A crescente degradação da qualidade dos mananciais que servem os sistemas públicos de abastecimento de água potável faz com que se busquem novas técnicas para remoção de compostos indesejáveis. Os fatores climáticos que predominam no Brasil favorecem o desenvolvimento, em ambientes eutrofizados, de microrganismos conhecidos como cianobactérias que podem ser potencialmente produtores de toxinas. Este trabalho estudou a eficiência de remoção de microcistinas em um sistema que associa coagulação, floculação, flotação por ar dissolvido, adsorção em carvão ativado e filtração, com o intuito de remover a maior quantidade possível de microcistina para minimizar as dosagens de carvão ativado necessárias à remoção de concentrações de microcistinas - hepatotoxinas produzidas por cianobactérias - uma vez que, em uma estação real, uma menor dosagem de carvão ativado representa menores custos. Até o momento, o estado da arte permite afirmar que a aplicação de carvão ativado constitui a etapa final de um sistema de tratamento usualmente utilizado para a eficiente remoção de toxinas. Em escala de laboratório, foram feitos ensaios em equipamentos com alimentação por batelada: jarteste e flotateste. Após a preparação da água de estudo, uma amostra foi submetida à mistura rápida em um equipamento de jarteste, com aplicação de produtos químicos para atingir valores desejados de pH e, em outros ensaios, também foi adicionado o carvão ativado em pó - CAP. Após a coagulação, a amostra ensaiada era transferida para o equipamento de flotateste para a floculação e posterior flotação por ar dissolvido e, em alguns casos, submetido à filtração em papel Whatman 40. Observou-se que o uso dos parâmetros de cor e turbidez não foram suficientes para garantir a também remoção de microcistina. No sistema proposto, a aplicação de CAP antes da mistura rápida apresentou melhor desempenho na remoção de microcistina do que quando aplicado posteriormente a esta etapa; foi necessário dosagem de 60 mg/L de CAP, aplicado a 1,5 hora antes da mistura rápida para que a concentração de microcistina ficasse inferior a 1 &#956g/L. O sistema que associa coagulação, floculação, flotação por ar dissolvido, adsorção em carvão ativado e filtração mostrou ser capaz de remover microcistina a níveis inferiores a 1 &#956g/L, conforme estabelecido na Portaria 518/04 do Ministério da Saúde. / The growing quality degradation of the water sources serving the public distribution of drinking water results in the search of new techniques for the removal of undesirable compounds. The brazilian climate factors are in favor of the development of eutrophic environments, and of microorganisms known as cyanobacteria that are potential sources of toxins. This work studied the microcystin removal efficiency in a system that associates, coagulation, flocculation, dissolved air flotation, adsorption in activated carbon and filtration, with the scope to remote the maximum possible quantity of toxins in order to minimize the activated carbon dosage need to the removal of microcystin concentration - hepatotoxins produced by cyanobacteria - taking into accounts that in a real plant, the less the activated carbon, the less the operation costs. So far, the state of art permits the affirmation that the activated carbon characterizes the final step of a treatment system usually used for the efficient removal of toxins. In the laboratory scale tests were done in batch equipments: jartest and flotatest. After the preparation of the water in study one sample was submitted to a quick mixture in a jartest, with the application of chemical products to reach the desired pH levels, and in other assays powder activated carbon PAC was also added. After the coagulation, the tried sample was transferred to the flotatest equipment to achieve flotation and posterior dissolved air flotation, and in some cases, submitted to filtration in Whatman 40. It could be observed that the use of color and turbidity parameters were not sufficient to guarantee the microcystin removal. In the proposed system, the PAC application before the quick mixture presented better performance in the removal of microcystins than the posterior application to this step; a dosage of 60 mg/L of PAC was necessary when applied 1,5 hour before the quick mixture for the microcystin concentration be as low as 1 &#956g/L. The system which associates coagulation, flocculation, dissolved air flotation, activated carbon adsorption and filtration, exhibits the ability of microcystin removal to levels below 1 &#956g/L as is established in Portaria 518 - 23/03/05 - Ministério da Saúde - Brazil.

