<p>Cilj ove doktorske disertacije je bio da se ispita mogućnost dobijanja prirodnih<br />koagulanata iz zrna pasulja koji bi se koristili u obradi različitih voda i otpadnih voda. U okviru izvedenih eksperimenata su utvrđeni najbolji uslovi za ekstrakciju prirodnih koagulanata iz pasulja, određen je hemijski sastav sirovih ekstrakata dobijenih na različite načine, proverena je trajnost i određen način čuvanja sirovih ekstrakata i ispitan uticaj različitih parametara na koagulacionu aktivnost sirovih ekstrakata.<br />S obzirom na to da su prirodni koagulanti organskog porekla, oni povećavaju sadržaj organskih materija u tretiranoj vodi, pa su u okviru rada ispitane i upoređene različite metode preči&scaron;ćavanja sirovog ekstrakta pasulja, a zatim određen uticaj sirovog ekstrakta i preči&scaron;ćenih koagulanata na sadržaj organskih materija u obrađenoj vodi.<br />Kako bi se ispitala efikasnost prirodnih koagulanata iz zrna pasulja u realnim vodama,<br />oni su bili primenjeni u otpadnim vodama od proizvodnje bioetanola. Pored toga, ispitana je mogućnost njihove primene u kombinaciji sa konvencionalnim koagulantima, i na samom kraju je ispitan sastav pasulja koji preostane nakon ekstrakcije prirodnih koagulanata kako bi se utvrdilo da li je pogodan za kori&scaron;ćenje kao<br />dodatak stočnoj hrani.<br />Dobijeni rezultati su pokazali da se iz zrna pasulja može dobiti ekstrakt visoke koagulacione aktivnosti, koji se dalje može efikasno prečistiti tako da ne povećava sadržaj organskih materija u obrađenoj vodi, već ga naprotiv smanjuje. Takođe, prirodni koagulanti iz pasulja se mogu uspe&scaron;no primeniti za tretman otpadnih voda od proizvodnje bioetanola, mogu biti pomoćni koagulanti aluminijum-sulfatu, a pasulj nakon ekstrakcije prirodnih koagulanata sa destilovanom vodom se može iskoristiti kao<br />dodatak stočnoj hrani.</p> / <p>The aim of this PhD thesis was to investigate the possibility to obtain natural coagulants from common bean which could be used for different waters and wastewaters treatment. The optimal conditions for extraction of natural coagulants from common bean, the chemical composition of crude extracts obtained in different ways and the influence of various parameters on coagulation activity of crude extracts were determined within the performed experiments. The durability of crude extracts was checked and the way of their storage defined.<br />Considering the fact that natural coagulants are of organic origin, they increase the content of organic matter in treated water. Hence, the different methods of purification of common bean crude extract were investigated and compared, and thereafter the influence of crude extract and purified coagulants on organic matter content in treated water was determined.<br />Natural coagulants obtained from common bean were applied in bioethanol stillages in order to explore their efficiency in real waters. Besides, the possibility of their usage combined with conventional coagulants was investigated. At the end, the composition of common bean that remains after extraction of natural coagulants was determined in order to to prove if it was appropriate as addition to feed.<br />Obtained results showed that extract of high coagulation activity can be obtained from common bean. It can be efficiently purified so as not to increase the organic matter content of the water, but on the contrary, to decrease it. Natural coagulants from common bean can be successfully applied for treatment of wastewaters remained after bioethanol production, they can be used as coagulant aid with alum, and the common bean remained after extraction of natural coagulants with distilled water can be utilized as addition to feed.</p>

Orientador: José Euclides Stipp Paterniani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:50:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arantes_CamilaClementina_D.pdf: 4835208 bytes, checksum: 827e110b33ce1ea934a1d6cffa0675f9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Coagulantes naturais e sistemas de filtração em múltiplas etapas integram as tecnologias de tratamento de água indicadas para comunidades rurais ou isoladas. Esta pesquisa tem como objetivo avaliar a potencialidade do uso do coagulante à base de sementes de Moringa oleifera na forma de sachês no tratamento de água por filtração. Sachês confeccionados com diferentes