Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In water treatment plants (WTP) the solid waste generation is considered very high. The sludge from WTP have their own characteristics, which depend mainly on the captured water quality, the chemicals used in the treatment and cleaning method of the settling basins. The sludge characterization is carried out in laboratory tests before using any type of product or method of treatment. The thickening is one of the most important stages of sludge treatment and it aims to decrease the volume and increase the solids concentration. In this work it was evaluated the performance of the sludge thickening of the WTP São Gabriel RS (Brazil) by sedimentation and flotation with dissolved air (DAF). Sludge samples were collected in two sampling campaigns, which it was characterized and used in the thickening studies. Five different types of polymers (among cationic, anionic and nonionic) were employed, and those which resulted in lower residual turbidity of the clarified water after flocculation, were used in thickening studies. The parameters evaluated after thickening were: remaining turbidity of the clarified water; solids concentration; settling rate (velocity); and resistance to filtration. In the quantitative characterization sludge it was evident in the sludge mass production by means of an empirical equation of 11.8 tons / month and 11.1 tons / month by in loco measurement. Qualitatively the sludge had low biodegradability, and it was classified as waste Class II A - Not Inert , according to the Brazilian Regulation NBR 10.004 (2004). In the thickening studies with different dosages of cationic and anionic polymers (very low density charge - MB) for the settling tests, and only the cationic polymer-MB showed good results for the DAF. In order to compare settling and flotation thickening processes it was found that the remaining turbidity of the clarified water had lower values by treating by DAF. The higher solids concentrations were found in the sludge thickened by sedimentation, to the dosages of 1.0 and 1.5 mg cationic pol. - MB/g SST (7.05 and 7.10%) and 0.25 mg anion pol./g SST (7.04%). Settling rates of the thickened sludge by DAF 50% was higher than the other treatments, but showed no statistic difference to the different polymer dosages. In particular sludge strength tests gave the lowest value for the treatment by sedimentation for dosage of 4.5 mg pol. cationic - MB / g SST (9.0 x 1012 m.kg-1). In conclusion, the use of polymers aided the sludge thickening both in sedimentation as in the DAF thickening processes. However it is necessary prior to the decision making in choosing the kind of the thickening process, to evaluate the polymer type and dosage, determine what will be the subsequent processes of sludge treatment, and which parameters are most relevant according to the WTP. Yet it must be considered the cost and available staff before opting for the use of sludge thickening by sedimentation or DAF. / Em estações de tratamento de água (ETAs) ocorre uma geração elevada de resíduos sólidos. Os lodos de ETAs apresentam características próprias, que dependem principalmente da qualidade da água captada, dos produtos químicos utilizados no tratamento e método de limpeza dos decantadores. A caracterização do lodo é feita com ensaios em laboratório antes de empregar qualquer tipo de produto ou método de tratamento nos resíduos. O adensamento constitui umas das fases mais importantes do tratamento do lodo, pois visa a diminuição do volume e máxima concentração de sólidos. Neste trabalho foi avaliado o desempenho do adensamento do lodo de decantadores da ETA de São Gabriel RS (Brasil), por meio de sedimentação e flotação a ar dissolvido (FAD). Amostras de lodo foram coletadas em duas campanhas de amostragem, sendo este, após caracterizado, utilizado nos ensaios de adensamento. Avaliou-se a utilização de cinco tipos de polímeros (catiônico, aniônico e não-iônico), e aqueles que resultaram em menor turbidez remanescente da água clarificada, após a floculação, foram utilizados nos ensaios de adensamento. Os parâmetros avaliados após o adensamento foram: turbidez remanescente da água clarificada; concentração de sólidos; velocidade de clarificação; e resistência a filtração. Na caracterização quantitativa do lodo foi evidenciada a produção de massa de lodo, por meio de equação empírica, de 11,8 toneladas/mês e de 11,1 toneladas/mês por meio de medição in loco. Qualitativamente o lodo apresentou baixa biodegradabilidade, e quanto à classificação segundo a NBR 10.004 de 2004, o lodo foi classificado como resíduo Classe II A Não Inerte. Nos ensaios de adensamento com diferentes dosagens dos polímeros aniônico e catiônico (muito baixa densidade da carga MB) nos ensaios de sedimentação, e para a FAD apenas o polímero catiônico MB. Na comparação dos tratamentos verificou-se que a turbidez remanescente da água clarificada obteve menores valores por meio do tratamento por FAD. As maiores concentrações de sólidos foram encontradas no lodo adensado por sedimentação, para as dosagens de 1,0 e 1,5 mg pol. catiônico - MB/g SST (7,05 e 7,10%) e 0,25 mg pol. aniônico/g SST (7,04%). A velocidade de clarificação do lodo adensado por FAD 50% foi superior aos demais tratamentos, mas não apresentou diferença estática para as distintas dosagens. Nos ensaios de resistência específica do lodo obteve-se menor valor para o tratamento por sedimentação para a dosagem de 4,5 mg pol. catiônico - MB/g SST(9,0E+12 m.kg-1). Conclui-se que a utilização dos polímeros auxiliou no adensamento do lodo, tanto na sedimentação quanto na FAD. Contudo faz-se necessário antes da tomada de decisão na escolha do processo de adensamento, do tipo de polímero e dosagem utilizada, determinar quais serão os processos subsequentes de tratamento do lodo, e quais os parâmetros são mais relevantes dentro da realidade da ETA. Ainda deve-se considerar os custos e a disponibilidade de pessoal qualificado antes de optar pelo emprego do adensamento do lodo por sedimentação ou por FAD.