ABSTRACT
RESUMO Os processos de formação, crescimento, ruptura e rearranjo dos flocos que ocorrem durante a coagulação/floculação influenciam, significativamente, a eficiência da remoção dos agregados no tratamento de água. Por isso, é importante estudar as propriedades dos flocos, que são alteradas continuamente durante a floculação e podem interferir na subsequente remoção das partículas. Neste trabalho foi avaliada a eficiência de remoção de turbidez por meio da sedimentação e da flotação por ar dissolvido (FAD), com o uso de aluminato de sódio como agente coagulante. Adicionalmente, a etapa de floculação foi monitorada usando imagens obtidas por método não intrusivo. A FAD proporcionou melhor resultado de remoção de turbidez, de 93%, mostrando robustez como etapa no processo de tratamento de água. Na etapa de floculação, o tamanho dos flocos variou de 0,03 a 0,53 mm, com maior concentração de partículas nas menores classes de tamanho monitoradas. O estudo da dimensão fractal mostrou que o aumento da intensidade da mistura acentuou a ruptura (Dmédio de 0,2 mm para 20 s-1 para Dmédio de 0,1 mm para 40 s-1) nos flocos, promovendo o surgimento de flocos menos compactos. A FAD se mostrou menos sensível às variações de tamanho dos agregados quando comparada à sedimentação.
ABSTRACT The processes of formation, growth, rupture, and rearrangement of flocs, which occur during coagulation/flocculation, significantly influence the removal efficiency of the aggregates in water treatment. Therefore, it is important to study the flocs properties because they change continuously during the process and may interfere in the choice of later step for removal of the particles. This article evaluated the efficiency of turbidity removal in sedimentation and dissolved air flotation (DAF) with the use of sodium aluminate as a coagulant. In addition, the flocculation step was monitored through digital images, by non-intrusive method, to study the morphological properties of flocs. The DAF step provided better removal results (greater than 93%) in less process time, showing to be an advantageous step in turbid water treatment. In the flocculation step, the size of the flocs varied from 0.03 to 0.53 mm, with a higher particle concentration in the smaller size classes. The study of the fractal dimension showed that the increase in the intensity of the mixture accentuated the rupture (Dmean of 0.2 mm for 20s for Dmean of 0.1 mm for 40s-1) in the flocs, promoting the appearance of less compact flocs. DAF was less sensitive to variations in aggregate size when compared to sedimentation.
ABSTRACT
RESUMO Neste artigo, buscou-se avaliar a sensibilidade da função contínua de distribuição de tamanho de partículas (DTP) diante da modificação decorrente da floculação. Para tal, foram investigadas seis configurações discretas, subdivididas em 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 e 15 classes de tamanho. As configurações investigadas diferem na frequência de partículas presentes por faixa de tamanho e no comportamento, sendo este monotônico ou unimodal. O ajuste da função contínua na forma linearizada aos dados discretos foi avaliado por meio do coeficiente de determinação (R2). O coeficiente de potência da função (β) e o centro de massa (C.M) da distribuição foram tomados como representativos da DTP para a análise de sensibilidade, realizada por meio do estudo da correlação múltipla entre as variáveis. Experimentos em escala de bancada foram conduzidos visando a avaliar a simulação. Os resultados demonstraram que os parâmetros β e C.M foram sensíveis às variações da DTP, todavia os ajustes das funções para distribuições unimodais carecem de aprimoramento.
ABSTRACT In this paper, the sensitivity of the continuous particle size distribution function (PSD) was evaluated, as flocculation occurs. To this end, six discrete configurations were investigated, subdivided into 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 and 15 classes. The distribution studied here differ in the particles presented by size range and behavior, whether monotonic or unimodal. The adjustment of the continuous function in linearized form to the discrete data was evaluated by means of R2. The power law coefficient (β) and the center of mass (C.M) were taken as representative of PSD during the sensitivity analysis, which was carried out by means of multiple correlation between the variables. Batch essays were performed in order to evaluate simulations. Results showed that β and C.M were both sensitive to PSD variations; however, the function adjustments for unimodal distributions need improvement.
ABSTRACT
ABSTRACT Dyes highly reduce sunlight penetration into the stream, and consequently affect photosynthesis and oxygen transfer into water bodies. An experimental and analytical modelling approach to Reactive Blue 19 (RB19) removal using ozone was carried out. For this purpose, factors and mass ratio analyses were assessed based on batch assays experiments. Removal efficiency increased from 64 to 94% when the dosage increased from 38.4 to 153.6 mg O3.L-1. Results showed that RB19 is more efficiently removed when initial pH is 7. The rate of RB19 removal decreased as the initial dye concentration increased. Kinetic studies showed that the ozonation of RB19 was a pseudo first-order reaction with respect to the dye, and the apparent rate constant declined logarithmically with the initial dye concentration. Mass ratio studies showed that, for the empirical analysis, the power law equation was adequate to describe mass ratio over time and the analytical analysis suggests that the process is influenced by mass transfer in the liquid film as well as in the bulk fluid.
