Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológco. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:16:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265974.pdf: 4305989 bytes, checksum: b109bbdcf6372cb25d9bfd5724bb95d8 (MD5) / O aumento nas ocorrências de florações de cianobactérias em diversos mananciais de abastecimento, assim como a preocupação com a potencialidade das toxinas produzidas por estes organismos, remete a estudos de processos de tratamento eficazes para este fim. Neste sentido, a flotação por ar dissolvido (FAD) se destaca como um processo eficiente na remoção de células intactas de cianobactérias, de forma a reduzir a potencialidade de liberação de toxinas para a água tratada. A nanofiltração, por sua vez, se apresenta como tecnologia eficaz na remoção de cianotoxina extracelular, e, por este motivo, a associação destes processos como uma seqüência de tratamento para águas oriundas de ambientes eutrofizados, torna-se de ampla relevância, tendo sido adotada como objetivo do presente estudo. A investigação experimental foi realizada, utilizando como água base, água proveniente da Lagoa do Peri, manancial de abastecimento localizado em Florianópolis, SC, e que apresenta elevada densidade de cianobactérias, em particular, da espécie Cylindrospermopsis raciborskii. Os experimentos foram realizados em quatro etapas distintas, subdivididas em função de sua complexidade. Na primeira fase, procurou-se estudar as variáveis referentes ao processo de flotação por ar dissolvido, procedendo-se, em um primeiro momento, a construção do diagrama de coagulação da água da lagoa, visando estabelecer a melhor relação "dosagem de coagulante x pH de coagulação" em função das características da água de estudo. A partir desta determinação, procurou-se avaliar a influência de diferentes parâmetros de projeto sobre a eficiência do processo estudado, considerando a etapa de floculação e o processo de flotação, a saber: gradiente de floculação (Gf); tempo de floculação (Tf); pressão de saturação (Psat); tempo de saturação (Tsat); taxa de recirculação (R); e velocidade de flotação (Vf). Em seguida, promoveu-se a construção do diagrama de coagulação para concentrações mais elevadas de cianobactérias, a partir da inoculação de células de C. raciborskii cultivadas em laboratório, visando avaliar a eficiência do processo em condições menos favoráveis. A terceira etapa consistiu na avaliação da nanofiltração em relação à remoção de saxitoxina e congêneres, utilizando-se duas membranas de nanofiltração (NF-270 e NF-90), com características ligeiramente distintas, em diferentes pressões de trabalho. Na última etapa do estudo, avaliou-se a associação dos processos estudados quanto à remoção seqüencial de cianobactérias e cianotoxinas, em função dos resultados obtidos anteriormente. Os resultados demonstraram a eficiência do processo de flotação por ar dissolvido para a água da lagoa, com remoções de 97,5% de células, 78% de cor e 74% de turbidez, para dosagem de coagulante de 50 mg.L-1 e pH de coagulação de 6,36. Em relação aos parâmetros de projeto avaliados, verificou-se melhores remoções para Gf e Tf de 25 s-1 e 15 minutos, respectivamente, e Psat, Tsat, R e Vf de 400 kPa, 8 minutos, 10% e 5 cm.min-1, respectivamente. A aplicação da FAD para maiores concentrações de célula, neste experimento, mostrou-se menos satisfatória, com remoção de célula igual a 69,4%. Em relação a nanofiltração, verificou-se a eficiência do processo na remoção de cianotoxinas, principalmente para a membrana NF-90, que permitiu a remoção total das toxinas avaliadas, com exceção da toxina GTX-2. A adoção da nanofiltração como tratamento após a FAD resultou em remoções satisfatórias para diversos parâmetros analíticos, considerando cor aparente residual igual a 1 uH e turbidez média de 0,2 uT, com total remoção de cianobactérias. Em função dos resultados obtidos, pode-se considerar que a associação dos processos de flotação por ar dissolvido e nanofiltração, constitui em uma escolha adequada para o tratamento de águas com presença de cianobactérias e cianotoxinas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T15:13:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294659.pdf: 2606245 bytes, checksum: 9d3a338c044de771f730c418f1fdc2a7 (MD5) / A ocorrência de florações de cianobactérias vem se tornando mais freqüente em mananciais de abastecimento brasileiros. Este fenômeno é preocupante devido a problemas operacionais causados por estes organismos em sistemas de tratamento de água e pela capacidade destes em produzir substâncias que causam sabor e odor, e principalmente, de liberar toxinas para