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Flocculation has been widely adopted as one of the most effective methods to remove colloidal particles in water or wastewater treatment. Synthetic flocculants are conventionally used because of their high flocculating efficiency and cost-effectiveness. However, they have been reported to have hazardous properties and implicated in some serious health problems including senile dementia and neuro-toxicity, as well as being recalcitrant in the environment. Consequently, efforts are being geared away from the use of synthetic flocculants in water and wastewater treatment. Hence, the need for safe and eco-friendly flocculants has become imperative. Compared with synthetic flocculants, bioflocculants have special advantages such as safety, biodegradability and harmlessness to the environment and humans; attributes which make them potential alternatives in water treatment, downstream as well as fermentation processes. In the current study, the potentials of bacterial isolates recovered from Algoa Bay in the Eastern Cape Province of South Africa for bioflocculant production were investigated. The bacterial isolates were identified by polymerase chain reaction (PCR) as belonging to the Bacillus genus. The analysis of 16S ribosomal deoxyribonucleic acid (rDNA) nucleotide sequence of isolate M72 showed 99 percent similarity to Bacillus toyonensis strain BCT-7112 and was deposited in the GenBank as Bacillus toyonensis strain AEMREG6 with accession number KP406731. Likewise, the 16S rDNA nucleotide sequences of isolates M69 and M67 showed 98 percent sequence similarity to Bacillus licheniformis strain W7 and Bacillus algicola strain QD43 respectively; and M67 isolate was subsequently deposited in the GenBank as Bacillus sp. AEMREG7 with accession number KF933697.1. The results of the nutritional requirements and fermentation conditions revealed that optimum inoculum size for REG-6 production was 4 percent (v/v), while 5 percent (v/v) and 3 percent (v/v) were most favourable for MBF-W7 and MBF-UFH production respectively. Glucose was the best carbon source for the production of bioflocculants (REG-6 and MBF-UFH) by Bacillus toyonensis AEMREG6 and Bacillus sp. AEMREG7 respectively, while maltose supported optimum bioflocculant (MBF-W7) production by Bacillus specie. Inorganic nitrogen (NH4NO3) was the favoured nitrogen source for both REG-6 and MBF-W7 production, while mixed nitrogen sources [yeast extract + urea + (NH4)2SO4] supported the maximum production of MBF-UFH. The initial medium pH for REG-6 was 5, while MBF-W7 and MBF-UFH were both maximally produced at the initial pH of 6. After a 96 h cultivation period under optimal culture conditions, 3.2 g of purified REG-6 with a maximum flocculating activity of 77 percent was recovered from 1 L fermented broth of Bacillus toyonensis AEMREG6. Yields of 3.8 g and 1.6 g pure bioflocculants with the respective highest flocculating activities of 94.9 percent and 83.2 percent were also obtained from 1 L, 72 h-fermented broths of Bacillus licheniformis and Bacillus sp. AEMREG7 respectively. Furthermore, all the three bioflocculants (REG-6, MBF-W7 and MBF-UFH), displayed thermal stability within the temperature range of 50 to 100 oC, with strong flocculating activities of over 80 percent against kaolin suspension over a wide range of pH range (3–11) and relatively low dosage requirements of 0.1-03 mg/ml in the presence of divalent cations in the treatment of kaolin clay suspension and Thyme River waters. Chemical composition analyses of the bioflocculants showed them to be glycoproteins with a predominantly polysaccharide backbones as shown by the following carbohydrate/protein (w/w) ratios: 77.8 percent:11.5 percent (REG-6); 73.7 percent:6.2 percent (MBF-W7) and 76 percent:14 percent (MBF-UFH).

