Remoção de substâncias húmicas por meio da oxidação com ozônio e peróxido de hidrogênio e FiME

A filtração em múltiplas etapas (FiME) se apresenta como uma alternativa para realizar o tratamento de água de comunidades de pequeno porte, entretanto, a eficiência quanto à remoção de cor verdadeira associada ao carbono orgânico dissolvido (COD) ou às substâncias húmicas, tem sido questionada ou relatada como baixa. A presente pesquisa avaliou a remoção de substâncias húmicas na FiME com pré-oxidação, com ozônio e peróxido de hidrogênio, utilizando para essa avaliação parâmetros indiretos como cor verdadeira, absorvância UV (254 nm) e COD. Foram realizados cinco ensaios, utilizando quatro filtros lentos, sendo dois com camada de carvão ativado granular (CAG). Foram ensaiadas várias alternativas de pré-oxidação com ozônio e peróxido de hidrogênio. Foram obtidos bons resultados, tendo como principal conclusão que os filtros lentos com CAG, precedidos de oxidação com ozônio e depois peróxido de hidrogênio, apresentaram remoção média de cor verdadeira de 64%, mas que o peróxido de hidrogênio afeta o desenvolvimento da camada biológica, interferindo no desenvolvimento da perda de carga, na remoção de turbidez, na remoção de coliformes e na remoção de substâncias húmicas.

Avaliação da remoção de sulfametoxazol, diclofenaco e 17β-estradiol em águas por adsorção em carvão ativado granular

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Emprego dos processos de eletrofloculação e osmose inversa no tratamento de águas oleosas

A descarga desenfreada de águas residuais no meio ambiente, ao longo dos últimos anos, vem acelerando o processo de contaminação e degradação dos corpos hídricos no mundo. Tais rejeitos apresentam elevada carga de contaminantes e de concentração de matéria orgânica o que leva a mortandade das espécies pela concorrência ao oxigênio e, em casos extremos, a aceleração dos processos de eutrofização. Pensando nisso, o presente trabalho estudou um sistema híbrido, em batelada, de tratamento de águas oleosas simuladas em laboratório pela adição de um determinado óleo lubrificante em uma solução aquosa de agentes emulsificantes e eletrólito suporte. O sistema de tratamento foi composto de duas etapas, onde na primeira avaliou-se o uso da técnica da eletrofloculação, responsável por quebrar a estabilidade das emulsões óleo/água e de uma segunda que avaliou o uso de processos de separação com membranas visando à remoção do metal adicionado ao efluente na etapa anterior. O sistema de eletrofloculação foi avaliado em relação ao uso de eletrodos de alumínio e ferro com correntes elétricas de 1A, 2A e 3A, nos modos contínuo e alternado. Os resultados apontaram um maior consumo evidente de massa de eletrodos quando do uso da corrente contínua, 4,0337g 0,0132 para o alumínio e 3,8260g 0,0181 para o ferro ao passo que o consumo foi de 2,1400g 0,0099 para o alumínio e 2,4121g 0,0127 para o ferro quando do o uso da corrente alternada. Foram alcançadas remoções máximas de 98 % 0 da DQO, 99,77 % 0,27 de remoção da cor e 100 % 0 de remoção da turbidez para o uso de corrente alternada e eletrodos de alumínio enquanto se alcançaram remoções máximas 96 % 1 da DQO, 99,46 % 0,82 de remoção da cor e também 100 % 0 de remoção da turbidez no uso de eletrodos de ferro. Na segunda etapa do estudo, a osmose inversa, o sistema utilizado atingiu rejeições de 99,53 % 0,12; 99,56 % 0,13 e de 98,87 % 0,36, para pressões respectivas de 10, 20 e 30 bar. Além disso, foram obtidos fluxos crescentes de permeado 10,87 L/h.m2 0,25; 15,67 L/h.m2 0,53; 18,49 L/h.m2 0,74 com o também aumento da pressão. Ao final do estudo alcançou-se um efluente final com baixa carga orgânica e de metais, estando o mesmo apto ao lançamento nos corpos receptores. Entretanto, mecanismos de controle, sobretudo de pH devem ser incluídos no projeto desses sistemas uma vez que esse parâmetro sofre alterações ao longo do processo

Flotação por ar dissolvido para os minerais quartzo e feldspato utilizando coletores catiônicos