RESUMO Os corantes reduzem significativamente a penetração da luz solar no corpo d'água e, consequentemente, afetam a fotossíntese e a transferência de oxigênio. Realizaram-se modelagens experimental e analítica da remoção do azul reativo 19 por ozônio. Para isso, avaliaram-se os atributos e a taxa mássica por ensaios em batelada. A eficiência de remoção foi de 64 para 94% quando a dose de ozônio aumentou de 38,4 para 153,6 mg O3.L-1. Os resultados mostraram que o azul reativo 19 é removido mais eficientemente em pH inicial da solução de 7. A taxa de remoção do azul reativo 19 reduziu à medida que a sua concentração inicial aumentou. Os estudos cinéticos mostraram que a ozonização do azul reativo 19 é uma reação de pseudoprimeira ordem em relação ao corante e a constante cinética aparente decai logaritmicamente com a concentração inicial de corante. A análise empírica indica que a taxa mássica ao longo do tempo pode ser descrita adequadamente por uma equação de potência, e os estudos analíticos sugerem que o processo é influenciado pela transferência de massa tanto no filme líquido quanto na massa líquida.
ABSTRACT
RESUMO O coeficiente de retorno (f) da rede coletora de esgoto, que apresenta quociente dado pelos volumes água/esgoto micromedidos, é empregado no projeto e na gestão do sistema de coleta de esgoto sanitário. As fontes de suprimento de água alternativas, tais como águas de reúso e de aproveitamento pluvial, não estão contempladas por f. O presente artigo teve o objetivo de aplicar metodologias para avaliar o potencial do lançamento de água pluvial no sistema de coleta e transporte de esgoto sanitário por meio de práticas de aproveitamento, na cidade de Bauru/SP. As variáveis de interesse foram parametrizadas utilizando o número de habitantes. Foi usado procedimento amostral para a determinação das áreas de telhado disponíveis. Os resultados apontam para correções de f (f corrigido ) na faixa de 0,86 e 1,14.
ABSTRACT The return coefficient (f) of the sewage disposal system, which presents the ratio given by the volume of wastewater by the public supply system water volume is employed in the design and management of sanitary sewer collection system. The use of alternative sources, such as reuse and rainwater harvesting, are not considered by f. This article aims at applying the methodology to evaluate the potential release of rainwater in the collection and transportation of sanitary sewage system through recovery practices in Bauru city/SP. Variables were quoted by means of number of inhabitants. The statistical sampling procedure was applied for roof area determination. Results pointed out for f correction (f corrected ) values varying from 0,86 to 1.14 for Bauru city.
ABSTRACT
RESUMO As microcistinas (MC), que estão entre as cianotoxinas mais encontradas em florações de cianobactérias, não são eficientemente removidas pelas tecnologias do ciclo completo de tratamento de água. Como barreira adicional para sua remoção, destaca-se o processo de adsorção com carvão ativado granular (CAG). Esta pesquisa comparou a eficiência de remoção de MC-LR por sete CAG produzidos a partir de diferentes matérias-primas, analisando as propriedades das amostras: umidade, teor de cinzas, pH e características texturais. Inicialmente, os resultados indicaram que as propriedades dos CAG foram influenciadas pelo material de origem, assim como pelo método de produção. Nos ensaios de adsorção, o modelo de Langmuir indicou que, em quatro horas, com dosagem de 100 mg.L-1, o CAG de linhito (CGLIN) apresentou a maior capacidade de remoção (97,2%) de MC-LR (Co: 115,1 µg.L-1), com qe,máx de 10,6 mg.g-1. O volume de mesoporos influenciou significativamente a capacidade adsortiva de MC dos carvões avaliados (r=0,98, Pearson). Esses resultados podem oferecer subsídios para a aplicação do processo de adsorção de MC-LR em estações de tratamento de água (ETA) para a minimização de intoxicações por água contaminada.