As a consequence of new coal mining practices, coal preparation plants have been inundated with increased loads of coal and clay particles in their wastewaters. Traditionally, the industry has employed primary sedimentation as the fundamental treatment scheme for these sediment-laden blackwaters. This study was undertaken to determine the effects of a combination of coagulant addition and rapid mixing on the settleability of these particles. After initial testing, aluminum sulfate and two low molecular weight cationic polymers, Cyanamid Magnifloc 513C and Cyanamid 515C, were chosen as primary coagulants for use in this work. An artificial wastewater was prepared from finely powdered (62 to <38 microns) raw coal samples and tap water, after initial tests indicated that typical frothing and/or collector agents had no demonstrable effect on coagulant function. Initially determined optimum coagulant dosages, as well as flocculation and sedimentation times, were kept constant while rapid mix intensities were varied at G values of 330 sec⁻¹, 700 sec⁻¹, 2000 sec⁻¹ and 7000 sec⁻¹ for each sample. Using a combination of residual turbidity and particle size analyses to determine the effectiveness of each rapid mix intensity, it was discovered that only the highest mixing intensities and durations (G(t) values) caused floe disintegration due to overmixing. At the lower G(t) matrices floe formation and settleability was consistently good. When aluminum sulfate was used as a coagulant, the wastewater was tested at a high pH of 8.1 to 8.3 and a low pH of 5.5 to observe floe behavior under different conditions of coagulant mechanism. The test results were similar for both pH values except at the lowest mixing intensities where the high pH samples settled well, resulting in low residual turbidities, but the low pH samples had relatively high turbidities. / Master of Science

Orientador: Ruben Bresaola Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yano_DirceMariaEmi_M.pdf: 968062 bytes, checksum: 4a5419ce308b9a1d5ae72c0c3669355d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A presente pesquisa teve por objetivo avaliar a formação de subprodutos da desinfecção (SPDS), gerados a partir da oxidação de soluções contendo substâncias húmicas e estas com adição de íons brometo, pelo dióxido de cloro, de forma isolada, ou associada com o cloro livre, sob diferentes concentrações e tempos de contato. A detecção dos trialometanos (THM), aldeídos e ácidos orgânicos formados foi realizada utilizando a técnica de cromatografia gasosa. Os resultados das análises cromatográficas proporcionaram a escolha da amostra que apresentou maior concentração de cada SPD para a realização de ensaios de adsorção, em diferentes concentrações de carvão ativado em pó (CAP), seguido de simulação, em condições de laboratório, de processos de tratamento físico-químico do tipo convencional de água para abastecimento. Os resultados obtidos indicaram que o uso do dióxido de cloro na oxidação de soluções contendo ácidos húmicos, com e sem a presença de brometos, gerou concentrações de THM abaixo do preconizado pela portaria 518 do MS; enquanto que a aplicação do cloro livre, após o uso do dióxido de cloro como oxidante primário, combinado com a presença de íons brometo, produziu maiores concentrações dos mesmos. Variando-se as dosagens de dióxido de cloro, houve formação de aldeídos em concentrações baixas, e a variação da dosagem de ácidos húmicos e íons brometo não acarretaram na formação significativa dos mesmos. Para as dosagens de ácidos húmicos, brometos e oxidantes estudadas não houve formação significativa de ácidos orgânicos. A utilização do CAP seguido de tratamento convencional promoveu a adequação da água nos valores máximos permitidos pelas normas vigentes para os parâmetros cor aparente e turbidez, não causando prejuízo à qualidade da água original. A variação da dosagem de CAP influenciou no tratamento da água, com remoção de THM mais efetiva para as dosagens mais altas. Já para aldeídos, dosagens mais baixas mostraram ser mais eficientes / Abstract: The objective of the present research was to analyze the formation of disinfection by products (DPB), generated by the oxidation of solutions containing humic substances with the addition of bromide ions through the use of chlorine dioxide, isolated or associated with free chlorine in