Dissertação (Mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-23T16:25:10Z
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2016_DanielValenciaCárdenas.pdf: 4643116 bytes, checksum: 22772c17252fd0b0f317903862c526d9 (MD5) / Algumas cepas da Cylindrospermopsis raciborskii produzem cilindrospermopsinas como produto do seu metabolismo e, além disso, mesmo em condições normais, as estas são excretadas pelas células. Suas propriedades hidrofílicas permitem que sejam altamente solúveis em água, dificultando a sua remoção pelo ciclo convencional de tratamento de água. A flotação por ar dissolvido se destaca entre as alternativas tecnológicas que removem eficazmente células de cianobactéria, e consequentemente, as cianotoxinas intracelulares associadas às cianobactérias. A adsorção em carvão ativado pulverizado apresenta bons desempenhos na remoção da fração dissolvida de cianotoxinas. Nesse contexto, este estudo avaliou a remoção de células de C. raciborskii e de cilindrospermopsinas no processo combinado de flotação com adsorção em carvão ativado pulverizado, assim como a influência das condições de coagulação, propriedades do carvão e parâmetros operacionais na eficiência de remoção de células e toxina. Foram construídos diagramas de coagulação para a quitosana e o sulfato de alumínio, compreendendo as etapas de coagulação, floculação e flotação, para águas de estudo com densidade celular de C. raciborskii de ~106⁄. Além disso, foram feitos ensaios de adsorção de cilindrospermopsinas para dois carvões ativados pulverizados, os resultados foram comparados com as propriedades físicas de cada um e foi estimada uma dosagem de referência que foi usada nos ensaios do processo combinado de flotação e adsorção. A verificação da influência da taxa de aplicação superficial e da taxa de recirculação foi desenvolvida em colunas de flotação, usando as condições ótimas de coagulação e a dose de referência de carvão. Os resultados deste estudo revelaram que ambos os coagulantes apresentaram bom desempenho nos valores de pH entre 6,0 e 6,5, com dosagens de 0,5 e 9,0⁄ para quitosana e sulfato de alumínio, respectivamente. A adsorção de cilindrospermopsinas em carvão ativado foi favorecida pelo carvão com maior volume de microporos e área superficial, resultando em remoções de até 97% para toxinas dissolvidas em água deionizada e 85% para toxinas dissolvidas em água do lago Paranoá. A menor taxa de aplicação superficial em conjunto com uma taxa de recirculação de 10%, resultaram em máxima remoção de turbidez, cor aparente e clorofila-a. A remoção de cilindrospermopsinas, pelo processo combinado, foi influenciada majoritariamente pela dosagem de CAP e não pela taxa de aplicação superficial e de recirculação. O processo combinado de flotação com adsorção em carvão ativado demonstrou ser satisfatório na remoção de clorofila-a e cilindrospermopsinas, porém, sob as condições testadas, não foi possível garantir residuais de toxina na água clarificada compatíveis com a recomendação da portaria 2.914 de 1⁄. Entretanto, a aplicação de CAP interferiu nas remoções de turbidez e cor aparente, já que diminuiu a razão ⁄ nas taxas de recirculação testadas. / Some Cylindrospermopsis raciborskii strains produce cylindrospermopsins during metabolism. Furthermore, even in normal conditions, these toxins can be excreted. The cylindrospermopsins hydrophilic properties allow a high solubility that leads a weaker removal by the conventional water treatment. The dissolved air flotation (DAF) stands out as a great technique to remove both cells and intracellular toxins. The adsorption onto activated carbon shows a satisfactory performance adsorbing the dissolved toxin fraction. Hence, this study evaluated the removal of both C. raciborskii cells and cylindrospermopsins by the combining of dissolved air flotation and powdered activated carbon adsorption, as well as the coagulation conditions influence, some carbon properties and DAF project parameters on the global process efficiency. Coagulation diagrams were constructed, including coagulation, flocculation and flotation for waters spiked with ~106⁄ C. raciborskii, using chitosan and aluminum sulfate as coagulants. The adsorption onto powdered activated carbon (PAC) was studied using two different activated carbons. The adsorption data was compared in terms of physical carbon properties and a reference dosage were computed and applied in the combined process. The surface loading rate and recycle ratio were evaluated in a flotation column system, where were applied the optimal coagulant dose and the computed carbon dosage. The results reveal that great removals for both coagulants were achieved in pH values surrounding 6,0 and 6,5, and coagulant doses 0,5 and 9,0⁄ for chitosan and aluminum sulfate, respectively. The cylindrospermopsins adsorption was improved by the activated carbon porosity, showing better results with an activated carbon larger micropore volume and surface area, exhibiting 97% removal for cylindrospermopsins dissolved in deionized water and 85% for toxins dissolved in Paranoá lake water. The lowest surface loading rate with a recycle ratio of 10% exhibited higher turbidity, apparent color and chlorophyll-a removals. The cylindrospermopsins removal, by the combined process of DAF and adsorption onto PAC, was mostly influenced by the PAC dosage; and the surface loading rate and the recycle ratio had a minimal incidence. The combined process demonstrated a good performance for removal both cells and toxins, however the 1 ⁄ Brazilian standard recommendation was not reached. Nevertheless, the PAC addition inhered turbidity and color removal efficiencies because of ⁄ ratio decreasing at the tested recycle ratios.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/22408 |
| Date | 30 September 2016 |
| Creators | Valencia-Cárdenas, Daniel |
| Contributors | Ginoris, Yovanka Pérez |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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