A floculação é o principal estágio do tratamento da água e apesar dos significativos avanços alcançados nos últimos anos, a compreensão do mecanismo de floculação está longe de ser completa. O objetivo principal do presente trabalho foi investigar a cinética de floculação de suspensões coloidais, através da influência da dosagem de coagulante metálico e da concentração de partículas primárias nas constantes de agregação e ruptura, utilizando o modelo de Argaman e Kaufman para a cinética de floculação de um reator em batelada. A água bruta sintética foi feita com a adição de caolinita, de tal forma a obter os valores de turbidez prédeterminados de 15 UNT, 50 UNT e 100 UNT, representando águas de baixa, média e alta turbidez, respectivamente, e o coagulante utilizado foi o sulfato de alumínio. Os resultados experimentais foram obtidos em ensaios de \"jar test\" utilizando 6 dosagens de coagulantes, 6 gradientes de velocidade, 3 velocidades de sedimentação e 12 tempos de floculação para cada uma das três águas analisadas. Pode-se observar que, para água de baixa e média turbidez, com o aumento da dosagem de coagulante houve um gradativo aumento da constante de agregação, no entanto, para água de alta turbidez, para valores de dosagem de coagulante acima de 40mg.L-1, passa a ocorrer uma redução na constante de agregação, e também houve um aumento da constante de ruptura para as três águas brutas utilizadas na investigação experimental. Para todas as dosagens de coagulante empregadas, com o aumento da turbidez da água bruta, houve uma diminuição significativa da constante de ruptura ocorrida na água bruta de baixa turbidez para a água bruta de média turbidez. Embora também tenha sido observada uma variação na constante de agregação, esta foi muito pequena quando comparada numericamente com as variações na constante de ruptura. Com o aumento da turbidez da água bruta de 50 UNT para 100 UNT, a variação da constante de ruptura ocorreu apenas de forma marginal, o que significa dizer que, embora esta seja função da turbidez da água bruta, a sua relação não deve ser simplesmente linear, conforme sugerido por Argaman e Kaufman. / Flocculation is the main stage of water treatment and in spite of significant advances in recent years, understanding of the flocculation mechanism is far from complete. The main objective of current work was to investigate the kinetics of flocculation of colloidal suspensions, throughout the influence in metallic coagulant dosage and the concentration of primary particles in aggregation and rupture constants, using the Argaman and Kaufman model for kinetics of flocculation in a batch reactor. Synthetic raw water was made with the addition of kaolin, in order to obtain predetermined turbidity values of 15 NTU, 50 NTU and 100 NTU, representing waters of low, medium and high turbidity, respectively, and the coagulant applied was aluminum sulfate. Experimental results were obtained in \"jar test\" experiments using 6 coagulant dosages, 6 velocity gradients, 3 sedimentation velocity and 12 flocculation times for each water analyzed. It can be observed that, for waters of low and medium turbidity, with the coagulant dosage increase, takes place a gradual increase in aggregation constant, however, on waters of high turbidity, with coagulant dosages above 40mg.L-1, A reduction in aggregation constant occurs, and also there was seen an increase in rupture constant for the three raw waters used in the experimental investigation. For all employed coagulant dosages, with the increase in raw water turbidity, there were a significant decrease in rupture constant occurred in raw water of low turbidity to medium turbidity raw water. Although a variation in the aggregation constant was also observed, this was very small when numerically compared with the variation in rupture constant. With the increase in raw water turbidity from 50 NTU to 100 NTU, rupture constant variation occurred only in a marginal manner, meaning to say, while this is in function of raw water turbidity, its relation might not be simply linear, as suggested by Argaman and Kaufman.

Neste projeto de pesquisa avaliou-se a etapa de filtração no processo de tratamento de água para abastecimento público. Para isto, foi utilizado um sistema de filtração piloto composto por quatro filtros rápidos por gravidade de camada profunda. Os filtros piloto foram alimentados com água decantada da Estação de Tratamento de Água Rio Grande, e operados com taxa de filtração de 500 m3/m2/dia. A concepção dos filtros variou em termos de material filtrante (areia e antracito), diâmetro dos grãos e altura do leito. Os filtros foram avaliados em termos de turbidez, contagem de partículas, evolução de perda de carga e velocidade ascensional de água de lavagem. Na Etapa 1, operando-se filtros de areia e antracito com diferentes diâmetros, o filtro de antracito com 1,3 mm de diâmetro e 120 cm de altura apresentou melhor comportamento no tocante aos parâmetros avaliados. Na etapa 2, comparando-se filtros de areia e de antracito com mesmo diâmetro (1,3 mm) e altura de leito (120 cm), mais uma vez o filtro de antracito foi superior. Acredita-se que os índices físicos justifiquem esse comportamento. Na Etapa 3, conclui-se que o aumento de altura de leito dos filtros de areia (1,3 mm) e antracito (1,3 mm) de 120 cm para 160 cm foi benéfico para ambos os materiais filtrantes em termos de qualidade do efluente, mas muito mais significativo para o antracito, e não se observou alteração de comportamento no tocante à evolução de perda de carga. Com o ensaio de fluidificação e expansão do leito filtrante, conclui-se que, considerando-se o mesmo tempo de duração da lavagem e a mesma expansão do leito, o filtro de antracito possibilitou a utilização de menor velocidade ascensional de água de lavagem, que representa grande economia com relação aos custos do sistema de lavagem. Assim, em todos os aspectos estudados, o uso de antracito (1,3 mm) como material filtrante para filtros rápidos por gravidade de camada profunda se mostrou mais vantajoso. / This project researched the filtration stage in the water treatment process for public use. The research used a pilot filtration system based on four rapid gravity depth bed filters, with a filtration rate of 500m3/m2/dia. The water used in the experiment came from sedimentation tank of the Rio Grande water treatment facility. During the experimental phase the filters were loaded with different depth, used different filter media (sand and anthracite) and used grain with different effective size. The filters were evaluated in terms of turbidity, particle count, head loss and superficial velocity of backwashing