A ocupação desordenada das bacias hidrográficas provocou a aceleração da eutrofização que, além de problemas meramente estéticos e paisagísticos, resulta na ocorrência de elevadas densidades de fitoplâncton com dominância de cianobactérias potencialmente tóxicas nos mananciais. Paralelamente ao envelhecimento e deterioração física das instalações, as tecnologias usuais de tratamento não reúnem condições para tratar adequadamente águas de mananciais onde ocorre aporte de substâncias químicas recalcitrantes como agrotóxicos, fertilizantes e disruptores endócrinos. O presente trabalho teve como objetivo estudar e avaliar a técnica da dupla filtração em leitos de pedregulho e areia, com pré ou interoxidação e adsorção com carvão ativado granulado e pulverizado, para a potabilização de água de reservatório eutrofizado com elevada densidade de cianobactérias - Açude Gargalheiras, Acari, semiárido do RN. A pesquisa constou de quatro fases: fase 01 caracterização físico-química e biológica contínua da água bruta do manancial e realização de ensaios estáticos de filtração direta em equipamento de jarteste e filtros de laboratório de areia, fase 02 - avaliação de pré-filtração ascendente em pedregulho com camadas filtrantes de diferentes granulometrias, fase 03 - comportamento da dupla filtração sob quatro taxas de filtração e quatro pré-filtros e fase 04 - estudo de arranjos da instalação piloto com pré e interoxidação e adsorção com carvão ativado granulado e pulverizado. Concentrações médias da série nitrogenada, fósforo total e ortofosfato solúvel enquadraram o Açude Gargalheira como eutrófico. Elevadas densidades de cianobactérias mostraram necessidade de monitoramento semanal do manancial (bioensaios de toxicidade e análise de cianotoxinas). Ensaios estáticos em bancada definiram dosagens de coagulante hidróxicloreto de alumínio entre 13 mg/L e 15 mg/L e pH de coagulação de 7,6, sob gradiente e tempo de mistura rápida de 700/s e 17 s; dosagens de oxidante (cloro) entre 2,0 mg CL 2.L-1 e 3,0 mg CL2.L-1 e tempo de oxidação de 20 minutos, com eliminação da acidificação e dosagem de CAP de 15 mg/L com tempo de adsorção de 30 minutos. FAP4 (pré-filtro com camada filtrante entre 2,0 mm e 3,2 mm) apresentou menores médias de turbidez e cor aparente remanescentes. Taxa de filtração entre 160 m3.m-2.dia-1 e 200 m3.m-2.dia-1 foi a faixa escolhida pela melhor performance e menores custos financeiros de implantação e reforma e ampliação de unidades existentes. Dupla filtração com granulometria, espessura das camadas suporte e filtrante e taxas de filtração escolhidas e nas condições operacionais aplicadas, mostrou bom desempenho em relação à remoção de flocos de células de cianobactérias e, consequentemente, de microcistinas totais-LR. As remoções de cianobactérias nos pré-filtros variaram entre 52% (FAP2) e 96% (FAP4), representando densidades remanescentes entre 20.000 células/mL e 13.000 células/mL. Os filtros descendentes de areia atuaram como sistemas de polimento final com remoção na faixa de 61% a 98% (9.400 células/mL a 5.800 células/mL). Oxidação com cloro (inter e pré-oxidação), com residual de cloro livre da ordem de 0,1 mg/mL, associada à adsorção com CAP e CAG produziu efluentes finais com qualidade aceitável quanto aos níveis de TAM, turbidez e cor verdadeira. Arranjos de pré e interoxidação, dupla filtração e adsorção com CA (exibiram melhores desempenhos de remoção de MON, COT, ABS254, cor aparente verdadeira e turbidez e foram eficientes para assegurar a qualidade dos efluente finais especialmente em relação à remoção de MCT-LR e TAM: efluentes da colunas FCAG tiveram concentração de MCT-LR reduzida, consistentemente, para valores inferiores a 1,0 µg/L. / Disordered basins occupation provoked acceleration of eutrophication, which besides purely aesthetic and landscaping problems, results in occurrence of high phytoplankton densities with potentially toxic cyanobacteria dominance. Alongside physical aging and consequent deterioration of installations, usual treatment technologies do not provide adequate conditions for treating water from reservoirs where occurs recalcitrant chemicals such as pesticides, fertilizers and endocrine disrupters. This work aimed to evaluate double filtration in gravei and sand filters, pre and interoxidation and adsorption with powdered and granulated activated carbon, for water potabilization from eutrophic reservoir with high cyanobacteria density - Gargalheira Weir, Acari, semi-arid region of RN Brazil. The survey consisted of four phases: phase 1 - continuous physic-chemical and biological raw water characterization and static tests in jartest equipment and direct filtration with laboratory sand filters, phase 2 - evaluation of up flow prefiltration with different graded layers, phase 03 - double filtration behavior under four filtration rates and four pre filters and phase 04 - double filtration arrangements study with pre and interoxidation and adsorption