Decaimiento de coliformes fecales en lagunas aireadas de plantas de tratamiento de aguas residuales en Lima metropolitana / Decay of fecal coliforms in aerated lagoons of wastewater treatment plants in metropolitan Lima

A nivel mundial, el 44% de las aguas residuales domésticas no se tratan de forma segura, la recolección y tratamiento de aguas residuales, se ha convertido en un desafío, particularmente en áreas urbanas de bajos ingresos dentro de los países en desarrollo, donde las aguas residuales pueden fluir sin tratar a transportes de aguas pluviales o canales de drenaje informales. No es raro encontrar efluentes, desechos sólidos, excretas humanas y descargas líquidas de industrias y hospitales en las aguas superficiales de muchas zonas urbanas de los países en desarrollo. El proceso de tratamiento de aguas residuales puede ser llevado en lagunas mediante reacciones tanto oxidativas como reductoras. En la capa superior de la laguna, donde las aguas residuales son aeróbicas, ocurre el mecanismo convencional de la demanda bioquímica de oxígeno aeróbico (DBO) y se produce la oxidación del amoníaco. La capa inferior de la laguna es anaerobia, y en esta zona tiene lugar la digestión de los sólidos del lodo, un intermedio, la zona facultativa permite la respiración con aceptores de electrones terminales distintos del oxígeno, esto permite reacciones como la desnitrificación. Los gases producidos en las zonas inferiores se estabilizan en la zona aeróbica por disolución oxígeno, y esto reduce los problemas de olores. Este estudio tiene como objetivo, estudiar el descenso de coliformes fecales en lagunas aireadas de plantas de tratamiento de aguas residuales en la ciudad de Lima, Perú. Los resultados señalan que la separación diferencial de las aguas tratadas, experimentó un descenso del 13 al 26% de coleiformes fecales en todas las lagunas de tratamiento(AU)

Globally, 44% of domestic wastewater is not treated safely, and wastewater collection and treatment has become a challenge, particularly in low-income urban areas within developing countries, where wastewater may flow untreated into stormwater conveyances or informal drainage channels. It is not uncommon to find effluents, solid wastes, human excreta, and liquid discharges from industries and hospitals in the surface waters of many urban areas in developing countries. The wastewater treatment process can be carried out in lagoons through both oxidative and reductive reactions. In the upper layer of the lagoon, where the wastewater is aerobic, the conventional mechanism of aerobic biochemical oxygen demand (BOD) occurs and ammonia oxidation occurs. The lower layer of the lagoon is anaerobic, and in this zone the digestion of the sludge solids takes place, an intermediate, the facultative zone allows respiration with terminal electron acceptors other than oxygen, and this allows reactions such as denitrification. The gases produced in the lower zones are stabilized in the aerobic zone by dissolving oxygen, and this reduces odor problems. The objective of this study is to study the decrease of fecal coliforms in aerated lagoons of wastewater treatment plants in the city of Lima, Peru. The results indicate that the differential separation of the treated waters experienced a decrease from 13 to 26% of fecal coleiforms in all treatment lagoons(AU)

Reutilización de aguas negras mediante un sistema de biofiltros en el cementerio ecológico de Huancayo, 2021 / Reuse of sewage through a biofilter system in the ecological cemetery of Huancayo, 2021

El agua es esencial para la supervivencia de todos los organismos vivos. Por lo tanto, la reutilización de aguas residuales domésticas para fines de agua no potable es una probable solución para las áreas más necesitadas en agua en todo el mundo. La descarga de aguas residuales domésticas e industriales en los recursos hídricos superficiales y subterráneos es extremadamente dañina para el medio ambiente. La tecnología de biofiltración es una plataforma de tratamiento versátil que se aplica para el tratamiento de agua potable. Se logra cuando los desinfectantes no pueden pasar por un filtro, los microbios crecen y se desarrollan en medios granulares y finalmente conlleva a la aparición de biopelículas activas. El objetivo del siguiente artículo es ofrecer al distrito de Huancayo, Perú una alternativa para reciclar las aguas residuales en esta localidad. Los resultados de este trabajo permitieron el diseño de biofiltro para el tratamiento de agua servidas de la ciudad de Huancayo, en Perú para ser utilizado en el cementerio ecológico de dicha ciudad. El caudal a ser manejado durante el tratamiento de aguas servidas fue de 0,35L/s; esto permitió un bioflitro con las siguientes características: 13,78m de largo y 6,89m de largo con una profundidad de 0,8m adecuados para el tratamiento de estas aguas servidas. Los cálculos de degradación de materia orgánica según los parámetros de DBO y DQO permitieron una remoción de la carga orgánica de 78mg/m2 al día. Estos resultados fueron excelentes para poder mantener la calidad de vida del ecosistema(AU)

Water is essential for the survival of all living organisms. Therefore, the reuse of domestic wastewater for non-potable water purposes is a likely solution for the areas most in need of water throughout the world. The discharge of domestic and industrial wastewater into surface and groundwater resources is extremely harmful to the environment. Biofiltration technology is a versatile treatment platform that is applied for the treatment of drinking water. It is achieved when disinfectants cannot pass through a filter, microbes grow and thrive in granular media, and ultimately leads to the appearance of active biofilms. The objective of the following article is to offer the district of Huancayo, Peru an alternative to recycle wastewater in this town. The results of this work allowed the design of a biofilter for the treatment of wastewater from the city of Huancayo, in Peru to be used in the ecological cemetery of said city. The flow to be managed during the sewage treatment was 0.35 L/s; this allowed a biofliter with the following characteristics: 13.78 m long and 6.89 m long with a depth of 0.8 m suitable for the treatment of these sewage. The organic matter degradation calculations according to the BOD and COD parameters allowed a removal of the organic load of 78 mg/m2 per day. These results were excellent to be able to maintain the quality of life of the ecosystem(AU)

Principales microorganismos sulfato reductores (MSR) de reactores anaerobios alimentados con efluentes ácidos, una revisión bibliográfica / Main sulfate-reducing microorganisms (SRM) present in anaerobic reactors fed with acid effluents, a review