water. In the first part of the study, when analyzing the results of filters loaded to a depth of 120 cm using both sand and anthracite with different size, the anthracite filter with effective size of 1.3 mm was the one with the best results. In the second part of the study, when comparing anthracite and sand with same the effective size, the anthracite also presented better results. Finally when increasing the depth of the filter, both sand and anthracite filters showed improved performance in terms of effluent quality, but anthracite filters kept outperforming sand filters. In both case, there were no evidences of changing in the head loss development. When performing fluidization and expansion experiments, considering the same backwashing cycle time and expansion of filter media, the anthracite filter allowed lower superficial velocity which represents relevant economies in the washing system costs. Therefore the use of anthracite (1.3mm) as a filter medium for rapid gravity depth bed filters is recommended.

2,4,6-trichlorophenol (TCP) is a pervasive carcinogenic water contaminant found in a wide variety of water and waste systems and is a pertinent model compound of broader aromatic organics, specifically organo-halide pesticides. These compounds are persistent in the environment and show resilience to regular water and waste treatment protocols thus warranting the development and implementation of novel treatment materials for improved contaminant removal. Zero-valent iron (ZVI) has demonstrated the ability to remove or degrade a wide variety of inorganic and organic water contaminants, including chlorophenols, and has been widely applied for in-situ groundwater remediation where contamination is often localised in a low-oxygen environment. ZVI's broader applications in water treatment have remained mainly limited due to corrosion, particle dispersion, and confinement issues in deployment. This work, therefore, explored the development, functionality, and potential application of new modified nZVI materials (nZVI-Osorb) and assessed their potential to improve iron's intrinsic functionality while also gauging the material's viability for TCP remediation in water and waste systems. Materials produced in this thesis were prepared utilising three different embedment procedures (1-pot, multiple additions, oxygen-free). All embedment methods resulted in tightly bound composites featuring high surface areas (340.2-449.1 sq. m/g) with net iron composition ranging from 10% to 29.78% by mass. Electron imaging microscopy verified even dispersion of iron throughout the substrate. Composite materials did not exhibit a delayed rate of atmospheric corrosion over nZVI controls evincing an 18% nZVI0 loss per day until reaching a stabilised concentration (7%) after 48 hrs. nZVI-Osorb composites did produce more favourable iron oxide species which remain conducive to electron transfer from core Fe0 atom. After 50 days, a majority of nZVI in nZVI-Osorb had oxidised to maghemite (30%) and magnetite (26%) compared to control nZVI producing 19% and 12% respectively. Unreactive hematite accounted for 47% of the control and just 36% of the composite. While 1-pot embedment allowed the most substantial control over final iron composition, the oxygen-free method allowed the most reliable preservation of initial nZVI0 concentrations through restricted oxidation. Materials generated through oxygen-free embedment were utilised in the following water treatment trials with TCP. Parameters related to sorption and degradation mechanisms of TCP by nZVI-Osorb were tested in aerobic conditions, e.g. surface and potable water. nZVI-Osorb materials demonstrated high extraction capacity for TCP from aqueous solutions (Qe=1286.4 ± 13.5 mg TCP/g Osorb, Qe=1253 ± 106.7 mg TCP/g nZVI-Osorb, pH 5.1, 120mg/L TCP) and followed pseudo second order kinetics. In the broader class of chlorophenols, sorptive affinity mirrored partitioning values with highly substituted chlorophenols displaying the highest sorption capacities. Degradation of TCP by nZVI-Osorb or nZVI controls was not observed due to corrosive hindrance and inadequate reductive capacity, suggesting that materials may not be suitable for highly aerated surface and potable water treatment systems. Environmental conditions pertinent to sorption and degradation mechanisms were evaluated to improve understanding and robustness of functionality in low-oxygen applications, such as wastewater and anaerobic digesters, where nZVI-Osorb treatment is anticipated to be advantageous to TCP sorption and methane production. pH was found to influence sorption dramatically. Acidic solutions below 5 found sorption > 90%. This capacity was reduced to < 30% when pH was raised above TCP pKa value (6.23) to 7 and above. Further trials found a positive effect on TCP sorption (+7.55%) linked to net pH reduction (5.1 to 3.3) with the addition of secondary acids (volatile fatty acids: acetic, propionic, butyric, 3x 100mg/L) commonly found in anaerobic digester systems. Salinity did not affect TCP sorption. The removal of dissolved and atmospheric oxygen increased total sorption (40ppm-+1.94%, 100ppm- +7.93%, 200ppm- +0.89%, 400mg/L- +14.59%) through reduced iron corrosion and the production of favorable iron oxides, but did not facilitate contaminant degradation. Biodegradation mechanisms for TCP have broadly been established, and new research has supported the improved cometabolic degradation of recalcitrant contaminants like TCP and PCP in nZVI-dosed anaerobic digesters. Model anaerobic digester systems (3.9 g/L nZVI-Osorb, 25mg/L TCP, 240 mg/L acetic, 120mg/L propionic, 120mg/L butyric acid) containing bioreactor sludge (62.5%) were observed through standard water quality diagnostics (pH, ORP, COD, head pressure) for 14 days and suggested that nZVI-Osorb did not inhibit cellular processes. Increased electron activity from iron corrosion and hydrogen gas production, increased overall pH and decreased total ORP in these AD systems. TCP degradation by-products (DCP, CP) were detected in dilute concentrations (< 0.01 mg/L) with poor recovery by LC-MS/MS. Results suggest that nZVIOsorb may be well-suited additive for AD systems. This study contributes to knowledge of the properties, functionality, and treatment mechanisms of metal-sorbent composites with a model chlorinated aromatic water contaminant in aerobic and anaerobic environments. The work identifies favourable environmental and process conditions to apply these materials in larger scale applications, particularly, anaerobic digestion and provides support for the continued refinement and improvement of nZVI based remediation systems.

