Adsorção do azul de metileno em serragem de Pinus elliottii (pinus) e Drepanostachyum falcatum (bambu) / Methylene blue adsorption in Pinus elliottii (pine) and Drepanostachyum falcatum (bamboo) sawdust

RESUMO A cinética, o equilíbrio e os parâmetros termodinâmicos de adsorção foram investigados para a adsorção do corante azul de metileno (AM) por meio dos biossorventes Pinus elliottii (pinus) e Drepanostachyum falcatum (bambu). A cinética de adsorção foi descrita mais precisamente pelo modelo de pseudossegunda ordem, os dados de equilíbrio monocomponente foram mais bem representados pela isoterma de Langmuir, para as três temperaturas estudadas (15, 25 e 35°C), e os parâmetros termodinâmicos demonstraram que o processo de adsorção é exotérmico, de natureza química e não espontâneo. A máxima capacidade adsortiva do pinus foi de 47 mg L-1 e a do bambu, de 38 mg L-1 para os ensaios de adsorção realizados com AM (100 mg L-1 a 35°C). Por fim, os biossorventes foram considerados promissores para a remoção do adsorvato AM em matriz aquosa sob valor de pH próximo à neutralidade (6,5).

ABSTRACT Kinetics, equilibrium and thermodynamic adsorption parameters were investigated for the adsorption of the methylene blue dye (MB) by means of the biosorbents Pinus elliottii (pinus) and Drepanostachyum falcatum (bamboo). The adsorption kinetics were described more precisely by the pseudo-second order model; the monocomponent equilibrium's data were better represented by the Langmuir isotherm for the three temperatures studied (15, 25 and 35°C) and the thermodynamic parameters showed the adsorption process is exothermic, of a chemical nature and not spontaneous. The maximum adsorptive capacity of pinus was 47 mg L-1 and 38 mg L-1 bamboo for adsorption tests performed with MB (100 mg L-1 at 35°C). Finally, the biosorbents were considered promising for the adsorbate MB removal in aqueous matrix under pH value close to neutrality (6.5).

Avaliação da nanofiltração e da osmose inversa na remoção de carbofurano em águas de abastecimento / Evaluation of nanofiltration and reverse osmosis membranes on removal of carbofuran in drinking waters

RESUMO: A complexidade físico-química de micropoluentes, como os defensivos agrícolas, exige o uso de tecnologias avançadas de tratamento de água para abastecimento. O objetivo deste estudo foi avaliar a remoção de carbofurano em nível de bancada (batelada) utilizando membranas comerciais de nanofiltração (NF90 - DowFilmtec (r)) e osmose inversa (HR - Koch Membrane Systems(r) ). Nos experimentos foi avaliada a influência da qualidade da matriz de alimentação (água ultrapura, bruta e pré-tratada) contendo carbofurano (50 µgL-1), e da pressão de operação (8 e 15 bar para a NF90 e 15 e 30 bar para a HR). Para a NF90, com a matriz de água ultrapura, as eficiências de remoção foram inferiores (89,8%), porém o fluxo permeado foi superior (132,1 Lm-2h-1) àquelas obtidas com a matriz de água bruta (98,4% - 94,7 Lm-2h-1) e água pré-tratada (95,2% - 95,3 Lm-2h-1) para a pressão de 15 bar. Para a membrana HR, remoções relativamente superiores foram observadas para a pressão de 30 bar para as três matrizes, com a água bruta apresentando os melhores resultados (99,7% - 49,7 Lm-2h-1). Concluiu-se, portanto, que o pré-tratamento da água bruta não acarretou diferença significativa na remoção do carbofurano e não influenciou no fluxo de permeado de acordo com a metodologia adotada (baixo tempo de separação em batelada com recirculação).

ABSTRACT: The physicochemical complexity of micropollutants such as pesticides requires the use of advanced technologies of drinking water treatment. The main objective of this study was to evaluate the removal of carbofuran using commercial nanofiltration (NF90 - DowFilmtec(r)) and reverse osmosis (HR - Koch Membrane Systems(r)) membranes in a bench-scale system (batch operation). The effect of feed matrix quality (ultrapure water, raw water and pretreated water) with carbofuran (50 µgL-1) and the applied pressure (8 and 15 bar for NF90 and 15 and 30 bar for HR) were studied. For NF90, with ultrapure water matrix, the removal efficiencies were lower (89.4%), but the permeate flow was higher (132.1 Lm-2h-1) than those obtained with the raw water (98.4% - 94.7 Lm-2h-1) and pretreated water (95.2% - 95.3 Lm-2h-1) to 15 bar of pressure. For HR membrane relatively higher removals were observed for 30 bar of pressure for the three matrices, with a better behavior for raw water (99.7% - 49.7 Lm-2h-1). In accordance to the methodology adopted (low separation time in batch with recirculation), it can be concluded, therefore, that the pretreatment of raw water did not caused significant difference in carbofuran removal and did not influenced the permeate flux.