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, we evaluated the quality of filter backwash water and sludge decanter Water Bom Jardim Treatment Plant, located in Uberlandia, Minas Gerais, after sequential treatment with drainage bed, flotation and filtration dissolved air, all bench scale. Compounds were evaluated drainage bed effluent three different types of geotextile webs: RT-21, RT-26 and RT-31, and tested three kinds of constituents of the sand grain size filters. The effluent drained, after passage through the drainage bed, passed through the flotation unit dissolved air and then by filtration units. Preliminary tests with crude sample of filter backwash water and sludge decanter, in order to characterize it and evaluate it as its physical, chemical and biological were performed. The geotextile webs used were chosen from results of previous studies, performed with the same type of system. The experiments were divided into stages I and II. In step I were conducted without addition of coagulant or auxiliary experiments on coagulation / flocculation flotation. The samples, after passage through the system, evaluating physical parameters pH, turbidity, true color and apparent color and about the chemical parameters, remaining concentrations of aluminum and iron. Step II The same tests were carried out in the same step I and determination of quality parameters, however, with aluminum sulphate dose of 5, 10 and 15 mg / L in the coagulation / flocculation flotation. Tests conducted in step I showed better performance were performed with the RT-26 blanket in the output of filter 01 with a reduction of 91.8% of the apparent color, 41.4% of true color and 97.6% turbidity. In phase II trials conducted in the best performance was drained with the RT-mat 26 the output of the filter 02 when subjected to a dosage of 15 mg / L aluminum sulfate as a coagulant agent. There was a reduction of 96.4% of the apparent color, 86.2% of true color and 99.6% turbidity. The presented results confirm the efficiency of the system in removing solids present in the water washing of filters and ETA decanter sludge studied and confirmed the capability of using this system as an alternative to disposal or optionally for a new water supply line treated. / Neste trabalho foi avaliada a qualidade da água de lavagem de filtros e de lodo de decantador da Estação de Tratamento de Água Bom Jardim, localizada na cidade de Uberlândia-MG, após tratamento sequencial por leito de drenagem, flotação por ar dissolvido e filtração, todos em escala de bancada. Foram avaliados efluentes de leitos de drenagem compostos de três tipos de mantas geotêxteis distintas: RT-21, RT-26 e RT-31, e testados três tipos de granulometria de areia constituintes dos filtros. O efluente drenado, após passagem pelo leito de drenagem, passava pela unidade de flotação por ar dissolvido e em seguida pelas unidades de filtração. Foram realizados testes preliminares com amostra bruta da água de lavagem de filtros e de lodo de decantador, com o objetivo de caracterizá-la e avaliá-la quanto as suas características físicas, químicas e biológicas. As mantas geotêxteis utilizadas foram escolhidas a partir de resultados de trabalhos anteriores, realizados com o mesmo tipo de sistema. Os experimentos foram divididos nas etapas, I e II. Na etapa I foram conduzidos experimentos sem adição de agente coagulante ou auxiliares na coagulação/floculação da flotação. As amostras, após passagem pelo sistema, foram avaliadas quanto aos parâmetros físicos pH, turbidez, cor verdadeira e cor aparente e quanto aos parâmetros químicos, concentrações remanescentes de Alumínio e Ferro. Na etapa II foram realizados os mesmos ensaios da etapa I e mesmas determinações dos parâmetros de qualidade, entretanto, com dosagem de sulfato de alumínio de 5, 10 e 15 mg/L na coagulação/floculação da flotação. Os ensaios conduzidos na etapa I que mostraram melhor desempenho foram os realizados com a manta RT-26 na saída do Filtro 01 com redução de 91,8% da cor aparente, 41,4% da cor verdadeira e 97,6% da turbidez. Nos ensaios conduzidos na etapa II o melhor desempenho foi com o drenado da manta RT-26 na saída do Filtro 02 quando submetido a uma dosagem de 15 mg/L de sulfato de alumínio, como agente coagulante. Houve redução de 96,4% da cor aparente, 86,2% da cor verdadeira e 99,6% da turbidez. Os resultados apresentados confirmam a eficiência do sistema na remoção de sólidos presentes na água de lavagem de filtros e