materiais (filtro de papel e geotêxtil sintético nãotecido com diferentes gramaturas), contendo 2,0 gramas de pó de sementes de Moringa oleifera, foram avaliados quanto à capacidade de dispersão de proteína e elevação da turbidez em água destilada ao longo de 24 horas. Posteriormente, em ensaios de clarificação de água com turbidez de 60,0 NTU foram testados sachês de filtro de papel contendo 0,6; 0,8 e 1,0 grama de pó em diferentes condições de dispersão (gradiente de velocidade de 10 e 20 s-1 por 30, 35 e 40 minutos). Em uma terceira etapa, sachês contendo 0,8 grama de pó foram testados em um sistema de filtração composto por pré-filtro ascendente e filtro lenta. Nos ensaios de dispersão da proteína constatou-se que os cinco tipos de sachês apresentaram potencial para uso, tendo sido adotado o sachê filtro de papel nas demais fases da pesquisa. Na sedimentação, verificou-se que os sachês contendo 0,8 e 1,0 grama de pó nas condições de dispersão 10 s-1 por 35 e 40 minutos e 20 s-1 por 30, 35 e 40 minutos não apresentam diferenças significativas quando comparados ao coagulante líquido. Nos ensaios de filtração houve diferenças significativas entre o uso do coagulante líquido e sachê no que se refere à redução de turbidez e cor aparente. Com o uso dos sachês o pré-filtro foi menos eficiente, tendo sido observadas reduções médias de turbidez igual 73,5% para o sachê e 82,5% para o coagulante líquido. No entanto, na filtração lenta a redução média de turbidez foi de 83,9% com o uso de sachês e de 60,2% para coagulante líquido. Para cor aparente foi constatado comportamento semelhante. Embora os sachês tenham apresentado potencial de uso quando se considera a redução de turbidez e cor aparente, a carreira de filtração teve menor duração nestes tratamentos. Desta forma conclui-se que o uso dos sachês pode ser recomendado, mas faz-se necessário o desenvolvimento de melhorias desta metodologia com o intuito de elevar a duração das carreiras de filtração / Abstract: Natural coagulants and filtration systems are suitable water treatment technologies in rural or isolated communities. This research aims to evaluate the potential use of the Moringa oleifera seeds in pouches as a coagulant for water treatment by filtration system. Pouchs made from different materials (filter paper and nonwoven fabrics) containing 2.0 g powdered Moringa oleifera seeds were evaluated for protein dispersion and increased turbidity in distilled water over 24 h. Subsequently pouches containing 0.6, 0.8, and 1.0 g powder were tested for clarification of water turbidity in the range of 60.0 NTU. The dispersion conditions were velocity gradient of 10 and 20 s-1 by 30, 35, and 40 minutes. In a third stage, pouches containing 0.8 g powder were submitted to the filtration system formed for one up flow gravel pre-filter and one slow sand filter. In the protein dispersion test, it was found that the five types of pouches showed great potential to be used in water treatments, and the filter paper pouch was adopted in the other stages of the present research. For the sedimentation test, no significant differences were observed for the pouches containing 0.8 and 1.0 g powder when compared to liquid coagulant in the following dispersion conditions: 10 s-1 for 35 and 40 min, and 20 s-1 for 30, 35 and 40 min. In the filtration experiments significant differences were observed for the liquid coagulant and pouches regarding the reduction of turbidity and apparent color. Although the up flow gravel pre-filter was less effective with the use of pouches, with an average reduction of turbidity of 73.5 and 82.5% for the pouches and liquid coagulant, respectively, the effluent of the slow filter presented lower turbidity, with an average reduction of 83.9 and 60.1% for the pouches and liquid coagulant, respectively. For the parameter apparent color, an analogous behavior was observed. Although the pouches showed great potential to be used considering the reduction of turbidity and apparent color, the filtration run was shorter. Thus it is concluded that the use of pouches may be recommended, but it is necessary to develop improvements of this method in order to increase the duration of filtration run / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutora em Engenharia Civil

