REMOÇÃO DE CARBONO ORGÂNICO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO

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1 REMOÇÃO DE CARBONO ORGÂNICO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO LUIZ DI BERNARDO ANGELA DI BERNARDO DANTAS DIRETORES HIDROSAN SÃO PAULO, ABRIL 2015

2 TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO

3 MATÉRIA ORGÂNICA NATURAL Há muitos cursos de água superficiais usados como fonte de abastecimento em diferentes regiões do Brasil que apresentam cor verdadeira entre 20 e > 200 uh (COD entre 5 e 20 mg/l) em que é realizada a pré-cloração, o que contribui para a formação de compostos orgânicos halogenados. Rio Negro Rio Solimões Água do Rio Negro Manaus

4 MICROALGAS, PLANTAS AQUÁTICAS E PRODUTOS EXCRETADOS Salvinia sp. Matéria orgânica carbonácea, nitrogênio e fósforo RIO Fertilizante Efluente de Tratamento de Esgoto por Lagoa de Estabilização

5 MICROCONTAMINANTES ORGÂNICOS Pesticidas e herbicidas em geral Hormônios, fármacos e outros compostos orgânicos

6 MICROCONTAMINANTES ORGÂNICOS E INORGÂNICOS Disposição inadequada dos Disposição resíduos inadequada ETA em dos curso resíduos de água de ETA em curso de água

7 FORMAÇÃO DE ESPUMAS EM ETAs DE CICLO COMPLETO DEVIDO À PRESENÇA DE MATÉRIA ORGÂNICA DISSOLVIDA E PARTICULADA NA ÁGUA BRUTA

8 FORMAÇÃO DE ESPUMAS EM ETAs DE CICLO COMPLETO DEVIDO À PRESENÇA DE MATÉRIA ORGÂNICA DISSOLVIDA E PARTICULADA NA ÁGUA BRUTA E T A 1 E T A 2 E T A 3

9 FORMAÇÃO DE ESPUMAS EM ETAs DE CICLO COMPLETO DEVIDO À PRESENÇA DE MATÉRIA ORGÂNICA DISSOLVIDA E PARTICULADA NA ÁGUA BRUTA E T A 4 Jusante do vertedor Parshall Aeração no vertedor Parshall E T A 5 Material flotado decantadores Material flotado em Material flotado em decantador ETA2 Decantador com re movedor de mat Decantador com re movedor de material flotado Vertedor Parshall Aeração no vertedor Parshall Material flotado em decantadores idade de floculação com jatos de água Vertedor superficiais Parshall Vertedor Material Parshall flotado em decantador Decantador Aeração no Decantador vertedor Parshall com re movedor de material flotado Material flotado em decantadores Decantador com re movedor com re movedor de material de flotado material flotado Material flotado Material em jarteste flotado em jartes ETA2 ETA ETA2 3 ETA 3 E T A 6 Decantador com re movedor de material flotado ETA 3 Material flotado em jarteste Filtros com material flotado ETA 4

10 FORMAÇÃO DE ESPUMAS EM ETAs DE CICLO COMPLETO DEVIDO À PRESENÇA DE MATÉRIA ORGÂNICA DISSOLVIDA E PARTICULADA NA ÁGUA BRUTA E T A 7 Saída do vertedor Parshall Queda de á Saída do vertedor Parshall Saída do vertedor Parshall ETA ETA E T A 8 Queda de C água anal após de veiculação Queda o vertedor de água de Parshall água após aos o vertedor floculadores Parshall com liberação de b Saída do vertedor Parshall C anal de veiculação Queda de água de C anal de veiculação de água aos floculadores com aos água após o vertedor Parshall liberação floculadores com liberação de bolhas e formação de espuma de bolhas e formação de espuma Espuma nos filtros ETA 6 E T A 9 Espuma nos filtros anal de veiculação de água aos floculadores com Espuma liberação nos de filtros bolhas e formação ETA 6 de espuma ETA 6

