TRATAMENTO DE EFLUENTE TÊXTIL POR ULTRAFILTRAÇÃO EM MEMBRANA CERÂMICA

A indústria têxtil utiliza grandes volumes de água e gera efluentes com composição extremamente heterogênea e uma grande quantidade de material tóxico e recalcitrante. Em alguns casos torna-se importante o uso de técnicas mais modernas como os processos de separação por membranas que estão evoluindo como uma solução promissora para muitos problemas associados aos efluentes aquosos têxteis. Os objetivos propostos para o desenvolvimento deste trabalho visam contribuir com informações para a minimização dos problemas ambientais, promovendo a avaliação dos sistemas de remoção de corante de efluentes têxteis. Para tanto, primeiramente caracterizou-se o efluente determinando: pH, cor, turbidez, DQO, DBO, sólidos em suspensão e sólidos totais. Em seguida foram realizados ensaios de filtração em membrana cerâmica de porosidade 0,01 µm fixando a pressão de trabalho em 3 bar. O efluente foi caracterizado novamente após o tratamento proposto a fim de avaliar a eficiência do processo. Para os parâmetros DBO e DQO, obteve-se uma redução de 80,10 e 73,97%, respectivamente. Analisando a quantidade de sólidos totais, a redução foi de 65,30%. Para os parâmetros cor e turbidez houve redução de 70,94% e 92,87%, respectivamente. Além disso, uma análise de varredura mostrou a total eliminação do corante presente no efluente

AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO UTILIZANDO COAGULANTES NATURAIS NA REMOÇÃO DE CIANOBACTÉRIAS

A ocorrência de cianobactérias em mananciais de abastecimento é preocupante, principalmente, devido à possibilidade de algumas espécies liberarem toxinas para a água. Essas toxinas podem causar danos à saúde humana e levar à morte. No Brasil tem-se verificado um aumento de relatos da ocorrência de florações tóxicas de espécie Cylindrospermopsis raciborskii. Neste contexto, o trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de dois coagulantes naturais, um obtido a partir da semente de Moringa oleífera (MO) e outro, o coagulante comercial Tanfloc SG (um tanino vegetal extraído da Acácia Negra) para remoção de cor aparente, turbidez e células de C. raciborskii pelo processo de coagulação/floculação/sedimentação. Também avaliaram-se diferentes dosagens de MO e Tanfloc. Para os ensaios, foi utilizada uma água deionizada contaminada com cultura de células da espécie C. raciborskii para obter turbidez entre 50 e 450 NTU. Para a preparação da solução coagulante com a semente de MO, utilizou-se 1g das sementes descascadas e trituradas em 100 mL de solução salina NaCl (1M). Após a trituração, a solução foi agitada por 30 min e filtrada a vácuo. Para o tanino vegetal utilizou-se o produto comercial Tanfloc SG. Os resultados mostraram que o coagulante à base de semente de MO é tão eficiente quanto Tanfloc SG e pode se constituir em uma alternativa adequada para tratamento de águas com florações de cianobactérias

REMOÇÃO DE CIANOBACTÉRIAS E CIANOTOXINAS EM ÀGUAS DE ABASTECIMENTO PELA ASSOCIAÇÃO DE FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO E NANOFILTRAÇÃO

O aumento nas ocorrências e a preocupação com a potencialidade das toxinas produzidas pelas cianobactérias remetem a estudos que sejam eficazes na remoção destes compostos no tratamento de água. Neste sentido, a flotação por ar dissolvido se destaca como um processo eficiente na remoção de células intactas de cianobactérias, de forma a reduzir a potencialidade de liberação de toxinas para a água tratada. A nanofiltração se apresenta como tecnologia eficaz na remoção de cianotoxinas e, por este motivo, a associação destes processos com coagulantes naturais, como a Moringa oleifera Lam, foi adotada como objetivo do estudo. Para os ensaios, foi preparada uma “água sintética”, utilizando-se água deionizada e posterior contaminação com culturas de células do gênero Microscystis sp para obter turbidez na faixa de 50 - 450 NTU. O processo de coagulação/floculação foi realizado com a extração do coagulante natural Moringa oleifera Lam em solução salina NaCl (1M) com posterior flotação no equipamento “Floteste”. A partir desta etapa, procurou-se avaliar a remoção da microcistina, utilizando as membranas NF-90 e NF-270. O desempenho do sistema de tratamento como um todo foi avaliado a partir dos parâmetros físico-químicos (cor, turbidez e pH) e microbiológicos (cianobactérias e cianotoxinas)

