Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-09T22:32:52Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AvaliacaoUsoLodo.pdf: 5633870 bytes, checksum: 18cf173a3b562c94681dd7820fce0ac3 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-09T22:35:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AvaliacaoUsoLodo.pdf: 5633870 bytes, checksum: 18cf173a3b562c94681dd7820fce0ac3 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-09T22:35:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AvaliacaoUsoLodo.pdf: 5633870 bytes, checksum: 18cf173a3b562c94681dd7820fce0ac3 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2009 / O presente trabalho objetivou avaliar a possibilidade de incorporar o lodo da Estação de Tratamento de Água do Bolonha (RMB), na fabricação de tijolos cerâmicos para uso na construção civil. Duas unidades de desaguamento de lodo (UDL) foram implantadas e operacionalizadas na ETA Bolonha. Antes da confecção dos tijolos cerâmicos, o lodo da ETA Bolonha foi desaguado nas UDL’s que eram dotadas de manta permeável, e em seguida foram caracterizadas fisicamente e mineralogicamente. O lodo foi adicionado à massa cerâmica de uma indústria local para a produção de tijolos. Diversas proporções da mistura lodo e argila foram testadas com intuito de encontrar a proporção adequada para a produção de tijolos cerâmicos (10%, 12% e 20% de lodo de ETA à massa cerâmica). Ensaios de laboratório foram realizados para avaliar sua resistência, absorção de água, dimensões adequadas e aspecto visual. Não foi possível a incorporação de 20% de lodo à massa cerâmica devido à alta plasticidade e a dificuldade de fabricação dos tijolos cerâmicos, no entanto, as proporções de 10% e 12% de lodo de ETA foram as que tiveram resultados melhores quanto aos parâmetros de resistência, indicando que os tijolos cerâmicos podem ser produzidos com a incorporação de até 12% de lodo de ETA. / This study aimed to evaluate the possibility of incorporating the sludge in the water treatment station of Bolonha (RMB), in the manufacture of ceramic bricks for use in construction. Two units of flow of mud (UDL) were established and operationalized in the ETA Bolonha. Before the preparation of ceramic bricks, the mud flows were ETA Bologna in UDL's that were equipped with open collar, and then were characterized physically and mineralogically. The sludge was added to the ceramic body of a local industry for the production of bricks. Various proportions of silt and clay mixture were tested in order to find the appropriate proportion to the production of ceramic bricks (10%, 12% and 20% of sludge in the ceramic body ETA). Laboratory tests were conducted to assess its strength, water absorption, an appropriate size and visual appearance. It was not possible to incorporation of 20% of mud to ceramic body due to the high plasticity and the difficulty of manufacture of ceramic bricks, however, the proportions of 10% and 12% of sludge from ETA were the ones that had better results on the parameters of resistance, indicating that the ceramic bricks can be produced with the incorporation of up to 12% of sludge from ETA.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Waldileia Pereira Leal.pdf: 3453316 bytes, checksum: 63c0a56552f4b09c97956f4c0d9f711c (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 / O 2,4-D é o segundo herbicida mais utilizado no Brasil, podendo chegar à água de abastecimento público. Devido à limitação do tratamento convencional na remoção de microcontaminantes e a capacidade do carvão ativado em removê-los, este estudo investigou a aplicação de carvão ativado pulverizado (CAP) na remoção do 2,4-D por processos de adsorção associado ao tratamento convencional utilizando água bruta do Rio Santa Maria da Vitória em equipamentos de jartest. Os diagramas de coagulação foram construídos através de estudo de tratabilidade de água utilizando o sulfato de alumínio e o policloreto de alumínio como coagulantes. Foram realizados ensaios de adsorção com carvões derivados da casca de coco (CAP 1) e de pinnus (CAP 2) que foram caracterizados e avaliados na sua capacidade de remover o 2,4-D. A remoção de matéria orgânica natural também foi determinada pela medição de carbono orgânico dissolvido (COD) e absorvância UV 254 nm. Para a quantificação e detecção dos analitos, ácidos 2,4-D, 2,4,5-T e o 2,4-DCP, foi desenvolvida e validada uma metodologia analítica em cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Através dos dados de adsorção obtidos, o CAP 1 apresentou maior capacidade de remoção do 2,4-D e foi associado ao tratamento convencional, sendo adicionado quinze minutos antes, um minuto antes e um minuto após a adição do sulfato de alumínio. Os resultados indicaram que a adição do coagulante não influenciou na capacidade de adsorção do CAP 1 que apresentou-se eficiente na remoção do herbicida, atendendo ao padrão de potabilidade de água vigente / The 2,4-D is the second most widely used herbicide in Brazil, reaching the public water supply. Due to the limitation of conventional treatment in removing micro-contaminants and capacity of activated carbon to remove them, this study investigated the application of powdered activated carbon (PAC) in the removal of 2,4-D in adsorption process associated with conventional treatment