11 QUALIDADE DAS ÁGUAS E TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO OXIDAÇÃO QUÍMICA E SUAS APLICAÇÕES NO TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO EM ETA CICLO COMPLETO Oxidação de compostos inorgânicos (metais, sulfetos, etc.); Desinfecção; Remoção e transformação de matéria orgânica natural; Água Bruta Cloro, dióxido de cloro, ozônio, permanganato de potássio, peróxido KMnO 4, de Cloraminas, hidrogênio, Cl cloraminas 2, ClO 2, O 3, H 2 O 2 Pré-oxidação Coagulação Floculação Sedimentação Controle de gosto e odor em águas de abastecimento; Desinfecção Filtração Inter-oxidação Oxidação de compostos orgânicos em geral; Cloro, Odióxido 3, Cloraminas, de cloro, Cl ozônio, 2, ClO 2 cloraminas Cloro, dióxido O 3, Cl de 2, ClO cloro, 2 ozônio

12 MATÉRIA ORGÂNICA E CARBONO ORGÂNICO Matéria orgânica particulada e matéria orgânica dissolvida; Precursores da formação de compostos orgânicos halogenados (trialometanos, ácidos haloacéticos, halopicrinas, haloacetonas etc, considerasdos carcinogênicos; Carbono orgânico (total e/ou dissolvido) tem sido um dos parâmetros usados para quantificar a MO (substâncias húmicas, microalgas e produtos excretados por elas, agroquímicos, matéria fecal, despejos industriais, etc);

13 SUBPRODUTOS ORGÂNICOS HALOGENADOS (SOH) Portaria n 36 do Ministério da Saúde limitou o valor máximo de TAMs em 0,1 mg/l. Portaria n do Ministério da Saúde limitou o valor máximo de TAMs em 0,1 mg/l. Portaria n 518 do Ministério da Saúde manteve o limite do valor máximo de TAMs em 0,1 mg/l. Portaria n 2914 do Ministério da Saúde manteve o limite do valor máximo de TAMs em 0,1 mg/l e incluiu o valor máximo de 0,08 mg/l para AHA (somatório dos 9 AHAs).

14 MINIMIZAÇÃO DA FORMAÇÃO E REMOÇÃO DE SOH Adsorção em carvão ativado Membranas filtrantes (nanofiltração e osmose inversa) Oxidantes alternativos: Cloraminas (cloro combinado) Dióxido de cloro Ozonização Permanganato de potássio Radiação ultravioleta "Enhanced coagulation" para remoção de COT No dia da coleta: Cor verdadeira = 190 uh/ COD = 17,5 mg C/L Porcentagem de AH e AF nas diferentes frações das SHA (Fonte: Sloboda, 2007)

15 Sem pré-oxidação e sem adsorção em CAP Pré-oxidação com dióxido de cloro (1,0 mg/l e Tc = 10 min) e sem adsorção em CAP Sem pré-oxidação e com adsorção em CAP (10 mg/l e Tc=10 min) Pré-oxidação com dióxido de cloro (1,0 mg/l e Tc = 10 min) e com adsorção em CAP (10 mg/l e Tc=10 min) Sem pré-oxidação e com adsorção em CAP (30 mg/l e Tc=10 min) Pré-oxidação com dióxido de cloro (1,0 mg/l e Tc = 10 min) e com adsorção em CAP (30 mg/l e Tc=10 min) Sem pré-oxidação e com adsorção em CAP (10 mg/l e Tc=30 min) Pré-oxidação com dióxido de cloro (1,0 mg/l e Tc = 10 min) e com adsorção em CAP (10 mg/l e Tc=30 min) Sem pré-oxidação e com adsorção em CAP (30 mg/l e Tc=30 min) Pré-oxidação com dióxido de cloro (1,0 mg/l e Tc = 10 min) e com adsorção em CAP (30 mg/l e Tc=30 min) COT da água filtrada (mg/l) ESTUDO DE CASO 1 (Fonte: Hidrosan, 2011) PRÉ-TRATAMENTO ETA EM CICLO COMPLETO: redução COT e SOH na água filtrada 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Alternativas para redução COT: oxidação com dióxido de cloro e CAP no pré-tratamento 0,0