RESUMEN En esta investigación bibliográfica se encontraron reportes sobre una gran variedad de especies responsables de precipitar a cuatro metales de interés (Cu, Pb, Zn y Fe). En la mayoría de las investigaciones no solamente se considera la precipitación de estos metales, sino también la de otros elementos que están presentes en cada efluente estudiado. Los artículos aquí mencionados tienen una relación directa con el efluente proveniente de la operación unitaria de flotación. Aportan conocimiento acerca del proceso de sulfato-reducción, comprendiendo el mecanismo mediante microorganismos con características específicas, especialmente su versatilidad pues se desarrollan en diferentes ecosistemas. Se muestra que varias especies, como Desulfobacter o Desulfovibrio son comunes pues tienen condiciones relativamente sencillas para desarrollarse. Los microorganismos sulfato reductores (MSR) son eficientes para reducir la acidez del agua (de la operación unitaria de flotación de una mina, de cocinas, de corrientes marinas, etc.). También lo son para precipitar diferentes elementos pues no requieren de algún agente externo salvo en contadas ocasiones donde debe actuar un catalizador. Hay investigaciones sobre los nutrientes que deben adicionarse para incrementar su actividad. Los reportes de investigación revisados identificaron las variables a controlar para obtener buenos resultados en la remoción de metales y menores impactos en el ambiente. Es de gran importancia el desarrollo de proyectos que tomen en cuenta un sistema natural, como la degradación anaerobia, para alcanzar un punto en el cual la tecnología y el ambiente puedan complementarse logrando bienes de consumo necesarios para la población sin causar daños irreparables a la naturaleza.

ABSTRACT In this bibliographical research, reports were found on a great variety of species responsible for precipitating four metals of interest (Cu, Pb, Zn and Fe). In most of the investigations, not only the precipitation of these metals is considered, but also that of other elements that are present in each effluent studied. The items mentioned here have a direct relationship with the effluent from the flotation unit operation. They provide knowledge about the sulfate-reduction process, understanding the mechanism through microorganisms with specific characteristics, especially their versatility as they develop in different ecosystems. It is shown that several species, such as Desulfobacter or Desulfovibrio, are common because they have relatively simple conditions to develop. Sulfate-reducing microorganisms (SRM) are efficient in reducing the acidity of water (from the flotation unit operation of a mine, kitchens, ocean currents, etc.). They are also used to precipitate different elements since they do not require any external agent except on rare occasions when a catalyst must act. There is research on the nutrients that should be added to increase its activity. The research reports reviewed identified the variables to control to obtain good results in the removal of metals and less impact on the environment. The development of projects that take into account a natural system, such as anaerobic degradation, is of great importance in order to reach a point where technology and the environment can complement each other, achieving necessary consumer goods for the population without causing irreparable damage to nature.

Naturally-Occurring Radioactive Materials at water treatment plant on the Poços de Caldas Plateau Region, Brazil / Materiais Radioativos de Ocorrência Natural em estações de tratamento de água no Planalto de Poços de Caldas, Brasil

ABSTRACT Oil and gas, mining, among others, are examples of facilities where naturally occurring radioactive materials can be found. This study aims to evaluate the presence of natural radioactive series, especially those of 238U and 232Th, in the water treatment plants of Poços de Caldas City, Minas Gerais. The presence of these series was investigated in samples of raw water, treated water, sludge from decanters, and scale from Parshall gutters. The sludge, input, and scale samples were submitted to the gamma spectrometry technique to determine the 226Ra, 228Ra, and 210Pb radionuclides. For U and Th, ultraviolet visible spectrophotometry was performed, and for the alpha and beta total values, radiochemical separation and subsequent alpha and beta total counts were performed. The results indicate that water samples are within the Ministry of Health Ordinance n° 5 (2017). Due to the different concentrations of radionuclide activity in the sludge, it was not possible to affirm the same order of magnitude with the sediment from the catchments. However, the values are in accordance with those established by the European Union Council for Naturally-Occurring Radioactive Materials. In the scale, the contents of 1192, 1704, and 301 Bq kg−1 were identified for 226Ra, 228Ra, and 210Pb, respectively. In the inputs of aluminum sulfate and calcium hydroxide, no relevant activities were identified. The results obtained in the study can serve as an indicative regarding the need for a more detailed evaluation of the radiological issue in question concerning public water supplies.

RESUMO Petróleo e gás, mineração, estações de tratamento de água, entre outros, são exemplos de instalações que podem apresentar Materiais Radioativos de Ocorrência Natural. Neste estudo, objetivou-se avaliar a presença de séries radioativas naturais, especialmente as de 238U e 232Th nas estações de tratamento de água da cidade de Poços de Caldas/MG. Foram investigadas as presenças dessas séries em amostras de água bruta, de água tratada, no lodo dos decantadores e nas incrustações das calhas Parshall, além dos principais insumos utilizados. As amostras de lodo, insumos e incrustações foram submetidas à técnica de espectrometria gama para a determinação dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb. Para U e Th, realizou-se espectrofotometria ultravioleta-visível, e para os valores de Alfa e Beta totais foram realizadas separação radioquímica e posterior contagem Alfa e Beta total. Os resultados indicaram que as amostras de águas estão em conformidade com a Portaria de Consolidação n° 5 de 2017 do Ministério da Saúde. Dadas as diferentes concentrações de atividade dos radionuclídeos no lodo, não foi possível afirmar a mesma ordem de magnitude com o sedimento das captações. Entretanto, os valores estão consonantes com o estabelecido pelo conselho da União Europeia para Materiais Radioativos de Ocorrência Natural. Nas incrustações foram identificados teores de 1.192 Bq.kg-1, 1.704 Bq.kg-1 e 301 Bq.kg-1 para 226Ra, 228Ra e 210Pb, respetivamente. Já para os insumos Sulfato de Alumínio (Al4(SO4)3) e Hidróxido de Cálcio Ca(OH)2 não foram identificadas atividades relevantes. Os resultados obtidos no estudo podem servir como indicativos da necessidade de uma avaliação mais detalhada sobre a questão radiológica em foco, em relação ao abastecimento público de águas.