ABSTRACT Microcystins (MC), which are among the cyanotoxins more commonly found in cyanobacterial blooms, are not efficiently removed by full-cycle water treatment technologies. As an additional barrier, there is the adsorption process with granular activated carbon (GAC). This research compared the efficiency of MC-LR removal by seven GACs produced from different raw materials, analyzing these samples' properties: moisture, ash content, pH and textural characteristics. Initially, the results indicated that the GAC properties were influenced by the source material, as well as by the production method. In the adsorption assays, the Langmuir model indicated that in 4h, with 100 mg.L-1 dosage, the granular activated carbon of lignite (CGLIN) had the highest MC-LR (Co: 115.1 µg.L-1) removal capacity (97.2%), with qe,max of 10.6 mg.g-1. The volume of mesopores significantly influenced the adsorption capacity of microcystin by the evaluated GACs (r=0.98, Pearson). These results can support the application of the MC-LR adsorption process in water treatment plants to minimize intoxication with contaminated water.
ABSTRACT
RESUMO Este artigo busca avaliar a distribuição das taxas de infiltração na dinâmica de áreas afetadas por processos erosivos acelerados e recobertas por material antropogênico. Foram realizados ensaios de infiltração com o uso de infiltrômetro em pontos distribuídos na área de investigação. Os dados foram ajustados à função de decaimento de Horton, e seus parâmetros, correlacionados com atributos do meio físico e do modelo digital do terreno por meio do coeficiente de correlação de Pearson. Os resultados permitiram constatar grande variabilidade das taxas de infiltração, decorrentes das complexidades geradas pelas diversas obras de contenção, com diferentes variáveis morfológicas, granulométricas e de uso da terra, nos diferentes setores amostrados. Apesar da variação espacial dessas taxas, a avaliação setorizada, coerente com as características do meio físico, permitiu a constatação das principais variáveis que interferem nos parâmetros representativos das taxas de infiltração. Assim, em setores de baixa vertente, há correlação forte entre as taxas de infiltração e a areia fina, assim como entre essas taxas e a distância do rio. Já nos setores de alto declive e pastagem, tais correlações são altas entre as taxas de infiltração final e os materiais finos (argila e argila + silte). Em setores de alta vertente, sem cobertura vegetal, as correlações mais fortes ocorrem entre a infiltração final e o fluxo de escoamento superficial acumulado. Tais dados apontam, portanto, para a complexidade do próprio fenômeno, que depende tanto das características dos materiais de superfície e da morfologia dos terrenos quanto da situação específica da área.
ABSTRACT In this paper, infiltration distribution rates were evaluated on areas affected by accelerated erosive processes and covered by anthropogenic material. Infiltration tests were performed at several samples distributed in the area. The data were adjusted to the Horton decay function, and its parameters were correlated with attributes of the physical environment and the terrain digital model, using the Pearson correlation coefficient (r). Results pointed out great variability of infiltration rates, due to the complexities generated by several structural interventions in the different sectors sampled, with different morphological, granulometric and land use variables. The analysis made sector by sector here proposed allowed verifying the main variables that interfere in the parameters that represent the infiltration rates, in spite of the spatial variability for infiltration rates. In low-slope sectors, there was a strong correlation between infiltration rates and sand, as well as between these rates and river distance. In high slope and grassland areas, such correlations are high between the final infiltration rates and the fine materials (clay and clay + silt). In high-slope areas with no vegetation coverage, the strongest correlations occur between the final infiltration and the cumulative runoff flow. Therefore, results here presented emphasize that both the characteristics of the cover materials and the morphology of the land are determinant for data analysis.
ABSTRACT
RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar uma nova concepção de poço de infiltração como técnica de controle de drenagem pluvial na fonte. Esse poço, denominado P-GHidro, possui furos na parede dos anéis de concreto, camada de brita externa aos anéis para melhorar a distribuição de água, pré-filtro de geotêxtil na tampa e filtros adicionais no fundo e na lateral, entre a brita e o solo. Usou-se como referência o poço de infiltração comumente empregado em São Carlos, São Paulo (P-SC), cuja construção foi realizada com anéis de concreto justapostos ao solo sem furos laterais e sem pré-filtro. Foram realizados seis ensaios de chuvas simuladas para cada poço de infiltração. Os dados experimentais de vazão de água infiltrada foram modelados pelo método de Puls. A condutividade hidráulica, constante ou variada, foi empregada como parâmetro de calibração do modelo aos dados experimentais; o ajuste foi avaliado por meio dos coeficientes de determinação (R2) e de Nash-Sutcliffe (NS). O P-GHidro apresentou melhor desempenho na infiltração de água pluvial, com volume armazenado 25% menor e tempos de esvaziamento 4% menores que os do P-SC. A modelagem apresentou boa representatividade dos dados experimentais para condutividade hidráulica constante (média de R2 de 0,92 e de NS de 0,56) e melhor ainda para condutividade hidráulica variada (média de R2 de 0,97 e de NS de 0,97).