água, oferecendo risco à saúde de homens e animais. A flotação por ar dissolvido (FAD) vem se apresentando como um processo eficiente para remoção de células intactas de cianobactérias, e sua associação com a tecnologia de membranas filtrantes permite alcançar elevado percentual na remoção destes microrganismos. Neste contexto, este estudo teve como principal objetivo, avaliar a eficiência de remoção de cianobactérias em águas destinadas ao abastecimento público, utilizando a flotação por ar dissolvido como processo de tratamento seguido da microfiltração. Os experimentos foram desenvolvidos em escala de bancada e em regime de batelada, utilizando como coagulante o sulfato de alumínio ferroso e como água de estudo água proveniente da Lagoa do Peri, manancial de abastecimento de água que atende parte da Ilha de Santa Catarina, Florianópolis (SC) e que apresenta uma elevada densidade de cianobactérias ao longo de todo o ano, em especial da espécie filamentosa Cylindrospermopsis raciborskii. O desenvolvimento experimental apresentado neste estudo está dividido em duas etapas distintas. Na primeira etapa foram realizados estudos preliminares, tais como construção do diagrama de coagulação e estudo de permeabilidade à água, com a finalidade de determinar parâmetros de trabalho a serem utilizados no decorrer do estudo. A segunda etapa considerou a realização dos ensaios de FAD associada à microfiltração e a realização de ensaio somente da microfiltração como forma de tratamento. Durante todo o período de estudo foi realizado o monitoramento das características da água proveniente da Lagoa do Peri. O monitoramento da Lagoa do Peri permitiu observar a variação dos parâmetros analisados ao longo do ano e a inter-relação apresentada por estes parâmetros, principalmente no que diz respeito à densidade de cianobactérias, principal objeto deste estudo, que apresentou comportamento sazonal, acompanhando a variação da temperatura da água da lagoa, porém permanecendo como microrganismo dominante durante todo o período de monitoramento. A elaboração do diagrama de coagulação indicou que a melhor relação "dosagem de coagulante x pH de coagulação" a ser utilizada nos ensaios de FAD foi de 40 mg.L-1 e 4,91, respectivamente. No ensaio de permeabilidade à água foi determinada a pressão de trabalho de 1 bar como mais adequada a ser adotada nos ensaios de microfiltraçao. Nos ensaios de FAD associada à microfiltração foram obtidas remoções médias de 71% para absorbância UV 254nm , 99% para cor, 57% para carbono orgânico, 93% para turbidez e 100% para cianobactérias. Foram obtidas remoções superiores, para todos os parâmetros avaliados, no ensaio de FAD associado a microfiltração quando comparados a utilização da microfiltração como único tratamento empregado. Os resultados obtidos demonstram que a flotação por ar dissolvido associada a microfiltração deve ser considerada uma opção viável quando utilizada para tratamento de águas de mananciais com presença de cianobactérias.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:44:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246667.pdf: 3121556 bytes, checksum: ba2dff30d7541caf19d0c2c919e23959 (MD5) / A ozoflotação é um processo que associa a propriedade de oxidação do ozônio com os aspectos físicos da flotação, o que torna favorável sua utilização como pré-tratamento de águas eutrofizadas, a fim de minimizar os problemas operacionais apresentados nos sistema de tratamento de água por FD (Filtração Direta). Este trabalho estudou a ozoflotação em um sistema contínuo de tratamento de água, em uma instalação piloto montada no LALP/UFSC - Lagoa do Peri, onde as investigações experimentais apresentaram no fitoplâncton da água bruta da Lagoa do Perí, como característica predominante, as espécies de cianobactérias: C. raciborskii, Pseudanabaena sp, Planktolynbya sp e as cianotoxinas (extracelular) na água, como: a microcistina na concentração máxima de 0,56 g/L; a saxitoxina na concentração máxima de 24,1 g/L - STX e a cilindrospermopsina na concentração de 0,516 g/L, na forma intracelular. A unidade de ozoflotação, seguida de filtração, foi efetiva na remoção das microalgas, apresentando para as cianobactérias uma remoção de 79,2% na câmara de flotação, 75,9% na filtração do efluente ozoflotado e 95% de remoção geral do fitoplâncton, entre a água bruta e o efluente do filtro, demonstrando que o ozônio auxiliou na remoção dos filamentos de cianobactérias. Ficou evidenciada, também, a ausência de cianotoxinas com a aplicação de 3,7 e 4,1 mg/L de ozônio, produzindo um efluente com valores médios <0,67 uT para turbidez e <1 uH para cor aparente no efluente filtrado.