A grande preocupação em estações de tratamento de água atualmente se deve a escolhas de tecnologias de tratamento inadequadas em relação às características do manancial de água explorado. Vários estudos têm mostrado que os processos que envolvem o tratamento por ciclo completo não são efetivos na eliminação dos efeitos gerados pela presença de algas e seus sub-produtos. A dupla filtração, tecnologia que emprega a filtração ascendente seguida de filtração rápida descendente, vem sendo muito estudada e utilizada no Brasil, principalmente para o tratamento de águas com altas concentrações de algas. O presente trabalho teve, como objetivo principal, verificar o tratamento da água do reservatório UHE Lajeado da cidade de Palmas-TO, utilizando a dupla filtração, a oxidação com cloro e a adsorção com carvão ativado pulverizado, visando principalmente à remoção de algas e possíveis subprodutos da oxidação. Para realização da pesquisa, foi montada uma instalação piloto de dupla filtração, composta pelas unidades de pré-cloração, adsorção em carvão ativado pulverizado, filtro ascendente em pedregulho e filtro rápido descendente de areia. Os filtros de pedregulho e de areia trabalharam com taxas de filtração de 120 e 180 m³/m².d, respectivamente. A água bruta utilizada no estudo apresentava concentrações de cianobactérias acima de 105 cel/mL. Os resultados encontrados mostraram que o sistema foi capaz de produzir água potável, atendendo aos padrões da portaria 518 do Ministério da Saúde, obtendo-se valores de turbidez na saída do filtro de areia sempre abaixo de 0,50 uT. Em todos os ensaios realizados houve remoção de cianobactérias e de clorofila-a acima de 99,0%, sendo que os filtros de pedregulho e de areia foram os principais responsáveis por esta remoção. O uso do carvão ativado pulverizado incrementou a remoção do carbono orgânico total. Não houve formação significativa dos subprodutos da desinfecção no efluente do filtro de areia, ficando os valores encontrados muito abaixo do máximo permitido pelas legislações brasileira e internacional. / One problem that frequently arises in water treatment plants is the inadequacy of the chosen treatment processes with respect to the source water quality. Several studies have shown that processes encompassing conventional water treatment have limited capability to remove compounds associated with algae and their by-products. In Brazil, a technology known as two-stage filtration has been studied and applied to the treatment of waters with high algae concentrations. The process employs two separated filters operated in sequence in the modes up and downflow. This research investigated the application of this technology, associated with chlorine oxidation and powdered activated carbon adsorption, for algae removal using water taken from UHE Lajeado, city of Palmas, TO. Also, the technology was applied for removal of potential by-products formed by reactions between chlorine and organic matter present in water. In order to carry out the research, a pilot installation was assembled. It was constituted by pre-oxidation and carbon adsorption columns, rapid-mix tank, and two-stage filtration. The gravel and sand filters operated up and downflow in sequence, with filtration rates of 120 and 180 m³/m².d, respectively. The input water had cyanobacteria concentrations higher than 105 cel/mL The observed results showed the pilot plant produced water in accordance with Brazilian standards, having turbidity levels lower than 0,5 uT. In all tests, cyanobacteria and chlorophyll removals were above 99% and the retention was achieved mostly by the gravel and sand filters. The use of powdered activated carbon caused an increase in the TOC removal. There was limited formation of by-products and those that were detected presented concentrations below international and Brazilian standards.