de lodo de decantador da ETA estudada, e confirmam a potencialidade de utilização deste sistema como alternativa ao descarte e como opção de nova linha de fornecimento de água tratada. / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoAbneFigueiredoNeto.pdf: 3315403 bytes, checksum: fa71315e1c2d245dfe9bb258f5291ad0 (MD5) Previous issue date: 2011-09-02 / Disposal of sludge from Water Treatment Plants (WTP) in the environment is very harmful and can cause deterioration of water supplies. Existing methods for treatment of waste produced in ETA are few applied because the costs involved with operation and maintenance. Several alternatives are suggested for the disposal of these wastes, including the application of sludge in agricultural soils can generate several benefits. In this work we evaluated the development of crops with different dosages of WTS (0%, 18.75%, 37.50%, 56.25%, 75%). The sludge used in the study was collected in the ETA Eng. Rodolfo José da Costa, located in Goiânia/GO, which is used in aluminum sulphate (Al2 (SO4) 3) as a primary coagulant. For the study we used five treatments (T1: 25% substrate, 75% land, 0% sludge, T2: 25% substrate, land 56.25%, 18.75% sludge, T3: 25% substrate, 37.50 % land, 37.50% sludge, T4: 25% substrate, land 18.75%, 56.25% sludge, T5: 25% substrate, 0% land, 75% sludget) for four species of native plants occurring in cerrado (Padu-de-óleo; Gonçalo-alves; Canafístula and Ipe-brando). We adopted the completely randomized design (CRD) with four repetitions, totaling 400 plants. The data collections were performed at 30, 60, 90, 120 and 150 days after planting. Parameters such as the collar diameter, height, weight and chlorophyll were evaluated. Some relationships were used to determine the level of quality seedlings, as the ratio of shoot height and diameter of the collar, the relationship between height and dry weight of shoots and the ratio of dry weight of shoots and dry weight of roots. The largest number of dead individuals was found for Ipê-branco (Tabebuia roseo-alba), regardless of the treatment he underwent. The morphological parameters showed little variation among treatments. Compared to quality, some species showed the best 4 and subjected to treatment with 56.25% of sludge. In the treatments with higher amounts of sludge, the levels of nitrogen (N), potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg) in leaves were reduced. It was found that the allocation of the WTS nursery can be an alternative available and also an economic advantage to commercial nurseries. It is expected not only to encourage the commercial use of residue in crops that require specific concentrations of metals such as aluminum, abundant in the mud, the greater concern is the environmental and ecological nature, as tons of waste are discarded altogether, causing pollution and occupation of space unnecessarily. / O descarte do lodo das Estações de Tratamento Água (ETA) no meio ambiente é bastante nocivo, podendo provocar a deterioração dos mananciais. Os métodos existentes para tratamento dos resíduos produzidos em ETA são poucos aplicados em virtude dos custos envolvidos com operação e manutenção. Várias alternativas são sugeridas para a disposição destes resíduos, entre elas a aplicação do lodo em solos agrícolas pode gerar diversos benefícios. Neste trabalho foi avaliado o desenvolvimento de plantas cultivadas com diferentes doses de lodo de ETA (0%; 18,75%; 37,50%; 56,25%; 75%). O lodo utilizado no estudo foi coletado na ETA Eng. Rodolfo José da Costa, localizada em Goiânia/GO, na qual é utilizado o sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) como coagulante primário. Para o estudo utilizaram-se 5 tratamentos (T1: 25% substrato, 75% terra, 0% lodo; T2: 25% substrato, 56,25% terra, 18,75% lodo; T3: 25% substrato, 37,50% terra, 37,50% lodo; T4: 25% substrato, 18,75% terra, 56,25% lodo; T5: 25% substrato, 0% terra, 75% lodo) para 4 espécies de plantas nativas com ocorrência no cerrado (Pau-de-óleo; Gonçalo-alves; Canafístula e Ipê-branco). Adotou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado (DIC), com 4 repetições, num total de 400 plantas. As coletas de dados foram realizadas aos 30, 60, 90, 120 e 150 dias após o plantio. Parâmetros como o diâmetro do coleto, altura, peso e clorofila foram avaliados. Algumas relações foram utilizadas para a determinação do índice de qualidade das mudas, como a relação altura da parte aérea e o diâmetro do coleto, a relação da altura e o peso de matéria seca da parte aérea e a relação entre o peso de matéria seca da parte aérea e o peso de matéria seca das raízes. O maior número de indivíduos mortos foi encontrado para o Ipê-branco (Tabebuia roseo-alba), independente do tratamento a que foi submetido. Os parâmetros morfológicos apresentaram poucas variações significativas entre os tratamentos. Em relação aos índices de qualidade, algumas espécies apresentaram os melhores valores quanto submetidas ao tratamento 4, com 56,25% de lodo. Nos tratamentos com maior quantidade de lodo, os teores de nitrogênio (N), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) nas folhas foram reduzidas. Verificou-se que a destinação de lodo de ETA para viveiros pode ser uma alternativa de disposição e ainda uma vantagem econômica para os viveiros comerciais. Espera-se não somente incentivar o uso comercial do resíduo em plantios que requeiram concentrações específicas de metais, tais como o alumínio, abundante no lodo; o maior interesse é de cunho ambiental e ecológico, visto que toneladas desse resíduo são completamente descartadas, gerando poluição e ocupação de espaços desnecessariamente.