different concentrations and reaction times. The technique of gaseous chromatography was applied in order to detect the formed trihalomethanes (THM), aldehydes and organic acids. The results of the chromatographic analyses allowed to choose the sample that presented the higher concentration of each DBP to carry out the assays of adsorption in different concentrations of powdered activated carbon (PAC), followed by simulation, under laboratory conditions, of conventional process of water treatment. The obtained results indicated that the use of chlorine dioxide in the oxidation of solutions containing humic acids with and without the presence of bromides resulted in THM concentrations under the ones established by the resolution n. 518 of Brazilian Health Ministry, while the use of free chlorine, after the use of chlorine dioxide as a primary oxidant, combined with the presence of bromide ions, produced higher concentrations of these. The variation of chlorine dioxide dosages resulted in the formation of aldehydes in lower concentrations, and the variation of humic acids and bromide ions dosages did not result in a significant formation of these. For the dosages of humic acids, bromides and oxidants there was no significant formation of organic acids. The use of PAC, followed by the conventional process of water treatment promoted the adequacy of the water in the maximum values allowed by the national regulations for the color and e turbity parameters, maintaining the quality of the original water, not causing loss of quality to the original water. The variation of PAC dosage influenced the treatment of the water, with more effective removal of THM for the higher dosages. On the contrary, for aldehyds, lower dosages showed to be more efficient / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

CAPES / A utilização de coagulantes naturais no tratamento de água vem sendo uma alternativa cada vez mais empregada a fim de evitar possíveis danos à saúde e ao meio ambiente causados por determinados coagulantes químicos. A Moringa oleifera é uma árvore de múltiplos usos, cujas sementes possuem uma eficiente atividade como coagulante natural. Entretanto, estudos apontam para uma possível toxicidade deste extrato. Baseando-se nisto, o objetivo do presente trabalho foi o de avaliar a toxicidade de três diferentes extratos de M. oleifera (extrato aquoso, extrato salino da semente integral e extrato salino da semente sem óleo) e da água tratada com os mesmos extratos, frente a duas espécies de microcrustáceos utilizadas como bioindicadoras de toxicidade (Daphnia magna e Artemia salina). Nos ensaios de toxicidade aguda dos extratos utilizando D. magna, verificou-se uma CE50 de 314,05 mg.L-1 para o extrato salino da semente integral e 346,76 mg.L-1 para o extrato salino da semente sem óleo. O extrato aquoso não apresentou toxicidade nem mesmo nas maiores concentrações (400 a 600 mg.L-1). Para o organismo A. salina, nenhum dos extratos mostrou-se tóxico. Nos ensaios realizados com a água tratada com os extratos de M. oleifera, foi encontrada toxicidade para D. magna nas frações sobrenadante (CE50=296,02 mg.L-1) e sedimentada (CE50=291,04 mg.L-1) da água tratada com o extrato salino da semente integral. Para a água tratada com o extrato salino da semente sem óleo, da mesma forma encontrou-se toxicidade nas frações sobrenadante (CE50=351,17 mg.L-1) e sedimentada (CE50=342,32 mg.L-1), o que indica que a toxicidade do extrato não é reduzida após a coagulação/floculação/sedimentação. No teste crônico realizado utilizando organismos de D. magna expostos durante 21 dias ao extrato salino da semente integral de M. oleifera, foram observadas alterações nos parâmetros avaliados (mortalidade, fecundidade e crescimento), sendo que quanto maior a concentração testada, maiores os efeitos tóxicos. Ao término dos 21 dias experimentais, havia ocorrido a mortalidade de 100% dos indivíduos expostos às maiores concentrações (10 e 15 mg.L-1). Além disso, houve grande variação na fecundidade entre os grupos. Com base nestes resultados, é possível afirmar que a utilização de elevadas concentrações do extrato de M. oleifera (acima de 300 mg.L-1) pode causar danos agudos ao organismo D. magna. Entretanto, na prática, as concentrações utilizadas deste coagulante são consideravelmente menores, variando principalmente entre 50 e 150 mg.L-1, de acordo