RESUMO
RESUMO Estudos demonstram que a utilização do cloro em estações de tratamento de água (ETA) pode contribuir para a formação de subprodutos orgânicos halogenados indesejados, tais como os trialometanos (TAM), quando há presença de matéria orgânica algogênica, composta de algas e cianobactérias. A Microcystis aeruginosa é uma espécie de cianobactéria com frequentes registros em eventos de florações no país e é relacionada com a formação de TAM durante a cloração da água. Desse modo, este estudo teve como objetivo o desenvolvimento e a validação do método analítico por extração líquido-líquido para detecção e quantificação de TAM por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (ELL-CG-EM), bem como a aplicação deste para avaliar a formação de TAM em ensaios de cloração de células de Microcystis aeruginosa, simulando situações em ETA. O método obteve baixo tempo de análise (< 12 minutos), excelente seletividade, precisão, repetitividade e sensibilidade, com possibilidade de aplicação para análises de rotina em detrimento de outras técnicas consideradas mais automatizadas. Foram observadas alta demanda de cloro durante os ensaios e elevada concentração dos subprodutos quando submetida à dose de cloro gasoso (Cl2) de 2,5 e 5 mg.L-1, com destaque para o triclorometano, sendo outras espécies de monitoramento obrigatório não detectadas ou não formadas, o que pode ser justificado pela ausência de bromo.
ABSTRACT Studies have shown that the use of chlorine in water treatment plants (WTPs) can contribute to formation of undesirable halogenated organic by-products, such as trihalomethanes (THMs), when algae and cyanobacteria are present. Microcystis aeruginosa is a cyanobacteria specie with frequent recordings of flowering events in the country and is related to the formation of THMs during water chlorination. Thus, the objective of this study was to develop and validate Liquid-Liquid Extraction the analytical method for detection and quantification of THMs by gas chromatography coupled to mass spectrometry (LLE-GC-MS), as well as the application of the method to evaluate the formation of TAMs from Microcystis aeruginosa cells chlorination tests, simulating situations in WTPs. The method obtained low time of analysis (< 12 minutes), excellent selectivity, precision, repeatability and sensitivity, with possibility of application for routine analysis to the detriment of other techniques considered more automated. High chlorine demand was observed during the tests and high concentration of by-products when submitted to the chlorine gas (Cl2) dose of 2.5 and 5 mg.L-1, with emphasis on trichloromethane. Other species of mandatory monitoring were not detected or not formed, justified by the absence of bromine.
RESUMO
RESUMO O objetivo deste trabalho foi analisar a disposição do lodo do decantador de uma estação de tratamento de água (ETA) com sedimentação lastreada por microareia (Actiflo®) em uma estação de tratamento de esgoto (ETE) composta de upflow anaerobic sludge blanket (UASB) e lagoa de polimento, em Ponta Grossa, Paraná. A ETE Verde operou em condição estável, com uma vazão média afluente de 213,14 L.s-1. Os UASBs operaram com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 9,9 horas, carga hidráulica volumétrica de 2,4 m3.m-3.d-1 e carga orgânica volumétrica (COV), em função da demanda química de oxigênio (DQO), variando entre 0,75 e 1,66 kgDQO.m-3.d-1. A lagoa operou com TDH de 4,5 dias, com taxa de aplicação superficial variando entre 765 e 2.872 kgDQO.ha-1.d-1 e COV variando entre 19 e 72 gDQO.m-3.d-1. A eficiência na remoção de DQO e sólidos suspensos totais (SST) foi mantida, mesmo com o lançamento do lodo da ETA. A eficiência da ETE variou entre 80 e 86% para a remoção de DQO e entre 92 e 96% para a remoção de SST. Concluiu-se que o lançamento na rede de esgotos é uma alternativa viável de disposição do lodo do decantador da ETA Actiflo®.
ABSTRACT The objective of this paper was to analyze the disposal of decanter's sludge from a WTP with microsand ballasted sedimentation (Actiflo®) in a WWTP containing UASB reactors and polishing pond, in Ponta Grossa - PR. The WWTP Verde operated in stable condition, with an average flow tributary of 213.14 L.s-1. The UASBs operated with HRT in 9.9 hours, VHL in 2.4 m3.m-3.d-1 and OLR ranging from 0.75 to 1.66 kgCOD.m-3.d-1. The polishing pond operated with HRT in 4.5 days and OLR ranging from 765 to 2872 kgCOD.ha-1.d-1, which corresponds from 19 to 72 gCOD.m-3.d-1. The efficiency of COD and TSS removal was maintained even with the release of WTP sludge. WWTP's efficiency ranged between 80% and 86% for COD removal and between 92% and 96% for TSS. It was concluded that the release in the sewage collection network is a viable alternative to disposal of the decanter's sludge from WTP Actiflo®.