using raw water from the Rio Santa Maria da Vitória in equipment jartest. The diagrams of coagulation were constructed through treatability study of water using aluminum sulfate and polyaluminum chloride as coagulants. Tests of adsorption with carbons derived from coconut shells (PAC 1) and pinus (PAC 2) were characterized and evaluated in its ability to remove 2,4-D. The removal of natural organic matter was also determined by measuring the dissolved organic carbon (DOC) and UV absorbance at 254 nm. To detection and quantification of analytes, acids 2,4-D, 2,4,5-T and 2,4-DCP an analytical methodology for high performance liquid chromatography (HPLC/DAD) was developed and validated. Through the adsorption data, the PAC 1 showed greater capacity for removal of 2,4-D and was associated with conventional treatment, fifteen minutes prior, one minute prior to or one minute after the addition of the aluminum sulfate. The results indicated that the addition of coagulant had no effect on adsorption capacity of the PAC 1 which showed to be being effective for the removal of herbicide, given the drinking water quality standards force

O fósforo é apontado como o principal responsável pelo enriquecimento nutricional de mananciais de abastecimento público, desencadeando por meio do fenômeno de eutrofização, a floração de grupos algais tóxicos e, portanto a sua remoção passa a ter grande significado para a saúde pública e para o meio ambiente. O presente trabalho foi desenvolvido com os objetivos de: avaliar a eficiência de remoção de fósforo do efluente de um sistema convencional de lodos ativados (Estação de Tratamento de Esgotos de Barueri) pelo lodo de uma estação de tratamento de água, que utiliza sulfato de alumínio como coagulante (Estação de Tratamento de Água do Alto Cotia) e verificar a influência das seguintes variáveis nesta remoção: tempo de permanência do lodo no decantador, dosagem de lodo, potencial zeta, teor de matéria orgânica no lodo, pH da mistura lodo/efluente e uso de polímero na coagulação/floculação da água bruta. Para o desenvolvimento prático da pesquisa, foram realizados ensaios de jarros, variando as condições operacionais, de tal forma a averiguar o efeito das variáveis mencionadas anteriormente na remoção do fósforo. Observou-se que esta remoção era dependente do pH; da dosagem de lodo; do tempo de permanência do mesmo no decantador; do tempo de mistura e da presença de polímero. Independia do potencial zeta e do tempo de sedimentação. A máxima remoção obtida foi de 100% (concentração inicial de 2,9 mg P/L), em pH de 4,5, com dosagem de 37 mg lodo/L, tempo de mistura de 15 minutos a 40 s-1 de gradiente, tempo de sedimentação de 30 minutos, tempo de permanência do lodo no decantador de 80 dias, sem polímero. Nestas condições, a concentração de fósforo do efluente tratado foi de 0,01mg P/L. Os resultados obtidos no presente trabalho sinalizam uma alternativa tecnológica, que pode vir a ser utilizada em projetos sustentáveis, em que as estações de tratamento de esgotos e estações de tratamento de água sejam planejadas de forma integrada, considerando o reaproveitamento e encaminhamento do lodo de ETA como insumo a ser utilizado no fim do processo de tratamento de esgotos para remoção de fósforo do efluente final, em consonância com os conceitos de produção mais limpa na busca da qualidade. / Phosphorus is considered as the main responsible for the nutritional enrichment of reservoirs of public drinking water supplies, because eutrophication process has resulted in toxic algae blooms, and therefore its removal has a great significance since these toxins represent a public health risk and environment. The aim of this research work was to evaluate the efficiency of removal of phosphate from activated sludge process (Barueri Wastewater Treatment Plant) by sludge from water treatment plant that uses aluminum sulfate as coagulant (WTP Alto Cotia) and verify the influence of following operational parameters in this removal: aging of sludge, sludge dose, zeta potential, mixing time, sedimentation time, concentration of organic matter, pH and use of polymer in coagulation/flocculation process. For the experimental research, the jar tests were operated with different conditions. The removal of phosphate was dependent of pH, sludge dose, aging of sludge, mixing time and presence of polymer. It was independent of zeta potential and sedimentation time. It was verified that maximum efficiency of phosphate removal was around 100% (initial concentration = 2,9 mgP/L), in pH 4,5 with the use of 37 mg of sludge from Alto Cotia Water Treatment Plant per liter of effluent from Barueri Wastewater Treatment Plant, with a mixing time of 15 minutes at 40 s-1, 30 minutes for sedimentation time, 80 days for aging of sludge, without polymer. Under these conditions it was obtained phosphate concentrations around 0,01mgP/L. Results obtained in this research work show a technological alternative, that can be used in projects, that sewage and water treatment plants can be planned together, considering the reuse and forwarding the water treatment plant sludge as beneficial use in the end of the sewage treatment process for the phosphorus removal, in consonance with concepts of a cleaner production practices in Environmental Management Systems.