com dados da literatura. Da mesma forma, a diluição que ocorreria no meio hídrico dificilmente proporcionaria que a concentração permanecesse elevada, mesmo que grande quantidade do extrato chegasse ao meio ambiente. Com base nisso, é possível afirmar que o uso do extrato da M. oleifera pode ser incentivado, mas desde que utilizado com cautela, evitando-se concentrações elevadas. / The use of natural coagulants for water treatment has been an alternative increasingly employed in order to avoid possible damage to health and the environment caused by certain chemical coagulants. Moringa oleifera is a multipurpose tree whose seeds have an efficient activity as natural coagulant. However, studies point to a possible toxicity of this extract. Based on this, the objective of this study was to evaluate the toxicity of three different extracts of M. oleifera (aqueous extract, saline extract of the whole seed and saline extract of the seed without oil) and water treated with the same extracts, against two species of microcrustaceans used as bioindicators of toxicity (Artemia salina and Daphnia magna). In acute toxicity tests of the extracts using D. magna, there was an EC50 of 314.05 mg.L-1 for the saline extract of the whole seed and 346.76 mg.L-1 for the saline extract of the seed without oil. The aqueous extract showed no toxicity even at the highest concentrations (400 to 600 mg.L-1). For the organism A. saline, none of the extracts proved toxic. In the tests performed with water treated with the extracts of M. oleifera, toxicity was found for D. magna in the supernatant fractions (EC50=296.02 mg.L-1) and sedimented (EC50=291.04 mg.L-1) of treated water with the saline extract of the whole seed. For the treated water with the saline extract of the seed without oil, was found toxicity in the supernatant fraction (EC50=351.17 mg.L-1) and the sedimented fraction (EC50=342.32 mg.L-1), which indicates that the toxicity of the extract is not reduced after coagulation/flocculation. In the chronic test performed using D. magna exposed during 21 days to the saline extract of the whole seed of M. oleifera, changes in the evaluated parameters (mortality, fertility and growth) were observed, and as higher the concentration tested, bigger was the toxicity. At the end of the 21 experimental days, there had been a 100% mortality of individuals exposed to higher concentrations (10 and 15 mg.L-1). Furthermore, there was wide variation in fertility between the groups. Based on these results, we can say that the use of high concentrations of the extract of M. oleifera (above 300 mg.L-1) can cause acute damage for D. magna. However in practice, the concentrations used of this coagulant are considerably smaller, ranging mainly between 50 and 150 mg.L-1, according to literature data. Likewise, the dilution that occur in the aquatic environment, hardly provide high concentration of the extract in the water bodies. Based on this, we can say that the use of the extract of M. oleifera can be encouraged, but if used with caution, avoiding high concentrations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O consumo de águas com alto teor de flúor pode resultar em fluorose dental ou esquelética, além de outros malefícios para a saúde pública. Neste sentido, o presente trabalho avaliou o processo de redução de flúor contido em excesso em água sintética e subterrânea fluorada a partir do processo de coagulação/floculação/sedimentação (C/F/S) com extrato aquoso de Moringa oleifera Lam e, do processo combinado com filtração por membranas. Os ensaios de C/F/S foram realizados em equipamento “jar test”, sendo a Moringa, utilizada na forma de extrato aquoso em diferentes concentrações. As amostras de água sintética e subterrânea foram fluoradas com fluoreto de sódio (NaF) nas concentrações de 3,0; 5,0; 7,5 e 10,0 mg F-/L e, variando-se o pH entre 3, 7 e 9. Os ensaios combinados com membranas de microfiltração e ultrafiltração, utilizando-se pressões de 1 e 2 bar, consistiram em submeter amostras de água sintética fluorada na concentração inicial de 5,0 mg F-/L, concentração de Moringa de 5 g/L e, pH7 ao processo de C/F/S, seguido da passagem pelo módulo de micro-ultrafiltração. O monitoramento do sistema de tratamento proposto, foi verificado por meio das análises de cor aparente, turbidez, pH, condutividade e flúor, antes e após os ensaios. Os