O objetivo deste trabalho foi aperfeiçoar o filtro lento em escala domiciliar (FLD) à realidade das comunidades isoladas brasileiras com o uso conjunto de pré-tratamento e pós-tratamento acessíveis. As espécies cactáceas Opuntia cochenillifera e Opuntia ficus indica foram avaliadas em ensaios de tratabilidade como coagulantes naturais em pó. A melhor condição para remoção de turbidez e cor aparente foi com 30 mg.L-1 de O. cochenillifera em pH sem a necessidade de correção (± 6,8). O pré-tratamento adaptado às comunidades isoladas utilizando o coagulante natural apresentou valores compatíveis de turbidez (7,83 ± 2,32 uT) para inserção aos filtros. Os FLDs em fluxo contínuo (taxa de filtração de 1,22 m³/m².dia) e em fluxo intermitente (taxa de filtração máxima de 2,79 m³/m².dia) demonstraram redução da turbidez, da cor aparente, dos coliformes totais e da Escherichia coli e produziram água filtrada com ausência de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. O FLD em fluxo contínuo teve a maior eficiência em relação à turbidez (± 81,2%); enquanto que o FLD operado em fluxo intermitente apresentou melhores eficiências para a remoção da cor aparente (48,4%), dos coliformes totais (2,60log ± 0,99) e da E. coli (2,86log ± 0,79). Os principais microrganismos atuantes no schmutzdecke dos FLDs foram ciliados (como, por exemplo, a Vorticella sp.), nematódeos e rotíferos. A esponja-vegetal (Luffa cylindrica) e o quiabo (Hibiscus esculentus) foram ponderados como desinfetantes alternativos para o pós-tratamento aos FLDs. As sementes da L. cylindrica e o fruto da H. esculentus foram avaliados através do preparo do extrato e as folhas da L. cylindrica através do preparo em pó. A melhor condição para inativação de E. coli foi com 1 g.L-1 do extrato de H. esculentus em pH sem a necessidade de correção (± 6,8) durante um tempo de contato de 30 min. Essa condição forneceu 1,12log (± 0,16) para a inativação de E. coli, contudo não afetou a viabilidade dos (oo)cistos de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. Em ensaios toxicológicos com Chironomus xanthus, a água filtrada não apresentou toxicidade. / The aim of this study was to improve the household-scale slow sand filter (HSSF) to the reality of isolated Brazilian communities with combined use of pre-treatment and post-treatment approachable. Cacti species Opuntia cochenillifera e Opuntia ficus indica were evaluated in Jar tests as powder natural coagulants. The best condition for turbidity and apparent color removal was with 30 mg.L-1 of O. cochenillifera at pH without correction (± 6,8). Pre-treatment adapted to isolated communities using natural coagulant showed compatible turbidity values (7.83 ± 2.32 uT) for insertion into the filters. The HSSFs with continuous (filtration rate of 1,22 m³/m².day) and intermittent operation (maximum filtration rate of 2,79 m³/m².day) demonstrated reductions in turbidity, apparent color, total coliforms and Escherichia coli and produced filtered water without Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts. The HSSF in continuous operation had the highest turbidity efficiency (± 81.2%); while the HSSF in intermittent operation had showed better efficiencies for the apparent color (48,4%), total coliforms (2,60log ± 0,99) and E. coli (2,86log ± 0,79). The main microorganisms active in the schmutzdecke were ciliates (for example, Vorticella spp.) nematodes and rotifers. Luffa cylindrica and Hibiscus esculentus were evaluated as alternative disinfectant for post-treatment to HSSF. L. cylindrica seed and H. esculentus fruit were tested as extract and L. cylindrica leave was tested powder. The best condition for E. coli inactivation was with 1 g.L-1 of H. esculentus extract at pH without correction (± 6,8) during 30 min. This condition provided 1,12log (± 0,16) for E. coli inactivation, however did not affect Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts viability. In toxicological tests with Chironomus xanthus, the filtered water showed no toxicity.