Avaliação de alumina e carvão ativado conjugados com nanopartículas de prata como pré-tratamentos para nanofiltração visando à redução da incrustação / Evaluation of alumina and activated carbon conjugated to silvernanoparticles as nanofiltration pre-treatments aiming at fouling reduction

RESUMO A má distribuição geográfica de águas em território nacional aliada ao seu desperdício, à poluição dos cursos d'água próximos aos centros urbanos e industriais e à eficiência inadequada de processos de tratamento convencionais faz com que o tratamento e o reúso de água sejam tópicos de crescente importância no Brasil. Um dos métodos de tratamento de água são os processos de separação por membranas, como a nanofiltração. No entanto, esses processos estão sujeitos ao fenômeno de incrustação, que provoca diminuição gradativa de sua eficiência. Sendo assim, o presente trabalho visou à avaliação de diferentes métodos de pré-tratamento de água para mitigação da formação de biofilme em membranas de nanofiltração. Os processos de adsorção em partículas de alumina e desinfecção por meio de carvão ativado impregnado com nanopartículas de prata foram aplicados em uma amostra de um corpo d'água superficial. As amostras com e sem pré-tratamento foram nanofiltradas e a propensão à incrustação de cada uma foi avaliada. As eficiências de remoção de compostos orgânicos dos adsorventes empregados separadamente e em conjunto e as análises de absorção UV/Vis, microscópio eletrônico de varredura e espectroscopia de energia dispersiva do carvão ativado impregnado com nanopartículas de prata mostraram que os materiais empregados no pré-tratamento puderam ser apropriadamente sintetizados. Foi possível também identificar os principais grupos funcionais dos biopolímeros presentes nos biofilmes formados ao longo do tempo. Por fim, pôde-se observar que a adsorção da matéria orgânica é mais eficiente para o controle da incrustação rápida, enquanto o efeito bactericida se destaca no controle a longo prazo.

ABSTRACT The poor geographical distribution of water in the national territory combined with its waste, the pollution of watercourses close to urban and industrial centers, and the inadequate efficiency of conventional treatment processes make the treatment and reuse of water topics of increasing importance in Brazil. One of the advanced water treatment methods is membrane separation processes, such as nanofiltration. However, these processes are subject to fouling phenomenon, which causes a gradual decrease in the efficiency of the process. Therefore, the present work aims to evaluate different methods of pretreatment of water to mitigate the formation of biofilm in nanofiltration membranes. The adsorption processes on alumina particles and disinfection through activated carbon impregnated with silver nanoparticles were applied to a sample of a surface water body. Samples with and without pretreatment were nanofiltered and the propensity to fouling was evaluated. The efficiency of the adsorbents, used both separately and together, in removing organic compounds and the UV/Vis, scanning electron microscope, and Energy-dispersive X-ray spectroscopy analyses of the activated carbon impregnated with silver nanoparticles showed that the materials used in the pre-treatment were properly synthesized. It was also possible to identify the main functional groups of the biopolymers present in biofilms formed over time. Finally, it was observed that the adsorption of organic matter is more efficient for the control of rapid fouling while the bactericidal effect stands out in the long-term fouling control.

Influência do pH na formação de subprodutos orgânicos halogenados na oxidação com cloro da água superficial para consumo humano do rio Pardo, RP, Brasil / Influence of pH on the formation of halogenated organic by-products in the pre-oxidation step with chlorine in the treatment of surface water for human consumption

A busca por fontes alternativas de recursos hídricos é indispensável tornando a captação de água superficial uma opção viável para complementar o abastecimento público, porém, suas características exigem tratamento adequado para o consumo. O contato do cloro com a matéria orgânica (MO) presente em águas pode resultar na formação de diversas substâncias carcinogênicas, como os trialometanos (THM). A ausência de estudos sobre a característica predominante da matéria orgânica precursora no rio Pardo deixa uma preocupação quanto à tecnologia a ser empregada no tratamento da água, que deverá ser de ciclo completo com uma etapa complementar de pré-oxidação com cloro seguida de adsorção em carvão ativado pulverizado para garantir a remoção de microcontaminantes. O estudo foi conduzido no rio Pardo, inserido na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI-4), Ribeirão Preto, estado de São Paulo. A quantificação dos SOH foi realizada no cromatógrafo a gás modelo CG 2010 Marca Shimadzu com detector de captura de elétrons e a aquisição de dados foi obtida por um microcomputador com software para cromatografia CG Real Times Analysis. De modo geral, os parâmetros analisados para o rio Pardo demonstraram que o manancial se encontra dentro dos parâmetros da CONAMA n° 357 (2005) e CONAMA n° 430 (2011) considerados ideais para um rio de classe 2. Os parâmetros analisados neste trabalho podem contribuir com conhecimento para dar subsídio para seleção da tecnologia de tratamento de água do rio Pardo, sendo ela de ciclo completo devido a sua alternância na turbidez ao longo do ano. Dentre os SOH investigados pelo trabalho, foram encontrados apenas cinco (5), sendo esses o Clorofórmio, Dicloroacetonitrila, Bromodiclorometano, Cloro Hidrato e Tricloropropanona. O Clorofórmio e Cloro Hidrato tiveram suas maiores concentrações de 76 µg·L-1 e 68 µg·L-1, respectivamente. De forma geral, os compostos quantificados se encontram abaixo dos preconizado pela Portaria GM/MS nº 888 de 2021. Ao comparar os diferentes pH é possível observar uma tendência de aumento na formação de Trialometanos conforme o aumento no valor de pH. Entretanto, devido a faixa de pH empregada ter sido restrita entre 6,0 e 9,0 a análise estatística não nos permite afirmar que há uma associação direta entre o pH e a formação de SOH

The search for alternative sources of water resources is indispensable, making the capture of surface water a viable option to complement the public supply, however, its characteristics require adequate treatment for consumption. The contact of chlorine with organic matter (OM) present in water can result in the formation of several carcinogenic substances, such as trihalomethanes (THM). The absence of studies on the predominant characteristic of the precursor organic matter in the Pardo River leaves a concern about the technology to be used in the water treatment, which should be a complete cycle with a complementary step of pre-oxidation with chlorine followed by adsorption on charcoal activated powder to ensure the removal of microcontaminants. The study was conducted on the Pardo River, located at the Water Resources Management Unit (UGRHI-4), Ribeirão Preto, state of São Paulo. The quantification of SOH was performed in a gas chromatograph model CG 2010 Shimadzu brand with electron capture detector and the data acquisition was obtained by a microcomputer with software for chromatography CG Real Times Analysis. In general, the parameters analyzed for the Pardo River showed that the source is within the parameters of CONAMA No. 357 (2005) and CONAMA No. 430 (2011) considered ideal for a class 2 river. The parameters analyzed in this work can contribute with knowledge to subsidize the selection of water treatment technology for the Pardo River, which is a complete cycle due to its alternation in turbidity throughout the year. Among the SOH investigated by the work, only five (5) were found, these being Chloroform, Dichloroacetonitrile, Bromodichloromethane, Chlorohydrate and Trichloropropanone. Chloroform and Chlorine Hydrate had their highest concentrations of 76 µg·L-1 and 68 µg·L-1, respectively. In general, the quantified compounds are below those recommended by Ordinance GM/MS nº 888 of 2021. When comparing the different pHs, it is possible to observe a tendency towards an increase in the formation of Trihalomethanes as the pH value increases. However, because the pH range used was restricted to between 6.0 and 9.0, the statistical analysis does not allow us to state that there is a direct association between pH and the formation of SOH