resultados demonstraram bons valores de eficiência para o tratamento proposto de C/F/S, sendo que, para a concentração inicial de flúor de 3,0 mg F-/L todos os residuais de flúor tanto para a água sintética como para a água subterrânea fluorada, ficaram abaixo do valor máximo estabelecido pela Portaria nº 2.914/2011 do Ministério da Saúde que estabelece o limite de 1,5 mg F-/L. Os demais residuais provenientes das concentrações de 5,0; 7,5 e 10,0 mg F-/L, ficaram ligeiramente acima da legislação. Os valores de pH final ficaram dentro da faixa de neutralidade. Em relação aos parâmetros cor, turbidez e condutividade final, houve um ligeiro aumento dos valores, sendo indicado uma posterior etapa de pós-tratamento, como a adoção de filtração. Para o processo combinado, obteve-se bons resultados de redução de flúor, cor e turbidez da ordem de 83,0 %, 96,0 % e 98,0 %, respectivamente, para a membrana de 5 kDa utilizando pressão de 2 bar. De modo geral, os processos de tratamento propostos utilizando extrato de sementes de Moringa oleifera Lam, demonstraram-se como uma boa alternativa para a redução do excesso de flúor em águas, tendo-se em vista a utilização de um agente coagulante natural, biodegradável e responsável pela geração de um menor volume de lodo, diferentemente do que é observado com a utilização de coagulantes químicos. / The consumption of water with high fluoride levels may result in dental or skeletal fluorosis, and other hazards to public health. In this sense, the present study evaluated the process of reducing excess fluoride contained in fluoridated synthetic water and groundwater from the coagulation/ flocculation/sedimentation (C/F/S) with aqueous extract of Moringa oleifera Lam, and the process combined with membrane filtration. Assays C/F/S were performed in "jar test", and Moringa, used in the aqueous extract at different concentrations. Water samples were fluorinated and ground synthetic sodium fluoride (NaF) at concentrations of 3.0, 5.0, 7.5 and 10.0 mg F-/L, varying the pH between 3, 7 and 9. Tests combined with microfiltration and ultrafiltration membranes, using pressures of 1 bar and 2, consisting in subjecting samples of fluorinated synthetic water initial concentration of 5.0 mg F-/L, Moringa concentration of 5 g/L and , pH7 to process C/F/S, followed by passage through micro-ultrafiltration module. The monitoring system proposed treatment was assessed through analyzes of apparent color, turbidity, pH, conductivity and fluoride before and after the tests. The results showed good efficiency values proposed for the treatment of C/F/S, and so the initial concentration of 3.0 mg/L of fluoride all residual to both the synthetic water as the water Fluorinated underground, were below the maximum established by Ordinance nº 2.914/2011 the Ministry of Health establishing the limit of 1.5 mg F-/L. The remaining residual concentration of from 5.0: 7.5 and 10.0 mg F-/L, were slightly above the law. The final pH values were within the range of neutrality. The parameters color, turbidity and conductivity end there was a slight increase in values, and a subsequent step indicated post-treatment such as the adoption of filtration. To the combined process, good results were obtained reduction fluorine, color and turbidity of the order of 83.0%, 96.0% and 98.0% respectively for the 5 kDa membrane using pressure of 2 bar. Generally, treatment processes proposed using seed extract Moringa oleifera Lam, proved to be a good alternative to the reduction of excess of fluorine in water, with a view to the use of a coagulating agent natural, biodegradable and the generation of smaller volumes of sludge, unlike what is observed with the use of chemical coagulants.