Orientador: José Euclides Stipp Paterniani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-21T23:30:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisco_AdrianaRibeiro_D.pdf: 3339113 bytes, checksum: 272d851f1d396f1bfb6de1b6a093faac (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O processo de coagulação natural aplicando solução a base de sementes de Moringa oleifera tem sido amplamente empregado como método alternativo de tratamento de água em regiões onde não há tratamentos convencionais. Para retenção de protozoários, como oocistos de Cryptosporidium spp., que atua de forma complexa no meio ambiente, e são resistentes à cloração no tratamento de água, a aplicação desse coagulante com sequencial filtração lenta pode ser uma alternativa promissora. Entretanto, para avaliar esse tratamento físico, não é necessário aplicar oocistos de Cryptosporidium spp. diretamente no sistema de tratamento, já que microesferas fluorescentes de poliestireno são empregadas como substituas desse organismo, por apresentar características físicas similares. Por essa razão, o presente estudo avaliou um sistema alternativo de tratamento de água empregando solução coagulante a base de sementes de Moringa oleifera, seguida de filtração lenta, testando 5 diferentes combinações de meios filtrantes constituídos de não tecidos e areia, para verificar a retenção de microesferas de poliestireno. A coagulação/floculação foi conduzida em Jar test, e sequencialmente as amostras foram destinadas à filtração lenta. Ao final dos ensaios utilizando Moringa oleifera, ensaios controle (sem coagulante) foram realizados. Os resultados mostraram que todos os filtros lentos apresentam eficiência significativa na redução de microesferas de poliestireno, com destaque para os filtros de areia e areia+não tecido, que obtiveram 100% de remoção de microesferas no sistema, mesmo ao longo de 5 ensaios consecutivos, em que não houve lavagem da areia. Todos os filtros que utilizaram apenas camadas de não tecidos sintéticos, apresentaram 2 log de remoção. Outros parâmetros de qualidade como a cor aparente e a turbidez também apresentaram redução significativa. Nos ensaios controle, foi possível observar que apenas a filtração lenta não foi eficiente para remover microesferas, turbidez e cor. Ao final deste trabalho foi possível concluir que a aplicação da solução coagulante a base de sementes de Moringa oleifera foi o fator determinante para auxiliar no sistema de filtração lenta, principalmente em filtros constituídos com meio filtrante de areia / Abstract: The natural coagulation process applying solution based on Moringa oleifera seeds have been used widely as an alternative method for water treatment in regions where there is an absence of conventional water treatments. For protozoan retention, such as Cryptosporidium spp. oocysts, which act in a complex behavior in the environment, and are resistant to the chlorination process, the application of the coagulant using sequential slow filtration might be a promising alternative. However, to evaluate this physical treatment, it is not necessary to apply Cryptosporidium spp. oocysts directly to the treatment system, since the polystyrene fluorescent microspheres are used as replacements for this organism, because they present similar physical characteristics. For this reason, the present study evaluated an alternative water treatment system using coagulant solution based on Moringa oleifera seeds, followed by slow filtration, testing 5 different combinations of filter media constituted of nonwoven and sand, to verify polystyrene microspheres retention. The coagulation/flocculation was conducted in Jar Test equipment, and sequentially the samples were sent to slow filtration. By the end of the essays using Moringa oleifera, control essays (without coagulant) were performed. The results showed that all slow filters present significant efficiency reducing polystyrene microspheres, especially the sand filters and sand+nonwoven, that obtained 100% microspheres removal in the system, even along 5 sequential essays, where there was no sand washing. The filters that used only synthetic nonwovens, presented 2 log removal. Other quality parameters such as apparent color and turbidity presented significant reductions also. At the control essays, it was possible to observe that using only slow filtration is ineffective for microspheres, turbidity and color removal. At the end of this work was possible to conclude that applying coagulant solution based on Moringa oleifera seeds was the determinant factor to assist in the slow filtration system, mainly in filters constituted by sand filter media / Doutorado / Agua e Solo / Doutora em Engenharia Agrícola