A grande preocupação em estações de tratamento de água atualmente se deve a escolhas de tecnologias de tratamento inadequadas em relação às características do manancial de água explorado. Vários estudos têm mostrado que os processos que envolvem o tratamento por ciclo completo não são efetivos na eliminação dos efeitos gerados pela presença de algas e seus sub-produtos. A dupla filtração, tecnologia que emprega a filtração ascendente seguida de filtração rápida descendente, vem sendo muito estudada e utilizada no Brasil, principalmente para o tratamento de águas com altas concentrações de algas. O presente trabalho teve, como objetivo principal, verificar o tratamento da água do reservatório UHE Lajeado da cidade de Palmas-TO, utilizando a dupla filtração, a oxidação com cloro e a adsorção com carvão ativado pulverizado, visando principalmente à remoção de algas e possíveis subprodutos da oxidação. Para realização da pesquisa, foi montada uma instalação piloto de dupla filtração, composta pelas unidades de pré-cloração, adsorção em carvão ativado pulverizado, filtro ascendente em pedregulho e filtro rápido descendente de areia. Os filtros de pedregulho e de areia trabalharam com taxas de filtração de 120 e 180 m³/m².d, respectivamente. A água bruta utilizada no estudo apresentava concentrações de cianobactérias acima de 105 cel/mL. Os resultados encontrados mostraram que o sistema foi capaz de produzir água potável, atendendo aos padrões da portaria 518 do Ministério da Saúde, obtendo-se valores de turbidez na saída do filtro de areia sempre abaixo de 0,50 uT. Em todos os ensaios realizados houve remoção de cianobactérias e de clorofila-a acima de 99,0%, sendo que os filtros de pedregulho e de areia foram os principais responsáveis por esta remoção. O uso do carvão ativado pulverizado incrementou a remoção do carbono orgânico total. Não houve formação significativa dos subprodutos da desinfecção no efluente do filtro de areia, ficando os valores encontrados muito abaixo do máximo permitido pelas legislações brasileira e internacional. / One problem that frequently arises in water treatment plants is the inadequacy of the chosen treatment processes with respect to the source water quality. Several studies have shown that processes encompassing conventional water treatment have limited capability to remove compounds associated with algae and their by-products. In Brazil, a technology known as two-stage filtration has been studied and applied to the treatment of waters with high algae concentrations. The process employs two separated filters operated in sequence in the modes up and downflow. This research investigated the application of this technology, associated with chlorine oxidation and powdered activated carbon adsorption, for algae removal using water taken from UHE Lajeado, city of Palmas, TO. Also, the technology was applied for removal of potential by-products formed by reactions between chlorine and organic matter present in water. In order to carry out the research, a pilot installation was assembled. It was constituted by pre-oxidation and carbon adsorption columns, rapid-mix tank, and two-stage filtration. The gravel and sand filters operated up and downflow in sequence, with filtration rates of 120 and 180 m³/m².d, respectively. The input water had cyanobacteria concentrations higher than 105 cel/mL The observed results showed the pilot plant produced water in accordance with Brazilian standards, having turbidity levels lower than 0,5 uT. In all tests, cyanobacteria and chlorophyll removals were above 99% and the retention was achieved mostly by the gravel and sand filters. The use of powdered activated carbon caused an increase in the TOC removal. There was limited formation of by-products and those that were detected presented concentrations below international and Brazilian standards.

