electrolytic treatment was able to decrease cellular viability in about 100% for E. coli in 45 min and for the S. aureus was about 15 min. However, the electrolytic treatment was not able to kill the S. cerevisiae. The increase of the DC current promoted a better disinfection. Therefore, in this study, the responsible factors for the inviabilization had been: OH, pH gradient and other oxidant agents. Thus, the electrolytic treatment used in this study can be very viable for bacteria disinfection and leading a water sanitization. / Orientador: Edério Dino Bidóia / Coorientador: Peterson Bueno de Moraes / Banca: Rodnei Bertazzoli / Banca: Dejanira de Franceschi de Angelis / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-28T11:02:26Z No. of bitstreams: 1 2013_ArthurTavaresSchleicher.pdf: 1960478 bytes, checksum: d6c9afdcbdadb7882e38072d9cd9c44c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-28T11:25:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ArthurTavaresSchleicher.pdf: 1960478 bytes, checksum: d6c9afdcbdadb7882e38072d9cd9c44c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-28T11:25:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ArthurTavaresSchleicher.pdf: 1960478 bytes, checksum: d6c9afdcbdadb7882e38072d9cd9c44c (MD5) / O presente trabalho avaliou a rejeição de perturbadores endócrinos (estrona, estradiol, etinilestradiol e bisfenol-A) por duas membranas distintas de nanofiltração (NF-270 e DESAL-DK), em dois diferentes valores de pH (6,5 e 10,5) e duas diferentes matrizes (água deionizada e água do lago Paranoá microfiltrada). Os experimentos com água do lago foram conduzidos apenas com a membrana NF-270 e valor de pH 6,5.O trabalho experimental foi desenvolvido em escala de bancada, composta por: módulo de filtração tangencial (SEPA CF II), equipado com manômetro e medidor de vazão de concentrado; reservatório de água de estudo dotado de sistema de controle de temperatura; e bomba centrífuga multiestágio. Nos experimentos utilizando água do lago Paranoá, a água do lago era previamente submetida à microfiltração a vácuo em bancada. As análises quantitativas de bisfenol-A (BFA) foram realizadas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), enquanto as análises de estrona, estradiol e etinilestradiol (HOR) foram realizadas empregando-se cromatografia líquida com espectrometria de massas tandem (CL/EM-EM) precedida de extração em fase sólida (EFS). Todos os experimentos foram conduzidos utilizando-se os mesmos parâmetros operacionais (pressão e temperatura) e rotina experimental. A concentração de bisfenol-A e de cada hormônio na água de alimentação do sistema era, respectivamente, 500 μg/L e 200 ng/L. Em todos os experimentos utilizando água deionizada como matriz, a membrana NF-270 apresentou fluxo permeado de duas a três vezes superior ao da membrana DESAL-DK, chegando a 157 L•m-2•h-1. Para o pH 6,5, as duas membranas apresentaram valores de rejeição estatisticamente semelhantes para todos os compostos estudados. A adoção do valor de pH 10,5 proporcionou rejeição de BFA e HOR estatisticamente superior ao do valor 6,5, para as duas membranas. Os maiores valores de rejeição dos contaminantes foram obtidos com o uso da membrana DESAL-DK e pH 10,5, atingindo 80% e 98% para, respectivamente, BFA e HOR. Na presença de 1 mg/L de carbono orgânico dissolvido na água de estudo, os valores de rejeição dos perturbadores endócrinos obtidos com a membrana NF-270 foram superiores em aproximadamente 10%, com pequena redução do fluxo permeado. No contexto do tratamento de água para abastecimento avaliado, a membrana NF-270 é a opção mais adequada pelo compromisso apresentado entre rejeição dos perturbadores endócrinos e fluxo permeado. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this work was to evaluate the rejection of four endocrine disrupters (estrone, estradiol, ethinylestradiol and bisphenol-A) by two different nanofiltration membranes (NF-270 or DESAL-DK), with two pH values (6.5 or 10.5) and two different water matrices (deionized water and microfiltered Paranoá lake water). The experiments with lake water were carried out using only the NF-270 membrane and pH value 6.5. The bench scale nanofiltration system used to perform the experiments comprises: tangential filtration cell, equipped with pressure gauge and concentrate flowmeter; water reservoir, with temperature control system; and a multistage centrifugal pump. When lake Paranoá water was used in the experiments, it was previously microfiltered in a bench scale vacuum system. Bisphenol-A was analyzed using high performance liquid chromatography (HPLC), while liquid chromatography with tandem mass spectrometry (LC/MS-MS) was used to detect and quantify the three hormones studied (estrone, estradiol e ethinylestradiol). Solid phase extraction (SPE) was used to clean