Influência da intensidade de aeração na formação do floco de lodo ativado e na eficiência de remoção de matéria orgânica

In wastewater treatment, activated sludge systems have been a technology widely applied as secondary treatment. During this step, which has a strong biological aspect, it is necessary to introduce oxygen supply for the maintenance of metabolic activity of the bacteria through the aerators. Aeration devices are responsible for most of the energy consumption in this stage. In this background, the influence of three aeration intensities (atmospheric air flow 3.5, 7.0 and 10.5 L.min-1) and the concentration of dissolved oxygen (DO) on the dimension of activated sludge flocs as well as on the efficiency of organic matter removal were assessed using a traditional activated sludge system which was fed with synthetic domestic wastewater. Samples were taken weekly from the three units that make up the system feed, aeration and storage tank in order to verify the Chemical Oxygen Demand (COD). It was established the process efficiency through a comparison between the initial and final COD. Besides the parameters already mentioned, this monitoring work on activated sludge batch system was also observed by Mixed Liquor Suspend Solids (MLSS), Volatile Suspend Solids (VSS), pH and temperature measures. The results have showed a maximum removal efficiency around 75% in the first aeration sequence and approximately 85% for the second and third one. For the first aeration, the DO concentration remained higher than 3.0 mg.L-1 and a diameter range from 10 to 60 μm was observed. In the second e third sequence, the DO concentration remained higher than 4.0 mg.L-1 with a diameter range of 10 until 200 μm. Although the sequence 1 and 2 have presented similar performances for organic matter removal, the sequence 2 promoted a regular floc size distribution and with lower values of Sludge Volumetric Index (SVI) meaning a better flocculating ability. In addition, the results reaffirmed what the literature has reported: higher DO concentrations produce flocs with greater dimensions

Avaliação da eficiência da remoção de matéria orgânica e microbiológica de três sistemas de lagoas de estabilização em série na Grande Natal-RN: Beira Rio, Jardim Lola I e Jardim Lola II

Waste stabilization ponds are the main technology in use for domestic sewage treatment in Rio Grande do Norte State (RN), northeast Brazil. The are around 80 systems, constructed mainly by municipal city halls, being series comprised by a primary facultative pond followed by two maturation ponds the most used configuration. Due to problems related with the production and destination of sludge and generation of bad odors, the designers have avoided the use of anaerobic lagoons. The majority of systems are rarely monitored to verify their efficiencies and to get new project parameters for future designing. This work has as purpose to make a diagnosis of efficiency of three series of waste stabilization pond series (WSPS) of Jardim Lola 1, Jardim Lola 2 and Beira Rio, located in the North Zone of the city of the Natal/RN, treating domestic raw sewage, on the removal of organic matter and thermotolerant coliform, comparing the operational conditions of the systems this inside of the bands foreseen in the project, through parameters BOD5, QOD, thermotolerant coliforms, dissolved oxygen, pH, temperature, ammoniac nitrogen, total and suspended solids. The work was carried through in the WSPS, all constituted by a primary facultative pond followed by two maturation ponds. Socioeconomic characteristics of population are predominantly low and all the plants are very near of the contributing basins. The series were monitored from of May the November of 2002, totalizing 20 collections of grab samples of raw sewage and ponds effluents between 8:00 and 9:50 h. The main aspect to be detached by the results was the great concentration of organic matter (BOD and COD) and microorganisms the raw sewage which were around two times more concentrated than those values foreseen one in project. Considering all series the highest removals of organic matter were observed in system Beira Rio (84 and 78% of BOD and COD, respectively), which presented high hydraulic detention time (TDH = 89 days). On the other hand, Jardim Lola 1 and Jardim Lola 2 presented a much lower values of HDT (36 days and 18 days respectively) and their removals of BOD and COD were the same (76% and 60%, respectively). The Beira Rio WSPS, was the most efficient verified in relation to solids and ammonia, proving the great influence of the operational variables such as HDT and applied surface organic loadings on the performance of pond series. Although the treatment plants have reached efficiencies of thermotolerant coliforms around 99,999%, the concentrations in the final effluent can be considered very high for launching in aquatic bodies, particularly those produced by Jardim Lola 1 and Jardim Lola 2 series

Influência do leito de contato na eficiência de remoção de ferro de águas subterrâneas

Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da unidade leito de contato na eficiência de remoção ferro em Estação de Tratamento de Água (ETA) tipo desferrização que trata água subterrânea. Os ensaios foram realizados em uma instalação piloto, composta por um aerador tipo tabuleiro, um leito de contato de fluxo ascendente e um filtro rápido de fluxo descendente, que tem capacidade para tratar cerca de 1,7m3/h. A ETA - piloto foi instalada no Setor Profissional do Campus Guamá da UFPA, sendo a água bruta proveniente de manancial subterrâneo, que contem ferro em teores elevados (em torno de 2mg/L). Na ETA - Piloto foram aplicadas taxas de filtração de 180m3/m2xdia, 270m3/m2xdia e 360m3/m2xdia em triplicata em duas fases experimentais: a primeira com leito de contato e segunda sem leito de contato. Foram monitoradas a carreira de filtração, a perda de carga e as variáveis: pH, Cor Aparente, Ferro (Total e Ferroso) e Turbidez. Para a Fase I as eficiências de remoção de ferro total obtidas para as taxas de filtração de 180m3/m2xdia, 270m3/m2xdia e 360m3/m2xdia foram de 93% a 94%, 85% a 95% e 91% a 92%, respectivamente. Para a Fase II as eficiências de remoção de ferro total ficaram em torno de 91% a 93%, 91% a 93% e 88% a 93%, respectivamente. As carreiras de filtração com leito de contato para as taxas de 180m3/m2xdia, 270m3/m2xdia e 360m3/m2xdia apresentaram tempo de duração média de 41h, 30h e 22,7h respectivamente, enquanto que na ausência de leito de contato a duração média foi de 16h, 12h e 4,7h, respectivamente. Dessa forma pode-se concluir que o leito de contato é uma unidade indispensável em uma ETA tipo desferrização, pois melhora o desempenho de sistema, produzindo efluente de boa qualidade e carreiras de filtração mais prolongadas.

Avaliação da eficiência de remoção do contaminante de origem farmacêutica atenolol pela planta phragmites australis em leitos construídos de macrófitas

O atenolol é um fármaco β-bloqueador normalmente encontrado em águas residuais devido à incapacidade que os processos convencionais de tratamento destas águas têm em removê-lo. Neste trabalho foram utilizados microcosmos de leitos construídos de macrófitas de fluxo sub-superficial utilizando uma matriz de argila expandida (LECA) e plantados com Phragmites australis para avaliar a sua capacidade em remover atenolol das águas residuais. Para a detecção e quantificação do atenolol em soluções aquosas (águas e efluentes) desenvolveu-se e optimizou-se uma metodologia analítica usando separação cromatográfica por HPLC e detecção espectrofotométrica por diode array (HPLC-DAD) ou por ultravioleta visível (HPLC-UV-Vis). Desenvolveu-se também um procedimento de limpeza e concentração de amostra por extracção em fase sólida (SPE), o qual foi utilizado sempre que as concentrações do analito se encontraram abaixo dos limites de quantificação do equipamento. A utilização desta metodologia de HPLC, combinada com uma eficaz pré-concentração por SPE, resultou num método analítico com um limite de quantificação muito reduzido (9 ngmL-1) e elevada reprodutibilidade (RSD<4%). A eficiência de remoção de atenolol pelos sistemas de macrófitas estudados foi de 93% após um tempo de retenção de 4 dias. Foram testados leitos só com LECA e com LECA e plantas para remoção do atenolol. Nos leitos só com LECA, a cinética de remoção foi caracterizada por um rápido passo inicial (uma remoção de aproximadamente 75% após apenas 24 h), o qual é frequentemente atribuído à adsorção na matriz de LECA. A remoção de atenolol nos leitos de LECA continuou a aumentar de forma constante até ao final do ensaio (8 dias), sendo, contudo cerca de 5-10% mais baixo do que o valor observado nos leitos das plantas após os 4 primeiros dias. Para o tempo de retenção de 4 dias a maioria do atenolol é removido pela matriz de LECA, porém um acréscimo de cerca de 12-14% relativamente à eficiência de remoção global pode ser atribuído às plantas (Phragmites australis), o que está de acordo com trabalhos anteriormente publicados. Apesar de ser necessário realizar mais testes utilizando sistemas em larga escala, de modo a conseguir avaliar totalmente o comportamento do atenolol num sistema de leitos construídos de macrófitas, o presente estudo apresenta a possibilidade de aplicar este tipo de sistemas, relativamente baratos, no tratamento de águas residuais contaminadas com atenolol. ABSTRACT: Atenolol is a β-blocker drug commonly found in wastewaters due to the inability of the conventional wastewater treatment processes to remove it. ln this study, subsurface flow constructed wetland microscosm systems have been established with a matrix of light expanded clay aggregates (LECA) and planted with Phragmites australis in order to evaluate their ability to remove atenolol from wastewater. For the detection and quantification of atenolol in aqueous solutions (water and wastewater), an adequate analytical methodology was developed and optimized using chromatographic separation by HPLC and diode array (DAD) or UV-Vis spectrophotometric detection. A sample clean-up and preconcentration procedure by solid phase extraction (SPE) was also developed for use whenever the concentration levels of the analyte were below the instrument's limit of quantification. Combined with an efficient SPE concentration step, the use of HPLC yielded an analytical method for atenolol quantification with very low LOQ (9 ngmL-1) and high reproducibility (RSD< 4%). Overall atenolol removal efficiency of 93% was achieved after a retention time of only 4 days with the microcosm systems planted with Phragmites australis. The removal kinetics was characterized by an initial fast step (removal of about 75% after just 24h) which is mainly attributable to adsorption on the LECA matrix. Atenolol removal in LECA beds continues to increase in a steady pace up to the end of the assay (8 days) being nevertheless about 5-l 0% lower than those observed in the planted beds after the first 4 days. For the retention time of 4 days most of the atenolol is removed by the LECA matrix but an additional 12-14% to the overall removal efficiency can be attributed to the Phragmites plants, which comes in agreement with other published reports. Despite the fact that further tests using larger­ scale systems are required to fully evaluate the atenolol behavior in a constructed wetland system, this study points out to the possible application of these low-cost wastewater systems to treat atenolol contaminated wastewater.