with PAC and GAC columns. The average concentrations of nitrogen series, total phosphorus and soluble orthophosphate classified the Gargalheira Weir as eutrophic. High cyanobacteria densities showed the need for weekly monitoring (toxicity bioassays and cyanotoxins analysis). Static bench tests established aluminum hidroxicloride dosages from 13 mg/L to 15 mg/L and pH coagulation 7.6, with flash mixing gradient 700/s and contact time 17 s; oxidant (chlorine) dosages 2.0 mg CL2.L-1 and 3.0 mg CL2.L-1 and 20 minutes for oxidation time, with acidification elimination; 15 mg/L CAP dosage with 30 minutes adsorption time. FAP4 (pre filter with layer size 2.0 mm - 3.2 mm) had lower average turbidity and apparent color remnants. Flow rate between 160 m3.m-2.dia-1 and 200 m3.m-2.dia-1 was chosen for its performance and lower financial costs of deployment, reform and expansion of existing units. Double filtration with particle size, thickness of layers and filter support and filtration rates choosed under operational conditions applied showed good performance regarding removal of cyanobacteria cells flakes and total microcystin-LR. Cyanobacteria removal in pre filters ranged from 52% (FAP2) and 96% (FAP4), representing remaining densities between 20,000 and 13,000 cells/mL. Down flow sand filters done final polishing with removal 61% to 98% (9,400 cells/mL to 5,800 cells/mL). Oxidation with chlorine in both inter and pre oxidation with free chlorine residual of about 0.1 mq/L, associated with GAC and PAC adsorption produced final effluent with acceptable quality for TAM, turbidity and true color levels. Pre and interoxidation arrangements with double filtration and GAC adsorption as post treatment stage showed betler performances in removal MON, TOC, ABS254, true and apparent color and turbidity and exhibitid efficience to ensure final effluent quality in particular MCT-LR and TAM removing: GAC columns effluents had reduced MCT-LR concentrations consistently to less than 1.0 µg/L.

A degradação do herbicida Diuron comercial (Nortox SA) foi realizada utilizando os ânodos Ti/RuxTi(1-x)O2 e Ti/IrxTi(1-x)O2 (x = 0,3; 0,5 e 0,7). A investigação da degradação foi conduzida na presença e na ausência de cloreto. O estudo da remoção do herbicida em função da densidade de corrente na ausência de cloreto rendeu remoções de 41 e 49% de demanda química de oxigênio (DQO) e remoções de 10 e 14% de carbono orgânico total (COT) a 100 mA cm-2, respectivamente. Mantendo-se o tempo de eletrólise constante (4 h), a composição do ânodo Ti/Ru0,7Ti0,3O2 foi determinada como a mais ativa para remoção do Diuron e seus subprodutos. Com a adição de cloreto, a taxa de degradação dobrou, e obteve-se 100% de remoção de DQO para o ânodo Ti/Ru0,3Ti0,7O2. O herbicida Alaclor foi totalmente mineralizado por diferentes processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOAs), empregando célula eletroquímica em escala de bancada (100 mL) equipada com cátodo de difusão de ar capaz de eletrogerar H2O2 e ânodos de Pt e diamante dopado com boro (BDD). O melhor desempenho para o tratamento de 100 mL de solução Alaclor 0,60 mmol L-1 durante 360 min, foi obtido por meio do processo fotoeletro-Fenton (FEF) empregando ânodo de BDD na presença de 0,5 mmol L-1 de Fe2+. De acordo com as análises de CG-MS, a etapa de degradação do Alaclor envolveu quatro vias diferentes de reação (desalquilação, ciclização, cisão da ligação R-N e hidroxilação), resultando em nove subprodutos que, em seguida, levaram ao surgimento de ácidos carboxílicos que foram detectados. Diferentes quantidades de íons nitrogenados (NH4+ e NO3-) e clorados (Cl-, ClO3- e ClO4-) foram acumulados nas soluções finais da degradação, dependendo do ânodo e da corrente aplicada. O herbicida Diuron (0,185 mmol L-1 e pH 3,0), foi tratado também por diferentes PEOAs, como oxidação anódica com H2O2 eletrogerado (OA-H2O2), eletro-Fenton (EF) e fotoeletro-Fenton empregando luz UVA (FEF) ou FEF empregando luz solar (FEFS). Os ensaios foram realizados em uma célula eletroquímica em escala de bancada (100 mL) e em seguida testes em uma planta pré-piloto (2,5 L). Nos experimentos com célula eletroquímica em escala de bancada, o tratamento FEF empregando ânodo de BDD foi o método mais potente, produzindo 93% de mineralização após 360 min a 100 mA cm-2. Na planta de fluxo pré-piloto, o processo FEFS atingiu uma porcentagem de mineralização máxima de 70% a 100 mA cm-2. Os ácidos oxálico e oxâmico foram detectados como os ácidos carboxílicos finais e íons amônio e cloreto também foram encontrados, onde o último íon foi parcialmente convertido em íons clorato e perclorato na superfície do ânodo de BDD / Commercial herbicide Diuron solution (Nortox SA) was degrated using Ti/RuxTi(1-x)O2 and Ti/IrxTi(1-x)O2 (x = 0.3, 0.5, and 0.7) anodes. Degradation was investigated in the presence and in the absence of chloride. In the absence of chloride, herbicide removal yielded 41 and 49% COD (chemical