up and concentrate the hormones in the samples. All experiments were conducted under the same operational conditions (pressure and temperature) and filtration protocol. The concentration of bisphenol-A in feed was around 500 µg/L, while the concentration of each hormone was approximately 200 ng/L. Regardless the pH value, in all experiments with deionized water as matrix, the NF-270 membrane provided permeate flux two to three times higher than those obtained with DESAL-DK membrane, up to 157 L•m-2•h-1 . At pH 6.5, the two membranes presented statistically similar rejection of all endocrine disruptors. Both membranes experienced improvement in rejection of all studied pollutants when pH value was increased to 10.5. At his pH value, DESAL-DK membrane presented higher rejection values than NF-270, reaching 80% and 98% respectively, of bisphenol-A and hormones. Using the NF-270 membrane with lake water containing about 1 mg/L of DOC as feed water, endocrine disruptors rejections were increased about 10%, with a slight decrease in permeate flux. In the scenario evaluated, the NF-270 membrane is suitable for drinking water treatment purposes based on the compromise between endocrine disruptors rejection and permeate flux.

Dissertação (mestrado) - Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-02-26T19:33:00Z No. of bitstreams: 1 2014_IngrithMarcelaRomeroMendez.pdf: 3150310 bytes, checksum: 4710ae3803b4e8f7638a3916b462aa5b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-02-27T19:07:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_IngrithMarcelaRomeroMendez.pdf: 3150310 bytes, checksum: 4710ae3803b4e8f7638a3916b462aa5b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-27T19:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_IngrithMarcelaRomeroMendez.pdf: 3150310 bytes, checksum: 4710ae3803b4e8f7638a3916b462aa5b (MD5) / O presente estudo avaliou o desempenho da filtração direta ascendente na remoção de microesferas de poliestireno, em substituição a oocistos de Cryptosporidium, no tratamento de águas com turbidez moderada e cor elevada, usando quitosana como coagulante. As águas de estudo tiveram como matriz a água do Lago Paranoá. Na água de estudo I (AEI) a turbidez, induzida com caulinita, era de cerca de 30 uT. A água de estudo II (AEII), apresentava cor próxima de 50 uH e foi induzida com ácidos húmicos. Inicialmente foram elaborados diagramas de coagulação para definir as condições ótimas de coagulação a serem adotadas nos ensaios de filtração. Os ensaios de filtração direta ascendente foram efetuados em uma instalação piloto. Foram efetuados 10 ensaios de filtração com a água AEI e 7 ensaios com a água AEII, inoculando microesferas em concentração de 105 me./L. A taxa de filtração adotada foi de 120 m3/m2d. As condições de coagulação testadas incluíram sub-dosagens, dosagens ótimas e super-dosagens de coagulante. Em condições ótimas de coagulação, na maioria dos experimentos com a água AEI os efluentes apresentaram níveis de turbidez inferiores a 0,5 uT com residuais de microesferas (6 a 64 me./L) que corresponderam a remoções entre 3,54 log e 4,91 log durante a operação regular do filtro. Já com a água AEII, foi alcançada menor remoção dessas partículas (3,72 e 4,4 log) e por tanto maiores residuais de microesferas (13 a 96 me./L) mesmo com níveis de turbidez na água filtrada de 0,3 uT. Considerando as microesferas indicadores confiáveis da remoção de oocistos, essas concentrações encontradas nos efluentes do filtro foram bem superiores à concentração limite para um risco mínimo de infecção por oocistos de Cryptosporidium de 10 -4, prescrito pela OMS. Em geral, o emprego de condições de coagulação não ótimas pode causar decréscimo da eficiência do filtro ascendente na redução dos parâmetros de qualidade da água e o incremento da concentração de partículas com tamanho similar aos oocistos no efluente. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present study evaluates the up-flow in-line filtration performance in the removal of polystyrene microspheres, in substitution of Cryptosporidium oocysts, in the treatment of waters with moderate turbidity and high color, using chitosan as a coagulant. The waters of study had as matrix Lake Paranoá water. In the water of study I the turbidity kaolinite-induced, was of about 30 NTU. The water of study II, presented color next 50 uH by color humic acid-induced. Initially coagulation diagrams were developed to define the optimal coagulation conditions to be adopted in the filtration experiments. The up-flow in-line filtration experiments were performed in a pilot-scale installation. Were performed 10 filtration experiments with the water of study I and 7 experiments with the water of study II, spiking microspheres at a concentration of 105 me./L. The filtration rate adopted was 120 