Avaliação da eficiência de diferentes produtos enológicos na remoção de ocratoxina A de vinho

As micotoxinas são metabolitos secundários tóxicos produzidos por certos fungos, sendo a ocratoxina A (OTA) das mais importantes. A presença de OTA nos vinhos pode constituir um risco para a saúde dos consumidores, sendo por isso aconselhado que se tomem medidas para atingir níveis seguros para o consumo humano [1]. De acordo com o Regulamento n.º 1881/2006 da Comissão Europeia, o limite máximo para a OTA em vinho é de 2 µg/kg [2]. Sendo assim, foi objetivo deste trabalho conhecer a eficiência de diferentes produtos enológicos na remoção de OTA de vinhos, bem como o seu impacto nas suas características organoléticas. Foram testados onze produtos enológicos diferentes, com origem mineral, sintética, microbiana, vegetal e animal, de forma a avaliar a sua eficiência na remoção de OTA de vinhos. Os ensaios foram realizados em vinhos artificialmente suplementados com OTA numa concentração final de 10 µg/L. O produto enológico mais eficiente na remoção de OTA do vinho branco (80%) é composto por gelatina, bentonite e carvão ativado. Reduções entre 10-30% foram também obtidas com o caseinato de potássio, paredes de células de levedura e proteína de ervilha. Com a aplicação de bentonite, carboximetilcelulose, polivinilpolipirrolidona e quitosana não se verificou nenhuma remoção considerável de OTA dos vinhos brancos. Estes resultados podem fornecer informações úteis para os produtores de vinho, ajudando-os na seleção do produto enológico mais adequado para a remoção de OTA de vinhos brancos, reduzindo a toxicidade do vinho e melhorando simultaneamente a segurança alimentar e qualidade do produto final.

Eficiência de filtros de areia pressurizados na remoção de diferentes tamanhos de partículas da água de irrigação

Resumo:O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de filtros de areia com diferentes granulometrias na remoção de diferentes tamanhos de partículas da água de irrigação, bem como a perda de pressão em função da taxa de filtração e da granulometria de areia do leito filtrante. Os ensaios foram realizados com três filtros de um mesmo modelo comercial, testados com diferentes combinações de granulometrias de areia (areia fina, 0,55 mm; média, 0,77 mm; e grossa, 1,04 mm de diâmetro) e taxas de filtração (20, 40, 60 e 75 m3m-2 h-1), e repetidos em três ciclos de filtração de 4 horas (C1, C2 e C3, realizados em 3 dias consecutivos). O filtro de areia avaliado é efetivo na remoção de partículas a partir do tamanho de areia fina (>60 μm). Nesta faixa de remoção de partículas, a influência da taxa de filtração aumenta com a diminuição do tamanho de partícula na água. O aumento na taxa de filtração, associado à diminuição da granulometria de areia, aumenta a eficiência de remoção, mas acentua a perda de pressão com o tempo, o que diminui a remoção das partículas menores ao longo dos ciclos de filtração.