oxygen demand) removal, and 10 and 14% TOC (total organic carbon) removal at 100 mA cm-2, respectively. For a constant electrolysis time (4 h), Ti/Ru0.7Ti0.3O2 anode composition removed Diuron and its byproduct the most activelly. Addition of chloride doubled the removal ratio, and the Ti/Ru0.3Ti0.7O2 anode afforded 100% COD removal. Electrochemical advanced oxidation processes (EAOPs) quickly degraded and even totally mineralized the herbicide Alachlor in electrochemical cells equipped with a carbonaceous air-diffusion cathode that was able to electrogenerate H2O2 and with a Pt or boron-doped diamond (BDD) anode. The photoelectron-Fenton (PEF) process with BDD in the presence of 0.5 mmol L-1 Fe2+ performed the best in Alachlor solutions treatment (100 mL, 0.60 mmol L-1, 360 min.). According to GC-MS analyses, Alachlor degradation involved four different reaction pathways (dealkylation, cyclization, R-N bond cleavage and hydroxylation), to give nine byproducts, including the detected carboxylic. Different amounts of nitrogenated (NH4+ and NO3-) and chlorinated (Cl-, ClO3- and ClO4-) ions accumulated in the final solutions depending on the anode and the applied current. The herbicide Diuron (0.185 mmol L-1 and pH 3.0) was treated using different EAOPs like anodic oxidation with electrogenerated H2O2 (AO-H2O2), electro-Fenton (EF), UVA photoelectro-Fenton (PEF), and solar PEF (SPEF). Experiments were performed in 100 mL electrochemical cells, and in a 2.5 L pre-pilot flow plant. In the electrochemical cells, the PEF treatment with BDD was the most potent, yielding 93% mineralization after 360 min at 100 mA cm-2. In the pre-pilot flow plant, the SPEF process furnished maximum mineralization of 70% at 100 mA cm-2. Oxalic and oxamic acids were detected as final carboxylic acids. Ammonium and chloride ions were also released; the latter ion was partially converted into chlorate and perchlorate ions at the BDD surface

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nadja Lima Gorza.pdf: 3030587 bytes, checksum: 3aa00105b37afc7dd17519461b9b8419 (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / A contaminação das águas superficiais e águas subterrâneas com agrotóxicos é reconhecida por especialistas de vários países como um grande problema, devido à sua persistência no ambiente aquático e potenciais efeitos adversos à saúde. Entre as opções de tratamento de águas o processo eficaz para a remoção de agrotóxicos é a adsorção em carvão ativado, exceto para algumas substâncias polares. No entanto, a capacidade de adsorção do carvão ativado é afetada pela natureza e concentração dos contaminantes presentes na água bruta. Este trabalho tem como objetivo geral avaliar a remoção/transformação dos agrotóxicos 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), Clorpirifós, Glifosato, e de seus produtos de transformação, em uma instalação piloto de tratamento de água convencional (coagulação com sulfato de alumínio, floculação, sedimentação, filtração e desinfecção) associada à pré-oxidação com dióxido de cloro, cloro e adsorção em carvão ativado granular betuminoso. Os resultados obtidos mostraram que os oxidantes promoveram parcial oxidação da matéria orgânica presente na água bruta, efeito observado por meio do decaimento da absorbância UV em 254 nm O tratamento convencional combinado à oxidação com dióxido de cloro e adsorção em carvão ativado granular, mostrou-se adequado para a remoção dos contaminantes 2,4-D, Clorpirifós e de seus produtos de transformação, o 2,4-diclorofenol (2,4-DCP) e Clorpirifós-oxon. Entretanto, a oxidação com cloro associada ao tratamento convencional, revelou ser mais eficiente na remoção do Glifosato e de seu principal metabolito, AMPA. Estudos sobre a capacidade de adsorção e o tempo de saturação do CAG foram também realizados revelando que o CAG betuminoso pode ser eficiente na remoção de Clorpirifós e 2,4-D. Dada a dificuldade em qualificar e quantificar todos os subprodutos formados no processo de tratamento da água contaminada com agrotóxicos, ensaios de mutagenicidade (AMES) foram realizados na água tratada. Também foi pesquisada a formação de subprodutos de desinfecção tais como Trialometanos totais, Ácidos Haloacéticos totais, clorito e clorato / Contamination of surface water and groundwater with pesticides has been recognized as a major problem because of its persistence in the aquatic environment and potential adverse health effects. Among the options for water treatment process more effective for the removal of pesticides is the adsorption on activated carbon, except for the polar substances. However, the adsorption capacity of activated carbon is affected by the nature and concentration of contaminants in raw water. This study aims at evaluating the removal / transformation of the pesticide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), chlorpyrifos, glyphosate and its main metabolites in pilot plant for water treatment in complete cycle (coagulation with sulfate aluminum, sedimentation and filtration) with pre-oxidation with chlorine dioxide and chlorine adsorption on activated carbon granular bituminous. The results showed that the oxidant promoted partial oxidation of organic matter present in raw water, an effect observed through the decay of the UV absorbance (λ = 254nm) treatment combined with complete cycle of oxidation with chlorine dioxide and adsorption on granular activated carbon proved to be suitable for the removal of contaminants 2,4-D, chlorpyrifos and its transformation products, 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) and chlorpyrifos-oxon. However, oxidation with chlorine associated with the treatment in full cycle, proved to be more efficient in the removal of glyphosate and its metabolite, AMPA. Studies on the adsorption capacity and the saturation time of the AGC were also performed showing that the bituminous AGC can be effective in the removal of chlorpyrifos and 2,4-D. Given the difficulty to qualify and quantify all the products formed in the process of treating water contaminated with pesticides, mutagenicity assays (Ames) were performed in treated water. It was also investigated the formation of byproducts such as trihalomethanes disinfection total haloacetic acids total chlorite and chlorate

Nesta pesquisa o principal objetivo foi estudar a influência da disposição de lodo gerado em estação de tratamento de água (ETA), que utiliza sulfato de alumínio como coagulante, nos processos biológicos de tratamento de esgoto por lodo ativado com aeração prolongada. Para isso, uma estação piloto de fluxo contínuo foi operada com idade do lodo de 25 dias em duas condições: inicialmente alimentada somente com esgoto bruto e posteriormente com adição de lodo de ETA à base de alumínio de modo a haver acréscimo nos sólidos em suspensão (SS) do esgoto em 25, 50 e 100 mg/L. Os resultados obtidos mostraram que a principal conseqüência foi o aumento na produção de sólidos do sistema (acréscimos médios de 4,6% com 25 mg/L, 37,7% com 50 mg/L e 41,0% com 100 mg/L) e, portanto, na concentração média de SS no tanque de aeração, no decantador secundário e no lodo produzido em excesso. Como o decantador secundário operou com taxa de aplicação de sólidos abaixo da taxa limite não houve problema de arraste de sólidos pelo efluente final. Não houve interferências na remoção de DBO5,20 (eficiência de remoção acima de 94%). O teste de consumo de oxigênio específico (TCOa/SSV) e o exame microscópico do lodo não apontaram possíveis efeitos tóxicos desse lodo à microfauna existente. Não houve inibição no processo de nitrificação (eficiência média de remoção de nitrogênio Kjeldhal Total e de nitrogênio amoniacal acima de 95%). Houve aumento na concentração de DQO e de SS no efluente final pela própria contribuição do lodo da ETA sobre esses parâmetros. A remoção de fósforo foi observada apenas na forma solúvel com dosagem de 25 mg/L e 50 mg/L (eficiências de remoção de 9,1% e de 21,9% respectivamente). Esses resultados apontam que a disposição do lodo de ETA a base de alumínio em sistema de lodo ativado pode ser realizada sem interferências negativas sobre esses processos biológicos aeróbios. / The main purpose of this research was to study the influence of an alum-coagulated water treatment plant (WTP) sludge on the biological processes of wastewater treatment using extended aeration activated-sludge process. For this, a continuousflow activated-sludge pilot plant was operated at solids retention time (SRT) value of 25 day under two conditions: initially, it was feeded only with sewage and next dosed with alum sludge in way to have an addition about 25, 50 and 100 mg of suspended solids (SS) per liter of incoming sewage. The results showed that the main consequence was the increase of solids production (average addition of 4,6% at 25 mg/L, 37,7% at 50 mg/L and 41% at 100 mg/L dosages) and therefore an increasing of average concentration of SS in aeration tank, secondary clarifier and wasteactivated sludge. As the secondary clarifier operated under solids loading rate limit no solids were discharged in the clarifier effluent. There was no interference on BOD5 removal (removal efficiency above 94%). The specific oxygen uptake rate (SOUR) and the microscopic observations did not show any possible toxic effects to the microbial population inhabiting the activated sludge system. There was no inhibition in nitrification process (average efficiency of Total Kjeldahl nitrogen and ammonia nitrogen removal above 95%). There was an increase of COD and SS in final effluent due to contribution of WTP residuals on these parameters. Phosphorus removal was observed only in soluble form with doses of 25 mg/L and 50 mg/L (removal efficiency of 9,1% and 21,9% respectively). These results indicate that disposal of WTP alum sludge in activated-sludge system can be done without any adverse effects on these aerobic biological processes.

