Estudo do potencial de formação de trihalometanos na lagoa de Extremoz (RN) / Study of trihalomethanes potencial formation in Extremoz-RN pond

RESUMO O potencial de formação de trihalometanos (PFTHM) é uma metodologia utilizada para avaliar a possibilidade de formação de subprodutos da desinfecção (SPD) por cloração durante o processo de tratamento da água. Trihalometanos (THM) são compostos organoclorados e representam a soma de clorofórmio, diclorobromometano, dibromoclorometano e bromofórmio, sendo a principal classe de SPD formados a partir da reação entre o cloro residual livre e a matéria orgânica natural (MON) presente na água bruta de mananciais de superfície. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o PFTHM resultante da aplicação de cloro na água bruta da lagoa de Extremoz, cuja tecnologia de tratamento utilizada é a filtração direta, seguida de desinfecção com cloro. Os resultados obtidos indicaram presença de matéria orgânica natural hidrofílica com predominância de ácidos fúlvicos na água bruta do manancial. A concentração média de TTHM7 (4,22 mg.L-1) revelou que a água do manancial possui forte potencialidade para formação de compostos orgânicos halogenados. O clorofórmio representou cerca de 80% da concentração total de THM nos ensaios realizados. Foram observadas correlações fortes e significativas entre as variáveis dureza (R = 0,90 e p = 0,005) e cor aparente (R = -0,93 e p = 0,002) da água bruta, resultados que indicaram que íons Ca2+ e Mg2+ podem promover a formação de THM, assim como a cor aparente.

ABSTRACT Trihalomethanes formation potential (THMFP) has been used to evaluate the possibility of disinfection byproduct (DBP) formation by chlorination during the water treatment process. Trihalomethanes (THM) are organochlorine compounds and represents the sum of chloroform, dichlorobromomethane, dibromochloromethane, and bromoform, and is the main class of DBP formed from the reaction between free residual chlorine and natural organic matter (NOM) present in the source waters of surface fountains. This research evaluates the THMFP on the source water from the Extremoz Pond (Natal-RN, Brazil), which is treated by direct filtration followed by chlorine disinfection. Results indicated the presence on source water of hydrophilic natural organic matter with the predominance of fulvic acids. The mean concentration of TTHM7 (4.22 mg.L-1) showed that the source water has a strong potential for halogenated organic compounds formation. Chloroform represented about 80% of the total THM concentration in the assays performed. Significant and strong correlations were observed between hardness (R = 0.90 and p = 0.005) and apparent color (R = -0.93 and p = 0.002) attesting that Ca2+ and Mg2+ ions can promote the formation of THM, as well as the apparent color.

Levantamento da tipologia das estações de tratamento de esgoto oriundas do Programa de Aceleração do Crescimento e a previsão do impacto no índice de tratamento de esgoto no estado do Espírito Santo / Survey of the type of sewage treatment plants from the Growth Acceleration Program and the forecast impact on the rate of sewage treatment in the state of Espírito Santo, Brazil

RESUMO No âmbito do Programa de Aceleração do Crescimento, cabe ao Ministério das Cidades a gestão de investimentos destinada ao esgotamento sanitário no valor de R$ 26,4 bilhões para implantação ou ampliação do sistema coletor e da estação de tratamento de esgoto. O estado do Espírito Santo foi selecionado para realizar o estudo sobre as tecnologias e avaliar o impacto do aumento do volume de esgoto tratado no índice de tratamento de esgoto (IN046) dos municípios e do estado. Foram identificadas 13 operações com investimentos em tratamento de esgoto, que beneficiam 11 municípios. Estima-se que o valor investido seja de R$ 120.852.842,33, correspondendo a 38,9% do total de recursos em esgotamento sanitário para o estado. As 13 estações de tratamento de esgoto vão proporcionar o aumento de 39.606,69 (x1.000 m³ano-1) de volume do esgoto tratado. O IN046 de oito municípios poderá alcançar o valor de 100,0% e o do estado do Espírito Santo poderá tê-lo alterado de 27,0 para 46,9%, com a entrada em operação dessas estações de tratamento de esgoto.

ABSTRACT Within the scope of the Growth Acceleration Program, the The Brazilian Ministry of Cities is responsible for the management of investments intended for sewage in the amount of BRL 26.4 billion for implementation or expansion of the collection system and wastewater treatment plant. The state of Espírito Santo was chosen to perform the study on the technologies and to evaluate the impact of the increased treated sewage volume in the sewage treatment rate (IN046) of the municipalities and state. It identified 13 operations with investments in wastewater treatment, benefiting 11 municipalities. It has been estimated that the amount invested in treatment is of BRL 120,852,842.33, which represents 38.9% of total sanitation resources for the state. The 13 wastewater treatment plants will provide an increase of 39,606.69 (x1,000 m³ year-1) of volume of treated sewage. The IN046 of eight municipalities might reach a value of 100.0% and the state of Espírito Santo might have its value changed from 27.0 to 46.9%, after the beginning of operation of these wastewater treatment plants.

Avaliação experimental e modelagem matemática de filtros anaeróbios como alternativa de baixo custo para remoção de algas de efluentes de lagoas de estabilização / Experimental evaluation and mathematical modeling of anaerobic filter as a low-cost alternative for algae removal from waste stabilization ponds

RESUMO Nesta pesquisa, estudou-se o desempenho de três filtros biológicos anaeróbios com novos e diferentes meios de suporte em tempos de detenção hidráulica (TDH) distintos (5,5 e 11,1 horas), objetivando a remoção de algas de efluentes de lagoas de estabilização. O considerável desempenho no pós-tratamento (remoções de até 77,4%) pode ser atribuído à atuação dos mecanismos de sedimentação, retenção física e assimilação biológica. Foi desenvolvido um modelo de decaimento para clorofila com base na simplificação da equação de transporte de massa. O coeficiente global de decaimento foi descrito como uma função dos números de Reynolds e Weber, obtida por meio de ajuste aos dados experimentais com um coeficiente de determinação superior a 0,96. Para confirmação de que a função de Reynolds e Weber descreve bem o comportamento de k, foram realizadas simulações do impacto das seguintes variáveis na eficiência de remoção de algas: comprimento do filtro (altura do leito), diâmetro do filtro, diâmetro do meio suporte, porosidade, vazão, tensão superficial e da viscosidade do líquido. As simulações desenvolvidas demonstraram coerência nos resultados, reforçando que os números de Reynolds e Weber, assim como o modelo de fluxo em pistão, podem ser usados para descrever o processo de remoção de algas em filtros anaeróbios.

ABSTRACT In this research we studied the performance of three anaerobic biological filters with new and different support media in different hydraulic retention time (HRT): 5.5 and 11.1 hours, aiming at the removal of wastewater stabilization ponds of algae. The considerable performance in the post-treatment (removal of up to 77.4%) can be attributed to the actions of sedimentation mechanisms, physical restraint and biological assimilation. It has developed a model for chlorophyll decay from the simplification of mass transport equation. The overall decay coefficient was described as a function of Reynolds and Weber numbers, which was obtained through adjusting the experimental data with a determination coefficient greater than 0.96. To confirm that the Reynolds and Weber function describes well the k behavior, simulations were made of the impact of these variables on algae removal efficiency: filter length (bed height), filter diameter, the diameter of the support means, porosity, flow, surface tension and viscosity of the liquid. Simulations show consistency in the results, reinforcing that the Reynolds and Weber numbers and the flow model of piston may be used to describe the process of removing algae in anaerobic filters.