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.

Anticoagulantes orales directos y un cambio en el paradigma del monitoreo de la anticoagulación / New direct oral anticoagulants, a paradigm shift in haemostasis assays / Anticoagulantes orais diretos e uma mudança no paradigma da monitorização da anticoagulação

Los nuevos anticoagulantes orales directos (DOACs) son agentes sintéticos dirigidos en forma específica contra el factor Xa o contra la trombina. Por su farmacocinética predecible y escasa variabilidad interindividual no es necesario el monitoreo de anticoagulación. Esto es un cambio en el paradigma del tratamiento anticoagulante. Sin embargo, los DOACs alteran las pruebas de hemostasia y es importante saber cómo interpretarlas en caso de hemorragia, episodio trombótico o ante una cirugía de urgencia. Las pruebas clásicas de coagulación solo sirven para orientar sobre el efecto anticoagulante de los DOACs. Se debe conocer, para cada agente, cuál de las pruebas es útil, el reactivo que se utilizó y el tiempo transcurrido desde la ingesta del medicamento. Las pruebas específicas miden la concentración del DOAC. Son más sensibles, pero no han sido investigadas en relación a eventos clínicos y poseen una gran variación interindividual. Se concluye que hasta ahora no se cuenta con pruebas validadas para definir si se debe ajustar la dosis de los DOACs, aún en pacientes con alto riesgo hemorrágico. Nuevos estudios clínicos que utilizan diferentes pruebas de hemostasia serán de utilidad para ayudar a interpretar el efecto de los DOACs. Hasta que esto suceda, se tendrá que convivir con este nuevo paradigma, la ausencia del monitoreo.

New oral direct anticoagulants (DOACs) are synthetic agents targeting either thrombin or factor Xa. Their predictable pharmacokinetics and scarce variability eliminate the need for regular coagulation monitoring. This is a paradigm shift in anticoagulation treatment. However, DOACs interfere with coagulation assays and it is very important to recognize them in a bleeding or thrombotic event or in an urgent surgery. Commonly used screening coagulation tests are of limited utility and different test reagents, what kind of test to perform for each anticoagulant and the time of drug intake must be considered. Specific assays can accurately quantify drug levels, but they are not yet related to clinical events and there is great inter-individual variability. As a conclusion,there are no laboratory assays developed to support dose adjustment based on these test results. New clinical trials with laboratory measurement will help solve this. Until then, this new paradigm of no laboratory testing in routine clinical practice will have to be accepted.

Os novos anticoagulantes orais diretos (DOACs) são agentes sintéticos dirigidos em forma específica contra o fator Xa ou contra a trombina. Devido a sua farmacocinética previsível e escassa variabilidade interindividual não é necessária a monitoração de anticoagulação. Essa é uma mudança no paradigma do tratamento anticoagulante. Entretanto, os DOACs alteram as provas de hemostasia e é importante saber de que maneira interpretá-las em caso de hemorragia, episódio trombótico ou diante de uma cirurgia de urgência. Os testes clássicos de coagulação apenas servem para orientar a respeito do efeito anticoagulante dos DOACs. É necessário conhecer, para cada agente, qual dos testes é útil, o reagente que foi utilizado e o tempo decorrido desde a ingestão do medicamento. Os testes específicos medem a concentração do DOAC. São mais sensíveis, mas não foram pesquisados em relação a eventos clínicos e possuem grande variação interindividual. A conclusão é que até o momento não se conta com provas validadas para definir se deve ser ajustada a dosagem dos DOACs, mesmo em pacientes com alto risco hemorrágico. Novos estudos clínicos utilizando diferentes testes de hemostasia serão de utilidade para ajudar-nos a interpretar o efeito dos DOACs. Até que isto aconteça, será preciso conviver com este novo paradigma, a ausência da monitorização.

Anaerobic membrane bioreactors: are membranes really necessary?