Remoção, por flotação, de óleo em águas produzidas na indústria de petróleo: eficiência e modelagem do processo

The separation oil-water by the use of flotation process is characterized by the involvement between the liquid and gas phases. For the comprehension of this process, it s necessary to analyze the physical and chemical properties command float flotation, defining the nature and forces over the particles. The interface chemistry has an important role on the flotation technology once, by dispersion of a gas phase into a liquid mixture the particles desired get stuck into air bubbles, being conduced to a superficial layer where can be physically separated. Through the study of interface interaction involved in the system used for this work, was possible to apply the results in an mathematical model able to determine the probability of flotation using a different view related to petroleum emulsions such as oil-water. The terms of probability of flotation correlate the collision and addition between particles of oil and air bubbles, that as more collisions, better is the probability of flotation. The additional probability was analyzed by the isotherm of absorption from Freundlich, represents itself the add probability between air bubbles and oil particles. The mathematical scheme for float flotation involved the injected air flow, the size of bubbles and quantity for second, the volume of float cell, viscosity of environment and concentration of demulsifier. The results shown that the float agent developed by castor oil, pos pH variation, salt quantity, temperature, concentration and water-oil quantity, presented efficient extraction of oil from water, up to 95%, using concentrations around 11 ppm of demulsifier. The best results were compared to other commercial products, codified by ―W‖ and ―Z‖, being observed an equivalent demulsifier power between Agflot and commercial product ―W‖ and superior to commercial product ―Z‖

Estudo da eficiência dos adsorventes de Al2O3 e Fe/Al2O3 para remoção de BTX presente em água contaminada com gasolina

Contamination of groundwater by BTX has been featured in recent decades. This type of contamination is due to small and continuous leaks at gas stations, causing serious problems to public health and the environment. Based on these antecedents, the search for new alternatives for treating contaminated water is shown to be essential. Therefore, this study aimed to evaluate the efficiency of removal of BTX by adsorption processes employing commercial alumina (Al2O3) and alumina supported with iron (Fe/Al2O3) as adsorbents. It was prepared by a in a synthetic gasoline solution and distilled water to simulate an actual sample. Initially, the adsorbents were characterized by techniques XRD, TG / DTG, XRF, FTIR and SEM/EDS, several trials, where he was placed synthetic solution to react in the presence of Al2O3 and Fe/Al2O3 in a closed, mechanical stirring system were performed varying the catalyst concentration 2, 4 and 6 g.L-1 every 0, 10, 30 60, 90 and 120 min, aliquots were taken and brought to analysis by gas chromatography flame ionization with headspace extraction. The results indicated that the absorbent which has higher BTX removal capacity was the Fe/Al2O3 at a concentration of 6 g.L-1, pH = 4 and time of 90 minutes reaction, resulting in an efficiency, resulting in a 86,5% efficiency for benzene removal, for the 95,4% toluene, 90,8% for ɱ,ρ- xylene and 93.7% for the θ-xylenes. Subsequently, we performed a kinetic study of the reactions, the values of experimental adsorption capacity (qe) showed agreement with the values of the theoretical adsorption capacity (qc) to the pseudo-second-order model in the adsorption tests using 2 and 6 gL-1 of Al2O3 and assays using 2, 4 and 6 g.L-1 of Fe/Al2O3. A fact corroborated by the R2 values, thus indicating that the chemical interactions are present in the adsorption mechanisms of BTX.

Remoção do herbicida 2,4 diclorofenoxiacético (2,4-D) no tratamento convencional de água e associado à adsorção em carvão ativado em pó (CAP) em escala piloto