RESUMO
RESUMO Este artigo aborda a geração, a quantificação e a disposição final de lodos gerados nas estações de tratamento de água (ETAs) existentes e em operação no estado de Pernambuco. A pesquisa foi realizada no período de janeiro de 2015 a dezembro de 2016, a partir da coleta, sistematização e interpretação de dados que mostraram a existência de 246 ETAs que geram resíduos, sendo 69 em decantadores e filtros, 176 apenas em filtros e 1 no sistema de dessalinização. O maior número de ETAs convencionais está localizado na região metropolitana do Recife; e a maior produção de lodo foi observada na bacia do Rio Capibaribe, que recebe uma carga entre 50 e 50 mil kg/(m3.dia). Verificou-se que aproximadamente 75% das ETAs do estado descartam seus resíduos nos corpos hídricos e 22% no solo, sem qualquer tipo de tratamento. Apenas 3% realizam o processo de deságue, ainda assim descartam a massa sólida no solo, sem nenhum controle na disposição final.
ABSTRACT This article deals with the generation, quantification and final disposal of the sludge generated at existing Water Treatment Plants (WTPs), operating in the state of Pernambuco. The research was carried out in the period between January 2015 and December 2016 by the collection, systematization and interpretation of data that showed 246 WTPs that generate residues, of which 69 in decanters and filters, 176 only in the filters and one in the desalination system. The largest number of conventional WTPs is in the metropolitan region of Recife and the highest production of sludge was observed in the Capibaribe river basin, which receives a load of between 50 and 50,000 kg / (m3day). It was verified that approximately 75% of the state's WTPs discard their residues in water bodies and 22% in the soil, without any kind of treatment. Only 3% perform the degassing process, yet discarding the solid mass in the soil, without any control at the final disposal of the same.
RESUMO
RESUMO O Plano de Segurança da Água representa a estratégia de previsão de perigos e monitoramento de riscos que podem ameaçar a qualidade da água para consumo humano. O trabalho teve o intuito de estudar o Plano de Segurança da Água implantado na estação de tratamento de água Guaraú, de modo a identificar sua concepção metodológica, seus desafios e suas potencialidades para o controle efetivo do sistema de abastecimento de água. Os documentos que subsidiaram a elaboração do plano foram as recomendações da Organização Mundial da Saúde e as exigências do padrão de potabilidade, previstos pela Portaria nº 2.914/2011, do Ministério da Saúde. Para tratamento de água, a companhia gestora do saneamento na Região Metropolitana de São Paulo adotou a metodologia de Beuken et al. (2008) e a proposta de Brasil (2012) para caracterização do perigo e avaliação de riscos. A avaliação indica que quanto maior o valor atribuído a determinado parâmetro, maior é a atenção necessária a este ao longo do sistema de abastecimento de água. A empresa instituiu o Plano de Segurança da Água para otimizar os processos de tratamento e garantir qualidade na distribuição de água potável de forma eficiente. Essa empresa iniciou discussões internas sobre o instrumento em 2006, identificou uma metodologia que pudesse expressar as diretrizes da política ambiental, elaborou o modelo do Plano de Segurança da Água, realizou reuniões técnicas e implantou o plano na estação de tratamento do Guaraú. Os principais resultados foram a sistematização de registros, a implementação de novos procedimentos, a aquisição de equipamentos, a capacitação técnica e a identificação de pontos de controle. O maior desafio foi implantar um instrumento preventivo viável e dinâmico para gestão hídrica. Ressalta-se que o sucesso do plano depende, entre outros fatores, de dados atualizados, da participação da alta administração e dos ajustes necessários requeridos pela própria metodologia. Há falta de estudos científicos e manuais práticos sobre o tema.