ABSTRACT The objective of this study was to evaluate a new concept of infiltration well as in loco stormwater drainage source control. This infiltration well, namely P-GHidro, has holes in the wall of the concrete rings, layer of gravel external to the rings in order to improve the water distribution, a geotextile prefilter on the cover, and additional filters on the bottom and on the sides between the gravel and the soil. An infiltration well common in San Carlos (P-SC), São Paulo, Brazil, was used as reference, and its construction uses concrete rings juxtaposed to the soil without side holes or prefilter. Six tests of simulated rain were performed for each design infiltration well. The experimental data of infiltrated water flow were modeled by Puls method. The hydraulic conductivity, constant or variable, was used as a model adjustment parameter to the experimental data, and the adjustment was assessed using the coefficients of determination (R2) and Nash-Sutcliffe (NS). P-GHidro had a better performance in the stormwater infiltration, with stored volume and emptying times smaller than the P-SC. The modeling showed good adjustments to the experimental data for constant hydraulic conductivity (average R2 = 0.92 and NS = 0.56) and even better adjustments for variable hydraulic conductivity (average R2 = 0.97 and NS = 0.97).
ABSTRACT
RESUMO Vários minerais e resíduos industriais têm sido estudados para uso como adsorvente, entre eles a lama vermelha e a anidrita. A lama vermelha é um resíduo insolúvel gerado em grande quantidade durante o processamento da bauxita. A anidrita é um sulfato de cálcio (CaSO4) cristalizado sob a forma rômbica e usada como matéria-prima na indústria. Nesta investigação, a capacidade de adsorção de Cd2+, Ni2+ e Zn2+ pela anidrita e pela lama vermelha foi avaliada usando isotermas de adsorção de Langmuir e Freundlich. Os materiais empregados apresentaram adsorção ≥75±1% para todos os metais em soluções aquosas com concentração de 0,5 mmol.25 mL-1. As isotermas baseadas no modelo de Langmuir foram as mais apropriadas para descrever o fenômeno de remoção de Cd2+, Ni2+ e Zn2+ para a anidrita e a lama vermelha, com valores de capacidade máxima de adsorção de 0,47 e 0,51 mmol.g-1 para o Cd2+, 1,18 e 1,56 mmol.g-1 para o Ni2+ e 0,84 e 1,47 mmol.g-1 para o Zn2+, respectivamente. Esses valores foram superiores a outros valores exibidos por materiais empregados como adsorventes descritos em estudos prévios.
ABSTRACT Various minerals and industrial waste have been studied for use as an adsorbent, in particular the anhydrite and the red mud. The red mud is an insoluble residue that is generated in large quantities during the processing of bauxite. The anhydrite is a calcium sulfate (CaSO4), crystallized as a rhombic way, and used as raw material in the industry. In this study, the Cd2+, Ni2+ and Zn2+adsorption capacity by anhydrite and by red mud was evaluated using adsorption isotherms obtained by the Langmuir and Freundlich models. The materials used showed adsorption ≥75±1% for all metals in aqueous solutions with a concentration of 0.5 mmol.25 mL-1. The Langmuir isotherm was more appropriate to describe the phenomenon of Cd2+, Ni2+ and Zn2+ removal, with highest adsorption capacity at 0.47 and 0.51 mmol.g-1 for Cd2+, 1.18 and 1.56 mmol.g-1 for Ni2+, and 0.84 and 1.47 mmol.g-1 for Zn2+, respectively. These values were higher than those ones obtained for other materials described in previous studies.
ABSTRACT
RESUMO Neste trabalho buscou-se avaliar o efeito do hidrograma e da concentração afluentes na remoção de material particulado em canal gramado construído em escala real. Para tal, foram investigados três hidrogramas de entrada e concentrações iniciais (Co) de material particulado: 65; 130; 195; 263, 327 e 400 mg/L, os quais foram descarregados em canal gramado de 100 m de extensão e declividade de 2%. O pico dos hidrogramas investigados foi da ordem de 11±2 L/s; e o tempo de base (tB), determinado no ponto de descarregamento no canal, variou entre 15, 25 e 35 minutos. O tempo de trânsito no canal (tT) foi da ordem de 10,5±2,5 minutos, o que corresponde à velocidade de 0,14±0,02 m/s. Para tB de 15 minutos, a média das máximas eficiências foi da ordem de 64±3%, para posição de 31±26 m. Para tB de 25 minutos, a média das máximas foi da ordem de 73±3%, para posições de 59±24 m. Finalmente, para tB de 35 minutos, a média das máximas eficiências obtidas foi da ordem de 65±3%, nas posições de 73±15 m. Verificou-se que 70% dos valores da constante de decaimento (k d) estão entre 0,005 e 0,015 s-1, e, ao desconsiderar o hidrograma representado por tB de 15 minutos, 90% dos dados estão no intervalo 0,005 ≤ k d ≤ 0,015 s-1. Além disso, foi identificada relação direta e proporcional entre a concentração final (C*) e as concentrações iniciais (Co).