O presente trabalho tem por objetivo avaliar a técnica de desaguamento de resíduos sólidos gerados em estações de tratamento de água utilizando tubos geotêxteis - Bags, que representam uma alternativa tecnológica para a redução do teor de umidade dos resíduos. O trabalho foi dividido em duas etapas: ensaios com Bags suspensos e com Bags dispostos sobre o solo. Nos estudos são abordadas as características mais relevantes do processo de desaguamento face às solicitações mecânicas e hidráulicas a que qualquer sistema está submetido, bem como são apresentados resultados e discussões sobre as características físico-químicas dos resíduos gerados, geocondicionados nos Bags geotêxteis e da água drenada. A técnica de desaguamento por Bags mostrou-se uma alternativa viável para a redução do teor de umidade, apresentando um melhor desempenho em relação às técnicas convencionais. Pode-se também utilizá-la em paralelo com outras técnicas já existentes para a otimização do processo de desaguamento. Ressalta-se que a correta operação da tecnologia garante a eficiência da drenagem, sendo, então, necessária a adição de polímeros como agentes coagulantes, de forma a promover a separação da fase líquida da fase sólida. Observou-se que os resíduos geocondicionados ao reduzirem o teor de umidade passam a concentrar alguns componentes químicos tais como: sílica, nitrogênio e alumínio. As dificuldades relacionadas à disposição de resíduos sólidos em estações de tratamento de água justificam esse estudo. A despeito dos resultados satisfatórios desse estudo, é importante salientar a necessidade de mais projetos que avaliem os resultados obtidos nos ensaios e o comportamento dos Bags com o passar do tempo, já que a técnica mostrou-se viável ambiental, econômica e tecnicamente. / The present study aims at evaluating the disposal process of slurry from a water treatment plant. In replacement to the conventional technique of disposing slurry in pools, a geotextile tube has been used to dehydrate and retain the slurry inside the Bag. This is achieved because the geotextile is permeable, yet soil-tight, and any excess water pressure is expelled from the tube. The work has been divided in two sets of tests: suspended Bags to define a treatment methodology and a prototype geoBag laid on the ground over a drained layer to simulate the treatment process. The mechanical, hydraulic and chemical responses associated with this process considering both solid waste and drained water contents have been evaluated and discussed. As a whole, the use of geoBags has proved to be a viable option to reduce the water content in slurry, as well as an attractive alternative to replace or to be combined with other techniques currently in use in Brazil. A critical aspect controlling the efficiency of the operation is the addition of polymers for flocculation before introducing slurry into the Bag so that liquid and solid phases are dissociated. Upon monitoring the process, it has been observed that solids retained inside the Bag exhibit concentrated levels of chemical components such as silica, nitrogen and aluminum. This study has been considered relevant in face of the environmental needs and public policy control of the disposal of solid wastes. In spite of being a promising alternative technique to slurry treatment, further investigation is needed to evaluate the trials results of this research and bag behavior as time goes by. So far, the technique has proved to be environmentally, economically and technically feasible.