Moringa oleifera Plant as potent alternate to Chemical Coagulant in Water Purification

Abstract Quality of groundwater is threatened due to pollution by industrial, domestic and agricultural waste. A large number of populations are residing in rural areas which are unable to afford high cost water purifiers due to their low income as well as limited awareness. However, limited availability of fresh water has become a critical issue in developing countries. Around 1.2 billion population is deprived of affordable and safe water for their domestic need. Additionally, chemical coagulants which are nowadays being used for water purification pose severe and numerous health hazards to human. Thus utilization of easily accessible natural coagulant for water purification might offer a sustainable, practical and cost effective solution to the current alarming situation in developing countries. Several experimental findings have shown strong efficiency of Moringa oleifera plant extracts obtained from different solvents in the improvement of water quality parameters including physicochemical (such as pH, hardness, turbidity, metallic impurities, total dissolved solid) and biological (E.coli count) parameter. We have also highlighted the limitations and advantages of chemical coagulation in water purification. Altogether, this review summarizes one such miracle tree which has shown significant potential as a natural coagulant and its associated underlying mechanism in water purification process.

Ultrafiltração na remoção de glifosato e ácido aminometilfosfônico em águas de abastecimento / Ultrafiltration for removal of glyphosate and aminomethylphosphonic acid in drinking water

RESUMO O glifosato é um herbicida não seletivo utilizado no controle de ervas daninhas em ambientes agrícolas e urbanos. É encontrado em mananciais associado ao seu principal metabólito, o ácido aminometilfosfônico, sendo necessária a remoção destes em estações de tratamento de água. O objetivo do trabalho foi avaliar a ultrafiltração direta na rejeição do glifosato e do ácido aminometilfosfônico em água de manancial superficial fortificada nas concentrações de 630, 800 e 1.250 μg L-1 e variação de pH entre 4 e 10. Para o glifosato, os aumentos do pH e da concentração e a presença de matéria orgânica natural contribuíram para a taxa de rejeição. A massa de glifosato adsorvida foi de 1,2 μg cm-2, sendo a adsorção na superfície e nos poros da membrana o principal mecanismo de rejeição. A ultrafiltração direta não foi efetiva para rejeição do ácido aminometilfosfônico. Para concentração do glifosato de 630 μg L-1 e pH entre 6,1 e 7,2, a ultrafiltração direta produziu permeado com concentração inferior a 500 μg L-1, atendendo ao padrão de potabilidade brasileiro, Portaria Gabinete do Ministro/Ministério da Saúde nº 888, publicada em 7 de maio de 2021.

ABSTRACT Glyphosate is a non-selective herbicide used to control weeds in agricultural and urban environments. It is found in water sources associated with its main metabolite, the aminomethylphosphonic acid, and it must be removed in the public water treatment. The aim of this work was to evaluate the direct ultrafiltration in the removal of glyphosate and aminomethylphosphonic acid in fortified surface water at concentrations of 630, 800, and 1,250 μg L-1 and pH variation between 4 and 10. For glyphosate, the increase in pH, concentration, and the presence of natural organic matter contributed to the rejection rate. The herbicide mass adsorbed was 1.2 μg cm-2, being adsorption onto the membrane surface/pores the main mechanism of herbicides retention. The UF process was not effective for removal of aminomethylphosphonic acid. For glyphosate concentration of 630 μg L-1, pH of 6.1-7.2, the UF was effective to produce the permeated in concentration of less than 500 μg L-1, as recommended by the Brazilian Drinking Water Legislation of the Ministry of Health, Portaria Gabinete do Ministro/Ministério da Saúde nº 888, publicada em 7 de maio de 2021.

Reaproveitamento de sabugo de milho para potencial remoção de formulação comercial de glifosato em fase aquosa pela técnica de adsorção / Corn cob reuse in the adsorption of a commercial formulation of glyphosate

RESUMO Neste estudo, foi produzido biocarvão de sabugo de milho ativado com ácido fosfórico (BCA) para potencial remoção do herbicida glifosato — GLF (formulação comercial) em meio aquoso. O BCA foi caracterizado por análises de difração de raios X, espectroscopia de infravermelho, adsorção e dessorção de N2, microscopia eletrônica de varredura e determinação do potencial de carga zero. O efeito do pH inicial e da massa de adsorvente também foi avaliado. Os resultados cinéticos de adsorção foram ajustados aos modelos de pseudoprimeira e pseudossegunda ordem. A natureza do processo foi estudada por meio dos modelos de isoterma de Langmuir e Freundlich, e os parâmetros termodinâmicos calculados para as temperaturas de 23, 43 e 63°C. Os resultados obtidos demonstraram que a adsorção de GLF no BCA foi dependente da temperatura, da massa de adsorvente e do pH do meio, com a melhor condição de ensaio caracterizada por 63°C, 0,25 g de BCA e pH = 7, resultando em boa eficiência de remoção (62,67%), porém com baixa capacidade de adsorção (2,67 mg.g−1). A cinética de adsorção foi representada pelo modelo de pseudossegunda ordem e considerada rápida, sendo necessários 15 min para atingir 98% da capacidade máxima de adsorção. Os dados da isoterma foram bem descritos pelo modelo de Freundlich. Por fim, o estudo termodinâmico revela que a adsorção de GLF é de natureza endotérmica (∆Hº > 0) e endergônica (∆Gº > 0). Os resultados apresentados confirmam que o BCA de sabugo de milho é um adsorvente capaz de remover GLF (formulação comercial) do meio aquoso.