A grande preocupação em estações de tratamento de água atualmente se deve a escolhas de tecnologias de tratamento inadequadas em relação às características do manancial de água explorado. Vários estudos têm mostrado que os processos que envolvem o tratamento por ciclo completo não são efetivos na eliminação dos efeitos gerados pela presença de algas e seus sub-produtos. A dupla filtração, tecnologia que emprega a filtração ascendente seguida de filtração rápida descendente, vem sendo muito estudada e utilizada no Brasil, principalmente para o tratamento de águas com altas concentrações de algas. O presente trabalho teve, como objetivo principal, verificar o tratamento da água do reservatório UHE Lajeado da cidade de Palmas-TO, utilizando a dupla filtração, a oxidação com cloro e a adsorção com carvão ativado pulverizado, visando principalmente à remoção de algas e possíveis subprodutos da oxidação. Para realização da pesquisa, foi montada uma instalação piloto de dupla filtração, composta pelas unidades de pré-cloração, adsorção em carvão ativado pulverizado, filtro ascendente em pedregulho e filtro rápido descendente de areia. Os filtros de pedregulho e de areia trabalharam com taxas de filtração de 120 e 180 m³/m².d, respectivamente. A água bruta utilizada no estudo apresentava concentrações de cianobactérias acima de 105 cel/mL. Os resultados encontrados mostraram que o sistema foi capaz de produzir água potável, atendendo aos padrões da portaria 518 do Ministério da Saúde, obtendo-se valores de turbidez na saída do filtro de areia sempre abaixo de 0,50 uT. Em todos os ensaios realizados houve remoção de cianobactérias e de clorofila-a acima de 99,0%, sendo que os filtros de pedregulho e de areia foram os principais responsáveis por esta remoção. O uso do carvão ativado pulverizado incrementou a remoção do carbono orgânico total. Não houve formação significativa dos subprodutos da desinfecção no efluente do filtro de areia, ficando os valores encontrados muito abaixo do máximo permitido pelas legislações brasileira e internacional. / One problem that frequently arises in water treatment plants is the inadequacy of the chosen treatment processes with respect to the source water quality. Several studies have shown that processes encompassing conventional water treatment have limited capability to remove compounds associated with algae and their by-products. In Brazil, a technology known as two-stage filtration has been studied and applied to the treatment of waters with high algae concentrations. The process employs two separated filters operated in sequence in the modes up and downflow. This research investigated the application of this technology, associated with chlorine oxidation and powdered activated carbon adsorption, for algae removal using water taken from UHE Lajeado, city of Palmas, TO. Also, the technology was applied for removal of potential by-products formed by reactions between chlorine and organic matter present in water. In order to carry out the research, a pilot installation was assembled. It was constituted by pre-oxidation and carbon adsorption columns, rapid-mix tank, and two-stage filtration. The gravel and sand filters operated up and downflow in sequence, with filtration rates of 120 and 180 m³/m².d, respectively. The input water had cyanobacteria concentrations higher than 105 cel/mL The observed results showed the pilot plant produced water in accordance with Brazilian standards, having turbidity levels lower than 0,5 uT. In all tests, cyanobacteria and chlorophyll removals were above 99% and the retention was achieved mostly by the gravel and sand filters. The use of powdered activated carbon caused an increase in the TOC removal. There was limited formation of by-products and those that were detected presented concentrations below international and Brazilian standards.