EMPREGO DAS SEMENTES DE MORINGA OLEIFERA LAM, COMO COAGULANTE ALTERNATIVO AO POLICLORETO DE ALUMÍNIO (PAC), NO TRATAMENTO DE ÁGUA PARA FINS POTÁVEIS

Este trabalho avaliou a eficiência das sementes de Moringa oleifera Lam como coagulante natural no processo de coagulação/floculação/sedimentação (C/F/S), seguido de ultrafiltração (UF), para a obtenção da remoção de cor, turbidez, coliformes totais, Escherichia coli e pH da água tratada. Para os ensaios, foi utilizada água bruta com turbidez na faixa de 150 à 550 uT proveniente do Rio Pirapó. O processo C/F/S foi realizado com o coagulante natural Moringa oleifera (MO) extraído em solução salina de KCl e NaCl (1M) e com o coagulante químico Policloreto de Alumínio (PAC), nas dosagens de 25 à 300 mg.L-1. Para os ensaios de UF foi utilizada uma membrana de poli (éter sulfona) à pressão de 3 bar. Pode-se observar que a Moringa não influencia o pH do meio, o qual manteve-se estável em todas as dosagens. O processo combinado C/F/S+UF se apresentou eficiente, pois os parâmetros analisados atingiram os valores estabelecidos pela Portaria nº 2914 do Ministério da Saúde. PALAVRAS-CHAVE: Coagulação/floculação/sedimentação, ultrafiltração, Moringa oleífera.AbstractThis study investigated the efficiency of Moringa oleifera seeds as natural coagulant in coagulation/flocculation/sedimentation (C/F/S) process, followed by ultrafiltration (UF) for color, turbidity, total coliforms and Escherichia coli removal and pH of the treated water. For the tests a raw water with turbidity 150-550 uT, from the River basin Pirapó was used. The C/F/S process was performed using the Moringa oleifera extracted in saline solution of KCl and NaCl (1M), and Poly Aluminum Chloride (PAC) as chemical coagulant, in dosage from 25 to 300 mg.L-1 . In UF process, it was used a membrane of poly (eter sulfone) in a working pressure of 3 bar. In the results, one can observe that the Moringa does not influence the pH of the medium, which remained stable at all dosages. The combined process C/F/S+UF showed efficient, because the analyzed parameters reach the values established by Regulation nº 2914 of the Ministry of Health

AVALIAÇÃO DO TEMPO DE DEGRADAÇÃO DO COAGULANTE NATURAL MORINGA OLEIFERA LAM EM PÓ NO TRATAMENTO DE ÁGUA SUPERFICIAL

A Moringa oleifera Lam (M. oleifera) é um biopolímero considerado como um promissor coagulante principalmente por ser natural, biodegradável, e produzir altas reduções na turbidez da água bruta. Contudo, o desempenho começa a decair a ponto de tornar o coagulante ineficiente após um certo período. Desse modo, este trabalho propõe o estudo do tempo de degradação do coagulante M. oleifera em pó, a fim de verificar se o poder coagulante é alterado em relação ao tempo de armazenamento desse produto em refrigerador. Os ensaios de coagulação/floculação e sedimentação foram realizados em Jar Test, com água bruta coletada na Sanepar, proveniente da Bacia do Rio Pirapó, Maringá, Paraná, com turbidez inicial de 80 NTU. Utilizou-se a dosagem de 50 mg.L-1 do coagulante. Para a avaliação do tempo de degradação, analisou-se a redução percentual de cor aparente, turbidez e compostos com absorção em UV254nm. Verificou-se que é interessante utilizar o coagulante durante o período de até 1 semana, pois as propriedades coagulantes tendem a diminuir com o tempo de armazenamento. Pode-se considerar que o pó das sementes de M. oleifera destaca-se como um produto sustentável bastante atrativo para a purificação da água, sendo uma alternativa ambientalmente correta.AbstractMoringa oleifera Lam (M. oleifera) is a biopolymer considered as a promising coagulant, mainly since it is natural, biodegradable, and results in high reductions of raw water turbidity. However, the performance declines after determined time and becomes the coagulant inefficient. Thus, this work aims to study the degradation time of coagulant M. oleifera powder in order to verify if the coagulating capacity changes in relation to the storage time of the product in the refrigerator. Tests of coagulation/flocculation and sedimentation were performed in Jar Test with raw water collected in Sanepar, from Pirapó River, Maringá, PR, with an initial turbidity of 80 NTU. It was used a coagulant concentration of 50 mg.L-1 . For the degradation time study, it was evaluated the percentage reduction in apparent color, turbidity and compounds with UV254nm absorption. It was observed that it is interesting to use the coagulant during for a maximum period of 1 week since coagulant properties tend to decrease with the storage time. It can be considered the dried seeds of M. oleifera stand out as a very attractive sustainable product for water purification, and represents an environmentally friendly alternative

SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS METÁLICAS E ÓXIDOS METÁLICOS SUPORTADAS EM CARVÃO ATIVADO PARA REMOÇÃO DE ESCHERICHIA COLI DA ÁGUA

Materiais antibacterianos para aplicação na purificação de água foram produzidos a partir de carvão ativado suportados com nanopartículas (NPs) de prata (Ag) e cobre (Cu). Os materiais foram produzidos utilizando-se o método de impregnação a vácuo com soluções aquosas dos sais metálicos de nitrato de prata (AgNO3) e sulfato de cobre (CuSO4.5H2O) em diferentes concentrações, seguido da etapa de decomposição térmica para síntese das NPs de Ag e Cu no carvão ativado. A caracterização textural dos materiais foi realizada através de técnicas de medidas de área superficial específica BET, área de microporos (método t) e volume e diâmetro de poros (método HK); a caracterização estrutural foi realizada por análises de Difratometria de Raios-X (DRX) e a caracterização morfológica por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Os materiais produzidos em diferentes concentrações: C/Ag 0,3 % Cu 1,0 %, C/Ag 0,3 % e C/Cu 1,0 %, foram avaliados em relação à atividade antibacteriana contra as bactérias Escherichia coli em filtros de purificação de água, conforme estabelecido pela norma ABNT NBR 16098:2012, nas condições de 5 % e 95 % da vida útil do filtro. Os materiais modificados somente com NPs de Ag (C/Ag 0,3 %) e NPs de Cu (C/Cu 1,0 %) mostraram uma atividade antibacteriana inferior a 2 log de remoção de (1,36 log/1,07 log) e (1,31 log/0,94 log), respectivamente. Em contrapartida, o material produzido com a combinação de NPs de Ag e Cu (C/Ag 0,3 %Cu 1,0 %) mostrou uma elevada atividade antibacteriana (4,91 log/ 3,75 log), inibindo completamente o crescimento bacteriano e, por conseguinte, este pode ser considerado como potencial material antibacteriano na purificação da água.AbstractAntibacterial material for application in drinking water purification were produced from activated carbon supported with nanoparticles (NPs) of silver (Ag) and copper (Cu). The materials were produced using vacuum impregnation method with aqueous solutions of metallic salts of silver nitrate (AgNO3) and copper sulfate (CuSO4.5H2O) in different concentrations, followed by thermal decomposition step for synthesis of NPs (Ag) and NPs (Cu) on activated carbon. The textural characterization was carried out by measurements techniques of BET specific surface area, micropore area (t method) and pore volume and diameter (HK method); the structural characterization was performed by Diffraction X-Ray analysis (XRD) and morphological characterization by Transmission Electron Microscopy (TEM). The produced materials in different concentrations: C/Ag 0,3 % Cu 1,0 %, C/Ag 0,3 % and C/Cu 1,0 %, were evaluated for antibacterial activity against Escherichia coli in water purification filters according to standard ABNT NBR 16098:2012, under the conditions of 5 % and 95 % of the filter life. The modified materials with single NPs of Ag (C/Ag 0,3 %) and NPs of Cu (C/Cu 1,0 %) showed an antibacterial activity less than 2 log reduction (1.36 log / 1.07 log) and ( 1.31 log / log 0.94), respectively. However, the produced material with combination of NPs of Ag and Cu (C/Ag 0,3 % Cu 1,0 %) showed a high antibacterial activity (4.91 log / 3.75 log ) completely inhibiting the bacterial growth, and therefore, this can be considered as potential antibacterial material for water purification

ESTUDO DOS PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS EM FILTROS DE CARVÃO ATIVADO GRANULAR MODIFICADOS COM NANOPARTÍCULAS DE PRATA E COBRE PARA APLICAÇÃO NO TRATAMENTO DE ÁGUA