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O abastecimento público de água em termos de qualidade e quantidade é uma preocupação crescente da humanidade, em função da escassez de recurso hídrico e da deterioração da qualidade dos mananciais. A desinfecção é o objetivo principal e mais comum da cloração, porem aparecem os subprodutos como os THMs (trihalometanos), como produtos resultantes da reação entre substâncias químicas que se utilizam no tratamento oxidativo e matérias orgânicas naturalmente presentes na água. A doença renal crônica constitui, atualmente, importante problema de saúde pública. No Brasil, a prevalência de pacientes mantidos em programas ssistenciais destinados ao controle e tratamento de Insuficiência Renal Crônica (IRC) dobrou nos últimos anos. Em Boa Vista, Roraima não foi realizado nenhum estudo com relação a níveis de THM na água potável distribuída pela Estação de Tratamento. Portanto, houve necessidade de identificar os níveis de clorofórmio na água potável distribuída e verificar possível relação com incidência de insuficiência renal crônica na população atendida pela Estação de Tratamento de Água (ETA). Utilizamos amostras de água da ETA de Boa Vista, Roraima, e estas foram analisadas através da Extração em Fase Sólida (SPE) e posteriormente pela espectrofotometria. Nossas amostras foram coletadas nos meses de janeiro a julho de 2011 na saída da Estação de Tratamento de Água de Boa. Também verificamos a incidência de Insuficiência Renal Crônica em Boa Vista, RR nos anos de 2008 e 2009 no serviço de faturamento do Hospital Geral de Roraima. Realizamos um bioensaio com Ratos Wistar Rattus norvegicusm, fornecido pelo Biotério da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Os ratos ao término de 80 dias foram sacrificados, retirados os rins e enviados ao Laboratório Central de Roraima para confecção das lâminas histológicas e análise da lesão renal. Obtivemos concentrações de clorofórmio em todos os meses analisados. Durante o bioensaio recriamos as condições onde os ratos ingeriram dosagens diferentes de clorofórmio na água potável (100 e 300 mg/kg). Em nosso estudo elaboramos um método novo para confecção da curva analítica de calibração para o clorofórmio, sendo este um método de baixo custo de mercado e de fácil aplicação. O método proposto apresentou boa precisão e linearidade atendendo o interesse aos limites máximos estabelecidos pela Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde, garantindo a aplicabilidade do mesmo para a análise simultânea de clorofórmio em água destinada ao consumo humano. / The public water supply in terms of quality and quantity is a growing concern of mankind, because of water scarcity and deteriorating quality of water sources. Disinfection is the primary purpose of chlorination and more common, but it appears as the by-products like THMs products of the reaction between chemicals that are used to treat oxidative and organic materials naturally present in water. Chronic kidney disease is currently an important public health problem. In Brazil, the prevalence of patients maintained on welfare programs for the control and treatment of chronic renal failure (CRF) has doubled in recent years. In Boa Vista, Roraima was not carried out any studies regarding THM levels in drinking water by sewage treatment plant. Therefore, it was necessary to identify the levels of chloroform in drinking water and check the possible relation with the incidence of chronic renal failure in the population served by ETA. We use water from the water treatment station in Boa Vista, Roraima, and these were analyzed by Solid Phase Extraction (SPE) and subsequently by spectrophotometry. Our samples were collected in January, February, March, April, May and June 2011 off the Water Treatment Plant for Good. We found the incidence of chronic renal failure in Boa Vista, in the years 2007 to 2009 in billing service General Hospital of Roraima. For the bioassay used adult females, with approximately five weeks, Wistar rats Rattus lineage norvegicusm provided by the vivarium of the Federal University of Mato Grosso do Sul mice at the end of 80 days were sacrificed, kidneys removed and sent to Central Laboratory Roraima to make the slides and histological analysis of renal injury. Obtained concentrations of chloroform in all months analyzed. During the bioassay re-create the conditions where rats ingested different doses of chloroform in drinking water (100 and 300 mg / kg). In our study we developed a new method to construct the analytical calibration curve for chloroform, which is a low-cost market and easy to apply. The proposed method showed good precision and linearity having the interest to the ceilings established by Decree 518/2004 of the Ministry of Health, ensuring the applicability thereof to the simultaneous analysis of chloroform in water intended for human consumption.