ABSTRACT The present work investigated the effect of hydrograph and inlet concentration on the removal of particle matter on a constructed real scale grassy channel. For this, three input hydrographs and initial concentration (Co) of particulate matter were investigated, as following: 65; 130; 195; 263, 327 and 400 mg/L, which were discharged in a grassy channel with 100 m length and a 2% slope. The peak of the hydrographs investigated was around 11±2 L/s; and the time base (tB), determined in the unloading point on the channel, ranged between 15, 25 and 35 minutes. The transit time in the channel (tT) was about 10.5±2.5 minutes, corresponding to a speed of 0.14±0.02 m/s. For 15 minutes tB, the average of maximum efficiencies was around 64±3% for the position 31±26 m. For 25 minutes tB, it was around 73±3% for 59±24 m. Finally, for 35 minutes tB the average of maximum efficiencies was about 65±3% for 73±15 m. It was verified that 70% of the values of the decay constant (k d) are between 0.005 and 0.015 s-1; and, when the tB of 15 minutes is not considered, 90% of the data is in the range of 0.005≤ k d ≤0.015 s-1. Also, a direct and proportional behavior of the final concentration (C*) and the initial concentration (Co) was identified.
ABSTRACT
RESUMO Neste trabalho, buscou-se avaliar o desempenho de canal gramado na remoção de material suspenso presente em escoamento superficial em unidade construída em escala real. Para tal, foram investigadas diferentes concentrações iniciais de material particulado, o qual foi descarregado por meio de chuvas simuladas em canal de 100 m de extensão e declividade de 2%. As medidas de material particulado foram feitas mediante a análise de sólidos suspensos totais (SST) em diferentes posições ao longo do canal. Os hidrogramas de descarregamento e as lâminas de água no canal foram monitorados durante a passagem da onda de cheia. Avaliaram-se as frações removidas para cada evento isolado e também em conjunto, por intermédio da interpolação por krigagem. Remoções da ordem de 50% foram obtidas para a posição de 50 m do canal gramado e de 70% para a posição de 80 m. Os resultados mostraram que a remoção de material particulado é fortemente dependente da extensão do canal e que os aspectos dinâmicos decorrentes da passagem da onda de cheia influenciam no processo.
ABSTRACT In this study, the performance of a natural channel in removing particulate matter from runoff was evaluate. For this purpose, different initial concentrations of particles, which were discharged by means of simulated 100 m in length and slope of 2% channel rains, were investigated. The measurements of particulate matter were made by means of total suspended solids (TSS) at different positions along the channel. Hydrograph and water levels in the canal during the passage of the flood wave were monitored. The removed fractions for each one of the isolated essays and also in a combined way were evaluated, by applying kriging interpolation. Removals around 50% were obtained for the channel position of 50 m and 70% for channel position of 80 m. The results indicated that the removal of particulate material is strongly dependent on the extension of the channel and the dynamic aspects arising from the passage of the flood wave influence in the process.
ABSTRACT
RESUMO O presente trabalho teve como objetivo aplicar a ferramenta de avaliação quantitativa de riscos microbiológicos (AQRM) para avaliação do reúso de águas cinza, a fim de definir uma faixa de valores máximos permitidos (VMP) para Escherichia coli por meio do conceito de riscos aceitáveis 10-3 e 10-6 por pessoa por ano (pppa), para as diversas finalidades de reúso. Para tal, foram avaliadas a exposição, a dose-resposta e a probabilidade de infecção para diferentes finalidades de reúso. O modelo de Beta-Poisson foi empregado para a avaliação da probabilidade de infecção. Os dados de entrada para AQRM foram avaliados mediante a compilação sistemática de dados da literatura. Os maiores riscos de infecção decorrem das culturas alimentares e da balneabilidade com águas cinza misturadas, resultando em VMP de 5,25 a 105 Número Mais Provável (NMP)/100 mL e de 3,95 a 39,5 NMP/100 mL respectivamente, para risco aceitável de 10-3 e 0,00 a 0,10 NMP/100 mL e 0,00 a 0,04 NMP/100 mL, simultaneamente, para risco de 10-6 pppa. Já o menor risco de infecção decorre do reúso de águas cinza de lavatório para lavagem de pisos, proporcionando VMP de 21,4 × 101 a 2,14 × 103 NMP/100 mL para risco aceitável de 10-3 e 0,71 a 14,3 NMP/100 mL, sucessivamente, para risco de 10-6 pppa. A AQRM com riscos aceitáveis de 10-3 pppa mostra-se uma potencial ferramenta para avaliação dos VMP em água cinza bruta, visando sua reutilização, e pode subsidiar decisões normativas nacionais.