The aim of this master’s thesis was to investigate if defattening of Parkinsonia aculeata (in swahili “mkeketa”) and Vigna unguiculata (in swahili “choroko”) would enhance the capacity of the seed’s properties in removing suspended particles from surface water. The seeds are used in local traditional treatment of drinking water in Tanzania. The aim was also to investigate the possibility to reduce high concentrations of fluoride with the seeds. The seeds contain proteins that act as coagulants. Coagulated particulate matter can be flocculated and separated from the water. A purification of the coagulants by defattening was expected to enhance the coagulating capacity. Experiments were conducted in jar-tests with dosages of coagulant solutions of undefattening and defattened seed solutions and alum (aluminium sulphate). The experiments showed that both Parkinsonia aculeata and Vigna unguiculata seeds can compete with alum in drinking water treatment of surface water, reaching the same or better final results in turbidity removal. Both seeds also produce less sludge volumes than alum and functions in turbidity removal together with alum. The seeds may be used as coagulant aids to reduce the usage of chemicals and sludge production. They were not able to clarify turbid waste water and did not reduce high concentrations of fluoride in groundwater. Further, the turbidity-removal capacity of the coagulants had reduced capacities in water with low pH-values.

Por meio das mudanças de paradigmas relacionados à gestão ambiental e elevação dos custos de lançamento de efluente, captação e tratamento de água, as indústrias passam por processos de inovação que resultam em melhor utilização dos recursos e maior diminuição dos custos. Além disso, as empresas estão sujeitas a maiores exigências quanto à legislação ambiental vigente impulsionando-as a implantar sistemas de reúso de efluentes. Apesar de representar uma importante atividade econômica, a indústria de laticínios é responsável pela geração de efluentes líquidos com alto potencial poluidor. O presente trabalho teve como objetivo a redução de contaminantes e melhoria da biodegradabilidade de efluentes de laticínios utilizando tratamentos combinados, em destaque, coagulação/floculação, processos com membranas e oxidação/redução química fotocatalítica. Os efluentes foram provenientes de uma indústria da região, oriundos da etapa de nanofiltração do soro ultrafiltrado. Eles foram divididos em duas correntes, denominadas de concentrado de nanofiltração (corrente 1) e permeado de nanofiltração (corrente 2). Para o tratamento da corrente 1 foi proposto inicialmente coagulação/floculação utilizando diferentes agentes coagulantes naturais (quitosana, derivado de tanino e extrato de moringa), seguido do uso de processos com membranas do tipo microfiltração (0,40 ?m em polieterimida) e ultrafiltração (50 kDa em polietersulfona). Para a corrente 2 foi proposto a utilização de Processos Oxidativos e Redutivos Avançados. Em todas as etapas foi utilizada a Metodologia da Superfície de Resposta para identificação das condições otimizadas. Para o tratamento de coagulação/floculação da corrente 1 foram avaliadas as influências do pH, dos coagulantes naturais e da agitação sobre as variáveis resposta reduções de carbono orgânico total (COT), demanda química de oxigênio (DQO) e turbidez. Na condição indicada como ótima foram alcançadas reduções de 18,3% de COT, 12,7% de DQO e 19,6% de turbidez. A partir da condição otimizada a corrente 1 foi submetida aos processos com membranas, sendo selecionada a microfiltração como melhor tratamento. O uso dessas membranas possibilitou reduções de 1,25% em COT, 5,21% em DQO e 87,4% em turbidez. A combinação destas tecnologias possibilitou a eliminação de 20,1%, 18,0%, 89,8% em COT, DQO e turbidez, respectivamente. Para o tratamento da corrente 2 foram utilizados diferentes tipos de processos oxidativos avançados sendo eles, foto-Fenton (íons ferrosos) e foto-Fenton avançado (uso de ferro metálico). Nestes casos foram avaliadas a influência das concentrações de peróxido de hidrogênio e íon