O estudo dos fatores intervenientes, micro e macropropriedades dos lodos de estação de tratamento de água (ETA), no desaguamento por sistemas naturais, com uso de leito de drenagem, constituiu o principal foco desta pesquisa. Assim, ensaios de desaguamento por leito de drenagem foram realizados com amostras de lodos de sulfato de alumínio e de cloreto de polialumínio (PA\'CL\') e monitoramento das variáveis climáticas. Os resultados comprovaram o desempenho do leito de drenagem para redução de volume, da ordem de 80% e 90% para os lodos de PA\'CL\' e sulfato de alumínio e teor de sólidos final respectivamente de 30 a 90%, sem consumo de energia. Na fase de drenagem, independente do tipo e volume de lodo aplicado, a vazão de drenagem foi maior quanto menor o valor da taxa de aplicação de sólidos - TAS (Kg/\'M POT.2\') (fração volumétrica de partículas). As variáveis analisadas, teor de sólidos, distribuição de tamanho de partículas, morfologia e composição das partículas entre outros, na massa de lodo bruto e desaguado indicaram diferentes mecanismos de secagem e conseqüente influencia na velocidade de secagem. O uso do fluxo de massa de água evaporada revelou-se adequado para avaliar a fase de secagem. O estudo das micro e macropropriedades do lodo mostram-se decisivos para balisarem pesquisas de desenvolvimento dos sistemas de desaguamento e de reúso dos lodos de ETAs. / The study of involved factors, micro and macroproperties of sludge from water treatment plants (WTP) in dewatering by natural systems with the use of draining beds is the main focus of this research. For this purpose, dewatering assays by draining beds were done with samples from aluminium sulphate and polyaluminium chloride (PA\'CL\') sludge, and monitoring of the climatic variables along the experiments. The results proved the performance of the draining beds in reducing the volume, ranging from 80 to 90% for the sludges from PA\'CL\' and aluminium sulphate and the final rate of solids from 30 to 90%, without consuming the energy. In dewatering phase, independently of the type and volume of the applied sludge, the bigger the flow of dewatering the lesser the value of the applied rate of solids (TAS, Kg/\'M POT.2\', volumetric fraction of particles). The analised variables, solid rates, distribution of the height of the particles, morphology, and composition of the particles among others, in the mass of the brute and dewatered sludge indicated different mechanisms of drying and consequently influence in the rate of drying. The use of the flow of mass of humidity revealed adequate to evaluate the drying phase. The studies of micro and macroproperties of the sludge were decisive to conduct researches of development of dewatering systems and reusing of the sludges from WTP´s.

The present work shows a study of case about The Use and Energy Conservation in a Water Treatment Company situated in the city of Caraguatatuba. The study takes in account the period between January of 2003 and December of 2004, and the results may be used for the programs about the more efficient use of electric energy. This work did not quantify the losses in the processes, but it pointed the sectors that have possibility of less consumption of energy with simple or complex changes on the operational conditions. Economic aspects were also verified, and some parameters related to electric consumption were analyzed in the invoice, in the contract with delivering companies, and in the operational procedures. Therefore, the present work intension was to contribute for the better use of electric energy, particularly for water treatment companies, but the results and analysis may be extrapolated for the sectors industrial, commercial, and services. / O presente trabalho apresenta um estudo de caso sobre o Uso e Conservação de Energia em uma Estação de Tratamento de Água situada na cidade de Caraguatatuba. O estudo leva em conta o período entre janeiro de 2003 e dezembro de 2004, e os resultados podem ser utilizados para programas sobre o uso mais eficiente de energia elétrica. Esse trabalho não quantifica as perdas nos processos, mas ele aponta os setores que tem possibilidade de menor consumo de energia com simples ou complexas mudanças nas condições operacionais. Aspectos econômicos também foram verificados e alguns parâmetros relacionados ao consumo de energia elétrica foram analisados na fatura, no contrato com as companhias distribuidoras e nos procedimentos operacionais. Assim, a intenção do presente trabalho foi contribuir para o melhor uso da energia elétrica, particularmente para companhias de tratamento de águas, mas os resultados podem ser extrapolados para os setores industrial, comercial e de serviços.