ABSTRACT Water Safety Plans represent the strategy for predicting hazards and monitoring risks that can threat the water quality for human consumption. This paper intended to study Water Safety Plans implemented at Guaraú water treatment plant in order to identify its methodological requirements, challenges and opportunities for the effective control in water supply systems. The documents that supported the plan were the World Health Organization recommendations and the drinking water standards of Brazilian regulation 2914/2010 by Health Ministry. Regarding water treatment, the managers of sanitation in the metropolitan areaof São Paulo adopted Beuken et al. (2008) and Brazil (2012) methodologies for hazard description and risk evaluation. This evaluation model proposes that the greater value associated to a certain parameter meansit needs more attentionthan another in the water supply system. The company has implemented Water Safety Plans to optimize its treatment processes and to ensure water distribution with quality and efficiency. The company has been discussing about this tool since 2006; it identified a methodology that could express the environmental policy guidelines, elaborated a model of Water Safety Plans, held technical meetings and applied the plan to Guaraú water treatment plant. The main results were records systematization, implementation of new procedures, acquisition of equipment, technical capacitation and identification of control points. The greatest challenge was to establish a feasible and dynamic preventive tool for managing water resources. It must be emphasized that the Water Safety Plans success depends on, among other variables, an up-to-date database, the cooperation of decision-makers and continuous adjustments required by the methodology itself. There is not sufficient scientific studies and handbooks about this subject.
RESUMO
RESUMO O problema causado pelas florações de cianobactérias em mananciais para abastecimento humano vem se tornando cada dia mais preocupante não só em regiões tropicais mas em todo o mundo. Os gestores dos sistemas de tratamento de água, muitas vezes, têm que recorrer ao uso da pré-oxidação como forma de auxiliar no tratamento apesar do incremento do potencial de liberação de metabólitos e da formação de subprodutos tóxicos. Por isso, a pré-oxidação tem sido vista como vilã, tornando-se um paradigma para os profissionais de tratamento de água. Este trabalho apresenta o estado da arte do conhecimento e evidências de que a pré e a pós-oxidação podem ser usadas com sucesso como primeira e última barreira à ameaça imposta pelas cianobactérias, desde que as características da água bruta sejam conhecidas. A partir daí, o oxidante, a dosagem e o tempo de contato podem ser selecionados e definidos com mais segurança, auxiliando na produção de água potável.
ABSTRACT The problem caused by cyanobacteria blooms in water sources for human consumption is becoming of more concern each day not only in tropical countries but worldwide. Water treatment systems often resort to the use of pre-oxidation as a form of auxiliary treatment although increasing the potential for release of metabolites and formation of toxic byproducts. Therefore, the pre-oxidation has often been seen as becoming a paradigm for the water treatment professionals. This paper presents the state of art and provides evidences that the pre and post-oxidation can be used successfully as first and last barrier to the problems caused by cyanobacteria provided that the raw water characteristics are known. From there, the oxidant, dosage and contact time can be selected and defined with greater confidence in order to produce drinking water.
RESUMO
RESUMOA metodologia Seis Sigma é uma estratégia de negócio baseada na tomada de decisão objetiva, considerando dados significativos e reais para a criação de metas viáveis, analisando a causa dos defeitos e sugerindo formas de eliminar a lacuna existente entre o desempenho de um processo e o desejado. Pela verificação da importância da integração entre o saneamento ambiental e a gestão de operações, buscou-se, por meio de uma simulação, realizar uma análise dos processos envolvidos no tratamento convencional de água sob a óptica da metodologia Seis Sigma. Considerando uma produção de 2,58 milhões de m3.mês-1e um Nível Sigma 3,0, o volume não conforme seria de 173,1 mil de m3.mês-1. Se o Nível Seis Sigma de excelência fosse atingido, o volume não conforme seria de apenas 7,75 m3.mês-1.
ABSTRACTThe Six Sigma methodology is a business strategy based on making an objective decision, considering real and meaningful data for the creation of viable targets, analyzing the defects' cause and suggesting ways to eliminate the gap between the performance process and the desired goal. Through the verification of the importance of integration between the environmental sanitation and the management operations, it was attempted to, through a simulation, perform an analysis of the processes involved in conventional water treatment from the perspective of Six Sigma methodology. Considering a production of 2.58 million m³.month-1 and a 3.0 Sigma level, the nonconforming volume would be 173.1 m³.month-1. If the Six Sigma excellence level could be reached, the nonconforming volume would be 7.75 m³.month-1.