Esta pesquisa teve como objetivo o estudo de filtros de carvão ativado modificados com nanopartículas de prata e cobre. Para a impregnação dos metais na superfície do carvão ativado foi utilizado o método de impregnação por excesso de solvente nas concentrações de C/Ag0,5%, C/Ag1,0%, C/Cu0,5%, C/Cu1,0%, C/Ag0,5%Cu0,5%, C/Ag0,5%Cu1,0%, C/Ag1,0%Cu0,5% e C/Ag1,0%Cu1,0%. Os filtros produzidos foram testados (com água da torneira) quanto aos parâmetros físico-químicos (cor, turbidez, pH, cloro, dureza, sólidos dissolvidos totais e metais) de acordo com a Norma ABNT NBR 16098:2012 e permaneceram dentro da faixa de aceitação para o consumo humano (Portaria 2914:2011 e ABNT NBR 16098:2012). Para a determinação da concentração dos metais lixiviados para água durante a passagem pelo filtro foi utilizada a absorção atômica de chama, todos os resultados obtidos permaneceram dentro da faixa de aceitação para o consumo humano de acordo com a Portaria 2914:2011 e ABNT NBR 16098:2012. Sendo assim, o carvão ativado produzido poderá ser aplicado no tratamento de água na remoção/inativação viral.AbstractThis research aimed at studying filters of activated carbon modified with silver and copper nanoparticles. For the purpose of metal impregnation on the surface of activated carbon, it was utilized the excess solvent impregnation method at concentrations of c/ag0.5%, c/ag1.0%, c/cu0.5%, c/cu1.0%, c/ag0.5%cu0.5%, c/ag0.5%cu1.0%, c/ag1.0%cu0.5% and c/ag1.0%cu1.0%. The produced filters were tested (with tap water) relative to the physical-chemicals parameters (color, turbidity, ph, chlorine, hardness, total dissolved solids and metals) according to regulation abnt nbr 16098:2012 and remained within the acceptable range for human consumption (directive 2914:2011 and abnt nbr 16098:2012). As for the determination of the concentration of leached metals to water during the passage through the filter, flame atomic absorption spectrophotometry was used and all the determined results remained within the acceptable range for human consumption, according to directive 2914:2011 and ABNT NBR 16098:2012. Thus, the activated carbon produced can be used in water treatment for removing/inactivation viral

CARVÃO ATIVADO GRANULAR IMPREGNADO COM ZINCO PARA REMOÇÃO DE BACTÉRIAS DA ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO

O carvão ativado granular impregnado com zinco (C/Zn) foi avaliado em relação à atividade antibacteriana para eliminação de micro-organismos na purificação de água para consumo humano. Os meios filtrantes produzidos a partir de C/Zn foram caracterizados através de técnicas instrumentais como análises de BET e difração de raios-X (DRX) para determinar a distribuição de poros e área superficial e as fases estruturais, respectivamente. Experimentos foram realizados em um sistema doméstico de purificação de água utilizando filtros com leito de carvão ativado granular sem impregnação e com impregnação de zinco nas concentrações de 1,0, 3,0, 5,0 e 10,0% (m/m). A atividade antibacteriana dos meios filtrantes foi avaliada em relação à eficiência de remoção de bactérias Escherichia coli da água. Foram preparadas soluções sintéticas com água deionizada contaminada artificialmente com uma concentração aproximada entre 1,0x105 a 9,0x106 UFC/100mL de Escherichia coli. Assim a eficiência bacteriológica dos meios filtrantes com C/Zn foi superior com o aumento da concentração de zinco impregnado no carvão ativado. O filtro com leito de carvão ativado impregnado com 10% de zinco apresentou a maior eficiência com remoção de Escherichia coli superior a 99% e melhorando a qualidade bacteriológica da água para consumo humano.AbstractGranular activated carbon impregnated with zinc (C/Zn) was evaluated for the antibacterial activity for elimination of micro-organisms in drinking water purification. The filter media produced from C/Zn were characterized by instrumental techniques such as the BET analyzes and x-ray diffraction (XRD) to determine the pore distribution and surface area and structural phases, respectively. Experiments were performed in a household water purification system using filters with granular activated carbon bed without impregnation and impregnation with zinc in concentrations of 1.0, 3.0, 5.0 and 10.0% (w/w). The antibacterial activity of the filter media was evaluated regarding to the removal efficiency of bacteria Escherichia coli of water. Synthetic solutions were prepared with deionized water contaminated artificially with an approximate concentration of 1.0 x105 to 9.0 x106 CFU/100mL of Escherichia coli. The efficiency bacteriological efficiency bacteriological of filter media with C/Zn was higher with increasing concentration of zinc impregnated on activated carbon.The filter bed of activated carbon impregnated with 10% of zinc showed the highest efficiency with removal of bacterial Escherichia coli higher than 98% and improving the bacteriological quality of drinking water