Grande parte do lodo gerado em ETAs no Brasil ainda é disposta em rios ou em aterros sanitários. Contudo, principalmente em grandes centros urbanos, condições de licenciamento ambiental restritivas e custos logísticos crescentes tem levantado interesse em usos benéficos para esse resíduo. Um obstáculo para a mudança de paradigma recai no fato de que muito raramente operadores e projetistas de ETAs nacionais conseguirem prever, com algum grau de confiabilidade, a massa e volume de resíduos produzidos pelo tratamento da água bruta. Geralmente, usa-se para esse fim fórmulas empíricas, que relacionam a produção de lodo à concentração de sólidos em suspensão totais (SST) na água bruta e à dosagem de produtos químicos. Os objetivos deste trabalho são: comparar o desempenho de dois dos principais métodos quantitativos de estimativa de produção de lodo o método de fórmulas empíricas, e o do balanço de massa; investigar a prática disseminada de se estimar a concentração de sólidos em suspensão totais na água bruta por meio de modelos de regressão linear com a turbidez como variável independente; e delinear condições para a aplicação dessa correlação. Foram utilizados dados de seis ETAs de ciclo completo operadas pela SABESP (ABV, Alto Cotia, Cubatão, Guaraú, Franca e Presidente Prudente), além de dados de monitoramento de 130 estações de monitoramento de águas superficiais da CETESB. Os resultados sugerem que a identificação de correlações significativas entre concentração de SST e turbidez é elusiva, e não constitui tarefa trivial. Do universo de 130 estações da CETESB, somente 7 apresentaram correlação significativa; das ETAs, somente Presidente Prudente. Modelos de regressão alternativos utilizando outras variáveis (cor, vazão média mensal e mês), combinadas com a turbidez ou isoladamente, foram desenvolvidos. Somente a inclusão do mês como variável categórica foi capaz de aumentar o poder explicativo do modelo baseado exclusivamente na turbidez, sugerindo que a relação entre turbidez e concentração de SST é variável sazonalmente. Mediante a comparação com balanços de massa, foram identificados alguns fatores que afetam o poder de predição da fórmula empírica desenvolvida pela American Water Works Association, algumas vezes de maneira drástica. Em geral, conclui-se que o uso de fórmulas empíricas principalmente em conjunto com modelos de regressão entre concentração de SST e turbidez possa não ser recomendável. / Most of the water treatment plant (WTP) residuals generated in Brazil is still discharged in water bodies, or disposed of in landfills. However, especially in large urban areas, ever stringent conditions for environmental permits e rising logistical costs have put into focus beneficial uses for those residuals. A major obstacle for paradigm change in that aspect lies in the fact that very rarely water treatment plant operators and designers are able to predict with some degree of certainty the mass and volume of residuals produced by the treatment process. Usually, empirical formulas are used for that end, which relates the residuals production rate to the concentration of total suspended solids (TSS) in the raw water, and the chemicals dose. The objectives of this work are: to compare the performance of two of the main quantitative estimation methods for residuals production the empirical formulas and the mass balance; to investigate the widespread practice of estimating the concentration of TSS using turbidity as a surrogate; and to identify the conditions under which such procedure is acceptable. For that end, data from six WTPs operated by SABESP (ABV, Alto Cotia, Cubatão, Guaraú, Franca e Presidente Prudente), plus 130 surface water monitoring stations operated by CETESB, was analyzed. Alternative regression models, employing other independent variables (color, average monthly flow and month) singly or in combination with turbidity, were developed. Only the inclusion of the month as a categorical variable was capable of enhancing the explaining power of the turbidity model, suggesting that the relation between turbidity and TSS concentration is seasonally variable. The results suggest that identification of such significant correlations between TSS concentration and turbidity is elusive at best, and doesn\'t amount to a trivial task. Out of the universe of 130 monitoring stations, in only 7 a good degree of correlation was found; of the WTPs, that was the case only in Presidente Prudente. Through the comparison with the mass balances, some factors that affect the predictive power of the American Water Works Association sometimes drastically a were identified. In general, it is concluded that the use of empirical formulas especially when combined with turbidity and TSS concentration regression models may not be recommended.

Membrane structure modification is a common approach to enhance membrane properties and performance. For example, the addition of dopants to the membrane casting solution has been observed to increase hydrophilicity, alter surface and internal pore structure, increase thermal and mechanical resistance, and impart anti-fouling properties. In this study, it was evaluated how the addition of individual and simultaneous nanoclay and polyethylene oxide (PEO) dopants affected the structure and performance of polysulfone (PSU) ultrafiltration membranes. Membrane performance was evaluated in the cross-flow configuration. The pure water permeability of the neat PSU membrane was 15 L/m².h.bar and at the optimal dosage of the individually doped membranes was 1.5% weight nanoclay to PSU and 5% weight PEO to PSU resulting in permeability of 56 and 237 L/m².h.bar, respectively. Simultaneous doping using the optimal individual weight percentages had a lower effect resulting in a permeability of 192 L/m².h.bar, in contrast the simultaneous addition of 4.5% nanoclay and 5% PEO had a higher effect resulting in a permeability of 319 L/m².h.bar. The control membrane was compared to the referred membranes and with the 4.5% nanoclay