m3/m2d. The tested coagulation conditions included optimal doses, sub-optimal and over-optimal doses of coagulant. Most of the filtration experiments with the water of study I at optimal coagulation conditions presented levels of turbidity lower of 0.5 NTU with microspheres residuals (6 a 64 me./L) that corresponded to removals between 3.54 log and 4.91 log during regular operation of the filter. But, with the water of study II relatively less removals of these particles were observed (3.72 – 4.40 log) and therefore higher microspheres residuals (13 to 96 me./L) even with turbidity levels in the filtered water of 0.3 NTU. Considering the microspheres reliable indicators of removal of oocysts, the concentrations found in the filter effluent were well above the concentration limit for a minimal risk of infection by Cryptosporidium 10 -4 as prescribed by WHO. In general, the use of non-optimal coagulation conditions can cause the up-flow filter efficiency decrease in reducing water quality parameters and the increment of the concentration of oocysts-sized particles in the effluent.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-10-28T20:41:35Z No. of bitstreams: 1 2006_Ana Elisa Silva de Melo.pdf: 6674592 bytes, checksum: d29a2a722b8a7a018085a7b6f619a2ea (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-17T16:25:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Ana Elisa Silva de Melo.pdf: 6674592 bytes, checksum: d29a2a722b8a7a018085a7b6f619a2ea (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-17T16:25:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Ana Elisa Silva de Melo.pdf: 6674592 bytes, checksum: d29a2a722b8a7a018085a7b6f619a2ea (MD5) / O presente trabalho apresenta uma avaliação do desempenho da filtração lenta na remoção de células viáveis de Cylindrospermopsis raciborskii e de saxitoxinas na água para consumo humano. Também foi realizada uma investigação preliminar da potencialidade da pré-filtração ascendente em pedregulho como sistema de pré-tratamento para a filtração lenta no tratamento de águas com elevada presença de células de C. raciborskii. O trabalho foi desenvolvido em escala piloto, e divido em duas etapas experimentais. Na 1ª Etapa Experimental, a instalação piloto era constituída por um sistema de filtração lenta, composto por dois filtros lentos operando em paralelo. Já na 2ª Etapa Experimental, foi adicionada à instalação piloto uma unidade de pré-filtração ascendente em pedregulho precedendo os filtros lentos. Os filtros lentos foram operados com taxa de filtração de 3m3/m2.dia e o pré-filtro ascendente em pedregulho com taxa de filtração de 10m3/m2.dia. Durante a 1ª Etapa Experimental, foi avaliado o desempenho dos filtros lentos quando alimentados com água bruta (lago Paranoá) inoculada com diferentes concentrações de células de C. raciborskii (105 a 6x106céls./mL) ou saxitoxinas extracelulares (3μg/L). De acordo com os resultados obtidos, o processo de filtração lenta foi bastante eficiente na remoção de células de C. raciborskii com concentrações da ordem de 105 céls./mL. Entretanto, para as concentrações mais elevadas de C. raciborskii (acima de 1x106 céls./mL), a filtração lenta como única etapa de tratamento não se apresentou como alternativa mais apropriada, pois permite o traspasse de turbidez, clorofila-a, saxitoxinas intra e extracelulares, além de apresentar acelerado desenvolvimento da perda de carga. Nos períodos de traspasse, ocasionados pelo carreamento de células de C. raciborskii previamente retidas no meio filtrante, os filtros lentos produziram efluentes com valores de turbidez, clorofila-a, saxitoxinas intracelulares em torno de 2UT, 10μ/L e 5μg/L, respectivamente. Foi detectada a presença de saxitoxinas extracelulares na água filtrada quando o filtro lento era alimentado com 106 céls./mL de C. raciborskii, confirmando a ocorrência de lise de parte das células retidas no meio filtrante. Foi também observado um impacto negativo da presença de saxitoxinas na água bruta sobre a remoção de coliformes. Os resultados da 2ª Etapa Experimental sugerem que pré-filtração antecedendo a filtração lenta apresenta grande potencial de aplicação no tratamento de águas com elevadas concentrações de células de C. raciborskii (acima de 106 céls./mL). O pré-filtro ascendente em pedregulho conseguiu remover parte das células de C. raciborskii presentes na água bruta produzindo efluentes capazes de evitar o desenvolvimento acelerado da perda de carga nos filtros lentos. Diferentemente do observado com o uso de filtro lento como unidade única de tratamento, a turbidez, o teor de clorofila-a e saxitoxinas totais (intra + extracelulares) dos efluentes dos filtros lentos se mantiveram abaixo de 0,3UT, 2μg/L e 0,2μg/L, respectivamente, mesmo quando a água bruta que alimentava o sistema apresentava concentrações de células de C. raciborskii muito elevadas (7x106 céls./mL). Entretanto, a remoção de turbidez e clorofila-a no pré-filtro ascendente em pedregulho apresentaram valores abaixo dos verificados para essa unidade na literatura. Dessa forma, faz-se necessário a realização de estudos para otimização dos parâmetros de projeto e operação da unidade de pré-filtração. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents an evaluation of the performance of the slow sand filtration in the removal of viable cells of Cylindrospermopsis raciborskii and extracellular saxitoxin from raw water. Also, it was carmed out a preliminary investigation on the use of the upflow roughing filtration as pretreatment stage for slow sand filtration in treatment of raw water with very high concentration Cylindrospermopsis raciborskii cells. The work was developed in a pilot scale and was carried out in two experimental stages. In the first stage, the pilot plant comprises two slow sand filtration units operated in parallel. In the second stage, an upflow rough filter was installed before the slow sand filters. The slow sand filters were operated at filtration rate of 3m3/m2.day and the upflow rough filter at filtration rate of 10m3/m2.day. During the 1st stage, the slow sand filters were fed with raw water (Paranoá lake water) spiked with different concentrations of a cultived toxic strain C. raciborskii (105 to 6x106cells/mL) or with extracellular saxitoxins (3μg/L). Based on the results, the process of slow sand filtration is very efficient in the removal of cells of C. raciborskii in the range of 105cells/mL. However, for a raw water with higher concentrations of cells of C. raciborskii (>1x106 cells/mL), the slow sand filtration as sole treatment step don’t seems to be the adequate alternative of treatment, once it was observed the occurrence of turbity, chlorophyll-a, intra and extracellular saxitoxins breakthrough. Furthermore a high head-loss development was observed during the filtration process. Breakthrough occurred mainly as a result of detachment of part of the cells previously retained in the filter. During breakthrough periods the slow sand filters produce effluents with concentration of turbity, chlorophyll-a and intracellular saxitoxins higher than 2NTU, 10μg/L and 5μg/L, respectively. When the presence of saxitoxins in the raw water was mostly in the intracellular fraction, raw water with 106cells/mL of C. raciborskii, it was detected presence of extracellular saxitoxins in the filtered water, confirming that cells lyses was occurring in the filter bed. It was confirmed that presence of saxitoxins in the raw water has a negative impact in the removal of coliforms. The results of the 2nd stage suggest that the use of upflow filter before the slow sand filtration shows great potential for the treatment of waters with high concentrations of cells of C. raciborskii (higher than 1x106 cells/mL). The upflow rough filter was able to prevent the high rate of the head-loss development in the slow sand filters that was observed in the 1st stage. The use of the roughing filtration as pretreatment for the slow sand filters allowed these units to produce effluents with turbity, chlorophyll-a and total saxitoxins (intra+extracellular) lower than 0,3NTU, 2μg/L e 0,2μg/L, respectively, even when the concentration of C. raciborskii in the raw water was 7x106cells/mL. However, the removal efficiency of turbity and chlorophyll-a in the upflow rough filter was lower than that reported in the literature. Thus, future studies aiming the optimization of project and operational parameters must be pursued.

Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-01-26T13:35:50Z No. of bitstreams: 1 2011_MariaMartinsNascimento.pdf: 5276362 bytes, checksum: 4153237396eb41bdba98dcc395722010 (MD5) / Approved for entry into archive by Elzi Bittencourt(elzi@bce.unb.br) on 2012-01-26T14:33:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_MariaMartinsNascimento.pdf: 5276362 bytes, checksum: 4153237396eb41bdba98dcc395722010 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-26T14:33:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_MariaMartinsNascimento.pdf: 5276362 bytes, checksum: 4153237396eb41bdba98dcc395722010 (MD5) / As florações de cianobatérias provocadas pelo aporte de nutrientes nos corpos de água impactam a qualidade das águas. Esses micro-organismos ao serem lisados liberam toxinas para a água. O tratamento de água convencional - coagulação, floculação, sedimentação e filtração - não é eficiente na remoção dessas cianotoxinas dissolvidas, porém a oxidação no durante a etapa de desinfecção (cloração) pode ser uma alternativa para a remoção desses compostos. Sendo assim, o presente trabalho teve por objetivo estudar o processo de oxidação de microcistinas dissolvidas usando o hipoclorito