Este trabalho visa avaliar o desenvolvimento microbiano e a capacidade de degradação de carbono orgânico total (COT) em quatro colunas adsorvedoras pósfiltração, em escala de bancada, em três ensaios em batelada: o primeiro de longa duração (84 dias) com afluente de água filtrada clorada com baixa concentração de COT (1,4 mg/L); o segundo de longa duração (84 dias) com afluente de solução de glicose e água filtrada clorada com concentração de COT de 6,0 mg/L e o terceiro de curta duração (21 dias) e com o mesmo afluente utilizado no segundo teste. Foi utilizado carvão ativado granular (CAG) de mesmas características nas colunas adsorvedoras, exceto as faixas de diâmetros dos grânulos, que variaram de 0,5 a 0,71 mm (coluna 1A), de 0,84 a 1,0 mm (coluna 1B) e de 1,0 a 1,19 mm (coluna 1C) nas três colunas que tinham o diâmetro interno de 1,2 cm. A coluna 2, com diâmetro interno de 2,1 cm, recebeu CAG com grânulos na mesma faixa de diâmetros da coluna 1B (0,84 a 1,0 mm). As eficiências de remoção de COT no primeiro ensaio foram bem menores (46 a 74%) do que aquelas dos ensaios 2 (94 a 97%) e 3 (96 a 97%). Estes últimos apresentaram grande desenvolvimento da microbiota e elevadas eficiências de remoção de COT, devido ao co-metabolismo e biorregeneração nas colunas pela introdução da glicose. Nas três colunas de mesmo diâmetro, foi observado que quanto menor a faixa de diâmetros dos grânulos de CAG, maior foi o desenvolvimento da microbiota (expresso em contagens de bactérias heterotróficas); e nas colunas com mesma faixa de diâmetros de CAG e com diferentes diâmetros de coluna (1B e 2), o desenvolvimento da microbiota foi muito semelhante nos ensaios de longa duração. Com relação às eficiências de remoção de COT, não houve diferença significativa entre as quatro colunas nos ensaios de longa e curta duração com adição de glicose; no ensaio de longa duração sem adição de glicose as colunas 1A e 2 apresentaram melhores resultados em relação às demais e não há uma explicação clara para tal fato. / The major purpose of this experimental work was to evaluate the microbial development and the capabilities of degradation of Total Organic Carbon (TOC) of four post-filtration adsorption columns operated as batch reactors in three bench scale tests. The firs batch column testing was conducted by means of one long duration runs (84 days each) and the columns were fed with filtered, chlorinated water with low COT concentration (1.4 mg/L). The second batch column testing was conducted by means of one long duration runs (84 days each) and the columns were fed with a glucose and filtered chlorinated water solution (resulting TOC = 6.0 mg/L). The third batch column testing was conducted by means of one short duration runs (21 days each) and the columns were fed with the same solution of the second batch column testing. The same type of Granular Activated Carbon (GAC) was employed in all columns, except for the average granule diameter ranges. They were 0.5 to 0.71 mm (column 1A), 0.84 to 1.0 mm (column 1B), and 1.0 to 1.19 mm (column 1C), for the 12 mm diameter columns. The 21 mm diameter column 2 had CAG granules with the same size range of column 1B (0.84 to 1.0 mm). The TOC removal efficiencies in the first batch column testing were lower (46 to 74%) than 2 (94 to 97%) and 3 (96 to 97%) batch column testing. The lasts batch column testing led to high microbial growth and high TOC removal efficiencies due to cometabolism and bioregenation in the columns fed with a glucose. Regarding the three columns with the same diameter, it was observed that the lower the GAC granule size range, the higher the microbial growth rate (expressed as heterotrophic plate count); the columns with the same GAC size range but different column diameters (columns 1B and 2) the microbial growth rates were very similar with respect to the long period runs. With respect to the TOC removal efficiencies, there were no significant differences between the four columns in the long duration test runs and the short duration runs with glucose addition; in the long duration run without glucose addition, columns 1A and 2 were much more efficient at removing TOC than the other column; there is no clear explanation for it.

Os processos de separação por membranas, especialmente a microfiltração e a ultrafiltração, são tecnologias emergentes para o tratamento de águas de abastecimento pela possibilidade de obtenção de águas com melhor qualidade em estações de tratamento mais compactas, de fácil automação, com menor geração de lodo e custo competitivo em relação ao sistema convencional de tratamento. A presente pesquisa avaliou o desempenho do processo de ultrafiltração no tratamento de água na ETA Alto da Boa Vista, que se utiliza do processo convencional tratando água do Reservatório Guarapiranga, manancial degradado da Região Metropolitana de São Paulo, sob os pontos de vista do desempenho operacional de produção de água e remoção de contaminantes. Tendo como água bruta, a água decantada da ETA ABV, o sistema operou por 2995 horas e 40 minutos, de agosto de 2009 a janeiro de 2010, produzindo com fluxo médio normalizado de 24,3 ± 2,2 L.h-1.m-2, pressão transmembrana de 94,2 ± 6,6 kPa e recuperação de 90,6 ± 0,9%. Foram analisados 13 pares de amostras de alimentação e permeado que