The pegmatite rocks in Rio Grande do Norte are responsible for much of the production of industrial minerals like quartz and feldspar. Quartz and feldspar are minerals from pegmatite which may occur in pockets with metric to centimetric dimensions or as millimetric to sub millimetric intergrowths. The correct physical liberation of the mineral of interest, in case of intergrowths, requires an appropriate particle size, acquired by size reduction operations. The method for treating mineral which has a high efficiency fines particles recovery is flotation. The main purpose of the present study is to evaluate the recovery of quartz and potassium feldspar using cationic diamine and quaternary ammonium salt as collectors by means of dissolved air flotation DAF. The tests were performed based on a central composite design 24, by which the influence of process variables was statistically verified: concentration of the quaternary ammonium salt and diamine collectors, pH and conditioning time. The efficiency of flotation was calculated from the removal of turbidity of the solution. Results of maximum flotation efficiency (60%) were found in the level curves, plotted in conditions of low concentrations of collectors (1,0 x 10-5 mol.L-1). These high flotation efficiencies were obtained when operating at pH 4 to 8 with conditioning time ranging from 3 to 5 minutes. Thus, the results showed that the process variables have played important roles in the dissolved air flotation process concerning the flotability of the minerals.

Avaliação da floco-decantação de manta de lodo associada à decantação de alta taxa no tratamento de águas de consumo humano

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo da utilização de polímeros naturais como auxiliares de floculação no tratamento de água para fins industriais

Este trabalho consiste em avaliar a eficiência de novas alternativas de uso com as espécies naturais do quiabo (Abelmoschus esculentus), da semente de angico-vermelho (Anadenanthera peregrina (L.) Speng) e da semente de olho-de-dragão (Adenanthera pavonina L.) conhecido também como falso angico, pulverizados com granulometria de 0,074 mm, para tratamento de água como polímeros naturais auxiliar de floculação na remoção principalmente dos parâmetros turbidez e cor para fins industriais, através de tratamento em ensaio no mecanismo de varredura utilizando o equipamento estático de bancada Jar Test com adição de coagulante químico (sulfato de alumínio). O pó dos polímeros foi obtido após higienização, secagem, trituração, moagem, peneiramento, e utilizado no processo de coagulação, floculação e sedimentação para testar a eficiência de cada um, quando usado só e quando usado em conjunto com o coagulante químico, seguido da análise dos parâmetros físico-químicos pH, turbidez, cor aparente, cor verdadeira e temperatura. Os resultados mostraram que o polímero do quiabo apresentou melhor eficiência na remoção da turbidez e cor em relação às mesmas dosagens usadas com os demais polímeros analisados e quando se fez a redução da dosagem do coagulante usado em conjunto com os polímeros, observou uma ótima remoção da turbidez, principalmente com o conjunto coagulante e polímero de quiabo, com a eficiência de remoção de 94% da turbidez e de 98% da cor com dosagem ótima do quiabo igual a 1,0 mg/L e do coagulante de 10 mg/L. Portanto é possível fazer uma redução da dosagem do coagulante quando usado em conjunto com o auxiliar de floculação, pois o polímero de quiabo pode ser usado para tratamento de água e frente à possibilidade de múltiplos usos econômicos e ecológicos na indústria.

Estudo da tratabilidade de água pluvial utilizando coagulante natural a base de tanino visando fins não potáveis

This paper aimed to study the treatability of rainwater collected in Rio Claro, SP, using natural coagulant tannin based. The tannin was compared with other too primary coagulants, namely ferric chloride and corn starch. Assays were performed in laboratory scale using equipment known as Jarteste and aimed to study the conditions most suitable dosage and coagulation pH. First tests were conducted to compare the coagulating and determination of the conditions to be used in the following tests, taking as a criterion the greatest efficiency for water treatment. Also performed were performed tests to construct the tannin coagulation diagram, using the optimal concentration found in the previous phase, by varying the dosage of coagulant and the pH of clotting in order to determine the isoefficiency regions for apparent color and turbidity. Finally, tests were performed cyclically filtration with filter paper. Preliminary tests indicated that the vegetable tannin concentration 3% (m/m) from the commercial solution was presented the best set of results (84.3% removal of apparent color and 82.51% removal of turbidity) compared to ferric chloride (66.25% removal efficiency and apparent color of turbidity 67.82%) and starch (73.68% removal efficiency apparent color and turbidity to 67.19%). The coagulation diagrams indicate that the best region to work with vegetable tannin 3% is where the coagulant dosage ranges from 15 mg/L to about 37.5 mg/L and coagulation pH ranging from about 6.5 to 7.5. The cyclic filtration showed to be not efficient for the best dosage of coagulant, due to the process of clogging of the filter paper, but proved to be efficient for other dosages. Thus, for the waters studied, the results indicate that the natural coagulant based tannin is an alternative to conventional coagulants, possessing benefits of technical and environmental

Emprego de técnica dedicada de análise de imagem na avaliação do produto GT no desempenho da floculação