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-26T18:05:15Z No. of bitstreams: 1 2017 - Albiane Carvalho Dias.pdf: 1710937 bytes, checksum: 54d2634d67d97d4c119e2aa8507ca99b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T18:05:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017 - Albiane Carvalho Dias.pdf: 1710937 bytes, checksum: 54d2634d67d97d4c119e2aa8507ca99b (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / CAPES / The inappropriate management of leachate can cause negative environmental impacts, in order to compromise the availability and quality of natural resources, reason of to their complex composition and high polluter potential. One of the alternatives for the treatment of landfill leachate is its combined treatment with domestic sewage in sewage treatment plants, although higher proportions of the leachate in the sewage could compromise the efficiency of the process. This study aimed to evaluate the efficiency of the combined treatment of landfill leachate and domestic sewage in biomass and activated carbon systems. For this, were used sequential batch reactors in lab-scale and two types of activated carbon - granular (GAC) and pulverized (PAC). The work consisted of two stages, among them they are: the tests where the reactors were fed with different mixtures of leachate/synthetic sewage (0, 2, 5 e 10%) and concentrations of GAC (0, 2, 4 e 6 g/L) operating with residence times 23h and sludge ages 28 days; and tests where the reactors were fed with a mixture of 5% leachate/sewage; fixed a PAC concentration of 6 g/L and were operated on with differents HRT of 23, 16 and 8 hours and sludge ages of 28, 28, and 17 days, respectively. It has been evaluated, the difference between the two types of carbon regarding COD removal efficiency, in the following configurations: fixing the concentration of carbono (6 g/L) and the percentage of leachate in the feed (5% v/v), for the batch time of 23 h and sludge age of 28 d. For the first step, it was possible to verify that the COD removal efficiency was higher in the reactors containing GAC and biomass when comparedes to the reactor containing only biomass. And along this stage of the experiment it was possible to observe that after the increase of leachate concentration in the feed there was a significant drop in COD removal efficiency. In the evaluation of the PACT? process, it was verified that the reactor with HRT of 23 h was the one that presented the best COD and color removal efficiencies the process, 79 and 44%, respectively. In the comparative tests between the two types of carbon, the PAC system proved to be much more efficient in the removal of COD, presenting an average efficiency of 79% when compared to the GAC system (63%). / O gerenciamento inadequado do lixiviado pode causar impactos ambientais negativos, de forma a comprometer a disponibilidade e qualidade dos recursos naturais, devido sua composi??o complexa e seu elevado potencial poluidor. Uma das alternativas para o tratamento de lixiviado de aterros sanit?rios ? o seu tratamento combinado com esgoto dom?stico em esta??es de tratamento de esgoto, embora propor??es mais elevadas do lixiviado no esgoto possam comprometer a efici?ncia do processo. Este trabalho teve por objetivo avaliar a efici?ncia do tratamento combinado de lixiviado de aterro sanit?rio e esgoto dom?stico em sistemas com biomassa e carv?o ativado. Para isto, foram utilizados reatores em batelada sequencial em escala de laborat?rio e dois tipos de carv?o ativado- granular (CAG) e pulverizado (CAP). O trabalho foi constitu?do de duas etapas, dentre elas est?o: os ensaios onde os reatores foram alimentados com diferentes misturas de lixiviado/esgoto sint?tico (0, 2, 5 e 10%) e concentra??es de CAG (0, 2, 4 e 6 g/L) operando com tempos de resid?ncia de 23 h e idades do lodo de 28 dias; e ensaios onde os reatores foram alimentados com uma mistura de 5% de lixiviado/esgoto, fixado uma concentra??o de CAP de 6 g/L e foram operados com diferentes tempos de resid?ncia de 23, 16 e 8 horas e idades de lodo de 28, 28, e 17 dias, respectivamente. Avaliou-se, ainda, a diferen?a entre os dois tipos de carv?o quanto ? efici?ncia de remo??o de DQO, nas seguintes configura??es: fixando a concentra??o de carv?o (6 g/L) e o percentual de lixiviado na alimenta??o (5% v/v), para o tempo de batelada de 23 h e idade do lodo de 28 d. Para a primeira etapa, foi poss?vel verificar que a efici?ncia de remo??o de DQO foi superior nos reatores contendo CAG e biomassa quando comparados ao reator contendo apenas biomassa. E ao longo desta etapa do experimento foi poss?vel observar que ap?s o aumento da concentra??o de lixiviado na alimenta??o houve queda significativa na efici?ncia de remo??o de DQO. Na avalia??o do processo PACT?, verificou-se que o reator com tempo de resid?ncia de 23 h foi o que apresentou as melhores efici?ncias de remo??o de DQO e cor do processo, 79 e 44%, respectivamente. Nos testes comparativos entre os dois tipos de carv?o, o sistema com CAP mostrou-se muito mais eficiente na remo??o de DQO, apresentando efici?ncia m?dia de 79%, quando comparado ao sistema com CAG (63%).