de sódio como oxidante, avaliando a cinética de oxidação, influência da dose e tempo de contato, bem como a caracterização das microcistinas produzidas pela linhagem NPLJ-4 de Microcystis aeruginosa e a validação o método para determinação de microcistina-LR por cromatografia líquida com detector de massas (CL-MS/MS). Os resultados obtidos sugerem a presença de seis variantes de microcistinas produzidas pela linhagem NPLJ-4, sendo a mais abundante a [D-Leu] MCYST-LR. O método de determinação da MCYSTLR implementado apresentou, na faixa de 1-50 μg L-1, boa linearidade, com coeficiente de ajuste (r) maior que 0,99. A repetitividade do método, obtida mediante a fortificação de amostras com diferentes concentrações de microcistina-LR, apresentou resultados satisfatórios (CV % < 20). Os Limites de Detecção (LOD) e de Quantificação (LOQ) foram inferiores a 1,0 μg L-1 de MCYST-LR, valor máximo permito pela legislação brasileira sobre potabilidade da água, indicando a aplicabilidade do método para o controle de água para consumo humano. Nas condições avaliadas, microcistinas semi-purificadas oxidadas com hipoclorito de sódio em valor de pH 6, os resultados mostraram que a oxidação segue uma cinética de pseudo-primeira ordem em relação à concentração de microcistinas e a eficiência de remoção foi proporcional ao CT (concentração de cloro vezes tempo de contato). Para concentrações de microcistinas de cerca de 100, 40 e 20 μg L-1, os produtos CT mínimos necessários para obtenção de concentrações de microcistinas atendendo o padrão de potabilidade foram, respectivamente, 120, 60 e 30 mg L-1 min. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Blooms of cyanobacteria caused by nutrients loads to water sources impacts water quality. When these microorganisms are lysed they release toxins into the water. The conventional water treatment, based in coagulation, flocculation, sedimentation and filtration, is not effective in removing these dissolved cyanotoxins, but the oxidation during chlorination can be an alternative for the removal of such microcontaminants. Therefore, this work aimed to study the oxidation of microcystins using sodium hypochlorite as oxidant, evaluating the oxidation kinetics, the influence of dose and oxidation time, as well as the characterization of microcystins variants produced by Microcystis aeruginosa NPLJ-4 strain and optimization and validation of the analytical method for determination of MCYST-LR by liquid chromatography coupled with mass spectrometry (LC-MS/MS). The results indicated the presence of six variants of microcystins produced by the M. aeruginosa NPLJ-4 strain, with the [D-Leu] MCYST-LR being the most abundant toxin. The LC-MS/MS method for quantification of MCYST-LR showed good linearity in the range of 1 to 50 μg L-1, with fitness coefficient (r) > 0.99. The repeatability, obtained by fortifying blank samples with different concentrations of microcystin-LR, was considered satisfactory (CV% < 20). The limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) were lower than 1.0 mg L-1 of MCYST-LR, the Brazilian drinking water standard, suggesting the applicability of the method for the drinking water quality control. Under the conditions studied, oxidation of semi-purified microcystins with sodium hypochlorite at pH 6, the results showed that the oxidation followed a pseudo-first order kinetics regarding the microcystins concentration and the removal efficiency was related to CT product (concentration of chlorine times oxidation time). For concentrations of microcystins of around 100, 40 e 20 μg L-1, the minimum CT values of 120, 60 e 30 mg L-1 min, respectively, are necessary to guarantee residual concentrations of microcystins bellow de drinking water standard, 1.0 mg L-1.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, 2007. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-02-13T14:16:28Z No. of bitstreams: 1 2007_MarianaSousaFreitas.pdf: 1520344 bytes, checksum: 42c8bbe0cb46cf5d2a92306b5c7a94d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2012-02-15T12:03:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_MarianaSousaFreitas.pdf: 1520344 bytes, checksum: 42c8bbe0cb46cf5d2a92306b5c7a94d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-15T12:03:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_MarianaSousaFreitas.pdf: 1520344 bytes, checksum: 42c8bbe0cb46cf5d2a92306b5c7a94d2 (MD5) / A eutrofização dos mananciais propicia o desenvolvimento de cianobactérias capazes produzir e liberar toxinas que podem afetar a saúde de homens e animais. No Brasil há diversos relatos da ocorrência de florações tóxicas da espécie Microcystis aeruginosa, produtoras de microcistinas, em mananciais de abastecimento público, e tem se verificado o aumento da ocorrência de florações de Cylindrospermopsis raciborskii, produtoras