membrane (best permeability only when combined with PEO). These membranes were further examined to determine dopant effects on pore microstructure, superficial charge, separation performance, and fouling susceptibility. In general, doping with nanoclay improved membrane thermal/mechanical resistance and permeability with minimal loss in rejection. Doping with PEO resulted in a greater permeability as compared to nanoclay; however, PEO doping decreased rejection, mechanical resistance, and increased irreversible fouling. Thus, both advantageous and disadvantageous effects should be considered when selecting a dopant to optimize membrane performance. / A modificação da estrutura de membranas é uma abordagem utilizada para melhorar as propriedades de membranas e desempenho de um sistema. Por exemplo, a adição de dopantes na solução de síntese da membrana permite aumentar a hidrofilicidade, alterar a estrutura de poros superficiais e internos e conferir propriedades anti-depósitos. Neste estudo, foi avaliada como a adição de óxido de polietileno e de nano-argila afetam a estrutura e desempenho de membranas de ultrafiltração de polisulfona (PSU). O desempenho da membrana foi avaliado na configuração de fluxo paralelo (cross-flow). A permeabilidade média à água pura da membrana de PSU pura foi de 15 L/m2.h.bar. As dosagem ótimas das membranas dopadas individualmente foram de 1,5% em massa de PSU para nano-argila e 5% em massa de PSU para PEO, resultando em permeabilidades médias de 56 e 237 L/m2.h.bar, respectivamente. A dopagem simultânea usando ambas as percentagens individuais ótimas teve um efeito menor do que o esperado, resultando em uma permeabilidade média de 192 L/m2.h.bar. Em contraste, verificou-se que a adição simultânea de 4,5% de nano-argila combinada com 5% de PEO teve um efeito maior do que o uso isolado dos aditivos, resultando em uma permeabilidade média de 319 L/m2.h.bar. Desta forma, a membrana de controle foi comparada com as referidas membranas e com membranas compostas somente por nano-argila a 4,5. Estas membranas foram ainda examinadas em detalhes para determinar os efeitos dos dopantes na microestrutura dos poros, cargas superficiais, desempenho da separação, sensibilidade à formação de depósitos, rugosidade superficial e propriedades térmicas e mecânicas. Verificou-se que a dopagem com nano-argila melhora a resistência térmica e mecânica e a permeabilidade das membranas, com uma perda mínima na rejeição. A dopagem com PEO resultou em um aumento notável de permeabilidade em comparação com a adição individual de nano-argila. No entanto, a capacidade de rejeição e resistência térmica e mecânica destas membranas diminuem e a formação de depósitos irreversíveis aumenta. Desta forma, avalia-se que para a utilização de mais de um tipo de dopante os efeitos vantajosos e desvantajosos devem ser considerados individualmente e em conjunto no esforço de se otimizar o desempenho de sistemas de membranas.

Esta pesquisa foi desenvolvida no laboratório do Centro Internacional de Referência em Reúso de Água (CIRRA), vinculado ao Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). O projeto de pesquisa teve como objetivo principal a síntese de membranas planas compostas, utilizando o polímero fluoreto de polivinilideno (PVDF), nanopartículas inorgânicas de argila (montmorilonita hidrofílica) e óxido de polietileno (PEO). As membranas foram sintetizadas pelo processo de inversão de fases, utilizando 18% em massa de PVDF, n-metil-pirrolidona como solvente e água como o não solvente. Avaliou-se a influência da introdução de diferentes concentrações de nanopartículas de argila e PEO. As membranas sintetizadas foram submetidas a testes de avaliação de desempenho (permeabilidade, capacidade de separação, potencial de depósitos) e de caracterização (morfologia e características físicas). Os resultados obtidos indicam que a adição de nanopartículas inorgânicas de argila e o formador de poros PEO melhoraram o desempenho e as características físicas das membranas. As membranas Kynar 761 6% argila 0% PEO (K6-0), Kynar 761 0% argila 4% PEO (K0-4) e Kynar 761 6% argila 4% PEO (K6-4) apresentaram as melhores permeabilidades com um aumento, respectivamente, de 520%, 1.250% e 1.100%, em relação à membrana pura. Além disso, observa-se uma melhora de 55%, 60% e 41% na redução do potencial de depósito, respectivamente, para as membranas K6-0, K0-4 e K6-4, quando comparada a membrana de controle. A melhora da permeabilidade e do potencial de depósito das membranas compostas está relacionada à melhoria da hidrofilicidade e da carga superficiail. A morfologia interna das membranas sintetizadas com argila pode ser caracterizada com uma camada superficial com poros conectados verticalmente aos poros em formas de canais da camada intermediária. A camada inferior possui uma morfologia esponjosa com micro-poros. O aumento da quantidade e tamanho dos poros superficiais é proporcional ao aumento da concentração de argila, assim como a diminuição de bloqueios horizontais entre a camada superficial e os poros em formas de canais da camada intermediária. A morfologia interna das membranas sintetizadas com PEO pode ser caracterizada por uma camada superficial densa com poros e uma camada inferior com uma morfologia esponjosa densa com micro-poros. A camada intermediaria tem uma morfologia densa com poros em forma de canais com diâmetros maiores se comprado às membranas sem adição de PEO. A adição de PEO diminui o tamanho médio dos micro-poros, se comparado com as membranas onde apenas argila é adicionada. Foi constatado que a melhoria da permeabilidade está associada à alteração na morfologia interna das membranas compostas. O aumento dos poros superficiais conectados aos poros em forma de canais mais longos e uma camada inferior menor, proporciona uma redução da resistência interna da membrana, devido à formação de caminhos livres, facilitando a passagem da água. Pelas análises de espectrômetro de raios X por dispersão de energia (EDS), foram identificadas