Um sistema de tratamento constituído de um reator anaeróbio de mistura completa e um reator anaeróbio compartimentado (ABR) foi operado durante 140 dias para estudar os efeitos do pré-tratamento das águas residuárias de uma indústria química, por carvão ativado em pó (CAP), e suas implicações nos processos de nitrificação e desnitrificação. Utilizou-se, no pré-tratamento do resíduo, duas concentrações de carvão ativado em pó. Para aplicação de 10 mg/l de CAP a remoção de DQO foi de 60% e a de NTK foi de 50%. Nesta fase, os processos de remoção de nitrogênio foram plenamente viabilizados. Para 5 mg/l de CAP a remoção de DQO foi de 44% e a remoção de NTK 46%, neste período se observou inibição por metais pesados e acúmulo de nitrito no sistema. / A treatment system composed of both an aerobic complete-mix reactor and a anaerobic baftled reactor (ABR) was operated for 140 days to study the effects of the treatment of wastewater chemical industry by powdered activate carbon (PAC) and its implications in nitrification - denitrification processes. In the residue preliminary treatment, two concentrations of PAC were used. For the application of 10 mg/l of CAP the removal of COD was 60% and the removal of TKN was 50%. In this phase, the processes of nitrogen removal were possible to be completely carried out. For 5 mg/l of CAP, the removal of COD was 44% and the removal of TKN 46%. In this period, the inhibition by heavy metaIs and nitrite accumulation in the system was observed.

O crescimento desordenado das cidades, a utilização de áreas para plantio próximas aos mananciais e o lançamento de águas residuárias domésticas e industriais sem tratamento são consideradas as principais fontes de poluição dos corpos d´água. Tal poluição contribui para o enriquecimento dos corpos hídricos em relação aos nutrientes. Isto, combinado com fatores climáticos proporciona condições para a ocorrência de florações de algas que podem apresentar espécies potencialmente tóxicas. Desta forma, aumenta a preocupação com desenvolvimento de técnicas de tratamento que forneçam água de qualidade garantindo a saúde da população consumidora. Nesta pesquisa, foram preparadas águas de estudo com diferentes concentrações de microcistina, com as quais foram testados alguns processos de tratamento, em escala de bancada, que consistiram na pré-cloração, adsorção em carvão ativado em pó, coagulação/floculação, flotação por ar dissolvido e centrifugação. O fluxograma de tratamento com aplicação de carvão ativado logo após a mistura rápida foi o que apresentou melhores resultados em termos de cor aparente, turbidez e concentração residual de microcistina. Foi avaliada a influência da concentração de microcistina nos tratamentos simulados. Constatou-se que para 104,92 µg/L de microcistina a aplicação de 3,0 mg\'CL IND.2\'/L (10 segundos antes da mistura rápida) e 30 mg/L de CAP (logo após a mistura rápida) não foram capazes de reduzir a concentração de microcistina para menos de 1 µg/L, conforme o limite estabelecido pela Portaria 518/04 do Ministério da Saúde. Assim, optou-se pela estimativa da dosagem mínima de carvão ativado em pó (CAP) em função da concentração inicial de microcistina das três águas preparadas. O residual de microcistina em cada água preparada, após a aplicação da dosagem estimada de CAP, foi: Água de Estudo 1 = 0,80 µg/L, Água de Estudo 2 = 0,82 µg/L e Água de Estudo 3 = 0,23 µg/L. / The disordered growth of cities, the use of planting areas near the water sources and the launch of domestic and industrial wastewater without treatment are the main sources of water bodies\' pollution. Such pollution contributes to increase the nutrient loading in the water bodies. In association with climatic factors, this enrichment of nutrient provides suitable conditions for the bloom of potentially toxic algae. Thus, increases the concern over to develop treatment techniques that provide water quality able to ensure the health of the consumer population. In this research, waters were prepared with different concentrations of microcystin and some treatments were tested in bench scale. These tests consisted in prechlorination, adsorption on powdered activated carbon, coagulation/flocculation, dissolved air flotation and centrifugation. The diagram of treatment with activated carbon application after the rapid mix showed better results of apparent color, turbidity and residual concentration of microcystin. The influence of the concentration of microcystin in the simulated treatments was evaluated. It was found that for 104.92 µg/L of microcystin the application of 3.0 mg\'CL IND.2\'/L (10 seconds before rapid mix) and 30 mg/L of PAC (after a quick mixture) were not able to reduce the concentration of microcystin to less than 1 µg/L, as the limit established by Order 518/04 of the Health Ministry. Thus, it was decided to estimate the minimum dosage of powdered activated carbon (PAC) according to the initial concentration of microcystin found in the three prepared waters. The residual concentration of microcystin in each water, after the estimated dosage application of PAC was: Water 1 = 0.80 µg/L; Water 2 = 0.82 µg/L; Water 3 = 0, 23 µg/L.