de saxitoxinas. As etapas de coagulação, floculação, sedimentação e filtração do tratamento convencional, o mais utilizado no país, não são capazes de remover cianotoxinas dissolvidas, porém a oxidação no tanque de contato pode ser uma alternativa para a remoção desses compostos. Nesse sentido, o presente trabalho avaliou a eficiência de remoção de microcistinas e saxitoxinas por meio da oxidação utilizando cloro livre na forma de hipoclorito de sódio. Ensaios em escala de bancada foram realizados utilizando o equipamento de teste de jarros, tendo como águas de estudo material obtido a partir da lise de células cultivadas de Microcystis aeruginosa e de Cylindrospermopsis raciborskii diluídos em água deionizada e água do lago Paranoá. As águas estudadas continham, portanto, cianotoxinas e outros compostos orgânicos originados a partir da lise celular e, em alguns casos, compostos orgânicos naturalmente presentes na água. Os ensaios foram realizados em valores de pH de aproximadamente 5,0. Tanto no caso das águas contendo microcistinas como no caso de águas contendo saxitoxinas, a demanda de cloro foi elevada e remoções significativas de toxinas só ocorreram em dosagens elevadas de cloro. Nas condições estudadas, para a quase completa remoção de cerca de 80 μg/L de microcistinas da água de estudo, foram necessárias dosagens de cloro próximas a 11 mg/L. Entretanto, para reduzir a concentração de neoSTX de 73 μg/L para valores próximos a 31 μg/L foram necessários cerca de 20 mg/L de cloro. Além disso, os estudos com as variantes dcSTX e STX de saxitoxinas indicaram que estas variantes são mais estáveis com relação à oxidação do que a variante neoSTX. Os ensaios realizados com material da lise de M. aeruginosa diluída em água do lago Paranoá indicaram que as microcistinas e os demais produtos liberados pela lise celular são mais facilmente oxidadas do que os compostos presentes naturalmente na água do lago. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The eutrophication of lakes and reservoirs may favor blooms of cyanobacteria species capable of producing and releasing toxins that can affect human and animal health. In Brazil there have been several reports about the occurrence of toxic blooms of Microcystis aeruginosa in waters supply reservoirs and the increasing of Cylindrospermopsis raciborskii blooms. It is known that the coagulation, flocculation, sedimentation and filtration steps of the conventional treatment are not able to remove dissolved cyanotoxins effectively, but oxidation in the contact tank may be an alternative for the removal of these compounds. In this context, the aim of this work was to study the removal of microcystins and saxitoxins by oxidation using sodium hypochlorite. Bench oxidation experiments using jartest equipment were carried out at pH value around 5. The model waters used were obtained from the lysis of Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii cultivated cells, diluted in deionized water and Lake Paranoá water. Therefore, the model water studied containing cyonotoxins toxins and other cell released organic compounds. Independently of the toxin studied, microcystins or saxitoxins, the chlorine demand was high and acceptable removal of toxins were only possible with high doses of chlorine. Under the condition studied, for a near total removal of 80 μg/L of microcystins, it was necessary to dose about 11 mg/L of chlorine. However, reducing 73 μg/L of neoSTX to a concentration around 31 μg/L was only obtained with a dose of 20 mg/L of chlorine. Moreover, results of experiments with two other variants of saxitoxins, STX and dcSTX, suggest that these variants are more resistant to oxidation with chlorine than the neoSTX. Oxidation experiments carried out with lysed material of Microcystis aeruginosa cells diluted in Paranoá lake water indicated that microcystins and other cell released compounds are easily oxidized than natural organic matter present in the lake water.

Orientador : Carlos Gomes da Nave Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-27T22:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_RenataOttina_M.pdf: 5547756 bytes, checksum: e82e287a4f2b4e8317d2114c9a040ebc (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O presente apresenta uma solução alternativa de tratamento de águas de abastecimento, a partir do emprego da floculação em meio poroso, também denominada por floculação estática ou laminar, em função da configuração dos reatores hidráulicos de floculação e do fluxo que os atravessa. Desta forma, objetiva-se reduzir o tempo de floculação com perspectiva de redução do custo de implantação e operação de ET As convencionais. Para tanto, propos-se a investigação de reatores preenchidos com feixes de tubulações de PVC rígido soldável, alternativos aos convencionais, cujo