ferroso e ferro metálico considerando como variáveis resposta reduções de COT e DQO. Os resultados otimizados obtidos para o POA foto-Fenton permitiram reduções de 89,9% em COT e 50,8% em DQO, enquanto os resultados otimizados para POA foto-Fenton avançado foram reduções de 74,9% de COT e 41,0% de DQO. / Through the paradigm changes related to environmental management and rising costs of effluent discharge, water abstraction and treatment, industries undergo innovation processes that result in better use of resources and greater reduction in costs. Moreover, companies are submitted to greater requirements regarding environmental regulations driving them to deploy reuse of wastewater systems. Despite representing an important economic activity, the dairy industry is responsible for producing wastewater with high pollution potential. The present work was carried out in order to reduce contaminants and improve the biodegradability of dairy effluent by using an hybrid wastewater treatment based on coagulation/flocculation, membrane process and photocatalytic chemical oxidation/reduction. The effluents came from a regional industry and originating from the nanofiltration step of an ultrafiltrate whey. They were divided into two streams, called nanofiltration concentrate (stream 1) and nanofiltration permeate (stream 2). For the treatment of stream 1 was initially proposed coagulation/flocculation using different natural coagulant agents (chitosan, derivative tannin and moringa extract), followed by membrane processes type of microfiltration (0.40 ?m in polyetherimide) and ultrafiltration (50 kDa in polyethersulfone). For the stream 2 Advanced Oxidation and Reductive Processes were performed. In all steps of the work Response Surface Methodology was used to identify the optimum conditions. For the coagulation/flocculation treatment, the influence of the pH, natural coagulants and agitation were evaluated on the response variables total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD) and turbidity reductions. The optimized results reduced of 18.3% TOC, 12.7% COD and 19.6% turbidity. From the indicated condition stream 1 was submitted to membrane processes, being selected the microfiltration as the best treatment. The use of theses membranes provided 1.25% TOC, 5.21% COD and 87.4% turbidity reductions. The combination of these technologies has enabled the elimination of 20.1%, 18.0%, 89.8% in TOC, COD and turbidity, respectively. For the treatment of the stream 2 different types of Advanced Oxidation Processes were used being them, photo-Fenton (ferrous ions) and advanced photo-Fenton (metallic iron). In this cases the influence of the hydrogen peroxide, ferrous ion and metallic iron concentrations were evaluated, considering as response variables TOC and COD reductions. The optimized results for the photo-Fenton AOP allowed 89.9% TOC and 50.8% COD reductions, while the results optimized for advanced photo-Fenton AOP were 74.9% TOC and 41.0% COD reductions.

Por meio das mudanças de paradigmas relacionados à gestão ambiental e elevação dos custos de lançamento de efluente, captação e tratamento de água, as indústrias passam por processos de inovação que resultam em melhor utilização dos recursos e maior diminuição dos custos. Além disso, as empresas estão sujeitas a maiores exigências quanto à legislação ambiental vigente impulsionando-as a implantar sistemas de reúso de efluentes. Apesar de representar uma importante atividade econômica, a indústria de laticínios é responsável pela geração de efluentes líquidos com alto potencial poluidor. O presente trabalho teve como objetivo a redução de contaminantes e melhoria da biodegradabilidade de efluentes de laticínios utilizando tratamentos combinados, em destaque, coagulação/floculação, processos com membranas e oxidação/redução química fotocatalítica. Os efluentes foram provenientes de uma indústria da região, oriundos da etapa de nanofiltração do soro ultrafiltrado. Eles foram divididos em duas correntes, denominadas de concentrado de nanofiltração (corrente 1) e permeado de nanofiltração (corrente 2). Para o tratamento da corrente 1 foi proposto inicialmente coagulação/floculação utilizando diferentes agentes coagulantes naturais (quitosana, derivado de tanino e extrato de moringa), seguido do uso de processos com membranas do tipo microfiltração (0,40 ?m em