ABSTRACT The current study had the objective to apply the tool of quantitative microbiological risk assessment (QMRA) to evaluate the reuse of greywater in order to define a range of maximum value allowed (MVA) to Escherichia coli by means of the concept of acceptable risk 10-3 and 10-6 per person per year (pppy), for the various purposes of reuse. For that, the following criteria were evaluated: the exposure, the dose-response and the probability of infection for different purposes of reuse. The Beta-Poisson model was used to assess the probability of infection. The input data for QMRA were evaluated from a systematic compilation of literature data. The greatest risks of infection resulted from food crops and balneability in mixed greywaters, resulting in MVA from 5.25 to 105 MPN/100 mL and from 3.95 to 39.5 MPN/100 mL respectively, to an acceptable risk of 10-3 and 0.00 to 0.10 NMP/100 mL and from 0.00 to 0.04 MPN/100 mL, simultaneously, to a risk of 10-6 pppy. Yet, the lowest risk of infection was due to the reuse of greywater from lavatories for washing floors, providing MVA from 21.4 × 101 to 2.14 × 103 MPN/100 mL to an acceptable risk of 10-3 and 0.71 to 14.3 MPN/100 mL, for a risk of 10-6 pppy. The QMRA with acceptable risk of 10-3 pppy has been a potential tool for the assessment of MVA in crude greywater aiming the reuse and the possibility of support in national policy decisions.
ABSTRACT
RESUMO: Este artigo apresenta algumas considerações sobre a floculação a partir da análise clássica e da avaliação direta da distribuição de tamanho de partículas. Para tal, foram realizados experimentos em escala de bancada. Os resultados foram avaliados à luz da abordagem clássica, dada pelo adimensional número de Camp (GT) e pela cinética de agregação e ruptura, e da distribuição de tamanhos de partículas. Verificou-se que o emprego isolado do produto GT não é adequado para representar as variações de desempenho na floculação e que o modelo clássico de agregação e ruptura pode ser influenciado pela medida indireta de turbidez, bem como pelo uso da sedimentação como etapa intermediária. Por outro lado, a avaliação direta de desempenho por meio da distribuição de tamanhos de partículas, representada pela função contínua linearizada, pode constituir ferramenta promissora na avaliação dedicada da floculação.
ABSTRACT: This article presents some considerations on the flocculation from the classical analysis and direct evaluation of the particle size distribution. For this purpose, essays in bench scale were performed. The results were evaluated in the light of classical approach, given by the dimensionless number Camp (GT) and the kinetics of aggregation and breakage, as well as particle size distribution. It has been found that the use of GT isolated product is not suitable to represent the variations in flocculation performance and the classical model of aggregation and break-up can be biased by an indirect measurement of turbidity and sedimentation as an intermediate step. On the other hand, the direct evaluation of performance by particle size distribution, represented by linear continuous function, can be a promising tool for the evaluation of flocculation.
ABSTRACT
Resumo A água pluvial de sistemas de aproveitamento (SAAP) utilizada em unidades habitacionais e comerciais provém de sistema independente da rede pública de abastecimento de água potável e não é medida diretamente por meio de hidrômetros. Assim, o volume de esgoto gerado por essa fonte de suprimento alternativa não é contabilizado. O presente artigo aborda metodologia visando estimar o volume de água pluvial lançado na rede pública de esgoto sanitário por meio da indexação ao volume de água potável medida no hidrômetro. A bacia sanitária com caixa acoplada foi adotada como objeto de estudo. Os resultados apontaram que a eficiência do sistema de aproveitamento variou de 24 a 87%, correspondentes a volumes médios ofertados de água pluvial da ordem de 8 a 370 L.hab.-1.dia-1 para 0,5 m3.hab.-1. O volume de esgoto proveniente do lançamento de água pluvial na rede coletora apresentou valores menores que 30% da demanda total para áreas específicas de cobertura de 4 a 25 m2.hab.-1, com reservação de 0,5 m3.hab.-1 para todas as faixas de consumo per capita simuladas. Por outro lado, para sistemas de aproveitamento com 3 m3 de reservatório.hab.-1, verificou-se que 15 m2 de cobertura.hab.-1 são suficientes para atender plenamente a bacia sanitária, com base no consumo de 120 L.hab.-1.dia-1. Em linhas gerais, o fator de correção situou-se entre 1 e 1,42 (1≤(f corrigido/f)≤1,42) e o fator de retorno de esgoto corrigido (fcorrigido), sobre o valor inicial arbitrado de f de 0,8, situou-se entre 0,8 e 1,14 (0,8≤fcorrigido≤1,14).