nanopartículas de argila dispersas na superfície e na matriz transversal da membrana. Os resultados indicam que a introdução de nanopartículas de argila na solução polimérica é uma técnica de modificação da membrana promissora no melhoramento do desempenho da membrana para o tratamento de água e efluentes. / This research was developed in the International Reference Center for Water Reuse (IRCWR) laboratory inside to the Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). The main objective of this research is the synthesis of ultrafiltration flat sheet membrane, using polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer, clay (montmorillonite hydrophilic) inorganic nanoparticles and polyethylene oxide (PEO). Membranes were synthesized by phase inversion process, using 18% PVDF, mass based, in n-methylpyrrolidone as solvent and water as the non-solvent in the coagulation bath. The influence of different concentrations of clay nanoparticles and PEO was evaluated. Permeability, separation capability, and foulling potential tests were conducted to evaluate membranes performance and morphology analysis and physical characteristics were used for membranes characterization. Results indicated that clay nanoaprticles and PEO addiction can improve membrane permeability and morphology. The Kynar 761 6% clay 0% PEO (K6-0), Kynar 761 0% clay 4% PEO (K0-4) and Kynar 761 6% clay 4% PEO (K6-4) membranes showed the best permeability results, with an increase, respectively of 520%, 1,250% and 1,100%, compared to pure membrane. Furthermore, there is an improvement of 55%, 60% and 41% in the foulling potential reduction, respectively, for K6-0, K0-4 and K6-4 membranes, compared to the control membrane. It was verified that membrane permeability improvement and fouling potential reduction with the addition of clay nanoparticles is related with the improvement of membranes hydrophilicity and surface charge. The internal morphology of the membranes synthesized with clay can be characterized by a surface layer with pores interconnected with finger-like pores in the intermediate layer. The bottom layer has a sponge-like morphology with micro-pores. The increasing number and size of surface pores and also the reduction of horizontal blocks between the surface layer and the finger-like pores in the intermediate layer, is observed with increasing dosage of clay. The internal morphology of the membranes synthesized with PEO can be characterized by a dense surface layer and a bottom layer with dense sponge morphology with micro-pores. The intermediate layer has a dense morphology with finger-like pores with larger diameters if compared to the membranes without addition of PEO. The PEO addition decreases the average size of micro-pores, compared with membranes only clay is added. It was observed that change in composite membranes internal morphology, resulted in the water permeability improvement. The increasing superficial pores connected to longer finger-like pores and a thin bottom layer resulted in an internal pore structure with a lower resistance due to free paths formation, facilitating the flow passage. Using Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) analysis it was possible to observed clay nanoparticles dispersed on membrane surface and in its cross-section matrix. These preliminary results indicate that clay nanoclay addiction in polymeric solution is a promising membrane modification technique for improving membrane performance for water and wastewater treatment.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-27T14:53:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Selma Pereira da Costa Silva - 2016.pdf: 8551002 bytes, checksum: 9453bc3520a9dd6960620ae23aafaf66 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-27T14:54:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Selma Pereira da Costa Silva - 2016.pdf: 8551002 bytes, checksum: 9453bc3520a9dd6960620ae23aafaf66 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T14:54:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Selma Pereira da Costa Silva - 2016.pdf: 8551002 bytes, checksum: 9453bc3520a9dd6960620ae23aafaf66 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-07-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Brazil is a country with great potential for water resources, but it does not mean that the water from their fountains have the necessary quality for human consumption. Normally, there must be a chemical and physical intervention in order to tailor their natural characteristics to legal parameters of potability. However, the addition of chemicals to the water causes some suspicion among consumers, especially regarding the possible side effects of this practice. In this sense, the present research brings a methodological approach that has the general objective to verify the actual need for application of chemicals in the public water supply in the county of Morrinhos, Goiás State, indicating the viability or not of water consumption in natura by population. For this purpose, were realized collections and analysis of samples of gross water and treated following the standards required by brazilian law and international standards, plus access to results obtained by the Sanitation Company in the county between July / 2014 and December / 2015. By comparing the results of water analyzes in its natural state and then treated and the confrontation with the parameters established by law, it was possible to achieve the specific objectives proposed by the research. The study also discusses the current situation of the public supply fountains in the county, given the influence of anthropogenic processes and their relationship to the characteristics analyzed in the water and its scarcity in the city. The text is divided into seven sections that bring the introduction to the subject studied, the objectives, the rationale, the theoretical framework, the problem of water scarcity, its importance as a public health factor, the controversies and questions