ABSTRACT In this study a biochar was produced from corn cob (BCA), which was activated with phosphoric acid to verify its potential for removal of herbicide glyphosate (GLF) (commercial formula) in aqueous media. BCA was characterized by X-ray diffraction spectroscopy, infrared spectroscopy, sorption and desorption of N2, scanning electron microscope, and zero charge potential. Kinetic results of adsorption were adjusted to pseudo-first and pseudo-second order reactions. The adsorption process was studied to verify if it followed Freundlich and Langmuir isotherms, and the thermodynamic parameter was calculated for 23 oC, 43 cC and 63 oC. The results showed that adsorption of GLF on BCA depended on temperature, adsorbent mass, and pH. The best results were obtained for the temperature of 63 oC with 0.25 g de GLF and pH = 7.0, conditions that presented 62.3% of GLF removal and low adsorption capacity (2.67 mg. g−1). That was probably due to the porous nature of BCA and co-adsorption of other constituents that were present in the commercial formula of GLF. The adsorption kinetics was represented by the model of pseudo-second order and considered fast, taking 15 min to reach 98% of the maximum adsorption capacity. The isotherm data were well represented by the Freundlich model. Finally, the thermodynamic study demonstrated that the adsorption of GLF is of endothermic nature (ΔHº > 0) and endergonic (ΔGº > 0). The results confirmed that BCA from corn cob is an adsorbent capable of removing GLF (commercial formula) from aqueous media. However, the endothermic nature of the process can compromise its performance in water treatment processes.

Avaliação de fatores intervenientes no desempenho de estações de tratamento de água / Evaluation intervening factors in the performance of water treatment plants

RESUMO O objetivo do trabalho consistiu em avaliar a influência da sazonalidade, da eventual sobrecarga hidráulica, do porte, do custo e da idade no desempenho de estações convencionais de tratamento de água pela análise de confiabilidade como ferramenta de avaliação. Para tal, empregaram-se dados operacionais do efluente de 20 estações operadas pelo mesmo prestador referentes ao período 2009-2014. As análises estatísticas mostraram que o desempenho, em termos de turbidez do efluente, elevou-se no período de estiagem em relação ao chuvoso e nas unidades de pequeno porte avaliadas. No mesmo contexto, a quase totalidade das estações submetidas à sobrecarga hidráulica apresentou desempenho inferior. A determinação da faixa de turbidez requerida na saída da estação, pela análise de confiabilidade, mostrou-se importante ferramenta de gestão permitindo hierarquizar ações de melhorias nos sistemas. Não se verificou correlação entre o nível de confiabilidade e o custo do tratamento e a idade da estação.

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the influence of seasonality, possible hydraulic overload, size, cost, and age of the station in the performance of conventional water treatment stations based on reliability analysis as an evaluation tool. For this purpose, operational data of the effluent from 20 stations operated by the same provider for the 2009-2014 period were used. Statistical analyses showed that the performance was increased in the dry season compared to the rainy one and in the small units evaluated. In the same scenario, almost all the stations submitted to hydraulic overload exhibit inferior performance. The determination of turbidity range required at the exit of the station, through the reliability analysis, proved to be an important management tool, allowing to hierarchize improvement actions in the systems. In addition, there was no correlation between the level of reliability and the treatment cost and the age of the station.

Perspectivas y aplicaciones reales del grafeno después de 16 años de su descubrimiento / Perspectives and real applications of graphene at 16 years after its breakthrough / Perspectivas e aplicações reais do grafeno após 16 anos de sua descoberta

Resumen A 16 años del gran descubrimiento del grafeno los focos de atención vuelven a estar en este material con el reporte de su comportamiento superconductor dependiendo del apilado de sus capas. Sin embargo, su nombre durante estos últimos años no solo se ha relacionado a la superconductividad, sino que ha sido relacionado con una diversidad muy amplia de aplicaciones, en disciplinas muy diversas, entre las que cabe mencionar: materiales opto-electrónicos, electrodos para catálisis, dispositivos para tratamiento de desechos, biosensores, entre otros. Esto ha hecho que un gran número de grupos de investigación se hayan interesado no solo en estudiar sus propiedades, sino también en investigar nuevos métodos sintéticos que puedan ser escalables a niveles industriales, sin perder sus propiedades electrónicas y mecánicas. A pesar de los numerosos estudios y los recursos invertidos en grafeno no todas las aplicaciones han llegado a ser una realidad, en esta revisión se muestran algunas de las más exitosas.

Abstract 16 years after the great discovery of graphene, the focus and attention are again on this material after the report of its superconducting behavior depending on the stacking of its layers. The graphene has not only been related to superconductivity but has also been related to a wide diversity of applications, in very diverse disciplines. Among them, we can mention: Opto-electronic materials, electrodes for catalysis, devices for waste-water treatment, biosensors, batteries, and solar cells. This has caused a large number of research groups to be interested not only in the study of its properties, but also in the research of new synthetic methods that can be scaled to industrial levels, without losing its electronic and mechanical properties. Despite numerous studies and resources invested in graphene, not all applications have become a reality, some of the most successful are shown in this review.

Resumo 16 anos após a grande descoberta do grafeno, o foco e as atenções voltam a ser neste material com o relato de seu comportamento supercondutor em função do empilhamento de suas camadas. No entanto, seu nome nos últimos anos não tem sido apenas relacionado à supercondutividade, mas tem sido relacionado a uma diversidade muito ampla de aplicações, em disciplinas muito diversas. Entre eles podemos citar: materiais optoeletrônicos, eletrodos para catálise, dispositivos para tratamento de águas residuais, biossensores, baterias e células solares. Isso fez com que um grande número de grupos de pesquisa se interessassem não apenas em estudar suas propriedades, mas muitas pesquisas também foram feitas na geração de métodos sintéticos que pudessem ser dimensionados para níveis industriais, sem perder suas propriedades eletrônicas e mecânicas. Apesar dos inúmeros estudos e recursos investidos em grafeno, nem todas as aplicações se tornaram realidade, algumas das mais bem-sucedidas são apresentadas nesta revisão.