indicaram a rejeição de COT de 11,2±8,6% (permeado=2,18±0,20 mg.L-1) , cor aparente 57,5±15,4% (permeado=2±2 mg.L-1 Pt- Co), condutividade elétrica 2,2±1,3% (permeado=138,2±17,8 S.cm-1), turbidez 92,7±4,5% (permeado=0,040±0,010 uT) e substâncias com absorção de radiação UV em 254nm 19,7±8,2% (permeado=0,025±0,008 cm-1). Em uma única amostra analisada, a rejeição a coliformes totais foi de 100%. Não foram detectados coliformes termotolerantes. Em 22/01/2010 foram coletadas amostras de alimentação e permeado para análise segundo Portaria 518 do Ministério da Saúde que indicou rejeição da contagem de bactérias heterotróficas de 98,98%, fluoretos de 36,49%, trihalometanos totais de 30,91%, alumínio total de 100%, cloretos de 20,29%, manganês total de 14,29% e sódio total de 0,81%. Em comparação com a água de abastecimento produzida na ETA ABV, a água do permeado da ultrafiltração apresentou qualidade melhor especialmente em relação à turbidez. / Membrane processes, specially microfiltration and ultrafiltration, are emerging technologies for drinking water treatment due the possibility for producing high quality water through compact treatment plants that are easier to automate with reduced sludge production and cost competitive compared with conventional processes. In this research it had been evaluated the ultrafiltration performance for water treatment at Alto da Boa Vista Water Treatment Plant that runs with conventional process, in São Paulo Metropolitan Region, from the viewpoints of water production and contaminants removal. An UF pilot plant was operated during 2995 hours and 40 minutes from August 2009 to January 2010 treating water from sedimentation tanks outlet. The UF pilot plant was able to operate with normalized flux of 24,3 ± 2,2 L.h- 1.m-2, transmembrane pressure of 94,2 ± 6,6 kPa and water recovery of 90,6 ± 0,9%. A total of 13 pairs of samples from feed and permeate were analyzed. The results were TOC rejection of 11,2±8,6% (permeate=2,18±0,20 mg.L-1), apparent color of 57,5±15,4% (permeate=2±2 mg.L-1 Pt-Co), conductivity of 2,2±1,3% (permeate=138,2±17,8 S.cm-1), turbidity 92,7±4,5% (permeate=0,040±0,01 uT) and UV 254nm 19,7±8,2% (permeate=0,025±0,008 cm-1). In an unique sample analysed for total coliforms, the rejection was 100%. Faecal coliforms were not detected in this sample. A sample of feed and permeate was collected at 01/22/2010 for analyses according to Portaria 518 (Brazilian drinking water regulations) that resulted in heterotrophic bacteria rejection of 98,98%, fluoride of 36,49%, total THM of 30,91%, total aluminium of 100%, chloride of 20,29%, total manganese of 14,29% and total sodium of 0,81%. In comparison with drinking water produced at Alto da Boa Vista WTP, the permeate of UF pilot plant was better in quality specially in terms of turbidity.

não potáveis vêm ao encontro das premissas de sustentabilidade e ao conceito de conservação de água. Sistemas de reúso de águas cinzas e sistemas de coleta e aproveitamento de águas pluviais devem seguir quatro critérios: segurança higiênica, estética, proteção ambiental e viabilidade técnica e econômica. As águas cinzas e as águas pluviais devidamente tratadas podem ser utilizadas no consumo não-potável em edificações como em bacias sanitárias, em torneiras de jardins, na irrigação de gramados e plantas, na lavagem de veículos, na lavagem de roupas, na limpeza de calçadas, na limpeza de pátios, na produção de concretos, na compactação de solos, na recarga de aqüíferos e no uso ornamental como em chafarizes e em espelhos d\'água desde que sua utilização não ofereça riscos à saúde de seus usuários. As águas cinzas podem ser divididas em dois grupos: águas cinzas escuras e águas cinzas claras. As águas cinzas claras são as águas residuárias originadas de banheiras, chuveiros, lavatórios e máquinas de lavar roupas. Já as águas cinzas escuras incluem ainda as águas residuárias provenientes da pia da cozinha e máquina de lavar pratos. O efluente oriundo de vasos sanitários não é denominado de águas cinzas, mas águas negras. A composição das águas cinzas é principalmente influenciada pelo comportamento do usuário, podendo também apresentar variação conforme a região onde a cultura, os costumes, as instalações e a utilização de produtos químicos são diferentes. Microrganismos patogênicos podem ser encontrados nas águas cinzas e nas águas pluviais como, por exemplo, a Escherichia Coli, que é comumente utilizada como indicador de contaminação fecal. Assim, o tratamento das águas cinzas e das águas pluviais deve ser praticado com o intuito de eliminar a matéria orgânica e remover ou inativar os microrganismos patôgenos presentes nessas águas, evitando-se o contato humano direto com águas poluídas e a disseminação de doenças. Alguns cuidados com o uso de sistemas de reúso de águas cinzas e sistemas de aproveitamento de águas pluviais devem ser tomados, a saber: verificar a qualidade da água tratada, fazer manutenção adequada ao sistema, dispor de operação eficaz e segura ao sistema e ao operador, verificar a não ocorrência de conexões cruzadas no sistema de distribuição, fazer uso de avisos com indicação água não potável, fazer uso de tubulações de cores e de conexões diferenciadas, de modo que o sistema ofereça segurança a seus usuários. Este projeto visa a