Membranes themselves represent a significant cost for the full scale application of anaerobic membrane bioreactors (AnMBR). The possibility of operating an AnMBR with a self-forming dynamic membrane generated by the substances present in the reactor liquor would translate into an important saving. A self-forming dynamic membrane only requires a support material over which a cake layer is formed, which determines the rejection properties of the system. The present research studies the application of self-forming dynamic membranes in AnMBRs. An AnMBR was operated under thermophilic and mesophilic conditions, using woven and non woven materials as support for the dynamic membranes. Results showed that the formation of a cake layer over the support materials enables the retention of more than 99 percent of the solids present in the reactor. However, only low levels of flux were achieved, up to 3 L/m² x h, and reactor operation was unstable, with sudden increases in filtration resistance, due to excessive cake layer formation. Further fine-tuning of the proposed technology involves looking for conditions that can control effectively cake layer formation.

Leito de drenagem: sistema natural para redução de volume de lodo de estação de tratamento de água / Draining beds: natural system for sludge volume reduction in the water treatment plant

As Estações de Tratamento de Água (ETAs) tem funcionamento semelhante a uma indústria e podem em diversas etapas gerar resíduos que, na maioria das ETAs, são lançados nos corpos d'água sem tratamento. Neste trabalho avaliou-se o desempenho de Leitos de Drenagem, para o desaguamento de lodo, provenientes de ETAs de ciclo completo que empregam sulfato de alumínio e cloreto de polialumínio (PACl), como coagulantes. Analisou-se as características, a drenagem e secagem dos amostras de lodo e característica do drenado. Os Leitos de Drenagem mostraram-se eficientes para desaguamento e redução de volume de lodo de ETA, de forma natural, sem consumo de energia ou adição de produtos químicos. Obteve-se, aos sete dias, reduções da ordem de 87 por cento em volume para os lodos de PACl e 83 por cento para o lodo de Sulfato de Alumínio e teor de sólidos totais 28 por cento e 31 por cento respectivamente.

In this work the performance of Draining Beds for sludge dewatering was assessed. The sludge was provided from full cycle Water Treatment Plants (WTPs) that employ aluminum sulfate and polyaluminium chloride (PACl) as coagulants. The characteristics, drainage and drying of samples of sludge and characteristic of drained were analysed. The Draining Beds were shown to be efficient for dewatering and sludge volume reduction in the WTP, in a natural way, without energy consumption or adding of chemical products. On the seventh day, it was possible to obtain reduction around 87 percent in volume for PACl sludge and 83 percent for the aluminum sulfate sludge and total solids content of 28 and 31 percent respectively.

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.

Emprego do reagente de fenton como agente coagulante na remoção de substâncias húmicas de água por meio da flotação por ar dissolvido e filtração / Fenton's reagent as coagulant agent on removing humic substances from water through dissolved air flotation and filtration

O reagente de Fenton foi empregado como agente coagulante no tratamento de água com cor verdadeira elevada (100 ± 5 uH) causada pela introdução de substâncias húmicas extraídas de turfa, empregando-se a flotação por ar dissolvido. Otimizou-se o par de valores dosagem de coagulante x pH de coagulação para posterior construção dos diagramas de coagulação, obtendo-se eficiências de remoção de cor aparente pouco superiores a 60 por cento. Procurou-se simular um tratamento em ciclo completo, realizando-se ensaio de filtração em areia após flotação, obtendo-se efluente de excelente qualidade, apresentando cor aparente, turbidez e absorvância a 253,7 nm remanescentes menores ou iguais a 2 uH, 0,40 uT e 0,009 cm-1, respectivamente, e ferro total residual < 0,005 mg/L e COD < 0,001 mg/L.

Fenton's reagent was used as coagulant agent to treat water with high true color (100 ± 5 HU) caused by the introduction of humic substances extracted from peat, using dissolved air flotation. The pair value of coagulant dosage x coagulation pH was optimized to posterior construction of coagulation diagrams, reaching apparent color removal efficiency slightly superior to 60 percent. It was tried to simulate a treatment with complete cycle, carrying out an experiment with sand filtration after flotation, obtaining an effluent with excellent quality, presenting remnant apparent color, turbidity and absorbance of 253.7 nm less or equal to 2 HU, 0.40 TU and 0.009 cm-1, respectively, and residual total iron< 0.005 mg/L and DOC < 0.001 mg/L.