Comparison of Shanghai water quality standard for drinking water with domestic and foreign standards and its influence after implementation / 上海预防医学

Objective:To explore the differences between shanghai water quality standards for drinking water （DB31/T 1091-2018） and domestic and foreign water quality standards， and to compare the improvement of water quality before and after the implementation of DB31/T 1091-2018. Methods:To compare shanghai water quality standard for drinking water with domestic and foreign standards in terms of index number， indicators of disinfectants and their by-products， increased indicators， and revised indicators， and the key water quality indicators before and after the standard implementation in Pudong New Area of Shanghai were investigated. Results:The number of new standard increased from one hundred and six to one hundred and eleven. Among them， the number of conventional indicators increased from forty-two to forty-nine， while the number of unconventional indicators decreased from sixty-four to sixty-two，seven new conventional indicators were added， and the limit value of seventeen conventional indicators was revised and so on. By analyzing water quality monitoring data of New standard before implementation （2017） and after implementation （2019） at water plants of Pudong New Area of Shanghai ， it is found that the total number of bacteria （Z=-2.772，P<0.01）， and carbon tetrachloride （Z=-5.570，P<0.01），trichloromethane （Z=-5.685，P<0.01）， turbidity （Z=-4.168，P<0.01）， total dissolved solids （Z=-7.061，P<0.01）， and total hardness （Z=-2.338，P<0.05）， oxygen consumption （Z=-2.580，P<0.05）， anion synthetic detergent （Z=-2.162，P<0.05）， total chlorine （Z=-2.826，P<0.01）， there were significant statistical differences between the two groups， while there were no statistical differences between the other indicators. Conclusion:The new standard refers to the domestic and foreign drinking water standards， tends to the high and strict requirements， and pushes the improvement water quality of the centralized water supply units， which need to carry out in-depth treatment process transformation， in order to further optimize the water quality.

Caminhos para viabilização da convergência de interesses na despoluição do Rio Guandu, Rio de Janeiro, Brasil / Paths to convergence of interests in depollution of the Guandu River in Rio de Janeiro, Brazil / Caminos para hacer viable la convergencia de intereses en la descontaminación del Río Guandú, Río de Janeiro, Brasil

Resumo: Em janeiro de 2020, a população da Região Metropolitana do Rio de Janeiro, Brasil, foi submetida a uma deterioração da qualidade da água, causada pela presença de geosmina, que comprometeu o processo de tratamento de água da Estação de Tratamento de Água do Guandu, único manancial desta região. Esse fenômeno é consequência da falta de investimento em esgotamento sanitário ao longo da bacia do Rio Guandu, que antes afetava apenas a população predominantemente de baixa renda. Este artigo objetiva identificar o papel e a atuação dos diferentes atores sociais, por meio da adoção da metodologia de Integração Sistêmica, para viabilizar a convergência de interesses destes atores no sentido de priorizar e concretizar a despoluição do Rio Guandu. Foram segregados dois grupos: aqueles que devem trabalhar articuladamente para o sucesso do empreendimento, composto por todos os órgãos de planejamento, operação, regulação e fiscalização, e os atores capazes de alavancar politicamente e viabilizar sua realização, que são os influentes setores sociais, políticos, econômicos e midiáticos. Chegou-se ao entendimento de que a crise de abastecimento de água pode se repetir sazonalmente caso nada seja feito, podendo este ser o elemento capaz de prover a nunca antes alcançada convergência de interesses dos setores influentes para realizar o investimento em infraestrutura de esgotamento sanitário que reverta a degradação da bacia, requisito para resolver a crise de água no Rio de Janeiro.

Abstract: In January 2020, the population of Greater Metropolitan Rio de Janeiro, Brazil, suffered deterioration in the quality of the public water supply, caused by the presence of geosmin, which compromised the water treatment process at the Guandu Water Treatment Plant, the only water source in the region. The phenomenon results from lack of investment in sewage infrastructure in the Guandu River Basin, which previously affected only the predominantly low-income population. The article aims to identify different social actors' roles and actions, using the Systemic Integration methodology, to allow convergence of their interests for prioritizing and achieving depollution of the Guandu River. Two distinct groups were identified: those who need to collaborate to achieve success with the initiative, consisting of planning, operations, and inspection agencies, and actors capable of politically leveraging and enabling the initiative, namely influential social, political, economic, and media sectors. In conclusion, the water supply crisis may recur seasonally if nothing is done and may thus be the element capable of leading to a convergence of interests among influential sectors for investment in sewage infrastructure to reverse the river basin's degradation, a requirement to solve the water crisis in Rio de Janeiro.

Resumen: En enero de 2020, la población de la Región Metropolitana de Río de Janeiro, Brasil, estuvo afectada por un deterioro de la calidad del agua, causada por la presencia de geosmina, que comprometió el proceso de tratamiento de agua de la Estación de Tratamiento de Agua del Guandú, único manantial de esa región. Este fenómeno es consecuencia de la falta de inversión en el alcantarillado sanitario, a lo largo de la cuenca del Río Guandú, que antes afectaba solamente a la población predominantemente de baja renta. El objetivo de este artículo fue identificar el papel y la actuación de los diferentes actores sociales, mediante la adopción de la metodología de integración sistémica, para viabilizar la convergencia de intereses de estos actores, en el sentido de priorizar y concretizar la descontaminación del Río Guandú. Fueron diferenciados dos grupos: aquellos que deben trabajar coordinadamente para el éxito de la empresa, compuesto por todos los órganos de planificación, operación, regulación y fiscalización, y los actores capaces de impulsar políticamente y viabilizar su realización, que son los influyentes sectores sociales, políticos, económicos y mediáticos. Se llegó al compromiso de que la crisis de abastecimiento de agua puede repetirse estacionalmente, en caso de que no se haga nada, y puede ser el elemento capaz de conseguir la nunca antes alcanzada convergencia de intereses de los sectores influyentes para realizar la inversión en infraestructura de alcantarillado sanitario que revierta la degradación de la bahía, requisito para resolver consecuentemente la crisis de agua en Río de Janeiro.