caracterização e o tratamento de águas cinzas e de águas pluviais para consumo não potável em edificações. A primeira etapa do projeto destinou-se à caracterização das águas cinzas residenciais através de análises físicas, químicas e bacteriológicas para a verificação de sua qualidade. A segunda etapa foi dividida em dois grupos: tratamento das águas cinzas residenciais e tratamento das águas pluviais. Neste trabalho foi abordada a caracterização e o tratamento das águas cinzas claras, isto é, as águas residuárias oriundas de chuveiros, de lavatórios e da máquina de lavar roupas. O tratamento das águas pluviais se deu com base nos resultados de caracterização obtidos em May (2004), anexo 2. Para o tratamento das águas cinzas fez-se uso de tratamento biológico aeróbio e para o tratamento das águas pluviais, filtração e desinfecção com cloro. Alguns dos parâmetros analisados durante o período de monitoramento do sistema de tratamento de águas cinzas obtiveram uma redução bastante significativa, por exemplo: cor aparente - 95,1%, turbidez - 98,2%, SST - 94,1%, DBO - 93,4%, DQO - 86,3%, COT - 84,9%, Coliformes termotolerantes - 99,8% e Coliformes totais - 97,8%. Durante os ensaios foi mantido um residual mínimo e máximo de cloro de 0,8 1,7 mg/L. No sistema de tratamento de águas pluviais alguns parâmetros analisados durante o período de monitoramento obtiveram as seguintes reduções: cor aparente - 62%, turbidez - 75,7%, Coliformes termotolerantes - 100% e Coliformes totais - 100%. Durante os ensaios foi mantido um residual mínimo e máximo de cloro de 0,6 1,2 mg/L. Baseado nos resultados das análises realizadas e nos resultados obtidos com o tratamento dessas águas, seus usos para fins não potáveis devem ser estimulados. / The reuse of greywater and the rainwater catchment for non potable uses meets the premises of sustainability and the concept of water conservation. Properly conceived greywater reuse systems and rainwater catchment systems should follow four basic criteria: hygienic reliability, aesthetics, environmental protection and technical/economic feasibility. The greywater and the rainwater, when properly treated, can be used for consumption at buildings, for non potable purposes such as flushing toilet bowls, floors and backyards cleaning, garden irrigation, ornamental uses as in water mirrors and water fountains as long as its use avoid any risk to users health. Greywater can be divided in two groups: dark greywater and light greywater. The greywater is originated from bathtubs, showers, lavatories and washer machines. Dark greywater, has its origin from kitchen lavatory and dishwasher machine. Water from toilet bowls is not called greywater but wastewater. Greywater composition is mainly influenced by user habits and usually results on variations depending on the region, the culture, the costumes, the installation and the kind of chemical products used. Pathogenic microorganisms can be found on greywater and on rainwater as, for example, Escherichia Coli, commonly used as faecal contamination indicator. Greywater and rainwater treatment should be taken so that organic material can be removed or pathogenic microorganisms found can be inactivated, avoiding direct human contact and disease dissemination. Care on processing greywater reuse systems and rainwater catchment systems should be taken, as: verifying treated water quality, appropriated system maintenance, secure and efficient operation for the operator and for the system, the avoidance of crossing conections on distribution system, usage of alert signs about non potable water, different colors and different connection dimensions so that the reuse system offers secure operation for its users. This paperwork aims to the characterization and the treatment of greywater for non potable use in buildings, divided in two sections. The first section of the project aimed the residential greywater characterization through fisical, chemical and bacteriological analysis for quality evaluation. The second section was divided in two groups: the treatment of residential greywater and the treatment of collected rainwater. This project focus on the characterization and on the treatment of light greywater, defined as water collected from showers, lavatories and washer machines. Rainwater treatment was based on the results achieved from May (2004), annex #2. Filtration and chloride disinfection treatment was applied on rainwater and aerobic biological treatment was applied on greywater. Some of the parameters analysed during the monitoring period of the greywater treatment system, achieved a significant reduction as, for example: color: - 95.1%; turbidity: - 98.2%; TSS: - 94.1%; BOD: - 93.4%; COD: - 86.3%; TOC: - 84.9%; Thermotolerants Coliforms: - 99.8%; e Total Coliforms: - 97.8%. During the analysis, the residual chloride was kept on 0.8 to 1.7 mg/L range. On rainwater treatment system some parameters analysed during the monitoring period achieved the following reductions: color: - 62%; turbidity: - 75.7%; Thermotolerants Coliforms: - 100%; and Total Coliforms: - 100%. During the analysis, the residual chloride was kept on 0.6 to 1.2 mg/L range. Based on the results from the water analysis and on the results from the resulting treated water, its non potable uses should be stimulated.