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O consumo de águas com alto teor de flúor pode resultar em fluorose dental ou esquelética, além de outros malefícios para a saúde pública. Neste sentido, o presente trabalho avaliou o processo de redução de flúor contido em excesso em água sintética e subterrânea fluorada a partir do processo de coagulação/floculação/sedimentação (C/F/S) com extrato aquoso de Moringa oleifera Lam e, do processo combinado com filtração por membranas. Os ensaios de C/F/S foram realizados em equipamento “jar test”, sendo a Moringa, utilizada na forma de extrato aquoso em diferentes concentrações. As amostras de água sintética e subterrânea foram fluoradas com fluoreto de sódio (NaF) nas concentrações de 3,0; 5,0; 7,5 e 10,0 mg F-/L e, variando-se o pH entre 3, 7 e 9. Os ensaios combinados com membranas de microfiltração e ultrafiltração, utilizando-se pressões de 1 e 2 bar, consistiram em submeter amostras de água sintética fluorada na concentração inicial de 5,0 mg F-/L, concentração de Moringa de 5 g/L e, pH7 ao processo de C/F/S, seguido da passagem pelo módulo de micro-ultrafiltração. O monitoramento do sistema de tratamento proposto, foi verificado por meio das análises de cor aparente, turbidez, pH, condutividade e flúor, antes e após os ensaios. Os resultados demonstraram bons valores de eficiência para o tratamento proposto de C/F/S, sendo que, para a concentração inicial de flúor de 3,0 mg F-/L todos os residuais de flúor tanto para a água sintética como para a água subterrânea fluorada, ficaram abaixo do valor máximo estabelecido pela Portaria nº 2.914/2011 do Ministério da Saúde que estabelece o limite de 1,5 mg F-/L. Os demais residuais provenientes das concentrações de 5,0; 7,5 e 10,0 mg F-/L, ficaram ligeiramente acima da legislação. Os valores de pH final ficaram dentro da faixa de neutralidade. Em relação aos parâmetros cor, turbidez e condutividade final, houve um ligeiro aumento dos valores, sendo indicado uma posterior etapa de pós-tratamento, como a adoção de filtração. Para o processo combinado, obteve-se bons resultados de redução de flúor, cor e turbidez da ordem de 83,0 %, 96,0 % e 98,0 %, respectivamente, para a membrana de 5 kDa utilizando pressão de 2 bar. De modo geral, os processos de tratamento propostos utilizando extrato de sementes de Moringa oleifera Lam, demonstraram-se como uma boa alternativa para a redução do excesso de flúor em águas, tendo-se em vista a utilização de um agente coagulante natural, biodegradável e responsável pela geração de um menor volume de lodo, diferentemente do que é observado com a utilização de coagulantes químicos. / The consumption of water with high fluoride levels may result in dental or skeletal fluorosis, and other hazards to public health. In this sense, the present study evaluated the process of reducing excess fluoride contained in fluoridated synthetic water and groundwater from the coagulation/ flocculation/sedimentation (C/F/S) with aqueous extract of Moringa oleifera Lam, and the process combined with membrane filtration. Assays C/F/S were performed in "jar test", and Moringa, used in the aqueous extract at different concentrations. Water samples were fluorinated and ground synthetic sodium fluoride (NaF) at concentrations of 3.0, 5.0, 7.5 and 10.0 mg F-/L, varying the pH between 3, 7 and 9. Tests combined with microfiltration and ultrafiltration membranes, using pressures of 1 bar and 2, consisting in subjecting samples of fluorinated synthetic water initial concentration of 5.0 mg F-/L, Moringa concentration of 5 g/L and , pH7 to process C/F/S, followed by passage through micro-ultrafiltration module. The monitoring system proposed treatment was assessed through analyzes of apparent color, turbidity, pH, conductivity and fluoride before and after the tests. The results showed good efficiency values proposed for the treatment of C/F/S, and so the initial concentration of 3.0 mg/L of fluoride all residual to both the synthetic water as the water Fluorinated underground, were below the maximum established by Ordinance nº 2.914/2011 the Ministry of Health establishing the limit of 1.5 mg F-/L. The remaining residual concentration of from 5.0: 7.5 and 10.0 mg F-/L, were slightly above the law. The final pH values were within the range of neutrality. The parameters color, turbidity and conductivity end there was a slight increase in values, and a subsequent step indicated post-treatment such as the adoption of filtration. To the combined process, good results were obtained reduction fluorine, color and turbidity of the order of 83.0%, 96.0% and 98.0% respectively for the 5 kDa membrane using pressure of 2 bar. Generally, treatment processes proposed using seed extract Moringa oleifera Lam, proved to be a good alternative to the reduction of excess of fluorine in water, with a view to the use of a coagulating agent natural, biodegradable and the generation of smaller volumes of sludge, unlike what is observed with the use of chemical coagulants.