16 Sem pré-oxidação e sem adsorção em CAP Pré-oxidação com cloro (6,0 mg/l e Tc = 10 min) e sem adsorção em CAP Sem pré-oxidação e com adsorção em CAP (10 mg/l e Tc=10 min) Pré-oxidação com cloro (6,0 mg/l e Tc = 10 min) e com adsorção em CAP (10 mg/l e Tc=10 min) Sem pré-oxidação e com adsorção em CAP (30 mg/l e Tc=10 min) Pré-oxidação com cloro (6,0 mg/l e Tc = 10 min) e com adsorção em CAP (30 mg/l e Tc=10 min) Sem pré-oxidação e com adsorção em CAP (10 mg/l e Tc=30 min) Pré-oxidação com cloro (6,0 mg/l e Tc = 10 min) e com adsorção em CAP (10 mg/l e Tc=30 min) Sem pré-oxidação e com adsorção em CAP (30 mg/l e Tc=30 min) Pré-oxidação com cloro (6,0 mg/l e Tc = 10 min) e com adsorção em CAP (30 mg/l e Tc=30 min) COT (mg/l) da água filtrada ESTUDO DE CASO 1 (Fonte: Hidrosan, 2011) PRÉ-TRATAMENTO ETA EM CICLO COMPLETO: redução COT e SOH na água filtrada 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Alternativas para redução COT: oxidação com cloro e CAP no pré-tratamento 0,0

17 ESTUDO DE CASO 1 PRÉ-TRATAMENTO ETA EM CICLO COMPLETO: redução COT e SOH na água filtrada Subproduto (μg/l) Método USEPA Tempo retenção (min) Com pré-oxidação e sem adsorção em CAP Sem préoxidação Pré com cloro (6,0 mg/l) Pré com dióxido (1,0 mg/l) Clorofórmio 6,49 <0,1 84,55 <0,1 Tricloroacetonitrila 8,60 <0,1 <0,1 <0,1 Dicloroacetonitrila 9,08 <0,1 12,28 <0,1 Bromodiclorometano 9,58 <0,1 20,73 <0,1 Cloro Hidrato 9,94 <0,1 13,32 <0,1 1,1-dicloropropanona 10,51 <0,1 <0,1 <0,1 Cloropicrina 12,73 <0,1 <0,1 <0,1 Dibromoclorometano 13,09 <0,1 <0,1 <0,1 Bromocloroacetonitrila 14,05 <0,1 <0,1 <0,1 1,1,1-tricloropropanona 15,11 <0,1 7,81 <0,1 Dibromoacetonitrila 16,57 <0,1 <0,1 <0,1 Bromofórmio 16,73 <0,1 <0,1 <0,1 (Fonte: Hidrosan, 2011) Subproduto (μg/l) Método USEPA Método USEPA 552 ácidos haloacéticos Monocloro ácido acético MCAA Monobromo ácido acético MBAA Dicloro ácido acético DCAA Tricloro ácido acético TCAA Bromocloro ácido acético BCAA Bromodicloro ácido acético BDCAA Dibromo ácido acético DBAA Clorodibromo ácido acético CDBAA 2,3- ácido dibromopropionico (PI) Tribromo ácido acético TBAA Tempo retenção (min) Com pré-oxidação e sem adsorção em CAP Pré com cloro (6,0 mg/l) Sem préoxidação Pré com dióxido (1,0 mg/l) 8,05 <0,1 <0,1 <0,1 10,25 <0,1 <0,1 <0,1 10,62 <0,1 50,14 <0,1 12,50 <0,1 21,34 <0,1 13,83 <0,1 <0,1 <0,1 16,30 <0,1 <0,1 <0,1 16,99 <0,1 0,39 0,48 20,12 <0,1 <0,1 <0,1 20,59 23,92 <0,1 <0,1 <0,1

18 ESTUDO DE CASO 2 :: ETA EM CICLO COMPLETO - ÁGUA BRUTA DO RIO TIETÊ Cloro: ponto 1 (pré-oxidação) Cloro: ponto 2 (pré-oxidação) Cloro: ponto 3 (inter-cloração) Cloro: ponto 4 (pós-cloração) A capacidade nominal da ETA é de m 3 /h; atual entre e m 3 /h; Piora da qualidade da água bruta com estiagem; COT até 20 mg/l; Nitrogênio amoniacal de 5 a 15 mg/l NH 3. (Fonte: Hidrosan, 2014)