There is a current lack of accurate tools to determine the concentration of cyanobacteria in situ.  Besides, cyanobacterial blooms have to be carefully monitored in reservoirs as they are more frequent because of climate change and can lead to potential released of toxins, along with other components. This project investigates the possible use of fluorescent probes to measure the concentration of different types of organic matter released by the algae. Three different species of toxic cyanobacteria were chosen to carry out this research as they are representative of the local harmful blooms found across Australia. Furthermore, the efficiency of two different chemicals (powdered activated carbon, also known as PAC, and alum) used in drinking water treatment plants were investigated, in order to determine a method for automatic dosage adjustment in water treatment plant. The organic matter was characterized by LC-OCD and fluorescence spectroscopy and statistical analysis such as principal component analysis was performed on the generated data. General characterization of the different species was firstly performed and globally, similar comportments were observed among the three cyanobacteria species. There is indeed a general increase in the release of organic material throughout the cell’s growth phase. Results from the jar tests showed that PAC mainly targeted humic-like substances and building blocks, which are middle size particles. The average removal rate obtained was 40µg/L per mg/L of PAC added into the water. Therefore, there is indication that the decreased efficiency for the removal of the taste and odor compounds observed in certain plants can be partially attributed to direct competition of organic matter adsorption onto PAC instead of a blockage of the PAC pores by larger particles. On the other hand, alum was able to remove large particles, particularly biopolymers and also humic-substances. However, a great increase of the low molecular weight molecules at very high doses of alum was seen, which suggest that a too high dose of alum is toxic for the algae cells. Based on the bench scale testing the recommended dose of 50 mg/L seems to be optimum for the studied water treatment plant. Specific ultraviolet absorbance and dissolved organic carbon measurements were also investigated and good correlations were found between the concentration of humic-like substances and absorbance, confirming that they are good measure to assess the content of organic matter in the water. However, as the slope coefficient of the linear trend varied between the species, it was not possible to obtain a common conversion factor for all the species. Finally, one fluorophore was found in common to all the samples and is characterized by the excitation-emission wavelength: 240/440 nm. Correlations with the chromatography’s results were investigated and this component seems to match the biopolymers and humic-like substances concentrations. Furthermore, its intensity decreases continuously with the addition of PAC whereas a drop was observed at the lower doses of alum. In regards on these findings, a method for automatic chemicals dosing from the fluorescence measures was proposed. / Detta examensarbete handlar om hur dricksvattenkvalitet kan kontrolleras och övervakas i vattenreningsverk. Nu existerar  inte någon exakt metod för att bestämma koncentrationen av cyanobakterier i vatten då det finns många olika arter. Men det är viktigt att övervaka algers tillväxt in i vattenreningsverk för de kan släppa ut skadliga ämnen till dricksvattnet. De tre arter som studerats i detta projekt är giftiga. Det organiska materialet i råvattnet kan också blockera membranporer eller leda till n biprodukter, som är cancerframkallande. Till sist konkurrerar några organiska substansen med smak- och luktföreningar för adsorptionsställena hos det pulverformiga aktiverade kolet. Därför är smaken och luktföreningarna inte väl borttagna, vilket leder till kundernas klagomål. Cyanobakterier måste övervakas noggrant.                            