Biosorción de plomo (II) en solución acuosa con biomasa de los cladodios de la tuna (Opuntia ficus indica) / Biosorption of lead (II) in aqueous solution with biomass of prickly pear cladodes (Opuntia ficus indica) / Biossorção de chumbo (II) em solução aquosa com biomassa de cladódios de pera espinhosa (Opuntia ficus indica)

Resumen Se investigó la remoción de plomo de soluciones acuosas por biomasa de los cladodios de la tuna (BCT), una especie abundante en la sierra peruana. Las propiedades físicas y químicas de la BCT se determinaron por técnicas de FTIR y SEM/ EDX. El análisis FTIR confirmó la presencia de grupos -OH, CO-C, C=O y -NH2, los cuales interactuarían con el metal. La micrografía SEM reveló que la morfología superficial de la BCT tiene porosidad adecuada para la biosorción. En un sistema discontinuo se obtuvo la más alta capacidad de biosorción (qe) con una relación masa BCT/volumen de 4 g/L, pH 4,5 y tiempo de contacto de 1 h. La biosorción siguió un modelo cinético de pseudo-segundo orden y el proceso de difusión intraparticular fue el factor principal de control de la velocidad. Los datos en el equilibrio fueron correlacionados con cinco modelos (Langmuir, Freundlich, Temkin, D-R y Redlich-Peterson) y se ajustaron mejor al modelo de Langmuir, lo que indica que el proceso se realiza en centros activos energéticamente homogéneos, el valor de qe máxima fue 50,25 mg/g. Los resultados obtenidos demuestran que la BCT puede ser usada como biosorbente eficiente para el tratamiento de aguas contaminadas con Pb (II).

Abstract The removal of lead from aqueous solutions by the biomass of prickly pear cladodes (BCT), a species found in abundance in the Sierra region in Peru, was investigated. The physical and chemical properties of BCT were determined by FTIR and SEM/EDX techniques. The FTIR analysis confirmed the presence of -OH, C-O-C, C=O and -NH2 groups which would interact with the metal. The SEM micrograph revealed that the surface morphology of the BCT shows adequate porosity for biosorption. In a discontinuous system, the highest biosorption capacity (qe) was obtained with a BCT mass/volume ratio of 4 g/L, pH 4.5 and 1 h of contact time. Biosorption followed a pseudo-second order kinetic model and the intraparticle diffusion process was the main factor controlling speed. Data at equilibrium were correlated using five models (Langmuir, Freundlich, Temkin, DR, and Redlich-Peterson) and were better fitted to the Langmuir model, which would indicate that the process is carried out in energetically homogeneous active centers, the value of qe maximum was 50.25 mg/g. The results obtained demonstrate that BCT can be used as an efficient biosorbent for the treatment of waters contaminated with Pb (II).

Resumo Investigou-se a remoção de chumbo de soluções aquosas pela biomassa de cladódios de pera espinhosa (BCT), espécie encontrada em abundância na região da Sierra, no Peru, e as propriedades físicas e químicas do BCT foram determinadas por técnicas de FTIR y SEM/EDX. A análise por FTIR confirma a presença dos grupos -OH, C-O-C, C=O e -NH2 que interagem com o metal; a micrografia SEM revela que a morfologia da superfície do BCT mostra porosidade adequada para biossorção. Em um sistema descontínuo, a maior capacidade de biossorção (qe) foi obtida com uma relação massa/volume de BCT de 4 g/L, pH 4,5 e tempo de contato 1 h. A biossorção seguiu um modelo cinético de pseudo-segunda ordem e o processo de difusão intrapartículas foi o principal fator de controle da velocidade. Os dados em equilíbrio foram correlacionados usando cinco modelos (Langmuir, Freundlich, Temkin, DR e Redlich-Peterson) e foram melhor ajustados ao modelo de Langmuir, o que indicaria que o processo é realizado em centros ativos energeticamente homogêneos, o valor de qe o máximo foi de 50,25 mg/g. Os resultados obtidos demonstram que o BCT pode ser usado como um biossorvente eficiente para o tratamento de águas contaminadas com Pb (II).

Emprego do monitoramento contínuo da floculação no controle de parâmetros de tratabilidade de água / Use of continuous flocculation monitoring in the control of water treatability parameters

RESUMO Neste artigo, empregou-se um equipamento de monitoramento contínuo da floculação (EMCF) para melhor compreensão da coagulação e da floculação no tratamento de águas sintéticas sob diferentes mecanismos de coagulação, em escala de bancada. A água de estudo utilizada nos ensaios foi preparada em laboratório com a adição de uma solução de caulinita em água. Como agente coagulante foi utilizado sulfato de alumínio (SA) líquido, isento de ferro. A resposta do sinal com o tempo mostra três regiões distintas: uma região de crescimento, uma região de patamar e uma região de decaimento. Ao longo do presente trabalho, constatou-se que o índice de floculação (IF) se mostrou adequado para otimizar a floculação tanto pela seleção do pH quanto pela dosagem do coagulante. O pH e as dosagens ótimas, obtidos por meio do ensaio de jarros, estiveram relacionados às maiores variações de IF. O IF médio ( IF ) mostrou-se adequado para antecipar a dosagem ótima a partir de 3 minutos de floculação, e a inclinação da reta de melhor ajuste mostrou-se adequada para estimar a cinética da floculação.

ABSTRACT In this article, a continuous flocculation-monitoring equipment (CFME) was employed to better understand coagulation and flocculation in the treatment of synthetic water under different coagulation mechanisms, on a bench scale. The study water used in the tests was prepared in the laboratory with the addition of a solution of kaolinite in water. Liquid aluminum sulfate, free from iron, was used as a coagulant agent. The flocculation index (FI) measured over time was able to identify the regions of floc growth, plateau and decay. FI was found to be an adequate parameter for optimizing flocculation pH and coagulant dosage. Optimum pH and dosage, obtained in jar tests, were related to the largest variations in FI. The mean FI was found to be adequate for predicting optimum coagulant dosage in the first three minutes after flocculation, whereas the slope of the best-fit FI line was found to be suited for predicting flocculation kinetics.

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.

Modelagem e simulação de um sistema inteligente para controle de dosagem da pós-cloração em estações de tratamento de água / Modeling and simulation of an intelligent system for dosage control of post-chlorination in water treatment plants

RESUMO Este artigo apresenta um modelo de rede neural para controlar a dosagem de cloro na água tratada, a fim de obter melhores resultados na estabilidade do cloro residual livre, quando comparados ao controle Proporcional-Integral-Derivativo (PID) empregado atualmente e na consequente redução do consumo de cloro no processo de tratamento de água. Entre os diferentes desinfetantes, o cloro é amplamente utilizado em estações de tratamento de água de grande porte no mundo. No Brasil, especialmente nas grandes cidades, esse produto químico é também empregado como um agente desinfetante. Nesse contexto, um modelo que utiliza redes neurais artificiais foi implementado e simulado no software Matlab, levando-se em conta as características operacionais de uma estação de tratamento localizada na região metropolitana de São Paulo.