A disparidade entre o crescimento populacional e a oferta de água potável apresenta grandes riscos de abastecimento em grandes centros urbanos. A utilização desse recurso em residências é diferenciada em uso potável e não potável. A utilização de água potável para finalidades menos nobres leva à escassez hídrica local em menor prazo, necessitando de busca de água cada vez mais longe, encarecendo o valor desse bem aos usuários. O uso não potável deveria ser suprido por fontes alternativas, como águas pluviais ou água de reúso. Em residências, muitas vezes o volume de água não potável é suprido pela produção de água cinza, necessitando de tratamento para que seu uso não ofereça riscos aos usuários. Sistemas de tratamento tipo wetlands podem ser uma alternativa economicamente viável em locais com disponibilidade de área, tendo como atrativos a independência de energia elétrica para o processo, ausência da necessidade de produtos químicos e forte apelo estético e ambiental. O presente trabalho visou avaliar a viabilidade técnica de sistemas tipo wetlands no tratamento de água cinza, determinando a remoção de material orgânico, a constante de remoção desse substrato, determinar as taxas de remoções de nitrogênio e fósforo e avaliar a eficiência na remoção de indicadores de contaminação fecal em um sistema tipo wetlands de fluxo subsuperficial horizontal cultivado em policultura. O sistema tipo wetlands apresentou remoção média de matéria orgânica próxima a 60% nos para os parâmetros DBO, DQO e COT, possibilitando: K20 DBO = 0,40; K20 DQO = 0,34; e K20 COT 0,30. As taxas de remoção de nutriente foram: 0,07g/m².d de fósforo total e 0,22g/m².d de nitrogênio kjeldahl total. A remoção média de indicadores de contaminação fecal foi de 56% para coliformes totais e uma média de 2,7x104 UFC/100mL e 94% para Escherichia coli com média de 4,6x101 UFC/100mL no efluente final. O efluente final do sistema tipo wetlands apresenta melhora na sua qualidade. / The disparity between population growth and supply of drinking water presents major risks to supply in large urban centers. The use of this feature in homes is different in non-potable and potable use. The use of drinking water for less noble purposes leads to local water shortages in less time, requiring the search of water each time further, the value of this expensive and users. The non-potable use should be supplied by alternative sources such as rainwater or water reuse. In homes, many times the volume of non-potable water is supplied by production of greywater, requiring treatment for their use does not offer risks to users. Systems of treatment like \"wetlands\" may be an economically viable alternative in locations where the availability of area, with attractions such as the independence of electric energy to the process, no need for chemicals and strong aesthetic appeal and environmental. This study aimed to evaluate the technical feasibility of such systems \"wetlands\" in the treatment of gray water, determining the removal of organic material, the constant removal of the substrate, determining the rates of removal of nitrogen and phosphorus and evaluate the efficiency in the removal of indicators of fecal contamination in a system like \"wetlands\" of horizontal subsurface flow grown in polyculture. The system type \"wetlands\" showed average removal of organic matter close to 60% in for the parameters BOD, COD and TOC, allowing: DBO K20 = 0.40; K20 DQO = 0.34 and K20 TOC 0.30. The rates of removal of nutrients were: 0.07 g / m².d of total phosphorus, and 0.22 g / m².d of total Kjeldahl nitrogen. The average removal of indicators of fecal contamination was 56% for total coliforms and an average of 2.7x104CFU/100mL and 94% for Escherichia coli with an average of 4.6x101CFU/100mL in the final effluent. The effluent end of the system as \"wetlands\" has improved its quality.

A utilização de processos de separação por membranas pode ser uma ferramenta eficiente para tratamento de água para abastecimento a partir de mananciais degradados. Entretanto, um dos problemas na utilização desta tecnologia é a geração do concentrado. Entre as formas de descarte deste rejeito, as mais empregadas são lançamentos sem tratamento em águas superficiais e em redes coletoras de esgoto, podendo em ambos os casos acarretar problemas. Considerando-se a tendência mundial na ampliação do uso da tecnologia de separação por membranas no tratamento de água para abastecimento, o presente trabalho, fez uma investigação para clarificação deste concentrado, antes do seu descarte, o qual apresentou valores médios de 177 uC de cor, 12 mg/L de COT e 0,218 cm-1 de UV, tratando água da Represa de Guarapiranga, São Paulo. O concentrado foi submetido a um tratamento físico-químico para sua clarificação, obtendo remoções médias de 90% de cor, 70% de UV254 e 60% de COT, alcançando valores próximos aos da água bruta do manancial utilizado, indicando a possibilidade de aumentar a produção do sistema de membranas, passando de 90% para, aproximadamente, 99%, otimizando o uso do manancial de abastecimento. / Membrane separation processes has become an