desempenho, foi comparativamente analisado frente a reatores preenchidos com pedregulho. Foram realizados ensaios com taxa de aplicação superficial de 60, 90, 120, 150 e 180 m3jm2dia a fim de determinar as condições operacionais, tendo em vista o período de floculação, a evolução da perda de carga e condições de acúmulo de lodo no seu interior, utilizando-se água natural, coagulada com cloreto férrico / Abstract: The present work aims at to present an alternative solution of supplying wahandling, from the job of the flocculation in porous way, also called for static or lamir flocculation, as function of the pattern of hydraulic reactors of flocculation and it streé that crosses them. Of this form, objective to reduce the time of flocculation w perspective of reduction of the implantation cost and conventional operation of ET As. For in such a way, an inquiry has been proposed of reactors filled with beams pipe of weldable rigid PVC, whose performance, was compared and analyzed w reactors filled with pebble. Assays with rate of superficial application of 60, 90, 120, 1 and 180 m3/m2day had been carried through in order to determine the operatiol conditions, in view of the period of flocculation, the evolution of the loss of load a conditions of accumulation of sludge in its inward, using water, coagulate with fel chloride / Mestrado / Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Orientador : Laura Maria Mariscal Ottoboni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-01T23:53:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogusucu_Renata_M.pdf: 6995501 bytes, checksum: 4ecee04d3f3852a5d1909fb42babec91 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-09-28T11:52:43Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1927441 bytes, checksum: 9491b986a90ab6de8c98036bffd8acf4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T11:52:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1927441 bytes, checksum: 9491b986a90ab6de8c98036bffd8acf4 (MD5) Previous issue date: 2018-08-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo geral deste trabalho foi implementar o uso de ferramentas estatísticas na otimização do processo de eletrocoagulação para o tratamento de águas superficiais; comparar os mecanismos de coagulação dominantes na eletrocoagulação com eletrodos de alumínio e no tratamento convencional com sulfato de alumínio; e avaliar técnica e economicamente o uso da eletrocoagulação baseada em energia fotovoltaica como tratamento complementar à remoção de poluentes de águas para consumo humano. Inicialmente os modelos e condições ótimas de operação para a eletrocoagulação foram baseados na metodologia de “superfície de resposta” usando o delineamento composto central. A função “desejabilidade” foi utilizada para encontrar as condições operacionais que levassem ao aumento da remoção de cor aparente, da demanda química de oxigênio (DQO) e da turbidez, de maneira simultânea. Foi possível cumprir o padrão estético/organoléptico estipulado para esta etapa do processo (cor < 15 uH, DQO < 18 e turbidez < 5 uT) considerando três amostras de água (turbidez inicial baixa, média e alta). Em uma segunda etapa, gráficos de isoeficiência para remoção de poluentes foram utilizados para determinar e comparar os mecanismos de coagulação atuantes na coagulação convencional e na eletrocoagulação. Para águas com turbidez inicial baixa o mecanismo de adsorção de cargas mostrou eficiências de remoção maiores nos dois tratamentos estudados. Para águas com turbidez inicial média e alta, o mecanismo de varredura mostrou-se eficiente nas duas tecnologias utilizadas. Na terceira fase, a metodologia de superfície de resposta foi utilizada para desenvolver modelos matemáticos considerando os efeitos dos parâmetros intensidade de corrente e tempo de eletrólise (i.t) sobre a remoção da cor aparente e turbidez de uma amostra de água proveniente do rio Turvo Sujo. As condições de desenho e operação para o sistema integrado eletrocoagulação-sistema fotovoltaico (EC-SF) foram estabelecidas assumindo o conceito de reprodutibilidade das condições quando conhecidos os parâmetros de uma única célula eletrolítica. A metodologia estatística utilizada mostrou-se eficiente para a previsão dos melhores valores do binômio i.t, permitindo o cumprimento do padrão estético/organoléptico (cor < 15 uH e turbidez < 5 uT). O desenho de um sistema EC-SF que suprisse a necessidade de consumo de 50 pessoas foi realizado para avaliação do custo do tratamento. Para isto foram considerados o custo do material do eletrodo e o custo de energia elétrica, obtendo-se um custo de R$ 0,70 m -3 de água clarificada. A correlação existente entre as respostas analisadas permitiu encontrar condições especificas dos parâmetros, auxiliando a determinação de pontos de trabalho seguros na operação. A