19 ESTUDO DE CASO 2 (Fonte: Hidrosan, 2014)

20 Nitorgênio amoniacal (mg N-NH3/L) Carbono orgânico total (mg/l) ESTUDO DE CASO 2 :: ETA EM CICLO COMPLETO - ÁGUA BRUTA DO RIO TIETÊ Resultados na ETA valores de turbidez da água filtrada: de 0,36 ut a 0,73 ut valores de cor aparente da água filtrada: de 5,7 uh a 8,9 uh concentração de nitrogênio amoniacal: abaixo de 0,1 mg N-NH 3 /L a partir do ponto 4 (água coagulada) na 1ª coleta e do ponto 5 (água decantada) na 2ª coleta 14,0 25,0 12,0 10,0 Nitrogênio amoniacal (mg N-NH3/L) - 1ª coleta Nitrogênio amoniacal (mg N-NH3/L) - 2ª coleta 20,0 Carbono orgânico total (mg/l) - 1ª coleta Carbono orgânico total (mg/l) - 2ª coleta 8,0 15,0 6,0 10,0 4,0 2,0 5,0 0,0 0,0 1 (AB) 2 (APO) 3 (COA 1) 4 (COA 2) 5 (DEC 1) 6 (DEC 2) 7 (DEC 3) 8 (AF) 1 (AB) 2 (APO) 3 (COA 1) 4 (COA 2) 5 (DEC 1) 6 (DEC 2) 7 (DEC 3) 8 (AF) Ponto de coleta Ponto de coleta Concentrações de nitrogênio amoniacal e de COT das amostras de água coletadas ao longo das unidades de tratamento nas coletas realizadas nos dias 17 e 18 de setembro de 2014 (1ª e 2ª coletas) As condições de funcionamento da ETA caracterizam uma situação de reuso indireto não programado! (Fonte: Hidrosan, 2014)

21 ESTUDO DE CASO 2 :: ENSAIOS REALIZADOS EM LABORATÓRIO- ÁGUA BRUTA DO TIETÊ Demanda de dióxido de cloro na pré-oxidação da água bruta Adotada a dosagem de 4,0 mg ClO 2 /L Tc = 30 min: Residual: 0,6 mg ClO 2 /L; Demanda: 3,4 mg ClO 2 /L; Clorito: 0,55 mg CLO- /L Demanda de cloro na pré-oxidação da água bruta Tc = 30 min: dosagem de cloro break point : 100,8 mg Cl 2 /L Concentração de nitrogênio amoniacal: 0,154 mg N-NH 3 /L Concentrações totais de THM e de AHA: 8,30 μg/l e 23,83 μg/l (Fonte: Hidrosan, 2014) Demanda de cloro na pré-oxidação da água bruta após pré-oxidação com dióxido de cloro (aplicação simultânea) Tc = 30 min: dosagem de cloro break point : 100,5 mg Cl 2 /L Concentração de nitrogênio amoniacal: 0,100 mg N-NH 3 /L Concentrações totais de THM e de AHA: 15,57 μg/l e 20,97 μg/l Demanda de cloro na pré-oxidação da água bruta após pré-oxidação com dióxido de cloro (aplicação defasada) Tc = 30 min: dosagem de cloro break point : 95,7 mg Cl 2 /L Concentração de nitrogênio amoniacal: 0,116 mg N-NH 3 /L Concentrações totais de THM e de AHA: 27,13 μg/l e 18,34 μg/l Demanda de cloro na inter-oxidação da água decantada após préoxidação com dióxido de cloro Tc = 30 min: dosagem de cloro break point : 96,0 mg Cl 2 /L Concentração de nitrogênio amoniacal: 0,055 mg N-NH 3 /L Configuração de aplicação atualmente empregada na ETA ** 83 mg Cl 2 /L hip. sódio

22 Cloro (mg Cl2/L) ESTUDO DE CASO 2 :: ENSAIOS EM LABORATÓRIO - ÁGUA BRUTA DO RIO TIETÊ Oxidantes: dosagem de dióxido de cloro de 4,0 mg ClO 2/L e dosagens variadas de cloro DEMANDA DE CLORO Pré-cloração da água bruta Tc = 30 min N-NH 3 = 14,0 mg/l; ph = 6,92 Cloro total Cloro livre "break point" cloro dosado: 100,5 mg Cl 2 /L N-NH 3 = 0,100 mg/l Dosagem de cloro (mg Cl 2 /L) Resultados do ensaio de demanda de cloro e dióxido de cloro na pré-oxidação: aplicação simultânea Cloro total e cloro livre Série III (Fonte: Hidrosan, 2014)