important technology for treatment of drinking water from the degraded water supply. However, one problem of this technology is the generation of concentrated. In general, these wastes are discharge untreated in surface water and sewage collection networks, in both cases can be a risk to environmental and public health. Considering the global increasing to treat drinking water by membrane separation technology, this work was carried out aimed to clarify the concentrated before disposal. The concentrate, which was derived from the treatment of water Guarapiranga reservoir (São Paulo), presented average values of color, UV and TOC the 177 uC, 12 mg C/L e 0,218 cm-1 respectively. The concentrate was clarify by a physical-chemical treatment, obtaining a satisfactory removals of color, UV254 and TOC with average removals the 90%, 70% and 60% respectively. These values are close to the source of raw water used, which indicate the possibility to increasing the production of the membranes system, from 90% to approximately 99%, optimizing the use of water source.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de pós-filtros adsorvedores constituídos de Carvão Ativado Granular (CAG) na remoção de compostos orgânicos precursores e na formação de subprodutos da desinfecção, em particular dos trialometanos (THM) na Estação de Tratamento de Água Alto da Boa Vista (ETA ABV), abastecida por reservatórios de água bruta com elevado grau de eutrofização. Os ensaios foram conduzidos em ETA Piloto composta por tanque de reservação de água filtrada, ozonizador, tanque de reservação de água ozonizada e 4 pós-filtros adsorvedores, sendo duas unidades dotadas de CAG de origem mineral e duas unidades dotadas de CAG de origem vegetal. Os filtros foram operados em paralelo, sendo que duas colunas foram alimentadas com água filtrada da ETA ABV (Filtro F3 CAG de origem mineral e Filtro F4 CAG de origem vegetal) e as outras duas alimentadas com água filtrada e ozonizada (Filtro F1 CAG de origem mineral e Filtro F2 CAG de origem vegetal). A avaliação da remoção de compostos orgânicos precursores e formação de subprodutos da desinfecção foi feita através de análises de carbono orgânico total (COT), UV-254 nm e formação de THM. A análise dos resultados gerados de julho de 2007 a dezembro de 2008 permitiu concluir que 93% do THM é formado nas primeiras 24 horas de contato da amostra com o cloro, simulando a pós cloração e pós alcalinização da ETA ABV. O processo de oxidação por ozônio não foi efetivo na remoção de THM instantâneo, visto que a média dos 38 valores de THM instantâneo para a água filtrada (17,8 ± 5,6 g/L) foi igual a média obtida para o THM instantâneo na água ozonizada. A remoção de THM pelos filtros de CAG foi mais significativa nos primeiros três meses de operação do sistema, apresentando remoção de 80% para os filtros com CAG de origem mineral e 70% para os filtros com CAG de origem vegetal, a partir do quarto mês de operação do sistema a remoção de THM caiu para um valor médio de 34%, o que mostra uma iminente saturação do leito adsorvedor. Os pós-filtros adsorvedores constituídos de CAG de origem mineral apresentaram melhor comportamento com respeito a remoção de THM e COT quando comparado com os pós-filtros dotados de CAG de origem vegetal. / The main purpose of this work was to evaluate the performance of a Granular Activated Carbon (GAC) post-filter adsorbers in the removal of organic precursors and in the formation of disinfection byproducts, especially trihalomethanes (THM) in Alto da Boa Vista Water Treatment Plant (ABV WTP), which takes raw water from a highly eutrophized reservoirs. The tests was conducted on a Pilot WTP composed of filtered water tank, ozonator, ozonized water tank, and four post-filter adsorbers: two units with mineral GAC media and two units with vegetal GAC media. The filters were operated in parallel, with two columns fed with filtered water from ABV WTP (F3 Filter mineral GAC and F4 Filter vegetal GAC) and the other fed with ozonized water (F1 Filter mineral GAC and F2 Filter vegetal GAC). The evaluation of the removal of organic precursors and the formation of disinfection byproducts was made through analysis of Total Organic Carbon (TOC), UV-254 nm and THM formation. The results generated from July 2007 to December 2008 showed that 93% of THM is formed in the first 24 hours of contact with the chlorine in the sample, simulating the post chlorination and post alkalinization of ABV WTP in samples of filtered water, ozonized water, and post-filter adsorbers effluent. Ozone oxidation process was not effective in removing THM. Was found the same instantaneous THM values in the filtered water (17.8 g/L± 5.6 g/L) and in the ozonized water. During the first three months of post-filter adsorber operation, THM removal efficiencies were around 80% for F1 and F3 (mineral GAC media) and around 70% for F2 and F4 (vegetal GAC media). After four months of operation, THM removal efficiencies decreased to 34% average value, thus indicative of GAC saturation. Regarding THM and TOC removal efficacy, the mineral GAC performed better than the vegetal GAC.