O objetivo deste trabalho foi aperfeiçoar o filtro lento em escala domiciliar (FLD) à realidade das comunidades isoladas brasileiras com o uso conjunto de pré-tratamento e pós-tratamento acessíveis. As espécies cactáceas Opuntia cochenillifera e Opuntia ficus indica foram avaliadas em ensaios de tratabilidade como coagulantes naturais em pó. A melhor condição para remoção de turbidez e cor aparente foi com 30 mg.L-1 de O. cochenillifera em pH sem a necessidade de correção (± 6,8). O pré-tratamento adaptado às comunidades isoladas utilizando o coagulante natural apresentou valores compatíveis de turbidez (7,83 ± 2,32 uT) para inserção aos filtros. Os FLDs em fluxo contínuo (taxa de filtração de 1,22 m³/m².dia) e em fluxo intermitente (taxa de filtração máxima de 2,79 m³/m².dia) demonstraram redução da turbidez, da cor aparente, dos coliformes totais e da Escherichia coli e produziram água filtrada com ausência de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. O FLD em fluxo contínuo teve a maior eficiência em relação à turbidez (± 81,2%); enquanto que o FLD operado em fluxo intermitente apresentou melhores eficiências para a remoção da cor aparente (48,4%), dos coliformes totais (2,60log ± 0,99) e da E. coli (2,86log ± 0,79). Os principais microrganismos atuantes no schmutzdecke dos FLDs foram ciliados (como, por exemplo, a Vorticella sp.), nematódeos e rotíferos. A esponja-vegetal (Luffa cylindrica) e o quiabo (Hibiscus esculentus) foram ponderados como desinfetantes alternativos para o pós-tratamento aos FLDs. As sementes da L. cylindrica e o fruto da H. esculentus foram avaliados através do preparo do extrato e as folhas da L. cylindrica através do preparo em pó. A melhor condição para inativação de E. coli foi com 1 g.L-1 do extrato de H. esculentus em pH sem a necessidade de correção (± 6,8) durante um tempo de contato de 30 min. Essa condição forneceu 1,12log (± 0,16) para a inativação de E. coli, contudo não afetou a viabilidade dos (oo)cistos de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. Em ensaios toxicológicos com Chironomus xanthus, a água filtrada não apresentou toxicidade. / The aim of this study was to improve the household-scale slow sand filter (HSSF) to the reality of isolated Brazilian communities with combined use of pre-treatment and post-treatment approachable. Cacti species Opuntia cochenillifera e Opuntia ficus indica were evaluated in Jar tests as powder natural coagulants. The best condition for turbidity and apparent color removal was with 30 mg.L-1 of O. cochenillifera at pH without correction (± 6,8). Pre-treatment adapted to isolated communities using natural coagulant showed compatible turbidity values (7.83 ± 2.32 uT) for insertion into the filters. The HSSFs with continuous (filtration rate of 1,22 m³/m².day) and intermittent operation (maximum filtration rate of 2,79 m³/m².day) demonstrated reductions in turbidity, apparent color, total coliforms and Escherichia coli and produced filtered water without Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts. The HSSF in continuous operation had the highest turbidity efficiency (± 81.2%); while the HSSF in intermittent operation had showed better efficiencies for the apparent color (48,4%), total coliforms (2,60log ± 0,99) and E. coli (2,86log ± 0,79). The main microorganisms active in the schmutzdecke were ciliates (for example, Vorticella spp.) nematodes and rotifers. Luffa cylindrica and Hibiscus esculentus were evaluated as alternative disinfectant for post-treatment to HSSF. L. cylindrica seed and H. esculentus fruit were tested as extract and L. cylindrica leave was tested powder. The best condition for E. coli inactivation was with 1 g.L-1 of H. esculentus extract at pH without correction (± 6,8) during 30 min. This condition provided 1,12log (± 0,16) for E. coli inactivation, however did not affect Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts viability. In toxicological tests with Chironomus xanthus, the filtered water showed no toxicity.