about their treatment, the methodology adopted, the characterization of the study area, a succinct approach of the main stages of water treatment in Morrinhos (GO), besides the exposure and discussion of results. The conclusion analyzes the current aspects of the treatment and water supply in the region studied given the results of the research, considering the factors that may interfere in the supply and quality of water distributed to the population. / O Brasil é um país com grande potencial de recursos hídricos, mas isso não significa que as águas de seus mananciais apresentem a qualidade necessária para o consumo humano. Normalmente, é preciso haver uma intervenção química e física com o intuito de adequar as suas características naturais aos parâmetros legais de potabilidade. Todavia, a adição de produtos químicos à água causa certa desconfiança nos consumidores, principalmente em relação aos possíveis efeitos colaterais decorrentes dessa prática. Nesse sentido, a presente pesquisa traz uma abordagem metodológica que tem como objetivo geral verificar a real necessidade de aplicação de produtos químicos na água de abastecimento público no município de Morrinhos, Estado de Goiás, indicando a viabilidade ou não do consumo da água in natura pela população. Para tanto, foram realizadas coletas e análises de amostras de água bruta e tratada, seguindo os padrões exigidos pela legislação brasileira e normas internacionais, além de acesso a resultados obtidos pela Empresa de Saneamento no Município entre julho/2014 e dezembro/2015. Através da comparação entre os resultados das análises da água no seu estado natural e depois de tratada e do confronto com os parâmetros estabelecidos por lei, foi possível atingir os objetivos específicos propostos pela pesquisa. O trabalho discute ainda a situação atual dos mananciais de abastecimento público no Município, diante da influência dos processos antrópicos e sua relação com as características analisadas na água e a sua escassez na Cidade. O texto está estruturado em sete seções que trazem a introdução ao tema estudado, os objetivos, a justificativa, o referencial teórico, a problemática da escassez de água, a sua importância como fator de saúde pública, as polêmicas e questionamentos sobre o seu tratamento, a metodologia adotada, a caracterização da área de estudo, uma abordagem sucinta das principais etapas do tratamento de água em Morrinhos (GO), além da exposição e discussão dos resultados. A conclusão analisa os aspectos atuais do tratamento e abastecimento de água na região estudada diante dos resultados do trabalho, considerando os fatores que possam interferir na oferta e qualidade da água distribuída à população.

Os objetivos deste trabalho foram verificar a influência das taxas de aplicação superficial das zonas de separação e de contato e da concentração de micro bolhas de ar na eficiência da remoção de partículas em unidades de flotação aplicadas ao tratamento de água para abastecimento público e, caracterizar a estrutura de escoamento no interior da zona de separação, com a utilização de uma planta piloto de flotação por ar dissolvido. Os trabalhos relativos à pesquisa foram divididos em duas etapas: a primeira delas contemplou a operação de unidade piloto alimentada com água sintética, utilizando três valores de taxa de aplicação superficial na zona de separação associadas a duas taxas de aplicação superficial na zona de contato, cada qual com três concentrações de ar fornecido à flotação. Foram mantidos fixos os parâmetros: tempo de contato na zona de contato, tempo de floculação, gradiente médio de floculação e velocidade cross-flow. Os resultados desta etapa foram monitorados com base na eficiência de remoção de cor e turbidez. As maiores eficiências de remoção, 87,5% para turbidez e 96,8% de cor aparente foram obtidos para as menores taxas de aplicação superficial nas zonas de contato e separação estudadas, associadas à concentração de ar de 4,90 g/\'CM POT.3\' de água. Este, entre outros resultados, levou à conclusão de que tal concentração de ar fornecida à flotação forneceu sempre os menores residuais de cor e turbidez nas condições investigadas. Quanto à taxa de aplicação superficial na zona de contato, 136,3 m/h resultou em maiores eficiências de clarificação, sendo que o aumento para 172,8 m/h causou ligeira queda na eficiência. Finalmente, quanto à taxa de aplicação superficial na zona de separação, a menor taxa (9,8 m/h) foi aquela onde as maiores eficiências de clarificação foram obtidas, as quais decresceram à medida que a taxa foi aumentada. Na segunda etapa utilizou-se a sonda microADV na caracterização do escoamento no interior da zona de separação. Foram realizadas caracterizações para as três concentrações de ar fornecidas para a flotação estudadas na etapa I, mantendo-se fixos a taxa de aplicação superficial e o tempo na zona de contato (136,3 m/h e 53 s, respectivamente), a taxa de aplicação superficial na zona de separação (12,3 m/h), a vazão de entrada e a velocidade cross-flow, conforme a etapa I. Para as três condições estudadas, adotou-se uma malha virtual de coleta de dados de duas dimensões, composta por 98 pontos igualmente espaçados, sendo 14 na altura e 7 paralelos ao comprimento. O tempo de coleta de dados em cada ponto foi de 2 min com uma freqüência de amostragem de 50 Hz. Os vetores de velocidade resultantes foram plotados em esquemas ilustrativos, afim de se comparar os três perfis obtidos. Observou-se em todos os casos um fluxo em curto-circuito na região superior da zona de separação e logo abaixo desta, um fluxo descendente no sentido dos coletores ao fundo da unidade. Quando comparadas, apenas pequenas diferenças quanto à espessura da região de curto circuito superior foram verificadas entre as três situações abordadas, as quais não explicam as diferentes eficiências de clarificação obtidas na etapa I da pesquisa, relacionadas à concentração de ar fornecida à flotação. / The objectives of this study were to determine the influence of hydraulic