ABSTRACT This paper presents an approach using a neural network model to control chlorine dosage in treated water, so as to obtain better results in the stability of the free residual chlorine, when compared to the control currently used, based on the Proportional-Integral-Derivative (PID) model and the consequent reduction in chlorine consumption in the water treatment process. Among the different disinfectants, chlorine is widely used in large water treatment plants in the world. In Brazil, especially in large cities, this chemical product is also used as a disinfectant agent. In this context, a neural model was implemented and simulated in MatLab software, taking into account the operational characteristics of a treatment plant, located in the São Paulo Metropolitan Region.

Eficiência de um sistema piloto de dessalinização de água salobra / Efficiency of a brackish water desalination pilot system

RESUMO Com a escassez da disponibilidade de água doce e o aumento da demanda de água no mundo e no Brasil, uma das alternativas são os sistemas de dessalinização de água, que removem os sais das águas salobra ou salgada. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema piloto de dessalinização de água salobra a qual foi obtida a partir da mistura de águas do mar e de rio até atingir concentração de sólidos dissolvidos totais (SDT) de 1.500 mg.L-1. O sistema piloto de dessalinização, com capacidade de 1,0 m3.h-1, é composto de ultrafiltração (UF) e abrandamento como pré-tratamento à osmose reversa (OR). Foram realizadas análises de qualidade da água na entrada e saída das unidades de tratamento relativas a SDT, condutividade elétrica, turbidez, pH, cor aparente, alcalinidade, dureza total, cálcio, magnésio, cloreto, sulfato e temperatura. Foram avaliadas a pressão osmótica, o fluxo de filtração e a taxa de recuperação de água no sistema de OR. Com os resultados obtidos, conclui-se que a eficiência de remoção de SDT e condutividade foi de 99%. A UF foi eficiente na remoção de turbidez, enquanto a OR apresentou maiores eficiências de remoção de sais. O sistema piloto de tratamento foi capaz de remover todos os parâmetros estudados. A taxa de recuperação na OR foi de 74,64%.

ABSTRACT Considering the shortage of fresh water availability and an increased demand for water in the world, including Brazil, one of the alternatives for water supply are water desalination systems, which remove salts from brackish or seawater. The objective of this study was to evaluate the efficiency of pilot water desalination system treating brackish water which was obtained mixing fresh water and seawater up to reach 1,500 mg L-1 of total dissolved solids (TDS) concentration. The pilot desalination plant with production capacity of 1.0 m3 h-1 is composed of ultrafiltration (UF) and softener working as a pre-treatment to reverse osmosis (RO). Experiments were performed to analyze some water quality parameters as TDS, electrical conductivity, turbidity, pH, apparent color, alkalinity, total hardness, calcium, magnesium, chlorides, sulfates, and temperature. Osmotic pressure, filtration flow and water recovery rate were also measured for the RO. Analyzing the result obtained, it can be concluded that the efficiency of TDS removal and conductivity were 99%. UF was efficient in removing turbidity, whereas RO reached higher salt removal efficiencies. The pilot plant system could remove all water quality parameters studied. Recovery rate in RO was 74.64%.

Validação de método analítico por ELL-CG-EM para detecção de trialometanos decorrentes da cloração de águas contendo Microcystis / Analytical method and trihalomethanes formation by Microcystis

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.

Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez da água em floculadores tubulares helicoidais / Model improvement for estimating of water turbidity removal efficiency in helical tubular flocculators

RESUMO Estudos científicos têm demonstrado que os floculadores tubulares helicoidais (FTHs) têm alta eficiência na formação de flocos e baixo tempo de retenção hidráulica, quando comparados aos floculadores comumente usados em tratamento de água e esgoto. No entanto, sua aplicação prática é limitada, pois ainda existe demanda significativa por avanços na compreensão da relação entre a hidrodinâmica da unidade e o processo de floculação, bem como critérios e metodologias para auxiliar em projeto racionais de FTH. Nesse contexto, este estudo teve por objetivo propor um aperfeiçoamento no modelo de estimativa de eficiência de remoção de turbidez apresentado por Oliveira (2014), o qual leva em conta um conjunto de parâmetros geométricos, hidráulicos e hidrodinâmicos relevantes ao processo de floculação nesse tipo de reator, pela incorporação de um dos parâmetros mais representativos de processos de floculação, o gradiente de pressão normal (GPp), como uma de suas variáveis independentes. O desenvolvimento do trabalho empregou dinâmica dos fluidos computacional (CFD) no estudo de 84 configurações de FTH, contemplando regimes de escoamento laminar e turbulento. Como resultado, chegou-se a uma nova versão de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez da água que, em relação à versão original: tem menor número de variáveis independentes; apresenta melhor ajuste aos dados experimentais; e é mais simples do ponto de vista operacional.

ABSTRACT Scientific studies have been demonstrating that helical tubular flocculators (HTFs) have high efficiency in floc formation and low hydraulic retention time when compared to flocculators commonly used in water and wastewater treatment. However, its practical application is still limited because there is still a significant demand for advances in the understanding of the relationship between the hydrodynamics of the unit and the flocculation process, as well as for criteria and methodologies in support to the rational design of HTF. In this context, the objective of this study was to propose an improvement in the model of turbidity removal efficiency developed by Oliveira (2014), which takes into account a set of geometric, hydraulic and hydrodynamic parameters relevant to the flocculation process in this type of reactor, by incorporating one of the most representative parameters of flocculation processes, the normal pressure gradient, as one of its independent variables. The development of the work employs computational fluid dynamics (CFD) in the study of 84 HTFs configurations, considering laminar and turbulent flow regimes. As a result, a new model version for estimating water turbidity removal's efficiency in helical tubular flocculators was obtained, which, in relation to the original version, has a smaller number of independent variables, presents better fit to the experimental data and is simpler from the operational point of view.