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maria margareth goncalves.pdf: 3073051 bytes, checksum: a405b4aae069912b1212db181d1858f8 (MD5) Previous issue date: 2008-08-04 / Industrial activities are constantly producing wastes such as dyes which are usually found in the industrial effluents and constitutes a environmental problem due its toxicity and inadequate disposal. The use of fungi, in particular the white-rot fungus, have been found to be efficient for biodegrading these compounds. In addition, slow sand filtration have been reported to be the most efficient unit filtration processes to improve the physical, biological and chemical quality of potable water. The objective of this work was to investigate the removal efficiency of the dye FD&C azul Nº 2 Indigotina, by the use of the Trametes versicolor fungus combined with slow sand filtration. Two laboratory-scale filter columns of 0.08 m diameter and 0.90 m sand media depth were used to investigate the process performance. One slow sand filter, FLA, was applied in combination with the Trametes versicolor fungus, while the FLB was used as control. Three methodologies for the fungi growth were used. The results showed that the slow sand filtration is a prominent process for the removal of the dye FD&C azul nº 2 Indigotina when used in combination with the Trametes versicolor fungus. A maximum removal of 95% was found when the filter was inoculated with fungi grown on Petri dish. The average dye removal when the increased fungi biomass was inoculated to the filter was 70%. This result suggests that the filter performance increased when the fungus was inoculated with fungi grown on Petri dish. In addition, head loss was found to be higher in the FLA filter than in the FLA (control), indicating that the fungi biomass contributes to the head loss development. / Nas atividades industriais geradoras de resíduos os corantes são amplamente encontrados nos efluentes, quase sempre, constituindo um problema de ordem ambiental devido à sua toxicidade. O uso de fungos na degradação de corantes vem sendo estudado em diversos trabalhos científicos enquanto as vantagens econômicas e ambientais do uso de filtros lentos na produção de água bacteriologicamente segura há muito tempo já está descrita por diversos autores. Este trabalho teve por objetivo investigar a eficiência da remoção de corante artificial FD&C azul nº2 Indigotina, com uso do fungo de degradação branca Trametes versicolor em combinação com a filtração lenta. Para isso, foram instalados dois protótipos de filtros lentos denominados FL-A e FL-B em escala laboratorial, sendo que o filtro FL-A, foi inoculado com o fungo e o filtro FL-B, utilizado como controle, não foi inoculado com fungo. Três procedimentos foram empregados para o cultivo do fungo. Os resultados mostraram que a filtração lenta tem grande potencial para remoção eficiente de cor quando empregada em conjunto com o fungo Trametes versicolor. O melhor percentual de remoção do corante FD&C azul nº2 indigotina pelo fungo Trametes versicolor em combinação com a filtração lenta foi de 95% na metodologia com adição da biomassa de cultivo do fungo correspondente a duas placas de Petri. A média de descoramento da metodologia com adição de biomassa aumentada do fungo foi de 70%. Em todas as carreiras de filtração as perdas de cargas no FL-A, inoculado com fungo, foram superiores às do FL-B de controle. Este resultado indica que a biomassa gerada pelos fungos contribue para o aumento da perda de carga nos filtros lentos.