Orientador: Ruben Bresaola Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T00:58:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_MilmaRozade_M.pdf: 5486982 bytes, checksum: f022781b42a125131286f8b2864cc00b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A floculação em meio granular fixo desperta bastante interesse por suas possibilidades de aplicação, principalmente em estações de tratamento de água de pequeno porte (vazões menores que 10 L.s-1), devido à sua eficiência, compacidade e baixo custo. No entanto, o reduzido volume de vazios proporcionado pelo meio granular quando comparado ao dos materiais sintéticos favorece o aumento excessivo da perda de carga imposta ao escoamento e consequentemente o inconveniente de freqüentes necessidades de limpeza. Diante da necessidade de atenuar ou mesmo eliminar tais considerações operacionais, este trabalho propõe estudos comparativos de eficiência de floculação hidráulica em meios granulares fixos em sistemas pilotos constituídos por seixos rolados de diferentes granulometrias e outro por manta não tecida (PP) e esferas sólidas (? 9 mm, PS). Os ensaios foram realizados com água coagulada da ETA Bragança Paulista (SABESP) para taxas de aplicação superficial de 50, 75, 100, 150, 180, 200, 250, 300 e 350 m3.m-2.dia-1, onde foram determinadas as condições operacionais, o período de floculação e a evolução da perda de carga total. Os resultados mostraram que a porosidade mais elevada apresentada pelo sistema piloto constituído de manta sintética e esferas sólidas favoreceu o aumento da taxa de colisões entre as partículas coloidais, o que permitiu a geração de manta de lodo, a formação de escoamento laminar, bem como, a facilidade de liberação do lodo retido para recuperação da carga hidráulica disponível / Abstract: The flocculation in fixed granular media arises plenty of interests in its possibility of applying, mainly in the water treatment plants of small size (flow less than 10 L.s-1), due to its efficiency, compactness and low cost. Nevertheless the reduced volume of voids provided by granular media as compared to the synthetic materials, collaborates to the excessive increasing of head loss imposed to the flowing off and consequently the inconvenient of frequent needs of cleaness. Before the need of reduction or even elimination of the such operational considerations, this work suggests comparative studies of the hydraulic flocculation efficiency by fixed granular media in the pilot systems composed by the stones from different granulametries or another one by non woven synthetic fabric (PP) and solid spheres (? 9mm, PS). The tests have been made with coagulated water from ETA Bragança Paulista (SABESP) to superficial applying rates of 50, 75, 100, 150, 180, 200, 250, 300 and 350 m3.m-2.dia-1, where they were determined the working conditions, flocculation time and evolution of head loss. The results have shown that the most elevated porosity presented in the pilot system composed by non woven synthetic fabric and solid spheres collaborated to the increasing of the collision rates among the particles, which allowed the generation of sludge blanket, the formation of laminar flow such as the facility of discharging of retained sludge for recovery of the hydraulic load available / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A mandioca (Manihot esculenta) é a terceira cultura mais importante do país na alimentação básica da população. A produção de farinha de mandioca gera um efluente denominado manipueira que contem elevada quantidade de matéria orgânica e cianeto. O objetivo deste trabalho foi investigar a remoção da demanda química de oxigênio (DQO), turbidez e cianeto da manipueira por tratamentos físico-químico e biológico. No tratamento físico-químico por coagulação-floculação, três planejamentos fatoriais completos foram realizados para investigar os fatores: pH, tanino e o polímero sintético auxiliar da floculação (Polipan) sobre as variáveis respostas: DQO, turbidez e cianeto. A eficiência máxima de remoção de DQO foi 91 % a pH 8,0, na presença de tanino 1,0 mL/L e Polipan 0,030 ppm. A maior remoção de turbidez (75 %) foi determinada a pH 8 e tanino 0,8 mL/L, na ausência do Polipan para diminuir os custos do tratamento. Nessas condições, a redução máxima de cianeto foi de 12 %. Nos tratamentos biológicos aeróbios durante 48 h, as eficiências máximas de redução de DQO 88 % e de turbidez 69 % foram determinadas na presença de consórcio microbiano 20 % v/v, cloreto de amônio 5 - 6 % e a pH 8,0. Para os tratamentos físico-químico e biológico, os resultados obtidos mostram que o pH 8 foi fator chave para remoção de compostos orgânicos e do cianeto da manipueira. Os tratamentos da manipueira por coagulação-floculação e por consórcio microbiano diminuem a carga orgânica desse efluente antes de ser lançado nos recursos hídricos / Cassava (Manihot