Abstract The rainwater (rw) of harvesting systems used in households and commercial buildings comes from independent system, i.e. disconnected of drinking water system. So, rw is not directly measured by conventional drinking water meters which are installed in pipes from public system. Therefore, the used rw volumes are not properly measured. This paper presents a methodology to estimate rainwater loading discharged in sewage systems by means of harvesting practices in households. The estimation was indexed to the drinking water meter. The toilet flush was adopted as object analysis. Results pointed out that the efficiency of rw system varies from 24 to 87%, whose correspond to values varying from 8 a 370 L.inhab.-1.dia-1 keeping fixed reservoir volume of 0,5 m3inhab.-1 for all ranges of per capita consumption. The rw in sewage represented values lower than 30% of the total demand considering specific roof from 4 to 25 m2.inhab.-1. On the other hand, for reservoir of rw harvesting systems bigger than 3 m3.inhab.-1 15 m2 of roof.inhab.-1 was enough to plenty supply the toilet flush., based on 120 L.inhab.-1 consumption. In general terms, the correction factor proposed for estimating wastewater discharge on the new scenario (considering rw harvesting), varies from 1 to 1.42 (1≤(fcorrigido/f)≤1.42). So, the new ratio, given by wastewater and inlet drinking water, varied from 0.8 to 1.14 (0.8≤fcorrigido≤1.14).
ABSTRACT
Este trabalho avaliou aspectos da construção e operação de técnicas compensatórias em drenagem urbana e seu efeito na taxa de infiltração das unidades em escala real. Para tal, foram estudados dois sistemas, a saber: i) filtro-vala-trincheira de infiltração (FVT) e ii) poço de infiltração (PI). A infiltração do solo foi avaliada por meio de ensaios de campo (ensaios de duplo anel e poço invertido) e por medidas das unidades experimentais. Além disso, foram investigados o teor de material pulverulento e a permeabilidade de amostras do geotêxtil utilizado no FVT e PI, nas condições pré e pós-instalação. A despeito das proteções instaladas, houve transporte de finos para o interior das unidades e que esses influenciaram na permeabilidade da manta geotêxtil (redução de 30 a 90% para o FVT e de 40 a 70% para o PI) e nas taxas de infiltração nas unidades em escala real (de 4,7 x 10-6 a 10-5 m.s-1). .
This work aimed to evaluate some aspects of construction and operation of full-scale best management practices and their effects on infiltration loading rate. Two systems were studied: i) filter-swale-trench (FST) and ii) infiltration well (IW). In these units, field essays and full-scale measurements were made in order to assess the soil permeability. Further, the fine particles transportation and the geotextile blanket permeability were determined before and after operation. The results pointed out that there were soil transportation to inside the FST and IW systems, despite of the installed protections, and that these material were responsible for diminishing the geotextile (reduction from 30 to 90% for FST and 40 to 70% for IW) and the full-scale infiltration loading rates (varying from 4,7 x 10-6 to 10-5 m.s-1).
ABSTRACT
O presente trabalho teve como objetivo estudar a qualidade e a variabilidade de águas pluviais escoadas e armazenadas. Foram realizadas análises estatísticas descritivas, correlacionais e de componentes principais. As coletas de águas pluviais foram feitas nas dependências da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", situada no campus de Rio Claro. Para este estudo, foram utilizadas amostras de 43 precipitações, coletadas entre março de 2010 e abril de 2012. Os resultados apontam que a concepção de sistemas de tratamento de águas pluviais deve ser realizada considerando a grande variabilidade de qualidade entre eventos de chuva. Os resultados da análise de componentes principais indicam que a grande variabilidade das águas pluviais coletadas é influenciada, sobretudo, pela deposição de sólidos durante o período de estiagem e pela decomposição de matéria orgânica, requerendo tecnologias de operação flexíveis.