Matéria orgânica natural (MON) é uma complexa matriz de compostos orgânicos originados de fontes naturais que estão presentes nas bacias hidrográficas e dentro dos corpos hídricos. MON é comprovado precursor de subprodutos da desinfecção (SPD), além de afetar processos de tratamento de água tais como coagulação, desinfecção, oxidação, adsorção em carvão ativado e filtração em membranas. Por estas razões, a redução da MON no tratamento de água para consumo humano é importante. Muitos métodos têm sido utilizados para caracterizar e quantificar a MON. Entre os métodos usados se encontram a adsorção em resinas e parâmetros de massa. Carbono orgânico total (COT), carbono orgânico dissolvido (COD), absorção à luz ultravioleta (UV254) e absorbância específica de luz ultravioleta (AEUV) são usualmente utilizados como parâmetros de massa. O fracionamento rápido é uma técnica que usa diferentes resinas para separar frações da MON. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo geral caracterizar a matéria orgânica dissolvida usando o método do fracionamento rápido e os parâmetros COD, UV254 e AEUV em processos de tratamento de água para consumo humano. Também foram analisados turbidez, cor, pH e alcalinidade. Foram avaliados os efeitos dos processos de coagulação, sedimentação, filtração em filtro de areia e adsorção em carvão ativado granular (CAG) nas frações que formam a MON. As amostras de água foram coletadas em estação de tratamento de água da cidade de Porto Alegre, RS. Os valores de turbidez, cor, pH, alcalinidade, UV254 e COD reduziram-se ao longo dos processos de tratamento, enquanto que a AEUV aumentou na sequência dos processos. Os valores de absorção de UV254 decresceram à medida que as amostras passavam através das distintas resinas do fracionamento rápido (DAX-8, XAD-4 e IRA-958). Estas frações tiveram reduções importantes em todas as amostras. Os AMH decresceram de 2,29 mg/L COD na água bruta para 0,25 mg/L COD no efluente da coluna de carvão ativado, enquanto que os ALH reduziram de 1,29 mg/L na água bruta para 0,22 mg/L no efluente do filtro de CAG. As concentrações observadas de matérias hidrofílicas carregadas (MHC) (ex., proteínas) e hidrofílicas neutras (MHN) (ex., carboidratos) foram próximas a zero em todas as amostras. Foi possível concluir que os processos de tratamento afetam a distribuição de frações da MON presente na água. / Natural organic matter (NOM) is a complex matrix of organic compounds originated from natural sources that are present in the watershed and in within water bodies. NOM is a known precursor of disinfection byproducts (DBP) and affects drinking water treatment processes such as coagulation, disinfection, oxidation, carbon adsorption and membrane filtration. For these reasons, the reduction of NOM in water treatment is important. Many methods have been used to characterize and quantify NOM, among them, the resin adsorption and the mass parameters methods. The latter include total organic carbon (TOC), dissolved organic carbon (DOC), ultraviolet absorption at 254 nm (UV254), and specific UV absorption (SUVA). Rapid fractionation is one of the resin adsorption methods. This study has as objective the characterization of dissolved organic matter using rapid fractionation and the parameters DOC, UV254 and SUVA in drinking water treatment processes. Turbidity, color, pH and alkalinity were also analyzed. It was evaluated the effect of coagulation, sedimentation, filtration in sand filter and granular activated carbon (GAC) adsorption in the fractions that form NOM. Samples were collected in a drinking water treatment plant in the city of Porto Alegre, RS. Values of turbidity, color, pH, alkalinity, UV254 and DOC decreased along treatment, while values of SUVA increased. UV254 reduced as the samples passed through the distinct resins used for rapid fractionation (DAX-8, XAD-4 e IRA-958). The main fraction of DOC in samples was very hydrophobic acids (VHA) (as humic acids) followed by slightly hydrophobic acids (SHA) (as fulvic acids). These fractions had major reductions as the samples run through the resins. VHA decreased from 2,29 mg/L COD in raw water to 0,25 mg/L COD in activated carbon column effluent, while SHA decreased from 1,29 mg/L in raw water to 0,22 mg/L in GAC filter effluent. Charged hydrophilic matters (CHA) (as proteins) and hydrophilic neutral (NEU) (as carbohydrates) were observed at concentrations next to zero in most samples. It was possible to conclude that drinking water treatment processes affect the fraction distribution of NOM in water.