O estudo avaliou a efetividade de um sistema para tratamento de soluções aquosas contendo poluentes orgânicos emergentes (POE), denominados interferentes endócrinos (IE). Baseado nos processos oxidativos avançados (POA), empregando ozônio, radiação UV, peróxido de hidrogênio e variação de pH, o estudo possibilitou determinar a relação ideal oxidante/poluentes e o custo/benefício dos tratamentos com melhores desempenhos, de degradação do padrão contendo hormônios 17?-estradiol (E2) e 17?-etinilestradiol (EE2), e outra contendo atrazina (ATZ). Para os estudos, foi utilizado um planejamento fatorial 23, para identificar as melhores opções de degradação. Os tratamentos iniciaram com soluções em concentrações de 600 ?g L-1 de ATZ, em quadruplicatas, por períodos de até 10 minutos. Posteriormente a avaliação dos melhores tratamentos, foi estudada a cinética de mineralização de soluções a 5 mg L-1 de ATZ, em até 90 min. A concentração de estudo adotada para os hormônios foi de 1 mg L-1. A determinação da ATZ e dos hormônios (E2 e EE2) foi realizada por cromatografia em fase líquida (CLAE), utilizando a extração em fase sólida (EFS) quando necessário. Para o estudo foram construídos dois sistemas de tratamento paralelamente acoplados (S1 - escala laboratorial e S2 - escala piloto), com os respectivos volumes de 0,43 L e 20 L. O S2 possibilitou a avaliação da degradação e/ ou mineralização do fenol em solução a 50 mg L-1, porém em escala 60 vezes superior ao S1. As eficiências das mineralizações da ATZ e do fenol, foram avaliadas pela análise de Carbono Orgânico Total (COT). As condições experimentais pré-estabelecidas foram: (i) UV-C 254 nm, variando entre 0, 16 e 32 W; (ii) H2O2 entre 0, 50 e 100% do total teórico necessário para mineralização dos poluentes; (iii) O3 (4,6 g h-1) e (iv) pH 7; 9 e 11, previamente aplicadas às soluções estoque de ATZ. Após avaliação da melhor combinação para degradação, optou-se por trabalhar, nos demais estudos, apenas com soluções em pH 11,0. Na última etapa deste estudo, foram desenvolvidos dois métodos (direto e indireto) para avaliar a geração do gás ozônio em tempo real, possibilitando também realizar a medição do consumo de O3 durante os estudos. Para avaliar a eficiência dos métodos, os resultados analíticos foram convertidos em % de degradação ou mineralização e os custos dos tratamentos foram estimados. Comprovando a viabilidade desta proposta, resultados envolvendo o tratamento de solução padrão de atrazina (600 ?g L-1) apresentaram, nas melhores condições (pH 11, 30 mg L-1 de H2O2 e 4,6 g L-1 de O3), eficiência igual ou superior a 95% (<LQ) na degradação do herbicida, em apenas 2,5 minutos de tratamento e posteriormente soluções a 5 mg L-1, apresentando até 100% de mineralização em 90 minutos. Quanto aos hormônios foram obtidos poucos resultados acima do LD do equipamento, porém todos ficaram abaixo do LQ (50 ?g L-1). Quanto ao fenol (50 mg L-1), estudado no sistema piloto (S2), atingiu-se até 80% de mineralização em 24 horas e 100% de degradação. Os resultados obtidos demonstram que os sistemas apresentaram excelente eficácia conforme esperado / The study evaluated the effectiveness of a system for treatment of aqueous solutions containing emerging organic pollutants (EOP), called endocrine disruptors (ED). Based on advanced oxidation processes (AOP) using ozone, UV radiation, hydrogen peroxide and pH variation. This study allowed the determination of the ideal oxidant/pollutants ratio and the cost/benefit of treatments with better performance, regarding the degradation of the pattern containing hormones 17?-estradiol (E2) and 17?-ethinylestradiol (EE2), and another containing atrazine (ATZ). A 23 factorial design was used in the study to identify the best options for degradation. The treatments were started with solutions at concentrations of 600 ?g L-1 ATZ, in quadruplicate, for periods up to 10 min. Subsequently to the best treatment evaluation; the degradation of 5 mg L-1 ATZ solutions was evaluated, within 90 min. The adopted study concentration of the hormones was 0,05 mg L- 1 and 1,0 mg L- 1. The determination of the ATZ and hormones (E2 and EE2) was performed by liquid chromatography (HPLC) using solid phase extraction (SPE) when necessary. For this study, two parallel coupled processing systems were constructed (S1 - Laboratory scale and S2 - pilot scale) with the respective volumes of 0.43 L and 20 L. S2 system was developed to enable evaluation of the degradation of an already known substance, 50 mg L-1 phenol solution, but on a scale 60 times greater than S1. The efficiency of ATZ and phenol mineralization was evaluated by Total Organic Carbon (TOC). The pre-established experimental conditions were: (i) 254 nm UV-C, varying among 0, 16 and 32 W, (ii) H2O2 among 0, 50 and 100% of the theoretical value needed to complete mineralization of the pollutant, (iii) O3 (4,6 g h-1) and (iv) pH 7; 9 and 11 previously applied to all stock solutions. After assessing the best combination for degradation, it was chosen to work in the other experiments only solutions with pH 11.0. In the last stage of the study, two methods (an electric and a spectrophotometric) were developed to assess the ozone gas generation in real time and also allowing the measurement of O3 consumption during the studies. To evaluate the efficiency of the methods, analytical results were converted to % degradation or mineralization and treatment costs were estimated. Proving the feasibility of this proposal, preliminary results involving the treatment of atrazine standard solution (600 ?g L-1) had, in the best conditions (pH 11, 30 mg L-1 of H2O2 and 4,6 g L-1 of O3), efficiency equal or superior to 95% (<LQ) in degradation of the herbicide in just 2.5 minutes of treatment and then 5 mg L-1 solutions had 100% mineralization in 90 minutes. To hormones, few results above the DL of the equipment were obtained, but all were below the QL of the equipment (50 mg L-1). When phenol (50 mg L-1) was studied in the pilot system it reached up to 80% of mineralization within 24 hours. The obtained results shown that the systems developed reached high efficiency for treating the pollutants