O aumento do uso de agrotóxicos no Brasil tem causado muitas preocupações, tanto em relação à questão ambiental quanto a saúde pública. Muitos desses compostos não são eficientemente removidos das águas por tratamento convencional, sendo necessárias alternativas que os removam das águas de abastecimento. Dentre as tecnologias existentes, a adsorção em CAP é considerada uma das mais efetivas e confiáveis, cujas vantagens incluem alta eficiência de remoção e facilidade de operação. O objetivo desta pesquisa é avaliar a remoção, em escala piloto, do agrotóxico 2,4-D e o seu principal metabólito 2,4-DCP em amostras de águas tratadas por adsorção em CAP associado ao tratamento convencional. Os testes foram realizados em instalação piloto na áreada ETA Carapina/CESAN. A água bruta foi a proveniente do rio Santa Maria da Vitória contaminadaatravés da adição de agrotóxico em sua fórmula comercial. Foram realizados quatro ensaios, dois sem adição de CAP e dois com adição de CAP junto à unidade de mistura rápida. Os agrotóxicos foram detectados e quantificados através da cromatografia líquida de alta eficiência, em metodologia validada. As amostras coletadas foram caracterizadas de acordo com os parâmetros: temperatura, turbidez, condutividade elétrica, absorbância em 254 nm, cor real, cor aparente, alcalinidade, carbono orgânico total, além e concentração dos agrotóxicos 2,4-D e ácido 2,4,5-T e do metabólito 2,4-DCP. Os diferentes ensaios foram avaliados em termos da taxa de remoção destes parâmetros. Como resultado no TCVcom adição de CAP o composto de interesse foi removido abaixo de 30 μg. L-1,Valor Máximo Permitido, estabelecido pela Portaria do MS n° 2.914/2011 para dosagem de 100μg.L-1e mostrou-se eficiente, também, na remoção de matéria orgânica. Em nenhum dos testes foi detectado o composto 2,4-DCP e 2,4,5-T.

Influência dos sólidos em suspensão sobre a eficiência de desinfecção de águas residuais tratadas por radiação ultravioleta

O volume de águas residuais tratadas tem vindo a aumentar nos últimos anos devido ao cumprimento da legislação em vigor – visando a proteção dos meios recetores das cargas poluentes rejeitas pelos aglomerados urbanos e industriais. A maioria das estações de tratamento de águas residuais é projetada para reduzir a carga poluente de natureza química, não removendo de forma significativa a contaminação por microrganismos patogénicos. Determinados usos dos meios recetores como a produção de água para consumo humano, águas balneares, águas para suporte de vida aquícola, bem como a reutilização dos efluentes das estações de tratamento de águas residuais para rega, entre outros, requerem a redução da carga de patogénicos, levando à inclusão de processos de desinfeção a montante da descarga. Na atualidade, o processo de desinfeção de águas residuais mais vantajoso na generalidade das situações é a radiação ultravioleta, em detrimento dos processos químicos anteriormente utilizados (como a utilização de cloro). Este trabalho pretende documentar o desempenho das instalações de desinfeção por radiação ultravioleta em Portugal, através da avaliação da eficiência de remoção de microrganismos indicadores de contaminação fecal (coliformes fecais) e dos fatores que a podem condicionar, como o teor de sólidos em suspensão, as caraterísticas dos equipamentos utilizados e suas condições de operação e manutenção. Tendo sido identificadas as estações de tratamento de águas residuais com desinfeção por radiação ultravioleta operacional em Portugal, foi possível efetuar a escolha de 9 delas para integrarem os casos de estudo, com base num questionário remetido às respetivas entidades gestoras. A eficiência do processo de desinfeção dos casos de estudo foi inferida através da comparação das concentrações de coliformes fecais no afluente à unidade de desinfeção e no efluente da estação de tratamento de águas residuais, a qual também permitiu efetuar uma análise relativa às diversas aptidões de reutilização da água residual tratada, à luz de diversos documentos legislativos e normativos, nacionais e europeus. Após a análise e processamento dos dados recolhidos dos casos de estudo, concluiu-se que todos eles apresentavam processos de desinfeção eficientes, com redução efetiva de coliformes fecais e que, a reduzida concentração de partículas em suspensão no afluente às unidades de desinfeção concorreu para o seu bom desempenho, evidenciando assim, a importância de o tratamento que precede a desinfeção assegurar a efetiva remoção de sólidos em suspensão até valores médios da ordem dos 14 mg/L.

Contribuição para a análise da presença de arsénio em águas de abastecimento e sua remoção por precipitação química

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil Sanitária

Remoção de compostos farmacêuticos persistentes das águas efeitos no ambiente e na saúde humana

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária

Contribuição para o estudo de sistemas de tratamento de água para abastecimento associados à remoção de compostos farmacêuticos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária

Desenvolvimento e caracterização de membranas de remoção de compostos de arsénio em água

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química