O presente trabalho avaliou o desempenho de filtros de areia biológicos no tratamento da água do mar a fim de controlar a formação de biofilmes microbianos em membranas de osmose reversa, utilizadas para o processo de dessalinização, e posteriormente em tanques de cultivo de peixes. Para isto, proteínas e carboidratos (principais componentes de biofilmes) foram quantificados em corpos de prova expostos à diferentes tratamentos. A água produzida pelos tratamentos também foi avaliada por meio da quantificação de microrganismos e teor de carbono orgânico assimilável (AOC), que está associado ao potencial de crescimento microbiano (PCM). A capacidade dos filtros em reduzir turbidez e SDI a partir da água captada no mar, também constituiu um parâmetro de avaliação. A partir dos dados obtidos foi possível verificar que os sistemas de tratamento da água do mar constituídos por filtros lentos de areia são capazes de reduzir a incidência de biofilmes em membranas de osmose reversa (reduzindo em até cerca de 80% a concentração de proteínas e 88% a de carboidratos). Porém, para que se tenha uma taxa significativa de remoção do AOC e redução do PCM, esses sistemas requerem um tempo de maturação entre 50 e 60 dias. Por outro lado, em termos de redução de turbidez e SDI, esses sistemas demonstram eficiência praticamente imediata, resultando em uma água com turbidez sempre menor que 0.3 UNT e SDI sempre menor que 4. Como forma de tratamento de água do mar para sistemas de aquicultura, os filtros lentos de areia demonstraram capacidade em reduzir a formação de biofilmes e a deposição de material particulado dentro dos tanques de cultivo, sendo esta redução mais evidente no fundo dos tanques e na observação realizada após 31 dias. O uso de filtros de areia para o tratamento da água utilizada no cultivo de peixes pode contribuir para redução da frequência de manejo e limpeza de tanques. / The present work has evaluated the performance of biological sand filters in seawater treatment in order to control microbial biofilms formation in reverse osmosis membranes used for the desalination process. The same filters were also evaluated as a seawater treatment system for aquaculture, and the performance in biofilms control inside the fish tanks was verified. To evaluate the performance in terms of biofilms control, proteins and carbohydrates (main components of biofilms) were quantified in specimens exposed to different treatments. The water produced by the treatments was also evaluated by microorganisms concentration and assimilable organic carbon content, which is associated with microbial growth potential. The performance of turbidity removal and SDI reduction from raw water was also an evaluation parameter. From the data obtained, it was observed that seawater treatment systems by of slow sand filters are able to reduce reverse osmosis membranes biofilms (up to 80% proteins concentration and 88% carbohydrate concentration). However, in order to have a significant rate of AOC removal and PCM reduction, these systems need a maturation time between 50 and 60 days. On the other hand, in terms of turbidity removal and SDI reduction, these systems demonstrate immediate efficiency, resulting in water turbidity always less than 0.3 NTU and SDI always less than 4. The slow sand filters showed efficience to reduce the biofilm formation and material deposition inside the fish tanks, this reduction was more evident at the bottom of the tanks and after 31 days. The use of sand filters as a water treatment for fish farming can contribute to reduce the number of procedures for handling and cleaning tanks.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - parte 1.pdf: 89652 bytes, checksum: 199b51d4bc46d91c1268d2961517e29e (MD5) Previous issue date: 2009-08-17 / This work presents an evaluation of the performance of a multi-stage filtration system (FiME) in pilot-plant scale to treat surface water from the Ribeirão Sozinha stream which supplies the city of Goianápolis-GO, Brazil. The arrangement of the installation used in this study consisted of a dynamic roughing filter (PFD), a up-flow roughing filter (PFA) and two slow sand filters, being one with sand (FLA) and the other with sand and granular activated carbon (FLACAG). The filtration rates varied from 24 to 48 m3/m2.d in the PFD, 12 to 18 m3/m2.d in the PFA, and 3 to 4 m3/m2.d in the FLA and FLACAG. The performance of each unit was evaluated for removal of color, turbidity, total iron, suspended solids, oxygen consumption, total coliforms and E.coli, and