surface loading of contact and separation zones and of the air micro bubbles concentration in the particle removal efficiency in flotation units applied to water treatment for public supply and also characterize the flow structure into the separation zone. The works were divided into two stages: the first included the operation of the pilot plant fed with synthetic water, using three values of hydraulic surface loadings in the separation zone associated with two hydraulic surface loadings in the superficial zone of contact, each one with three concentrations of air supplied to the flotation. Were kept fixed parameters: contact time in the contact zone, flocculation time, mean flocculation gradient and cross-flow velocity. The results of this step were monitored based on the removal efficiency of color and turbidity. The higher removal efficiencies, 87.5% of turbidity and 96.8% apparent color were obtained for the lower hydraulic surface loading of contact and separation zones studied, associated with air concentration of 4.90 g/\'CM POT.3\' of water. This, among other results, led to the conclusion that this air supplied to the flotation concentration always provided the lowest residual color and turbidity values, under the conditions investigated. As for the hydraulic surface loading in the contact zone, 136.3 m/h resulted in higher efficiencies for clarification and when increasing to 172.8 m/h slight drop in efficiency was caused. Finally, regarding separation zone hydraulic surface loading, the lowest rate (9.8 m/h) was the one in which the highest efficiencies of clarification were obtained, which decreased, as the hydraulic surface loading was increased. In the second step, the probe microADV was used to characterize the flow inside the separation zone. Characterizations were carried out for the three air concentrations supplied to the flotation studied on the first step, fixing contact zone hydraulic surface loading and time (136.3 m/h and 53 s, respectively), the separation zone hydraulic surface loading (12.3 m/h), the input flow and cross-flow velocity as step I. For the three conditions studied, we adopted a of two-dimensional virtual data collection grid with 98 equally spaced points, 14 in height and 7 parallel to the length. The data collection time at each point was 2 min with a sampling frequency of 50 Hz. The resulting velocity vectors were plotted on illustrative diagrams in order to compare the three profiles obtained. A short-circuit flow in the upper part of the separation zone and below this, a downward flow toward the bottom of the collector unit were observed in all cases. In comparison, only small differences in the thickness of the upper region of short circuit were observed between the three situations discussed, which do not explain the different efficiencies of clarification obtained in the first step of the research related to the air bubble concentration.

Compostos mutagênicos/genotóxicos podem não ser removidos durante os processos convencionais de tratamento de água para consumo humano e podem provocar mutações em células somáticas e/ou germinativas, o que pode trazer agravos à saúde humana. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade genotóxica em águas brutas coletadas em seis locais (Itatiba, Valinhos, Sumaré, Indaiatuba, Jundiaí e Artur Nogueira) onde ocorre captação para abastecimento público, na bacia dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (Estado de São Paulo), que não têm sua mutagenicidade caracterizada. Foi empregado o teste de Salmonella/microssoma, combinado a processos de extração orgânica (resina XAD), com as linhagens TA98, TA100 e YG1042. A linhagem YG1041 teve seu uso avaliado no monitoramento de águas superficiais. Foram avaliados também diferentes critérios de positividade para o teste e emprego de diferentes doses máximas testadas. Quatro captações avaliadas apresentaram resultados negativos enquanto as captações de Sumaré e Valinhos apresentaram atividade mutagênica. O ribeirão Jacaré foi identificado como uma das fontes da mutagenicidade impactando na captação de Valinhos. A potência máxima detectada, na captação de Sumaré, atingiu 1020 rev/L para a linhagem TA98 na ausência de ativação metabólica e 2600 rev/L para a TA100 com ativação metabólica, potências consideradas moderada e alta, respectivamente. Estes resultados levaram à inclusão do teste de Salmonella/microssoma no monitoramento realizado pela CETESB nas captações de Valinhos e Sumaré a partir de 2006. / Mutagenic/genotoxic compounds may persist after conventional treatment for drinking water production and may induce mutations on somatic or germinative cells which can lead to human health damage. The objetive of this study was to evaluate the genotoxic activity in surface water samples at 6 sites (Itatiba, Valinhos, Sumaré, Indaiatuba, Jundiaí and Artur Nogueira) located at Piracicaba, Capivari and Jundiaí river systems (São Paulo state). These sites are used as source for drinking water and were not previously screened for mutagenic activity. The organic extract (XAD resin) was tested for mutagenicity with the Salmonella assay using TA98, TA100 and YG1042 strains and YG1041 strain had its use in surface water evaluated. Different criteria for analyzing Salmonella/microsoma assay data were also evaluated as well as the use of different highest doses. Four evaluated sites elicited negative results while Sumaré and Valinhos samples presented mutagenic activity. Jacaré river was identififed as one of the mutagenic sources with impact on Valinhos drinking water source. Maximum mutagenic potency, detected at Sumaré water source, were 1020 rev/L for TA98 in the absence of S9 mix and 2600 rev/L for TA100 in the presence of S9 mix. These potency values are classified as moderate and high, respectively. These results lead to the inclusion of the Salmonella/microsoma assay into the monitoring program performed by CETESB (São Paulo State Environmental Protection Agency) at Valinhos and Sumaré from 2006 on.