REMOÇÃO DE MICROCYSTIS AERUGINOSA E MICROCISTINA EM ÁGUA EUTROFIZADA ATRAVÉS DO PROCESSO COMBINADO DE COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO SEGUIDO DE NANOFILTRAÇÃO

O processo de tratamento convencional é capaz de remover as células de cianobactérias, mas são pouco eficientes na remoção das cianotoxinas, necessitando de técnicas complementares para a remoção dessa fração dissolvida. Nesse contexto, a nanofiltração apresenta-se como tecnologia eficaz na remoção de cianotoxinas. Assim, a associação dos processos de coagulação/floculação/sedimentação (C/F/S) e nanofiltração (NF), como uma sequência de tratamento para águas oriundas de ambientes eutrofizados, torna-se relevante e, desta forma, foi adotada como objeto do presente estudo. Para os testes, foi preparada uma "água sintética", utilizando água deionizada e posterior contaminação com células de Microcystisaeruginosa, para obter concentração da ordem de 106 – 107céls/mL. A metodologia adotada neste trabalho foi realizada em duas etapas: 1) processo C/F/S usando os Tanfloc SG, SL e SS como coagulantes naturais para determinação da concentração ótima do coagulante 2) processo de NF utilizando as membranas NF-90 e NF-270, com características ligeiramente distintas, na pressão de 5 bar. O desempenho do tratamento como um todo C/F/S+NF, avaliado a partir dos parâmetros físico-químicos (turbidez, cor e pH) e microbiológicos (contagem de células de cianobactéria e concentração de microcistina-LR).AbstractThe conventional treatment process is capable of removing cyanobacteria cells but are inefficient in removing cyanotoxins, requiring additional techniques for removing dissolved fraction of that. In this context, nanofiltration, is presented as a technology effective in removing cyanotoxins and, for this reason, the combination of the processes of coagulation / flocculation / sedimentation (C / F / S) and nanofiltration (NF), as a result of treatment for waters originating from eutrophic environments, it becomes wide relevance, having been adopted as the object of this study. For the tests was prepared a "synthetic water", using deionized water and subsequent contamination with cells from Microcystisaeruginosa, to obtain concentration in the range 106-107 cells / mL. The methodology adopted in this study was performed in two steps: 1) Case C / F / S using Tanfloc SG, SL and SS as natural coagulants for determining the optimum concentration of coagulant 2) process using NF membranes NF-90 and NF -270 with slightly different characteristics, at a pressure of 5 bar. The performance of the treatment as a whole C / F / S + NF was evaluated from the physico-chemical parameters (turbidity, color and pH) and microbial (cyanobacterial cell counts and concentration of microcystin-LR)

Green technologies for cyanobacteria and natural organic matter water treatment using natural based products

Green technologies are environmentally friendly operations that limit the negative impacts of traditional industrial activities and can contribute to solving the challenge of sustainable water management. This work aims to develop a green water treatment sequence using a natural coagulant (Moringa oleifera) and a natural activated carbon (vegetable coconut palm) to remove Microcystis aeruginosa and natural organic matter in an integrated process. The proposed sequence, coagulation/flocculation/dissolved air flotation and activated carbon, is an eco-friendly and innovative option for water treatment managers, since it includes environmentally friendly products for the contaminant removal from water, replacing the traditional inorganic/synthetic coagulants and adsorbents. Results demonstrated that waters with concentrations as high as 150-200 mu g/I. of chlorophyll a and natural organic matter between 5 and 16 mg C/L presented removals higher than 80% for turbidity and chlorophyll a, 70-80% for dissolved organic matter and 80-90% for UV254nm. Moringa oleifera natural coagulant removed almost 80% of Microcystis aeruginosa cells in coagulation/flocculation/dissolved air flotation processes. The coconut palm activated carbon showed a high capacity to adsorb DOC from water with a maximum adsorbed capacity of 51.8 mg/g at equilibrium. The values obtained in treated water for the parameters measured are very encouraging, so this innovative integrated sequence may be used for improving water quality, benefiting human health and wellbeing. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.CNPq (National Counsel of Technological and Scientific Development)CAPES (Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel)info:eu-repo/semantics/publishedVersio