Para estudar a remoção de substâncias húmicas da água, foi utilizada uma instalação piloto de pré-oxidação e dupla filtração com filtro ascendente de areia grossa (FAAG) e filtro rápido descendente (FRD). Ozônio, peróxido de hidrogênio, peroxônio, tricloro-s-triazina-triona, dióxido de cloro, permanganato de potássio e hipoclorito de sódio foram utilizados como pré-oxidantes. A água de estudo era proveniente do Ribeirão do Feijão (São Carlos - SP) com adição de extrato de substâncias húmicas até cor verdadeira de 90 a 110 uH. O trabalho experimental foi realizado em quatro etapas: i) extração de substâncias húmicas; ii) ensaios em reatores estáticos; iii) ensaios na instalação piloto em escoamento contínuo sem pré-oxidação com taxas de filtração no FAAG entre 120 e 240 m3/m2d e no FRD entre 160 e 280 m3/m2d e; iv) ensaios na instalação piloto em escoamento contínuo sem e com pré-oxidação com taxas de filtração de 180 m3/m2 d no FAAG e 280 m3/m2d no FRD. Houve eficiência de remoção de substâncias húmicas nos ensaios sem pré-oxidação e com variação de taxas de filtração, eventualmente, observou-se residual de alumínio maior que 0,2 mg/L no efluente do FRD. Nos ensaios com pré-oxidação obteve-se redução de 50% na dosagem de coagulante, resultando em menores concentrações de alumínio residual nos filtros, e redução de 43 a 63% na perda de carga final do FAAG, comparando-se com o ensaio sem pré-oxidação. As amostras pré-oxidadas com ozônio apresentaram maiores concentrações de ácidos haloacéticos. No efluente do FRD, observou-se aumento das concentrações de trialometanos com o aumento do pH. Nos ensaios com dióxido de cloro e permanganato de potássio observaram-se menores concentrações de subprodutos. / A pilot plant of preoxidation and double filtration with coarse sand upflow filter (CSUF) and downflow filter (DF) was used with the purpose of removing humic substances of the water. Ozone, hydrogen peroxide, peroxone, chlorine, chlorine dioxide and potassium permanganate were used as preoxidants. The water of study was originating from Ribeirão Feijão (São Carlos - SP) with addition of extract of humic substances until true color from 90 to 110 uH. The experimental work was accomplished in four stages: i) extraction of humic substances; ii) tests in static reactors; iii) runs in the pilot plant in continuous flow without preoxidation with filtration rates in the upflow filter between 120 and 240 m3/m2d and in the downflow filter between 160 and 280 m3/m2d and; iv) runs in the pilot plant in continuous flow with and without preoxidation with filtration rates of 180 m3/m2d in the upflow filter and 280 m3/m2d in the downflow filter. There was efficiency of removal of humic substances in the runs without preoxidation with variation of filtration rates, but the effluent of the downflow filter presented aluminum residual larger than 0,2 mg/L. In the runs with preoxidation a reduction in the coagulant dosage of 50% was observed and consequently smaller concentration of aluminum residual in the effluent of the downflow filter, and reduction of 43 to 63% in the final load loss in the upflow filter, compared with the run without preoxidation. The preoxidaded water with ozone was verified higher concentration of haloacetic acids. In the effluent of the downflow filter was observed increase of trihalomethane concentrations with the increase of the pH. In the runs with chlorine dioxide and potassium permanganate were observed lower concentrations of byproducts.