the development of headloss. Results showed that the PFD and PFA are important units in the preparation of affluent water to the slow sand filters, allowing relatively long filtration runs resulted from the removal of larger particles by these units, reducing significantly the turbidity of raw water. The slow sand filters presented larger than 90% of removal efficiency of color, turbidity, suspended solids and total iron, removal over 80% of consumed oxygen and above 95% for coliforms removal. Overall, the slow sand filters showed satisfactory performance in removing turbidity, iron and total coliforms. In particular, the slow sand filter with sand and granular activated carbon layers was more efficient in removing true color and consumed oxygen than the filter with single sand layer. Although peaks of color and turbidity during the fourth and last filtration runs, the FiME system proved to be efficient in removing total coliforms and E.coli in the last three weeks of operation. In the last filtration run, a comparison of the effluent water quality between the FiME system and a conventional full scale treatment plant was carried out for the removal of turbidity and color. Results showed that the FiME system produced similar water quality to the conventional treatment plant when turbidity was < 1,0. In general, results suggest that the FiME is an effective system to produce water quality from surface water with high levels of total coliforms and E.coli and peaks of color and turbidity according to the recommendations of the Portaria 518/2004 of the Ministry of Health, Brazil / Este trabalho apresenta uma avaliação do desempenho de um sistema de Filtração em Múltiplas Etapas (FiME), em escala piloto, no tratamento da água bruta retirada do manancial superficial (Ribeirão Sozinha) que abastece a cidade de Goianápolis-GO. O arranjo da instalação utilizado nessa pesquisa constituiu de 1 pré-filtro dinâmico (PFD), 1 pré-filtro ascendente (PFA) e 2 filtros lentos, sendo um com areia (FLA) e outro com areia e carvão ativado granular (FLACAG). As taxas de filtração utilizadas foram de 24, 48, 24 e 24 m3/m2.d para o PFD; 12, 18, 12 e 12 m3/m2.d para o PFA; e 3, 4, 3 e 3 m3/m2.d para o FLA e FLACAG. O desempenho de cada unidade foi avaliado quanto à remoção de cor, turbidez, ferro total, sólidos suspensos, oxigênio consumido, coliformes totais e termotolerantes, e o desenvolvimento da perda de carga. Os resultados obtidos demonstraram que o PFD e o PFA são unidades importantes na preparação da água afluente aos filtros lentos, possibilitando carreiras relativamente longas em função da retenção de partículas maiores, diminuindo consideravelmente a turbidez da água bruta. Os filtros lentos apresentaram eficiência superior a 90% na remoção de cor, turbidez, sólidos suspensos e ferro total, remoção de oxigênio consumido superior a 80% e de coliformes acima de 95%. Na última carreira de filtração foi realizada uma comparação da qualidade da água produzida pela tecnologia da FiME com a ETA de ciclo completo, na remoção de cor e turbidez, comprovando que a qualidade da água produzida na FiME é compatível com a qualidade da água produzida pela tecnologia de ciclo completo. De maneira geral, os filtros lentos apresentaram rendimento satisfatório na remoção de turbidez, ferro total e coliformes, sendo que o filtro lento com camada intermediária de carvão ativado granular foi mais eficiente na remoção de cor verdadeira e oxigênio consumido do que os filtro lento com camada simples de areia. Embora tenha ocorrido picos de cor e turbidez durante a quarta e última carreira de filtração, o sistema FiME mostrou-se eficiente na remoção de coliformes totais e termotolerantes nas três últimas semanas de operação. A verificação da existência de correlação na remoção de cor, turbidez, sólidos suspensos, oxigênio consumido, coliformes totais e termotolerantes, demonstrou a existência de uma boa correlação na remoção dos parâmetros cor e turbidez nos efluentes dos filtros lentos, apresentando um coeficiente de correlação igual a 0,92. Os resultados obtidos sugerem que o sistema FiME é eficiente no tratamento de águas superficiais com elevados teores de coliformes totais e termotolerantes e com picos de cor e turbidez, produzindo, quando operado adequadamente, água com baixos teores de cor, turbidez e bactérias do grupo coliforme, atendendo as recomendações da Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde, evidenciando a viabilidade de aplicação dessa tecnologia na produção de água para consumo humano