Pré-tratamento com cloro e ozônio para remoção de cianobactérias / Pre-treatment with chlorine and ozone for removal of the cyanobacteria

O presente trabalho tem como objetivo investigar o desempenho da ozonização e da cloração utilizadas na pré-oxidação de água, com elevada concentração de microalgas e cianobactérias, a ser submetida à Filtração Direta Descendente, seguida de desinfecção por cloro, avaliando a qualidade da água produzida, sobretudo no que se refere à remoção de fitoplâncton, à formação de trialometanos e aos testes toxicológicos. Os ensaios, em escala piloto, realizados com a pré-ozonização, apresentaram melhores resultados quando comparados aos realizados com a pré-cloração. Em relação aos trialometanos, por exemplo, a aplicação da pré-ozonização com 2 mgO3/L reduziu em até 50 por cento a formação desses compostos quando comparado ao emprego da pré-cloração. O emprego da ozonização demonstrou ser uma excelente alternativa para o pré-tratamento de água com elevada concentração de microalgas e cianobactérias que utiliza a técnica da filtração direta como processo de potabilização, produzindo água filtrada condizente com o padrão de potabilidade estabelecidos pela Portaria 518/GM do Ministério da Saúde.

The present work aims at investigating the performance of ozonation and chlorination used in the pre-oxidation of water with high microalgae and cyanobacteria concentration to be submitted to downflow direct filtration followed by chlorine disinfection, and evaluating the quality of the water produced, especially with regard to phytoplankton removal, trihalomethane formation, and toxicological tests. The pilot scale tests carried outwith the pre-ozonation exhibited better results when compared to the results from the pre-chlorination tests. As to the trihalomethanes, for example, the application of pre-ozonation with 2 mgO3/L reduced in 50 percent the formation of these compounds whencompared to the application of pre-chlorination. The application of ozonation was shown to be an excellent alternative for pre-treating water with high concentration of microalgae and cyanobacteria when using the direct fi ltration technique for producing water that complies with the drinking water standards established by Portaria GM 518-25/03/2004 of the Brazilian Health Department (Ministério da Saúde).

Filtração direta com pré-floculação e coagulação com sulfato de alumínio e hidroxicloreto de alumínio: estudo com água de manancial eutrofizado / Direct filtration with pre-flocculation and coagulation with aluminium sulfate and poly aluminium chloride: an eutrophicated water source case study

Neste trabalho são apresentados dados de um estudo sobre modificações em um sistema implantado de tratamento de água por filtração direta descendente, com o objetivo de melhorar o seu desempenho em função das características da água a ser tratada, caracterizada por baixa cor aparente e turbidez, porém com elevada concentração de fitoplâncton. Ensaios em jarteste precederam a realização de carreiras de filtração em sistema piloto, com ou sem pré-floculação em meio granular expandido. Foram testados sulfato de alumínio e hidróxicloreto de alumínio como coagulantes, e leitos filtrantes de antracito e areia ou apenas antracito. A adoção de um leito filtrante de maior granulometria, hidróxicloreto de alumínio e pré-floculação, reduziu o consumo de água de lavagem de 23,8 por cento para 5,5 por cento, resultando água filtrada com melhor qualidade em termos de cor aparente, turbidez e alumínio residual.

This paper presents the results of a case study on the modifications applied in a direct descending filtration water treatment system. The objective was to improve its performance according to the source water quality, characterized by low turbidity and apparent color levels, but high concentration of phytoplankton. Jar test procedures preceded the tests conducted in a small scale experiment, with or without a pre-flocculation step in expanded granular media. Aluminium sulfate and poly aluminium chloride were both tested as coagulant elements, and anthracite and sand or only anthracite were tested as the filtering media. The use of a large grain size filtering media with a poly aluminium chloride pre-flocculation step caused the washwater volume to reduce from 23.8 percent to 5.5 percent. This resulted in a better water quality outcome measured in apparent color, turbidity and residual aluminium concentrations.