A necessidade de gestão e controle otimizados dos processos está cada vez mais presente nos dias atuais. Assim sendo, devido também à exigência de integrar tais processos aos diversos setores da economia, têm-se exigido respostas cada vez mais eficientes da engenharia da automação. Os recursos hídricos do planeta e os respectivos processos de tratamento e distribuição também têm sido alvo de pesquisas destinadas ao desenvolvimento de novas tecnologias e metodologias de automação para melhorar a eficiência dos sistemas de controle e gestão. Este trabalho de pesquisa apresenta uma nova proposta sistêmica de gestão de sistemas de tratamento de água com base nos atuais desenvolvimentos científicos e tecnológicos da instrumentação inteligente e das redes de campo. Assim sendo, esperase contribuir para a otimização operacional de sistemas de tratamento de água, uma vez que uma plataforma de automação mais poderosa permitirá implementar algoritmos de controle mais rigorosos e eficientes. / The need for optimized process management and control is increasingly present nowadays. Therefore, due to the necessity of integrating such processes into several economic segments, there is a pressing demand for more efficient responses from the automation engineering sector. The planet?s water resources and respective water treatment and supply processes have also been the subject matter of research for the development of new automation technologies and methodologies to improve the efficiency of control and management systems. This study submits a new systemic management approach for water treatment systems based on the current scientific and technological development of intelligent instrumentation and field networks. Therefore, this study intends to contribute to the operational optimization of water treatment systems since a more powerful automation platform will enable the implementation of more strict and efficient control algorithms.

Neste trabalho, foram levantados dados sobre o tratamento da água e os resíduos gerados nos decantadores e filtros da ETA Fonte Luminosa, localizada em Araraquara, que é do tipo convencional com decantadores de alta taxa, objetivando-se obter parâmetros sobre a qualidade e quantidade dos resíduos gerados na ETA referida. Foram analisados e relacionados fatores relevantes na geração e composição destes resíduos, tais como: consumo de produtos químicos, procedimentos operacionais e qualidade da água bruta. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira, foi realizada a caracterização física e operacional da ETA Fonte Luminosa através de visitas e levantamento de dados históricos da água afluente à estação, da água tratada, dos produtos químicos e dos dados operacionais da estação no período de 2001 a 2003. Na segunda etapa, realizou-se a caracterização qualitativa da água nas diversas etapas do tratamento em termos de pH, cor aparente, turbidez e sólidos; nos resíduos originados nos decantadores e filtros, também, foi realizada a caracterização qualitativa (DQO, nitrogênio total, fosfato total, pH, cor aparente, turbidez e sólidos) e quantitativa (medida e estimada com o emprego de balanço de massas) dos. A ultima etapa, foi a avaliação da ocorrência de metais (Fe, Cd, Zn, Ni, Cu, Pb, Cr e Mg) na água ao longo do tratamento e nos resíduos. Os processos e as operações empregadas no tratamento influenciaram diretamente na qualidade e na quantidade dos resíduos. No período observado, os resultados indicaram grande semelhança entre os resíduos gerados nos decantadores de alta taxa e filtros da ETA Fonte Luminosa. Notou-se grande divergência entre os resíduos gerados em decantadores convencionais (ETA São Carlos) e de alta taxa (descargas diárias). Observou-se a ocorrência de chumbo, níquel e cromo total na água tratada em valores acima do Padrão de Potabilidade fixado pela Portaria nº 518/MS de 25/03/2004. / In this work, it was made a data survey about the water treatment and the residuals generated in the settling tanks and filters from the Fonte Luminosa WTA located at Araraquara-SP, a conventional type WTA with high rate settling tanks; aiming to obtain parameters about the quality and quantity of residuals generated at this WTA. The relevant parameters in the residuals generation and composition, like the chemical consume, the operational proceedings and the raw water quality, were evaluated and related to each other. The work was divided in three stages. In the first, it was made the physic and operational characterization from the Fonte Luminosa WTA by means of visits and historical data surveys from the water that enters the WTA, the treated water, the chemicals used and the operational data from the period of 2001 to 2003. In the second stage, it was made a qualitative characterization from the water in several stages of the treatment, with the parameters: pH, apparent color, turbidity and solids; to the residuals generated in the settling tanks and filters, it was also made the qualitative characterization with the parameters: COD, total nitrogen, total phosphate, pH, apparent color, turbidity and solids; and it was made a quantitative characterization for these residuals (measured and estimated by the mass balance). The last stage was the evaluation of the occurrence of metals (Fe, Cd, Zn, Ni, Cu, Pb, Cr and Mg) in the total water treatment and in the residuals. The processes and operations applied in the water treatment have a direct influence in the quality and quantity of the generated wastes. In the observed period, the results show a great similarity between the wastes generated in the high rate settling tanks and filters from this WTA. It was observed a great difference between the residuals generated in conventional settling tanks (São Carlos WTA) and high rate settling tanks (daily discharge). It was observed the occurrence of lead, nickel and chrome in the treated water, with values bigger than the ones fixed by the Portaria nº 518/MS from 03/25/2004 to a drinking water.