Para estudar a remoção de substâncias húmicas da água, foi utilizada uma instalação piloto de pré-oxidação e dupla filtração com filtro ascendente de areia grossa (FAAG) e filtro rápido descendente (FRD). Ozônio, peróxido de hidrogênio, peroxônio, tricloro-s-triazina-triona, dióxido de cloro, permanganato de potássio e hipoclorito de sódio foram utilizados como pré-oxidantes. A água de estudo era proveniente do Ribeirão do Feijão (São Carlos - SP) com adição de extrato de substâncias húmicas até cor verdadeira de 90 a 110 uH. O trabalho experimental foi realizado em quatro etapas: i) extração de substâncias húmicas; ii) ensaios em reatores estáticos; iii) ensaios na instalação piloto em escoamento contínuo sem pré-oxidação com taxas de filtração no FAAG entre 120 e 240 m3/m2d e no FRD entre 160 e 280 m3/m2d e; iv) ensaios na instalação piloto em escoamento contínuo sem e com pré-oxidação com taxas de filtração de 180 m3/m2 d no FAAG e 280 m3/m2d no FRD. Houve eficiência de remoção de substâncias húmicas nos ensaios sem pré-oxidação e com variação de taxas de filtração, eventualmente, observou-se residual de alumínio maior que 0,2 mg/L no efluente do FRD. Nos ensaios com pré-oxidação obteve-se redução de 50% na dosagem de coagulante, resultando em menores concentrações de alumínio residual nos filtros, e redução de 43 a 63% na perda de carga final do FAAG, comparando-se com o ensaio sem pré-oxidação. As amostras pré-oxidadas com ozônio apresentaram maiores concentrações de ácidos haloacéticos. No efluente do FRD, observou-se aumento das concentrações de trialometanos com o aumento do pH. Nos ensaios com dióxido de cloro e permanganato de potássio observaram-se menores concentrações de subprodutos. / A pilot plant of preoxidation and double filtration with coarse sand upflow filter (CSUF) and downflow filter (DF) was used with the purpose of removing humic substances of the water. Ozone, hydrogen peroxide, peroxone, chlorine, chlorine dioxide and potassium permanganate were used as preoxidants. The water of study was originating from Ribeirão Feijão (São Carlos - SP) with addition of extract of humic substances until true color from 90 to 110 uH. The experimental work was accomplished in four stages: i) extraction of humic substances; ii) tests in static reactors; iii) runs in the pilot plant in continuous flow without preoxidation with filtration rates in the upflow filter between 120 and 240 m3/m2d and in the downflow filter between 160 and 280 m3/m2d and; iv) runs in the pilot plant in continuous flow with and without preoxidation with filtration rates of 180 m3/m2d in the upflow filter and 280 m3/m2d in the downflow filter. There was efficiency of removal of humic substances in the runs without preoxidation with variation of filtration rates, but the effluent of the downflow filter presented aluminum residual larger than 0,2 mg/L. In the runs with preoxidation a reduction in the coagulant dosage of 50% was observed and consequently smaller concentration of aluminum residual in the effluent of the downflow filter, and reduction of 43 to 63% in the final load loss in the upflow filter, compared with the run without preoxidation. The preoxidaded water with ozone was verified higher concentration of haloacetic acids. In the effluent of the downflow filter was observed increase of trihalomethane concentrations with the increase of the pH. In the runs with chlorine dioxide and potassium permanganate were observed lower concentrations of byproducts.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o comportamento de um sistema de dupla filtração, utilizando filtro ascendente de pedregulho seguido de filtro rápido descendente na remoção de substâncias húmicas. A parte experimental foi realizada em uma instalação piloto, que utilizou como afluente a água do Ribeirão Feijão na qual foi adicionado extrato de substâncias húmicas, previamente extraído de solo turfoso por meio de extração alcalina, para que a cor verdadeira da água de estudo resultasse entre 90 e 110 uH. As condições de coagulação, como gradiente de velocidade, dosagem e pH, foram definidos em ensaios com jarteste. As taxas utilizadas no filtro ascendente em pedregulho foram de 80 e 120 m3/m2.dia e no sistema de filtração rápida descendente de 80, 120, 150, 180, 220 e 240 m3/m2.dia. As carreiras tiveram duração máxima de 72 horas. A utilização do critério de realização de Descargas de Fundos Intermediárias (DFIs), quando o efluente do Filtro Ascendente de Pedregulho (FAP) atingisse valor maior ou igual 50 uH, não permitiu aumento da cor no efluente final. O sistema de dupla filtração estudado foi eficiente na remoção de cor, atingindo diversas vezes remoção completa; outros parâmetros relativos à concentração de substâncias húmicas, como absorvância (254 nm) e Carbono Orgânico Dissolvido (COD), foram removidos entre 89,1 a 93,6% e 27,5 a 48,5% respectivamente. / The present work was carried out to evaluate the removal of humic substances in a double filtration system, comprising on upflow gravel prefilter followed by a rapid down flow filter. Raw water was abstracted from the influent took to the municipal water treatment Plant 2. Humic substances were extracted from peat through alkaline process. The concentrated solution was pumped to raw water in order to obtain true colour of 90-110 Hu in the influent to the pilot plant. Filtration rates studied were as follows: 80 and 120 m3/m2.day in the upflow filter 80, 120, 150, 180, 220 e 240 m3/m2.day in the down flow filter. Maximum filter run length was fixed in 72 hours. Intermediate down flushes in the upflow filter were performed during the run when the effluent colour reached 50 Hu. It is concluded that the system performed efficiently to remove colour; in most part of the effluent colour remained bellow 1 Hu. Absorbance (254 nm) removal resulted high (between 89,1% and 93,6%). Dissolved organic carbon resulted satisfactory (27,5% to 48,5%).