The aim of the present work was to study the quality and variability of runoff and stored rainwater. Descriptive statistical, correlational, and principal component analyses were performed. The rainwater samples were taken from the buildings of São Paulo State University "Júlio de Mesquita Filho", located in Rio Claro. For the present study, samples from 43 rain events were used, which had been collected from March 2010 to April 2012. The results indicate that the conception of rainwater treatment systems must consider the high variability of rainfall quality. The results from the principal components analysis indicate that solids deposition during dry periods and the organic matter decomposition are the main factors affecting the variability of harvested rainwater, thus requiring operationally flexible technologies.
ABSTRACT
O objetivo deste trabalho foi caracterizar química e mineralogicamente os depósitos em rede de ferro fundido e avaliado o potencial de recuperação da capacidade hidráulica em tubulação altamente comprometida pela incrustação. Para tal, foram feitas medidas do coeficiente de resistência (pitometria em trecho isolado de 71 m), análises química ( P-ES e ICP-MS), mineralógicas (laminação, difração de raios-X e microscopia eletrônica), dureza (escala de Mohs) e simulações em setor hipotético com cenários distintos (de C1 a C4) de troca e substituição da rede. Os resultados indicaram que a rede altamente comprometida tem potencial limitado de recuperação (de 3,9 a 14,0 m0,367.s-1). As caracterizações química e mineralógica indicaram Magnetita e Goethita, com dureza da ordem de 6 na escala Mohs. As simulações demonstraram potências relativas (razões Ci/C1) da ordem de 86,00, 1,00 e 0,02% em relação ao cenário atual.
The purpose of this work was to characterize chemical and mineralogical the water supply networks and to assess the hydraulic recovery on high-degraded pipe. Thus, the resistance (by pitometric essays), chemical analyses (ICP-MS and ICP-ES), mineralogical analysis (petrographic thin sections, X-ray difractometry and scanning electronic microscopy), hardness (Mohs scale) and simulations for pipe's change and rehabilitations scenarios were investigated (from Scenario 1 to 4). The results showed that the high-degraded pipe had a limited recovery (from 3,9 to 14,0 m0,367.s-1). The deposits were formed by oxide and hydroxide of iron (magnetite and goethite), which are materials of high hardness (6 on Mohs scale). The simulations indicated the required power ratio (Ci/C1) around 86.00, 1.00 and 0.02% in relation to present scenario.
ABSTRACT
O artigo apresenta um método proposto para determinação de tamanho de microbolhas de ar (DTMB) em sistemas de tratamento de água por flotação por ar dissolvido (FAD), utilizando a análise de imagem digital. Adicionalmente, é apresentado um estudo de caso com emprego de unidade em escala piloto. A aquisição das imagens foi realizada com uma câmera digital de 5.1MPixel, acoplada a conjunto de lentes. As imagens de microbolhas foram adquiridas em sistema com escoamento contínuo para eliminar as interferências causadas pela captura de amostras. O tratamento e obtenção das feições foram realizadas com o programa (freeware) "ImageTool". Os resultados apresentaram coerência com os valores reportados na literatura utilizando métodos tradicionais. O sistema mostrou-se eficaz e o método desenvolvido pode constituir ferramenta útil para estudos em outras subáreas de conhecimento.
An image analysis method proposed for assessing bubble size distribution applied to dissolved air flotation (DAF) systems for drinking water treatment is presented. Further, a pilot plant investigation is presented. A digital camera together with a group of lens was used. In order to eliminate samples interferences the images were captured in a continuous flow system working in steady state. The freeware ImageTool was applied for treating and obtaining size distribution. Results were presented in good relationship with traditional methods. The role image system showed to be efficient for image capturing and the proposed method may be an useful tool to other researches areas.
Subject(s)
Case Reports , Flotation , Image Processing, Computer-Assisted , Particulate Matter , Water PurificationABSTRACT
O aprimoramento de sistemas de tratamento de água e de esgoto tem sido limitado pelo pouco conhecimento dos fenômenos ocorridos no interior das unidades e pela utilização de "parâmetros" não específicos (DBO, DQO etc.) no monitoramento e controle de processos e operações. Por outro lado, fenômenos como transferência de massa, adsorção, difusão e reações bioquímicas são todos influenciados pela distribuição de tamanho de partículas, de modo que o emprego da análise de tamanho de partículas pode auxiliar na escolha e no aprimoramento de tecnologias de tratamento e na adoção de procedimentos operacionais apropriados. Neste artigo, são apresentadas as principais técnicas de determinação de tamanho de partículas e os potenciais benefícios de sua utilização em pesquisas e no aperfeiçoamento de projetos e rotinas de operação de sistemas de tratamento de água e esgoto sanitário.