eletrocoagulação mostrou-se eficiente para clarificar águas naturais com diferentes características de turbidez inicial. No que diz respeito aos mecanismos de coagulação encontrados, para águas com turbidez inicial média e alta, o mecanismo de varredura mostrou-se eficiente nas duas tecnologias utilizadas. No entanto, a amplitude de eficiência de remoção, quando utilizada a coagulação convencional, abrange uma área maior do que quando utilizada a eletrocoagulação. Isto implica em uma maior segurança operacional quando ocorrem eventuais flutuações das características da água bruta, bem como no controle da dosagem de coagulante empregado. A metodologia de superfície de resposta permitiu encontrar condições ótimas para os parâmetros de operação, auxiliando na determinação dos parâmetros relativos às necessidades energéticas e de dimensionamento de um sistema fotovoltaico integrado à célula eletrolítica. Assim é possível instalar o sistema EC-SF em qualquer localização onde existam níveis satisfatórios de irradiação como uma alternativa inovadora que ao mesmo tempo ofereça uma opção sustentável ao tratamento de águas em zonas rurais utilizando energias renováveis. / The general objective of this work was to implement the use of statistical tools in the optimization of the electrocoagulation process in surface waters. Also, to compare the dominant coagulation mechanisms in electrocoagulation with aluminium electrodes and in the conventional treatment with aluminium sulphate. Even, technically and economically evaluate the use of electrocoagulation based on photovoltaic energy as a complementary treatment to pollutants removal from water for human consumption. Initially the models and optimal operating conditions for electrocoagulation were based on the response surface methodology using the central composite design. The desirability function was used to find the operating conditions that lead to increased apparent color removal, Chemistry Oxygen Demand (COD) and turbidity simultaneously. It was possible to comply with the aesthetic / organoleptic standard stipulated for this stage of the process (color <15 uH, COD <18 and turbidity <5 uT) considering the three types of studied waters (initial turbidity; low, medium and high). In a second step, isoefficiency plots for pollutants removal were used to determine and compare the coagulation mechanisms acting on conventional coagulation and electrocoagulation. For waters with low initial turbidity, the adsorption mechanism showed higher removal efficiencies in both studied treatments. For water with medium and high initial turbidity, the scanning mechanism was common in both used technologies. In the third step, the response surface methodology was used to develop mathematical models considering the effects of the current intensity and electrolysis time (i.t) parameters on the apparent colour and turbidity removal of a dirty river water sample. The design and operation conditions for the EC-SF integrated system were established assuming the reproducibility concept of the conditions when the parameters of a single electrolytic cell were known. The used statistical methodology proved to be efficient for predicting the best values of the “i.t” binomial, allowing compliance with the aesthetic / organoleptic standard (colour <15 uC and turbidity <5 Ut). The design of an EC-SF system that met the need for consumption of 50 people was conducted to evaluate the cost of treatment. To this, were considered the cost of the electrode material and the cost of electricity for determining a rate of R$ 0,7 m -3 of clarified water. The correlation between the analysed answers allowed to find specific conditions of the parameters, helping to determine safe working points in the operation. Electrocoagulation was efficient to clarify natural waters with different characteristics of initial turbidity. Regarding the coagulation mechanisms found for water, with medium and high initial turbidity, the scanning mechanism was common in both used technologies. However, the breadth of removal efficiency, when using conventional coagulation, covers a larger area than when using electrocoagulation. This may imply greater operational safety, when eventual fluctuations in the raw water characteristics occur, as well as in the dosage control of the employed coagulant. The response surface methodology allowed finding optimum conditions for the operation parameters, helping to determine the parameters related to the energy requirements and the design of a photovoltaic system integrated to the electrolytic cell. Thus, it is possible to install the EC-SF system in any location where irradiation satisfactory levels are reached. Becoming it in an innovative alternative that offers a sustainable option to the water treatment in rural areas using renewable energies.