O presente trabalho teve como objetivos estudar a potencialidade da FAD associada à oxidação química e comparar com a sedimentação também conjugada à oxidação química, em escala de laboratório, além de avaliar a eficiência de uma unidade piloto de FAD lamelar de alta taxa com escoamento horizontal no tratamento de água contendo ferro, manganês e matéria orgânica em concentrações acima dos padrões de potabilidade. Nos ensaios de flotação em escala de laboratório, entre os valores de dosagem de coagulante (cloreto férrico) investigados (na faixa de 15 a 35 mg/L) - o valor de 30 mg/L associado ao pH em torno de 6,2 e à aplicação de 2,7 mg/L de cloro, na forma de hipoclorito de sódio - apresentou os melhores resultados de remoção de cor, turbidez, ferro e manganês. No caso da sedimentação, também em escala de laboratório, dentre os valores de dosagem de coagulante investigados (30 e 45 mg/L), foi o valor de 30 mg/L associado a valor de pH em torno de 8,5 e à aplicação de 2,7 mg/L de cloro, que forneceu os melhores resultados de remoção de turbidez, ferro e manganês. A comparação entre a clarificação por FAD e por sedimentação da água de estudo, consideradas as melhores condições de coagulação e de floculação, mostrou que a flotação apresentou resultados de remoção de turbidez, cor aparente e ferro muito superiores aos obtidos nos ensaios de sedimentação. A unidade piloto de FAD lamelar de alta taxa com escoamento horizontal apresentou elevada eficiência de clarificação da água de estudo após prévia adequação das condições de oxidação química, coagulação e floculação, em escala de laboratório. Essa unidade foi capaz de operar, com excelente desempenho, com taxas de até 39 m/h, desde que fossem fornecidos 4,3 g de ar/m3 de água e tempo de floculação de 20 minutos. Finalmente, após o estudo e adequação das condições de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido, ) o efluente do flotador foi filtrado em unidade de filtração rápida descendente com leito de areia tendo apresentado residuais de turbidez em torno de 0,40 uT, cor aparente menor que 2 uC, ferro em torno de 0,10 mg/L e manganês a 0,02 mg/L, tanto para o efluente com taxa de flotação de 13 m/h quanto para 39 m/h, após 4 horas de filtração. Isto confirma a utilização, com elevada eficiência, da unidade piloto lamelar de alta taxa e escoamento horizontal com taxas de até 39 m/h, como pré-clarificação da água de estudo. / The aim of this research was to study and compare the potentiality of DAF and sedimentation processes associated with chemical oxidation, using lab scale (batch) as well as to assess the efficiency of a high-rate dissolved air flotation piloto unit with horizontal flow followed by a rapid sand bed filtration system, in the treatment of water with high concentration of iron, manganese and humic substances. For the essays in lab scale, among the values of coagulant dosage investigated (ferric chloride, in the range of 15-35 mg/L), the dosage of 30 mg/L associated to a pH value around 6.2 and oxidant dosage 2.7 mg/L of chlorine, in the form of sodium hypochlorite, presented the best results, in terms of color, turbidity, iron and manganese removal. For the sedimentation essays, also performed in lab scale, among the values of coagulant dosage investigated (30-45 mg/L), the dosage of 30 mg/L associated to 2.7 mg/L of chlorine supplied the best removal results for turbidity, iron and manganese. The comparison between dissolved air flotation and sedimentation clarification in lab