Matéria orgânica natural (MON) é uma complexa matriz de compostos orgânicos originados de fontes naturais que estão presentes nas bacias hidrográficas e dentro dos corpos hídricos. MON é comprovado precursor de subprodutos da desinfecção (SPD), além de afetar processos de tratamento de água tais como coagulação, desinfecção, oxidação, adsorção em carvão ativado e filtração em membranas. Por estas razões, a redução da MON no tratamento de água para consumo humano é importante. Muitos métodos têm sido utilizados para caracterizar e quantificar a MON. Entre os métodos usados se encontram a adsorção em resinas e parâmetros de massa. Carbono orgânico total (COT), carbono orgânico dissolvido (COD), absorção à luz ultravioleta (UV254) e absorbância específica de luz ultravioleta (AEUV) são usualmente utilizados como parâmetros de massa. O fracionamento rápido é uma técnica que usa diferentes resinas para separar frações da MON. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo geral caracterizar a matéria orgânica dissolvida usando o método do fracionamento rápido e os parâmetros COD, UV254 e AEUV em processos de tratamento de água para consumo humano. Também foram analisados turbidez, cor, pH e alcalinidade. Foram avaliados os efeitos dos processos de coagulação, sedimentação, filtração em filtro de areia e adsorção em carvão ativado granular (CAG) nas frações que formam a MON. As amostras de água foram coletadas em estação de tratamento de água da cidade de Porto Alegre, RS. Os valores de turbidez, cor, pH, alcalinidade, UV254 e COD reduziram-se ao longo dos processos de tratamento, enquanto que a AEUV aumentou na sequência dos processos. Os valores de absorção de UV254 decresceram à medida que as amostras passavam através das distintas resinas do fracionamento rápido (DAX-8, XAD-4 e IRA-958). Estas frações tiveram reduções importantes em todas as amostras. Os AMH decresceram de 2,29 mg/L COD na água bruta para 0,25 mg/L COD no efluente da coluna de carvão ativado, enquanto que os ALH reduziram de 1,29 mg/L na água bruta para 0,22 mg/L no efluente do filtro de CAG. As concentrações observadas de matérias hidrofílicas carregadas (MHC) (ex., proteínas) e hidrofílicas neutras (MHN) (ex., carboidratos) foram próximas a zero em todas as amostras. Foi possível concluir que os processos de tratamento afetam a distribuição de frações da MON presente na água. / Natural organic matter (NOM) is a complex matrix of organic compounds originated from natural sources that are present in the watershed and in within water bodies. NOM is a known precursor of disinfection byproducts (DBP) and affects drinking water treatment processes such as coagulation, disinfection, oxidation, carbon adsorption and membrane filtration. For these reasons, the reduction of NOM in water treatment is important. Many methods have been used to characterize and quantify NOM, among them, the resin adsorption and the mass parameters methods. The latter include total organic carbon (TOC), dissolved organic carbon (DOC), ultraviolet absorption at 254 nm (UV254), and specific UV absorption (SUVA). Rapid fractionation is one of the resin adsorption methods. This study has as objective the characterization of dissolved organic matter using rapid fractionation and the parameters DOC, UV254 and SUVA in drinking water treatment processes. Turbidity, color, pH and alkalinity were also analyzed. It was evaluated the effect of coagulation, sedimentation, filtration in sand filter and granular activated carbon (GAC) adsorption in the fractions that form NOM. Samples were collected in a drinking water treatment plant in the city of Porto Alegre, RS. Values of turbidity, color, pH, alkalinity, UV254 and DOC decreased along treatment, while values of SUVA increased. UV254 reduced as the samples passed through the distinct resins used for rapid fractionation (DAX-8, XAD-4 e IRA-958). The main fraction of DOC in samples was very hydrophobic acids (VHA) (as humic acids) followed by slightly hydrophobic acids (SHA) (as fulvic acids). These fractions had major reductions as the samples run through the resins. VHA decreased from 2,29 mg/L COD in raw water to 0,25 mg/L COD in activated carbon column effluent, while SHA decreased from 1,29 mg/L in raw water to 0,22 mg/L in GAC filter effluent. Charged hydrophilic matters (CHA) (as proteins) and hydrophilic neutral (NEU) (as carbohydrates) were observed at concentrations next to zero in most samples. It was possible to conclude that drinking water treatment processes affect the fraction distribution of NOM in water.