För att bestämma biologisk och kemisk egenskap hos vatten används flera tekniker för närvarande. I examensarbetet har undersökningar med vätskekromatografi och fluorescensteknik företagits. Kromatografi användes för att klassificera den organiska substansen i mindre grupper: biopolymerer, humus substanser, byggstenar och neutralmolekyler med låg molekylvikt (LMVN). Statistisk analys med R, inklusive huvudkomponentanalys företogs på insamlade data. Fluorescensdata registrerades också och visas i en excitationsutsläppsmatris.                            Experimenten reproducerade en behandlingsprocess och undersökte effektiviteten hos två kemikalier: pulveriserat aktivt kol (PAK) och alun. Resultaten visade att humusämnen   och dess byggstenar var väl borttagna av PAK medan även biopolymerer och humusämnen var väl bortagna av alun. Emellertid var en för hög dos av alun skadlig eftersom det ledde till en ökad frisättning av LMVN. I synnerhert kunde PAK ta bort 40µg/L av både humusämnen och dess byggstenar per mg/L av PAK tillagd. Det föreslår att de är de viktigaste konkurrenterna och att endast direkt konkurrens för adsorptionsställena sker. Om det fanns blockeringsfenomen, skulle det också finnas en minskning för biopolymererna. Den optimala doseringen av alun som bestämdes för det undersökta vattenreningsverket var 50 mg/L. Det kunde ta bort 60-70% av biopolymerer och 40-50% av humusämnen.                            Specifik ultraviolett absorbans och fluorescens registrerades. Båda visade riktigt bra korrelationer med humusämnen, vilket gör de till bra verktyg för att bedöma vattenkvaliteten. Men det kräver fortfarande att arten av cyanobakterie urskiljs eftersom koefficientens lutningar var olika. De kan därför vara ett verktyg för att mäta koncentrationen av organisk material, men arten måste vara känd. Fluorescencedata visade en topp vid 440 nm. En parallellfaktoranalys utfördes på data och endast en komponent hittades gemensam i alla prover. Därför studerades den maximala fluorescensintensiteten hos denna komponent. Å ena sidan kunde vi observera en kontinuerlig minskning av intensiteten när PAK tillsattes. Det är därför möjligt att veta hur man justerar den kemiska doseringen från fluorescensintensiteterna. I slutet av examensarbetet föreslås en metod för automatisk kemisk dosering. Fluorescensprober kan ännu inte exakt indikera cellkoncentrationen. Men med flera sonder som riktar sig till olika våglängder kan de redan vara till stor hjälp för styrning vid vattenverk.

This dissertation reports on research related to ultrafiltration (UF) membranes in drinking water applications. A pilot-scale investigation identified seasonal surface water quality impacts on UF performance and resulted in the development of a dynamic chemically enhanced backwash protocol for fouling management. Subsequent analysis of UF process data revealed limitations with the use of specific flux, transmembrane pressure (TMP), and other normalization techniques for assessing UF process fouling. A new TMP balance approach is presented that identifies the pressure contribution of membrane fouling and structural changes, enables direct process performance comparisons at different operating fluxes, and distinguishes between physically and chemically unresolved fouling. In addition to the TMP balance, a five component optimization approach is presented for the systematic improvement of UF processes on the basis of TMP variations. Terms are defined for assessing process event performance, a new process utilization term is presented to benchmark UF productivity, and new measures for evaluating maintenance procedures are discussed. Using these tools, a correlation between process utilization and operating pressures was established and a sustainable process utilization of 93.5% was achieved. UF process capabilities may be further enhanced by pre-coating media onto the membrane surface. Silicon dioxide (SiO2) and powdered activated carbon (PAC) are evaluated as precoating materials, and the applicability of the TMP balance for assessing pre-coated membrane performance is demonstrated. The first use of SiO2 as a support layer for PAC in a membrane pre-coating application is presented at the laboratory-scale. SiO2-PAC pre-coatings successfully reduced physically unresolved fouling and enhanced UF membrane organics removal capabilities.

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