Este trabalho teve como propósito investigar a cinética de floculação de água bruta com baixa turbidez, utilizando o sulfato de alumínio (Al2(SO4)3o18H2O) e o cloreto férrico (FeCl3o6H2O) como coagulantes. Os resultados experimentais foram obtidos em ensaios de \"jar test\". A água bruta utilizada nos ensaios foi preparada em laboratório, simulando um manancial superficial eutrofizado contendo células da cianobactéria Microcystis aeruginosa. Foram testadas 5 dosagens distintas de cada coagulante, 3 valores de G, 2 valores de TAS e 12 tempos de floculação. Utilizou-se a turbidez como medida principal de avaliação dos resultados experimentais. O valor de turbidez inicial (N0) foi corrigido, levando-se em consideração o acréscimo de turbidez em função das dosagens de coagulante. Determinou-se que as dosagens mais efetivas, em termos de remoção de turbidez, foram 20 mg.L-1 para o sulfato de alumínio e 40 mg.L-1 para o cloreto férrico (ambas expressas como massa de coagulante). Para ambos os coagulantes, constatou-se que G = 20 s-1 e TAS = 27 m3.m-2.dia-1 resultaram nas melhores eficiências de remoção de turbidez. Verificou-se também a variação do potencial zeta em função das dosagens de coagulante. Observou-se que o aumento da dosagem de coagulante leva à redução do potencial zeta, aproximando-o do ponto isoelétrico. Porém, o ponto isoelétrico não necessariamente coincide com a melhor eficiência em termos de remoção de turbidez. Com base nos resultados experimentais, foi proposta uma modificação ao modelo clássico da cinética de floculação de suspensões coloidais. Nesta, foi incluso um segundo termo referente à ruptura de flocos (quebra irreversível). O ajuste do modelo proposto foi obtido através de procedimentos de iteração numérica computacional com a função \"Solver\" do programa Microsoft Excel®. Foram calculados os valores das constantes KA, KB e KC do modelo proposto. Amostras do lodo gerado nos ensaios de cinética de floculação foram caracterizadas visualmente através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). / The purpose of this work was to investigate flocculation kinetics of low-turbidity raw water, using aluminum sulfate (Al2(SO4)3o18H2O) and ferric chloride (FeCl3o6H2O) as coagulants. Experimental results were obtained in jar tests. Raw water used in the jar tests was prepared in laboratory, simulating a eutrophic natural water source containing cells of the cyanobacteria Microcystis aeruginosa. 5 different coagulant doses were tested for each coagulant, 3 G values, 2 SLR values and 12 flocculation times. Turbidity was selected as the major parameter for experimental results analysis. Initial turbidity values (N0) were corrected taking into account turbidity increase due to coagulant dosing. In terms of turbidity removal, it was determined that the most effective dosage for aluminum sulfate was 20 mg.L-1, and for ferric chloride, 40 mg.L-1 (both expressed as coagulant mass). For both coagulants, it was found that G = 20 s-1 and SLR = 27 m3.m-2.day-1 resulted in the best turbidity removal efficiencies. Zeta potential variation, due to coagulant dosing, was also verified. It was noted that increasing coagulant dosing led to zeta potential reduction, bringing it closer to the isoelectric point. However, the isoelectric point does not necessary coincides with the best turbidity removal efficiency. Based on the experimental results, it was proposed a modification to the classic colloidal suspension flocculation kinetics model. In this modification, a second term regarding floc rupture (irreversible breakage) was included. Through computer numeric iteration using Microsoft Excel®\'s \"Solver\" function, the proposed model adjustment was obtained. Kinetics constants KA, KB e KC values, from the proposed model, were calculated. Sludge samples, generated during flocculation kinetics tests, were visually characterized through scanning electronic microscopy (SEM).

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-10T13:44:20Z No. of bitstreams: 1 PDF - Maria Natália Costa e Silva.pdf: 1280209 bytes, checksum: df5d2a51e71f30434a166906afcbecd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T13:44:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Maria Natália Costa e Silva.pdf: 1280209 bytes, checksum: df5d2a51e71f30434a166906afcbecd3 (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The greater input of nutrients, such as nitrogen and phosphorus, from various anthropogenic uses of watersheds is one of the causes of the high growth rate of algae and cyanobacteria. Algae bloom impacts the quality of water causing taste and odor problems due to chemicals and toxins, called cyanotoxins, produced by these microorganisms. This situation, observed in sources of water supply, is worrying since the conventional treatment used by 70% of the water treatment stations in Brazil are not able to effectively remove those toxins. Studies performed by research groups around Brazil have shown the coexistence of two cyanobacteria, Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii, producers of the cyanotoxins microcystin and saxitoxins, respectively, which justifies the study of the removal of these toxins concomitantly. The aim of this study was to evaluate the ranking in removing microcystin-LR and saxitoxins-STX by adsorption on granular activated carbon (GAC) from different sources and particle sizes. Two types of palm coconut shell charcoal with the following mesh sizes 8x30 (FDG) and 12x40 (FDF) were used. A mineral charcoal with a 12x25mesh (FCM) was also used. The adsorption was made by filtration columns. The cyanotoxins were extracted from cultures of pure strains of M. aeruginosa and C. raciborskii. The method used