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação do desempenho de uma unidade em escala real para tratamento de água pluvial empregando a filtração direta por meio de filtro de pressão e amido natural de milho como coagulante primário

The aim of this study was to investigate the performance of an experimental rainwater treatment system for non-potable uses. Without the first-flush discharge it was expected to control the quality of captured rainwater and to minimize the rainwater by-pass caused by the first-flush strategy. A full-scale direct filtration unit was operated and a solution of natural corn starch was used as the primary coagulant. The color, turbidity e coliform efficiencies of the unit was analyzed based on filtration loads and the net water production was estimated. The results pointed out turbidity removal up to 70.8% and color removal up to 61.0%. The backwash of the filtering system was completed in 3 minutes at the rate of 1,440 m3/m2day with consumption of treated water from 0.5% to 2.2%, based on the potentially harvesting.

Tratabilidade de águas pluviais utilizando coagulante natural a base de tanino visando fins não potáveis

This paper aimed to study the treatability of rainwater using natural coagulant tannin based. Assays were performed in laboratory scale and aimed to study the conditions most suitable for dosage and for pH of coagulation. Preliminary tests indicated that tannin concentration of 3% (m/m) prepared from the commercial solution presented the best set of results (84.3% of removal for apparent color and 82.51% for turbidity) compared to ferric chloride (66.25% of removal for apparent color and 67.82% for turbidity) and starch (73.68% of removal for apparent color and 67.19% for turbidity). The coagulation diagrams indicate that the best region for dosage ranges from 15 mg/L to about 37.5 mg/L and for pH ranging from about 6.5 to 7.5. The results indicate that the tannin based natural coagulant may be an alternative to conventional coagulants for rainwater treatment seeking non potable uses.

Influência da granulometria e taxas de filtração no tratamento de água utilizando dupla filtração

The contamination of water sources of public drinking by waste originated by anthropogenic activities has brought various risks to human health. Among the consequences of such activities can highlight the bloom of microalgae and cyanobacteria, which have the potential to produce toxins dangerous to humans, and the presence of humic substances that are generated by the decomposition of natural organic matter (NOM), such as vegetation. When found in water sources for public supply, present negative aspects conferring high color, odor and taste. The double filtration technology has good efficiency in water with the presence of cyanobacteria and different quality variations. Therefore, this study aimed to evaluate the behavior of the technique of double filtration with pre-oxidation for water purifiers the lagoon of Extremoz-RN, which currently has high concentrations of cyanobacteria. The research is summarized in four phases: the first phase turned to static tests in jarteste equipment in the laboratory and subsequent phases were tested in the Pilot Plant of Double Filtration. For the second and third stage filtration rates were tested filtration rates of 120 and 180 m3 / m2 .day for ascending boulders filters and 160 and 240 m3 / m2 .day in the filters in quick sand descendants. The last phase aimed to evaluate the double filtration with pre-oxidation. The results demonstrated that the system could produce double filtration in all trials of good quality water according to the Decree nº. 2914/11 of the Ministry of Health. The use of preoxidation favored the removal of microcystin and color at the end of the tests, reaching a percentage of color removal around 60%. The analysis of variance in the data, enabled prove that the filtration rates of 180 m3 / m2.d the gravel filter and 240 m3 /m2 .d in rapid filters, were the most significant for the removal of turbidity. The ascending filter of boulder 4 with particle size finer filter layer showed the best performance and the best means of turbidity and apparent color. The rapid filter downward 1 was more efficient in removing turbidity reaching removal about 100%

Remoção de óleos emulsificados por flotação por ar dissolvido

Neste trabalho estuda-se o processo de flotação por ar dissolvido (FAD) como método de remoção de óleos emulsificados. Realizou-se uma revisão bibliográfica tanto do processo de flotação como dos fundamentos físico-químicos envolvidos na estabilidade e flotação de emulsões. Foram realizados testes de estabilidade de emulsões, de FAD descontínuos e contínuos, utilizando-se emulsões de 1000 mg/l de Óleo diesel e heptano. Verificou-se a eficiência do sulfato de alumínio e de compostos poliméricos como agentes desestabilizantes. Estudou-se a influência do tipo e concentração dos agentes desestabilizantes, pH da emulsão, do tipo de água e agitação nos testes de estabilidade como também na flotação por ar dissolvido. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade técnica da aplicação do processo para a clarificação de efluentes oleosos atingindo valores de turbidez residual satisfatórios (menores que 5 UNT). O sulfato de alumínio mostrou-se mais eficiente como agente desestabilizante de ambas emulsões nos estudos de estabilidade e testes de PAD descontínuos, mas o polímero catiônico C-505 apresentou melhores resultados nos testes de flotação contínuos. O presente trabalho ainda apresenta um estudo de dimensionamento e do custo da unidade de FAD para remoção de óleos emulsificados que leva em consideração os custos de investimentos e de operação da unidade. Verifica-se que o custo total da unidade depende da vazão de alimentação, taxa de recirculação, taxa ar/sólido em massa e concentração inicial de óleos. Conclui-se que para as taxas de ar/sólido usados na indústria (geralmente menores que 0,1) o custo operacional do reagente é o parâmetro determinante do custo total atualizado da unidade. Isto faz com que o custo total atualizado seja essencialmente independente da relação taxa de aplicação - taxa ar/sólido.