Na gestão de recursos hídricos, as questões relacionadas aos impactos ambientais causados pelas Estações de Tratamento de Água não podem ser negligenciadas, devendo ser avaliadas em todos seus aspectos. Neste trabalho foram avaliadas as condições técnicasoperacionais e a gestão de seis Estações de Tratamento de Água de pequeno porte situadas nas regiões leste e dos lagos do estado do Rio de Janeiro. Os resultados apresentam dados de produção de água tratada, perdas de água contabilizadas com lavagem de filtros e descargas de decantadores e as não contabilizadas, gastos de energia e produtos químicos, produção de resíduos e seu destino final, bem como levantamento da capacitação do pessoal de operação, comparados com valores de literatura para ETAs consideradas eficientes. A partir da discussão dos resultados concluiu-se que há necessidade de correções de operação e manutenção das ETAs e monitoramento da qualidade das águas bruta e tratada, recomendando-se que a empresa de saneamento, efetivamente, implante melhorias para uma posterior implantação, em cada unidade, de um sistema de gestão ambiental, baseado nas normas ISO 14.000. / In Water Resources Management the questions related with environmental impact caused by Water Treatment Plants (WTPs) cannot be neglected, and they must be evaluated in every aspect. In this work it was evaluated the technical and operational conditions and the management of six small Water Treatment Plants located on the regions East and the Lakes of the State of Rio de Janeiro. The result presents data on treated water production, entered water losses caused by filter cleaning and decantors discharges, and not-entered losses, energy and chemical products expenses, residual production and its final destination, also the survey of operational staff capacitation compared to the literature values to the considered efficient WTPs. From the discussion of the results we conclude that corrections on the operation and maintenance of the WTPs are necessary, and a management of the raw and treated water quality, also we recommend to the sanitation service company to improve effectively in a future implantation a system of ambient management in each unit, based on ISO 14.000.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3585.pdf: 4834479 bytes, checksum: 5a0924e0311d45a52820620dbafa4f6a (MD5) Previous issue date: 2011-03-23 / Universidade Federal de Minas Gerais / Most of Water Treatment Plant (WTP) for public supply in Brazil use surface water as source and conventional complete cycle as treatment system. In this type of treatment wastewater are restrained/generated which vary mainly according to the type and amount of chemical added and the characteristics of the water resource. This wastewater is found mainly in clarifiers (sludge) and backwash water filter (BWF) from WTP. Unfortunately, most of Brazilian WTP launches its waste directly into water resources, violating Brazilian Law 9605 published in 1998. There are mechanical and natural technologies for water removal from wastewater restrained during the treatment. Once known that wastewater from WTP has fluid characteristic, some technologies to remove its water have been developed. A natural one is the drainage bed, developed and proposed by Cordeiro (2001). The drainage bed has basically two stages: drainage and evaporation. This dissertation presents results of a study, whose centre objective was to achieve improvements in water sludge removal restrained in clarifiers by the use of plastic cover (evaporation stage). Results of effective tests in prototypes located in Sao Carlos WTP (Sao Paulo State) with plastic cover have showed that this roof (commercial reference PVC 0.30 milimeters) uses has accelerated the evaporation process, and has protected sludge from rain. The height of the roof that presented the best result was 0.20 meters in relation to the board of prototype, realizing to obtain a sludge 56% dryer than in tests without the roof. Preliminary tests in laboratory scale generated a promising scenario for the use of cationic polymer in large scale doubling the efficiency of the initial drainage of sludge. However, other laboratory tests with different characteristics of geotextile blanket only confirmed the superiority of using woven blanket type with surface density of 600 g/m² (which had already been used in other studies), compared to the others, in reference to obtain better efficiency at the initial drainage of water present in raw sludge. / A maior parte das Estações de Tratamento de Água (ETAs) para abastecimento existente no Brasil se utiliza de captação de águas superficiais e sistema de tratamento de ciclo completo convencional. Neste tratamento são retidos/gerados resíduos que variam principalmente segundo o tipo e quantidade de produto químico adicionado e as características do manancial de captação. Estes resíduos são encontrados principalmente nos decantadores (lodo) e na água de lavagem dos filtros (ALF) das ETAs. Infelizmente, a maioria das ETAs brasileiras lança seus resíduos diretamente em corpos d água, infringindo disposições da Lei 9.605/98. Existem tecnologias mecanizadas e naturais para remoção de água dos resíduos retidos no tratamento. Uma vez que possuem característica fluida, foram desenvolvidas algumas tecnologias para remoção de suas águas. Uma tecnologia natural para remoção de águas de resíduos de ETAs é o leito de drenagem, desenvolvido e proposto por Cordeiro (2001). O leito de drenagem possui basicamente duas etapas envolvidas: drenagem e evaporação. Esta pesquisa apresenta resultados de um estudo, cujo objetivo central foi alcançar melhorias na remoção da água de lodo retido nos decantadores através da utilização de cobertura plástica no leito de drenagem (etapa de evaporação). Resultados obtidos nesta pesquisa para ensaios realizados em protótipos de leitos de drenagem instalados na ETA de São Carlos-SP demonstraram que, quando se utiliza cobertura plástica (referência comercial PVC 0,30 mm), o processo de evaporação da água presente no lodo é acelerado e a ocorrência de precipitação não interfere em momento algum na remoção de água do lodo. A altura da cobertura em relação ao protótipo que apresentou os melhores resultados foi de 0,20 m, permitindo-se obter um lodo final até 56% mais seco que na ausência de cobertura. Ensaios realizados em escala laboratorial para condicionamento prévio do lodo bruto com polímero catiônico apresentaram resultados promissores para sua utilização em maior escala, duplicando a eficiência da drenagem inicial do lodo. Entretanto, outros ensaios laboratoriais com mantas geotêxteis de características distintas apenas confirmaram a superioridade da utilização de manta do tipo tecida de densidade superficial 600g/m² (que já havia sido utilizada em outras pesquisas) em relação às demais, no que se refere à obtenção de melhor eficiência na drenagem inicial da água presente no lodo bruto.