scale, when the best conditions of coagulation and flocculation were carried out to both processes, showed that the results for flotation were highly better than the results obtained by sedimentation, in terms of turbidity, color and iron removal. The high-rate DAF pilot unit with horizontal flow showed high clarification efficiency after previous adaptation of the conditions of chemical oxidation, coagulation and flocculation, as investigated at the lab essays. The unit operated with excellent performance using high rates up to 39 m/h, since it was supplied 4.3 g of air/m3 of water and flocculation time of 20 minutes. The sand bed unit of rapid filtration showed high performance in removal of turbidity (around 0.40 uT), color (< 2 uC), iron (around 0.10 mg/L) and manganese (0.02 mg/L), with 4 hours of filtration, when rates from 13 to 39 m/h were used in the high-rate DAF pilot unit. This fact confirms that the use of the high-rate DAF pilot unit with rates up to 39 m/h is feasible with high efficiency as a pre-clarification to the water evaluated.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o comportamento de um sistema de dupla filtração, utilizando filtro ascendente de pedregulho seguido de filtro rápido descendente na remoção de substâncias húmicas. A parte experimental foi realizada em uma instalação piloto, que utilizou como afluente a água do Ribeirão Feijão na qual foi adicionado extrato de substâncias húmicas, previamente extraído de solo turfoso por meio de extração alcalina, para que a cor verdadeira da água de estudo resultasse entre 90 e 110 uH. As condições de coagulação, como gradiente de velocidade, dosagem e pH, foram definidos em ensaios com jarteste. As taxas utilizadas no filtro ascendente em pedregulho foram de 80 e 120 m3/m2.dia e no sistema de filtração rápida descendente de 80, 120, 150, 180, 220 e 240 m3/m2.dia. As carreiras tiveram duração máxima de 72 horas. A utilização do critério de realização de Descargas de Fundos Intermediárias (DFIs), quando o efluente do Filtro Ascendente de Pedregulho (FAP) atingisse valor maior ou igual 50 uH, não permitiu aumento da cor no efluente final. O sistema de dupla filtração estudado foi eficiente na remoção de cor, atingindo diversas vezes remoção completa; outros parâmetros relativos à concentração de substâncias húmicas, como absorvância (254 nm) e Carbono Orgânico Dissolvido (COD), foram removidos entre 89,1 a 93,6% e 27,5 a 48,5% respectivamente. / The present work was carried out to evaluate the removal of humic substances in a double filtration system, comprising on upflow gravel prefilter followed by a rapid down flow filter. Raw water was abstracted from the influent took to the municipal water treatment Plant 2. Humic substances were extracted from peat through alkaline process. The concentrated solution was pumped to raw water in order to obtain true colour of 90-110 Hu in the influent to the pilot plant. Filtration rates studied were as follows: 80 and 120 m3/m2.day in the upflow filter 80, 120, 150, 180, 220 e 240 m3/m2.day in the down flow filter. Maximum filter run length was fixed in 72 hours. Intermediate down flushes in the upflow filter were performed during the run when the effluent colour reached 50 Hu. It is concluded that the system performed efficiently to remove colour; in most part of the effluent colour remained bellow 1 Hu. Absorbance (254 nm) removal resulted high (between 89,1% and 93,6%). Dissolved organic carbon resulted satisfactory (27,5% to 48,5%).