Rejeito de xisto como adsorvente para remoção de fenol em águas produzidas na indústria de petróleo

Produced water is the main effluent linked to the activity of extraction of oil and their caring management is necessary due to the large volume involved, to ensure to minimize the negative impacts of discharges of these waters in the environment. This study aimed to analyze the use of retorted shale, which is a reject from the pyrolysis of pirobituminous shale, as adsorbent for the removal of phenols in produced water. The material was characterized by different techniques (grain sized analysis, thermal analysis, BET, FRX, FT-IR, XRD and SEM), showing the heterogeneity in their composition, showing its potential for the removal of varied compounds, as well as the phenols and their derivatives. For the analysis of the efficiency of the oil shale for the adsorption process, assays of adsorption balance were carried through, and also kinetic studies and dynamics adsorption, in the ETE of the UTPF of Petrobras, in Guamaré-RN. The balance assays shown a bigger conformity with the model of Langmuir and the kinetic model more adjusted to describe the adsorption of phenols in retorted shale was of pseudo-second order. The retorted shale presented a low capacity of adsorption of phenols (1,3mg/g), when related to others conventional adsorbents, however it is enough to the removal of these composites in concentrations presented in the produced water of the UTPF of Guamaré. The assays of dynamics adsorption in field had shown that the concentration of phenol in the effluent was null until reaching its rupture (58 hours). The results showed the possibility of use of the reject for removal of phenols in the final operations of the treatment process, removing as well, satisfactorily, the color and turbidity of the produced water, with more than 90% of removal

Remoção de nitrogênio em biofiltros aerado e anóxico, com alto índice de vazios e sem remoção de lodo

The improper disposal of nitrogen in receiving water courses causes problems such as toxicity to living beings through the consumption of oxygen to meet the nitrogen demand, eutrophication and nitrate contamination of aquifers. For this reason it is often necessary to be carried out complementary treatment of wastewater to eliminate or reduce the concentration of this compound in the wastewater. The objective of this study is to evaluate the biological removal of nitrogen compounds using submerged aerated and anoxic filters as post-treatment of an anaerobic system, with low cost and innovative technology, which in previous studies has shown high removal efficiency of organic matter and great potential biological nitrogen compounds removal. The simple design with perforated hoses for air distribution and filling with plastic parts proved to be very efficient in relation to organic matter removal and nitrification. The system presented, in the best stage, efficiency in converting ammonia to nitrate by 71%, and produced a final effluent concentration below 10 mg / L of NH3-N. In addition, carbon concentration was removed by 77%, producing final effluent with 24 mg/L COD. However, denitrification in anoxic filter was not effective even with the addition of an external carbon source. There was a reduction of up to 56% of nitrogen caused by the process of simultaneous nitrification and denitrification (SND). The high voids space presented by this type of support material coupled with direct aeration of the sludge, allows the respiration of biomass retained between the endogenous phase, increased cell retention time and sludge retention capacity, producing a final effluent with turbidity less than 5 UT and total suspended solids around 5.0 mg/L

Remoção de diclofenaco, ibuprofeno, naproxeno e paracetamol em filtro ecológico seguido por filtro de carvão granular biologicamente ativado

O filtro ecológico representa uma promissora tecnologia de tratamento, em razão desta não necessitar da aplicação de produtos químicos, além de sua constatada eficiência. Nele, estabelece-se entre os seres vivos a relação de cadeia alimentar. Inicialmente uma matriz aquosa foi acrescida de quatro fármacos (diclofenaco, naproxeno, ibuprofeno e paracetamol) e posteriormente analisada por cromatografia líquida de alta eficiência para avaliar a remoção desses compostos pelo filtro ecológico seguido pelo filtro de carvão granular biologicamente ativado. Parâmetros, entre eles turbidez, coliformes totais e termotolerantes, cor aparente e cor verdadeira, foram mensurados para verificar a eficiência dos filtros. Houve remoção de 97,43% do diclofenaco, 85,03% do ibuprofeno: 94,11% do naproxeno e 84,07% do paracetamol.