esculenta) is the third most important crop in the basic food of the Brazilian population. The production of cassava flour generates an effluent, called manipueira, containing high organic matter and cyanide. The objective of this study was to investigate the removal of chemical oxygen demand (COD), turbidity and cyanide from cassava wastewater by physical-chemical and biological treatments. In the physicalchemical treatment by coagulation-flocculation, three full factorial designs were carried out to investigate the factors: pH, tannin concentration and the flocculation polymer (Polipan) concentration on the response variables: COD, turbidity and cyanide. The maximum efficiency for COD removal was 91 % at pH 8.0 in the presence of tannin 1.0 mL/L and Polipan 0.030 ppm. The highest removal of turbidity (75 %) was determined at pH 8 and tannin 0.8 mL/L in the absence of Polipan to reduce the costs of treatment. Under these conditions, the maximum removal of cyanide was 12 %. In the aerobic biological treatment for 48 h, the maximum efficiencies for COD reduction of 88 % and for turbidity reduction of 69 % were determined in the presence of the microbial consortium 20 % v/v, ammonium chloride 5 6 % and at pH 8.0. For the treatments, physical-chemical and biological, the results show that pH 8 is a key factor for removal of organic compounds and cyanide from cassava wastewater. The treatments of the manipueira by coagulation-flocculation and by microbial consortium decrease the pollution of this effluent before being launched in the water resources

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_roberto.pdf: 771972 bytes, checksum: 84b4fdd96e095e36234f411eb7d531d5 (MD5) Previous issue date: 2010-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cassava (Manihot esculenta) is the third most important crop in the basic food of the Brazilian population. The production of cassava flour generates an effluent, called manipueira , containing high organic matter and cyanide. The objective of this study was to investigate the removal of chemical oxygen demand (COD), turbidity and cyanide from cassava wastewater by physical-chemical and biological treatments. In the physicalchemical treatment by coagulation-flocculation, three full factorial designs were carried out to investigate the factors: pH, tannin concentration and the flocculation polymer (Polipan) concentration on the response variables: COD, turbidity and cyanide. The maximum efficiency for COD removal was 91 % at pH 8.0 in the presence of tannin 1.0 mL/L and Polipan 0.030 ppm. The highest removal of turbidity (75 %) was determined at pH 8 and tannin 0.8 mL/L in the absence of Polipan to reduce the costs of treatment. Under these conditions, the maximum removal of cyanide was 12 %. In the aerobic biological treatment for 48 h, the maximum efficiencies for COD reduction of 88 % and for turbidity reduction of 69 % were determined in the presence of the microbial consortium 20 % v/v, ammonium chloride 5 6 % and at pH 8.0. For the treatments, physical-chemical and biological, the results show that pH 8 is a key factor for removal of organic compounds and cyanide from cassava wastewater. The treatments of the manipueira by coagulation-flocculation and by microbial consortium decrease the pollution of this effluent before being launched in the water resources / A mandioca (Manihot esculenta) é a terceira cultura mais importante do país na alimentação básica da população. A produção de farinha de mandioca gera um efluente denominado manipueira que contem elevada quantidade de matéria orgânica e cianeto. O objetivo deste trabalho foi investigar a remoção da demanda química de oxigênio (DQO), turbidez e cianeto da manipueira por tratamentos físico-químico e biológico. No tratamento físico-químico por coagulação-floculação, três planejamentos fatoriais completos foram realizados para investigar os fatores: pH, tanino e o polímero sintético auxiliar da floculação (Polipan) sobre as variáveis respostas: DQO, turbidez e cianeto. A eficiência máxima de remoção de DQO foi 91 % a pH 8,0, na presença de tanino 1,0 mL/L e Polipan 0,030 ppm. A maior remoção de turbidez (75 %) foi determinada a pH 8 e tanino 0,8 mL/L, na ausência do Polipan para diminuir os custos do tratamento. Nessas condições, a redução máxima de cianeto foi de 12 %. Nos tratamentos biológicos aeróbios durante 48 h, as eficiências máximas de redução de DQO 88 % e de turbidez 69 % foram determinadas na presença de consórcio microbiano 20 % v/v, cloreto de amônio 5 - 6 % e a pH 8,0. Para os tratamentos físico-químico e biológico, os resultados obtidos mostram que o pH 8 foi fator chave para remoção de compostos orgânicos e do cianeto da manipueira. Os tratamentos da manipueira por coagulação-floculação e por consórcio microbiano diminuem a carga orgânica desse efluente antes de ser lançado nos recursos hídricos