Viabilidade técnica e econômica da regeneração de coagulantes a partir de lodos de estações de tratamento de água / Technical and economical feasibility of coagulant recovery from water treatment plant sludges

Esse trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica da regeneração de coagulantes pela acidificação de lodos de ETA's e a posterior aplicação dos coagulantes regenerados no tratamento de esgotos. Foram realizados ensaios em escala de bancada visando o estudo das condições de regeneração, da qualidade do coagulante produzido e do lodo resultante. O coagulante regenerado teve desempenho satisfatório no tratamento de efluentes de reator UASB e foi observado que ocorreram reduções significativas de sólidos em suspensão nos lodos das ETA's. Com respeito à avaliação econômica, foi verificado que considerando as reduções de custos decorrentes da diminuição de lodo a ser tratado e disposto, o custo de produção do coagulante regenerado é muito próximo ao custo do coagulante comercial. Portanto, concluiu-se que hoje em dia essa tecnologia deve ser considerada como uma alternativa potencialmente viável dos pontos de vista técnico e econômico para o tratamento e reaproveitamento de lodo de ETA's.

Uso de modelação matemática para projeto de câmaras mecanizadas de floculação em série em estações de tratamento de água / The use of mathematical modeling to the design of continous flow completely mixed chambers in series for flocculation in water treatment plants

A metodologia encontrada na literatura para a otimização do gradiente de velocidade médio em reatores de mistura completa, com câmaras em série de escoamento contínuo, a partir de ensaios em reator estático tipo jarteste, baseia-se em modelos matemáticos que descrevem a cinética dos encontros entre partículas durante a floculação. Considerando-se que a aplicabilidade desta metodologia tem-se revelado inconsistente, como observado por diversos autores, este trabalho propõe uma metodologia racional para utilizar e otimizar os dados experimentais obtidos em reatores estáticos e, utilizando modelos matemáticos, obter dados para o projeto de floculadores mecanizados em série em estações de tratamento de água.

Aplicação de coagulantes no afluente de reator anaeróbio de leito expandido alimentado com esgoto sanitário / Application of coagulants to anaerobic expanded bed reactor influent fed by domestic wastewater

Os reatores anaeróbios de tratamento de esgoto possibilitam elevada remoção de matéria orgânica, com menor custo em comparação com os processos aeróbios. Entretanto, esses reatores geralmente são pouco eficientes na remoção de nutrientes e seu efluente pode apresentar valores relativamente elevados de DQO e de sólidos suspensos. Por isso, investigou-se a aplicação de cloreto férrico e auxiliares de floculação no afluente de um reator anaeróbio de leito expandido em escala real (Volume = 32 m3; TDH = 3,2 h), no intuito de elevar as eficiências de remoção de DQO, turbidez, fósforo e sólidos. Foram realizados testes de Atividade Metanogênica para avaliar a toxicidade do cloreto férrico ao lodo do reator, mas nenhum efeito tóxico foi detectado para concentrações de até 500 mg FeCl3/l. Em seguida, foram realizados testes em reator de bancada (jar test), quando foi investigado o uso de cloreto férrico (dosagens entre 40 e 200 mg/l) em conjunto com um polímero catiônico, um polímero aniônico e amido natural de batata (dosagens entre 0,5 e 2,0 mg/l), sendo obtidos os melhores resultados com cloreto férrico e polímero aniônico. As eficiências médias diárias de remoção no reator de leito expandido foram elevadas de 64 por cento para 71 por cento, para DQO; de 47 por cento para 59 por cento, para turbidez; de 17 por cento para 31 por cento, para fósforo; e de 52 por cento para 77 por cento, para SST, quando aplicadas dosagens de 40 mg/l de cloreto férrico e 1,0 mg/l de polímero aniônico.