for quantification was the immunoassay ELISA. First, we analyzed the removal efficiencies of MC-LR with each type of charcoal using samples of treated and distilled water. The filters were operated at a 66.3 m 3 /m 2 .d filtration rate. The results of this first phase showed a more effective removal of FDF (67.3%), although the average removal of FCM was higher (72.3%). In the second phase of the study, we analyzed the concomitant removal of MC-LR and STX using FDF at a 35.1 m 3 /m 2 .d filtration rate. The average removals of 58.9% and 92.5%, respectively, showed that the removal of saxitoxins is better, although we cannot assume that this toxin excels in the ranking. As for the difference between the filtration rates, we found that the removal is better with filters operating at a lower rate. / O aporte maior de nutrientes como nitrogênio e fósforo provenientes dos diversos usos antrópicos das bacias hidrográficas é um dos responsáveis pela alta taxa de crescimento de algas e cianobactérias. O bloom desses microrganismos modifica a qualidade da água, produzindo substâncias que conferem gosto e odor à água e até mesmo substâncias tóxicas, como as cianotoxinas. Essa situação presente nos mananciais de abastecimento é preocupante uma vez que o tratamento convencional utilizado por 70% das estações de tratamento de água no Brasil não são efetivamente capazes de remover tais substâncias tóxicas. O registro por grupos de pesquisa em todo país da presença conjunta de cianobactérias como a Microcystis aeruginosa e Cylindrospermopsis raciborskii, potencialmente produtoras das cianotoxinas microcistinas e saxitoxinas, respectivamente, justifica o estudo da remoção dessas toxinas em concomitância. O carvão ativado granular (CAG) é a tecnologia de tratamento avançado utilizada nesse trabalho que objetiva avaliar a hierarquização da remoção de microcistina-LR e saxitoxina STX por meio da adsorção em CAG de natureza e granulometrias distintas. Foram utilizadas colunas de filtração com dois carvões de casca de coco de dendê com granulometrias 8x30mesh (FDG) e 12x40mesh (FDF) e um carvão mineral com granulometria 12x25mesh (FCM). As cianotoxinas foram extraídas de cultivos de cepas puras de M. aeruginosa e C. raciborakii potencialmente produtoras e foi utilizado o método por imunoensaio ELISA para quantificação. Primeiramente foram analisadas as eficiências de remoção de MC-LR em cada tipo de carvão com águas de estudo formadas por água tratada e água destilada. Os filtros foram operados com taxa de filtração 66,3m³/m².d e os resultados dessa etapa evidenciaram remoção mais efetiva para o FDF (67,3%) apesar de a remoção média do FCM (72,3%) ter sido maior. Na segunda etapa do trabalho foi analisada a remoção em concomitância de MC-LR e STX e utilizou-se o FDF a uma taxa de 35,1m³/m².d em que as médias de remoção de 58,9% e 92,5%, respectivamente, evidenciaram que a saxitoxina apresenta melhor remoção, mas não se pode assumir que sobressai nessa hierarquia. Quanto à diferença nas taxas de filtração aplicadas, encontrou-se melhor remoção nos filtros operados com menor taxa.

Este trabalho traz como contribuição o início sistemático de estudos para o projeto e execução de ozonizadores dedicados a estações de tratamento de água e esgotos domésticos com tecnologia totalmente nacional. O objetivo é desenvolver um sistema que apresente custo reduzido de fabricação, implantação, manutenção e também boa eficiência na produção de ozônio. Equipamentos auxiliares para bombeamento e tratamento do ar não são necessários, além de ser possível a ampliação do sistema. Devido ao caráter multidisciplinar, este trabalho aborda a problemática da geração de subprodutos danosos ao homem e ao meio ambiente pelo uso de desinfetantes tradicionais, bem como um processo alternativo de tratamento pelo emprego do ozônio. Após descrever os fenômenos físicos envolvidos no método das descargas corona, um tratamento matemático apresenta elementos para o projeto ótimo deste sistema. Contudo, para viabilizar o uso de materiais disponíveis no mercado, os valores adotados nos arranjos iniciais seguiram aproximadamente estas indicações. Os ensaios foram realizados e a produção de ozônio foi obtida por titulação iodométrica. Os primeiros resultados foram tabulados e comparados com valores informados pelos equipamentos de mercado. Sugestões de implantação em campo para trabalhos futuros são apresentadas. / Studies for the project and execution of ozonizers dedicated to the wastewater and water treatment with total national technology were presented. The aim of this work consists of developing a system which minimize the manufacturing process, implementation and maintenance costs and also improves the ozone production efficiency. Accessory pumping equipments has been eliminated with the use of Venture\'s system to inject the ozone in liquid and air treatment has not been used to reduce costs. While this system loses efficiency with air no treatable, it allows a parallel and serial set-up to improve its performance. To support this work, an extended bibliographical analyzes has been carried out, which due to its multidiscipline characteristic was separated into studies of the traditional disinfectant procedures, alternative ozone treatment and, the physical corona discharges phenomena. The two prototypes were developed and, their obtained with the iodometric titration method, was also compared with those of market equipments. These preliminary comparisons have shown that these prototypes have a good performance inclusive with one of them having an ozone production superior than one of market equipments. Suggestions of implantation in field and other improvements for future work are also presented.