polieterimida) e ultrafiltração (50 kDa em polietersulfona). Para a corrente 2 foi proposto a utilização de Processos Oxidativos e Redutivos Avançados. Em todas as etapas foi utilizada a Metodologia da Superfície de Resposta para identificação das condições otimizadas. Para o tratamento de coagulação/floculação da corrente 1 foram avaliadas as influências do pH, dos coagulantes naturais e da agitação sobre as variáveis resposta reduções de carbono orgânico total (COT), demanda química de oxigênio (DQO) e turbidez. Na condição indicada como ótima foram alcançadas reduções de 18,3% de COT, 12,7% de DQO e 19,6% de turbidez. A partir da condição otimizada a corrente 1 foi submetida aos processos com membranas, sendo selecionada a microfiltração como melhor tratamento. O uso dessas membranas possibilitou reduções de 1,25% em COT, 5,21% em DQO e 87,4% em turbidez. A combinação destas tecnologias possibilitou a eliminação de 20,1%, 18,0%, 89,8% em COT, DQO e turbidez, respectivamente. Para o tratamento da corrente 2 foram utilizados diferentes tipos de processos oxidativos avançados sendo eles, foto-Fenton (íons ferrosos) e foto-Fenton avançado (uso de ferro metálico). Nestes casos foram avaliadas a influência das concentrações de peróxido de hidrogênio e íon ferroso e ferro metálico considerando como variáveis resposta reduções de COT e DQO. Os resultados otimizados obtidos para o POA foto-Fenton permitiram reduções de 89,9% em COT e 50,8% em DQO, enquanto os resultados otimizados para POA foto-Fenton avançado foram reduções de 74,9% de COT e 41,0% de DQO. / Through the paradigm changes related to environmental management and rising costs of effluent discharge, water abstraction and treatment, industries undergo innovation processes that result in better use of resources and greater reduction in costs. Moreover, companies are submitted to greater requirements regarding environmental regulations driving them to deploy reuse of wastewater systems. Despite representing an important economic activity, the dairy industry is responsible for producing wastewater with high pollution potential. The present work was carried out in order to reduce contaminants and improve the biodegradability of dairy effluent by using an hybrid wastewater treatment based on coagulation/flocculation, membrane process and photocatalytic chemical oxidation/reduction. The effluents came from a regional industry and originating from the nanofiltration step of an ultrafiltrate whey. They were divided into two streams, called nanofiltration concentrate (stream 1) and nanofiltration permeate (stream 2). For the treatment of stream 1 was initially proposed coagulation/flocculation using different natural coagulant agents (chitosan, derivative tannin and moringa extract), followed by membrane processes type of microfiltration (0.40 ?m in polyetherimide) and ultrafiltration (50 kDa in polyethersulfone). For the stream 2 Advanced Oxidation and Reductive Processes were performed. In all steps of the work Response Surface Methodology was used to identify the optimum conditions. For the coagulation/flocculation treatment, the influence of the pH, natural coagulants and agitation were evaluated on the response variables total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD) and turbidity reductions. The optimized results reduced of 18.3% TOC, 12.7% COD and 19.6% turbidity. From the indicated condition stream 1 was submitted to membrane processes, being selected the microfiltration as the best treatment. The use of theses membranes provided 1.25% TOC, 5.21% COD and 87.4% turbidity reductions. The combination of these technologies has enabled the elimination of 20.1%, 18.0%, 89.8% in TOC, COD and turbidity, respectively. For the treatment of the stream 2 different types of Advanced Oxidation Processes were used being them, photo-Fenton (ferrous ions) and advanced photo-Fenton (metallic iron). In this cases the influence of the hydrogen peroxide, ferrous ion and metallic iron concentrations were evaluated, considering as response variables TOC and COD reductions. The optimized results for the photo-Fenton AOP allowed 89.9% TOC and 50.8% COD reductions, while the results optimized for advanced photo-Fenton AOP were 74.9% TOC and 41.0% COD reductions.

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

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