A presença de resíduos de fármacos em águas superficiais e de abastecimento público tem preocupado a comunidade científica devido principalmente à sua persistência na água e aos efeitos adversos causados à comunidade aquática e aos possíveis riscos à saúde humana. Dentre os fármacos comumente identificados em águas de abastecimento público, encontram-se os anti-inflamatórios, como o diclofenaco (DCF), um dos fármacos mais consumidos no Brasil e no mundo. Nesse contexto, o presente trabalho, teve como objetivo principal estudar a eficiência das etapas de tratamento de água em ciclo completo (coagulação, floculação, sedimentação, filtração em areia e desinfecção com cloro) com e sem pré-oxidação com cloro e com dióxido de cloro e adsorção em carvão ativado granular (CAG) na remoção de DCF. Também foram determinados os trialometanos (THM) e identificados os principais subprodutos do DCF formados na oxidação com cloro e dióxido de cloro. Para a determinação do DCF nas amostras de água antes e após as etapas de tratamento de água foram desenvolvidos e validados métodos analíticos de extração em fase sólida (SPE) e cromatográfico por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção no ultravioleta (UV). A validação do método foi feita de acordo com a resolução n&ordm; 899 de 2003 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), considerando os requisitos para métodos bioanalíticos. Os procedimentos analíticos empregados foram efetivos e confiáveis para a identificação e quantificação do DCF nas amostras de água antes e após os processos de tratamento de água. Os ensaios de tratamento de água foram feitos em equipamento de reatores estáticos (jarteste) e filtros de escala laboratorial empregando-se água de poço artesiano não clorada preparada com substâncias húmicas aquáticas (SHA) para conferir cor verdadeira de 20 uH, caulinita para conferir turbidez de 70 uT e fortificada com 1 mg L-1 de DCF. Os resultados indicaram que as etapas de coagulação com sulfato de alumínio, floculação, sedimentação e filtração em areia não removeram o DCF. Nas etapas de préoxidação com cloro e dióxido de cloro e de pós-cloração houve remoção parcial do DCF, porém verificou-se a formação de subprodutos provenientes da oxidação do DCF. Dentre os THM, foi quantificado apenas o clorofórmio na etapa de pré-oxidação com cloro. Em geral, os resultados indicaram que o dióxido de cloro foi mais eficiente na redução do DCF e formou menos subprodutos. Entretanto, o tratamento em ciclo completo seguido da adsorção em CAG foi eficiente na remoção de DCF, com remoção maior que 99,7%. Os subprodutos formados na oxidação com cloro e dióxido identificados por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas em série (LC-MS/MS) consistiram na descaboxilação/hidroxilação e substituição aromática de átomos de hidrogênio por cloro. Os subprodutos identificados na oxidação com cloro apresentaram as seguintes fórmulas moleculares: C14H11</subCl2NO3, C13H10Cl3N e C14H10Cl3NO2. Com o dióxido de cloro foi identificado o subproduto de fórmula molecular igual a C14H11Cl2NO3. / The presence of pharmaceutical residues in surface waters and in drinking water supply has concerned the scientific community, mainly in which regards their persistence in water, adverse effects on the aquatic community and possible risks to human health. Antiinflammatory drugs, as diclofenac (DCF), are among those drugs commonly identified in drinking water supply. In this context, the main objective of this study was to assess the efficiency of the different stages of the conventional drinking water treatment (coagulation, flocculation, sedimentation, sand filtration and chlorine disinfection) with and without preoxidation with chlorine and chlorine dioxide and adsorption on granular activated carbon (GAC) in the removal of DCF. The trihalomethanes (THMs) were also determined and the main by-products of DCF formed by oxidation with chlorine dioxide and chlorine were identified. For the DCF determination in water samples before and after water treatment stages analytical methods of solid phase extraction (SPE) and chromatographic method by high performance liquid chromatography (HPLC) with detection in the ultraviolet (UV) were developed and validated. The method validation was based on Resolution n&ordm; 899 of the 2003 of the Brazilian National Health Surveillance Agency (ANVISA), considering the requirements for bioanalytical methods. The analytical procedures used were effective and reliable for the identification and quantification of DCF in the water samples before and after the water treatment stages. The water treatment tests were carried out in jar test equipment and filters on laboratory scale employing non chlorinated water of artesian well prepared with aquatic humic substances (AHS) to yield 20 uH true color, kaolin turbidity of 70 NTU and DCF concentration of 1 mg L-1. The results indicated that the stages of coagulation with aluminum sulphate, flocculation, sedimentation and filtration sand did not remove DCF. In the stages of pre-oxidation with chlorine and chlorine dioxide and chlorine disinfection the DCF was partially removed, however by-products were formed from the DCF oxidation. Among the THMs, only chloroform was quantified in the pre-oxidation with chlorine. In general, the results showed that chlorine dioxide was more effective to reduce the DCF and fewer by-products were formed. Nevertheless, the complete cycle treatment followed by GAC adsorption was effective to remove DCF (&gt; 99.7%. removal). The by-products of the oxidation of DCF with chlorine and chlorine dioxide identified by liquid chromatography coupled tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) consisted in the descaboxylation/hydroxylation and aromatic substitution of hydrogen atoms by chlorine. The compounds identified in the oxidation with chlorine showed the following molecular formulas: C14H11</subCl2NO3, C13H10Cl3N e C14H10Cl3NO2. The by-product identified using chlorine dioxide was C14H11Cl2NO3.