O presente trabalho teve como objetivos estudar a potencialidade da FAD associada à oxidação química e comparar com a sedimentação também conjugada à oxidação química, em escala de laboratório, além de avaliar a eficiência de uma unidade piloto de FAD lamelar de alta taxa com escoamento horizontal no tratamento de água contendo ferro, manganês e matéria orgânica em concentrações acima dos padrões de potabilidade. Nos ensaios de flotação em escala de laboratório, entre os valores de dosagem de coagulante (cloreto férrico) investigados (na faixa de 15 a 35 mg/L) - o valor de 30 mg/L associado ao pH em torno de 6,2 e à aplicação de 2,7 mg/L de cloro, na forma de hipoclorito de sódio - apresentou os melhores resultados de remoção de cor, turbidez, ferro e manganês. No caso da sedimentação, também em escala de laboratório, dentre os valores de dosagem de coagulante investigados (30 e 45 mg/L), foi o valor de 30 mg/L associado a valor de pH em torno de 8,5 e à aplicação de 2,7 mg/L de cloro, que forneceu os melhores resultados de remoção de turbidez, ferro e manganês. A comparação entre a clarificação por FAD e por sedimentação da água de estudo, consideradas as melhores condições de coagulação e de floculação, mostrou que a flotação apresentou resultados de remoção de turbidez, cor aparente e ferro muito superiores aos obtidos nos ensaios de sedimentação. A unidade piloto de FAD lamelar de alta taxa com escoamento horizontal apresentou elevada eficiência de clarificação da água de estudo após prévia adequação das condições de oxidação química, coagulação e floculação, em escala de laboratório. Essa unidade foi capaz de operar, com excelente desempenho, com taxas de até 39 m/h, desde que fossem fornecidos 4,3 g de ar/m3 de água e tempo de floculação de 20 minutos. Finalmente, após o estudo e adequação das condições de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido, ) o efluente do flotador foi filtrado em unidade de filtração rápida descendente com leito de areia tendo apresentado residuais de turbidez em torno de 0,40 uT, cor aparente menor que 2 uC, ferro em torno de 0,10 mg/L e manganês a 0,02 mg/L, tanto para o efluente com taxa de flotação de 13 m/h quanto para 39 m/h, após 4 horas de filtração. Isto confirma a utilização, com elevada eficiência, da unidade piloto lamelar de alta taxa e escoamento horizontal com taxas de até 39 m/h, como pré-clarificação da água de estudo. / The aim of this research was to study and compare the potentiality of DAF and sedimentation processes associated with chemical oxidation, using lab scale (batch) as well as to assess the efficiency of a high-rate dissolved air flotation piloto unit with horizontal flow followed by a rapid sand bed filtration system, in the treatment of water with high concentration of iron, manganese and humic substances. For the essays in lab scale, among the values of coagulant dosage investigated (ferric chloride, in the range of 15-35 mg/L), the dosage of 30 mg/L associated to a pH value around 6.2 and oxidant dosage 2.7 mg/L of chlorine, in the form of sodium hypochlorite, presented the best results, in terms of color, turbidity, iron and manganese removal. For the sedimentation essays, also performed in lab scale, among the values of coagulant dosage investigated (30-45 mg/L), the dosage of 30 mg/L associated to 2.7 mg/L of chlorine supplied the best removal results for turbidity, iron and manganese. The comparison between dissolved air flotation and sedimentation clarification in lab scale, when the best conditions of coagulation and flocculation were carried out to both processes, showed that the results for flotation were highly better than the results obtained by sedimentation, in terms of turbidity, color and iron removal. The high-rate DAF pilot unit with horizontal flow showed high clarification efficiency after previous adaptation of the conditions of chemical oxidation, coagulation and flocculation, as investigated at the lab essays. The unit operated with excellent performance using high rates up to 39 m/h, since it was supplied 4.3 g of air/m3 of water and flocculation time of 20 minutes. The sand bed unit of rapid filtration showed high performance in removal of turbidity (around 0.40 uT), color (< 2 uC), iron (around 0.10 mg/L) and manganese (0.02 mg/L), with 4 hours of filtration, when rates from 13 to 39 m/h were used in the high-rate DAF pilot unit. This fact confirms that the use of the high-rate DAF pilot unit with rates up to 39 m/h is feasible with high efficiency as a pre-clarification to the water evaluated.