23 Cloro (mg/l Cl2) ESTUDO DE CASO 3 (Fonte: Hidrosan, 2014) Cloro Total Cloro residual livre NH Dosagem de cloro (mg/l Cl2)

24 ESTUDO DE CASO 3 Características da Água do Rio Piracicaba para ETAs com capacidade de tratar 1000 L/s Parâmetro Unidade Água de estudo VMP CONAMA Amostra Amostra Amostra 2 357/2005* 1 3 ph admensional 7,59 7,58 7,41 6,0 a 9,0 Turbidez ut 12, Cor aparente uh Cor verdadeira uh Carbono orgânico total mg/l C 17,46 20,5 23,96 -- Absorbância em 254nm nm 0,314 0,419 0, Oxigênio consumido mg/l O2 8,1 21, Condutividade elétrica µs/cm Dureza total mg/l CaCO Alcalinidade mg/l CaCO Sulfato mg/l SO Cloretos mg/l Cl NTK (200mL) mg/l NH ,4 13,5 -- Nitrogênio amoniacal mg/l NH 3 7,4 8,5 13,80 3,7, para ph 7,5; 2,0, para 7,5 < ph 8,0 Nitrogênio orgânico mg/l NH 3 4,6 5,9 6,4 -- Nitrato mg/l N 3,3 3,2 3,95 10 Nitrito mg/l NO 2 0,014 0,024 0,052 1 Fosfato mg/l PO 4 0,92 0,3 1,07 -- Fósforo mg/l P 0,3 0,1 0,35 0,1 Sólidos totais mg/l Sólidos suspensos totais - SST mg/l Sólidos dissolvidos totais - SDT mg/l Surfactantes mg/l LAS <0,01 <0,01 <0,01 0,5 Índice de fenóis mg/l C 6 H 5 OH <0,001 <0,001 <0,001 0,003 DQO mg/l O DBO 5 dias a 20 C mg/l O ,0 Alumínio mg/l Al <0,01 <0,01 <0,01 0,1 Arsênio mg/l As <0,001 <0,001 <0,001 0,01 Cobre mg/l Cu <0,01 <0,01 0,036 0,009 Chumbo mg/l Pb <0,01 <0,01 <0,01 0,01 Cálcio mg/l Ca 17,15 17,32 21,4 -- Ferro mg/l Fe <0,01 0,69 0,41 0,3 Magnésio mg/l Mg 5,2 6,15 6,6 -- (Fonte: Manganês Hidrosan, mg/l 2014) Mn 0,34 0,2 0,06 0,1 Níquel mg/l Ni <0,01 <0,01 <0,01 0,025 Nitrogênio orgânico mg/l NH 3 4,6 5,9 6,4 -- Nitrato mg/l N 3,3 3,2 3,95 10 Nitrito mg/l NO 2 0,014 0,024 0,052 1 Fosfato mg/l PO 4 0,92 0,3 1,07 -- Fósforo mg/l P 0,3 0,1 0,35 0,1 Sólidos totais mg/l Sólidos suspensos totais - SST mg/l Sólidos dissolvidos totais - SDT mg/l Surfactantes mg/l LAS <0,01 <0,01 <0,01 0,5 Índice de fenóis mg/l C 6 H 5 OH <0,001 <0,001 <0,001 0,003 Água de estudo DQO mg/l O VMP CONAMA Parâmetro Unidade Amostra Amostra -- DBO 5 dias a 20 C mg/l O 2 9 Amostra /2005* 1 3 5,0 Alumínio ph admensional mg/l Al <0,01 7,59 <0,01 7,58 <0,01 7,41 6,00,1 a 9,0 Turbidez Arsênio mg/l ut As <0,001 12,6 <0, <0, , Cor Cobre aparente mg/l uh Cu <0, <0, , , Cor Chumbo verdadeira mg/l uh Pb <0,01 60 <0, <0, ,01 75 Carbono Cálcio orgânico total mg/l Ca C 17,15 17,46 17,32 20,5 23,96 21,4 -- Absorbância Ferro em 254nm mg/l nm Fe 0,314 <0,01 0,419 0,69 0,778 0,41 0,3 -- Oxigênio Magnésio consumido mg/l Mg O2 5,2 8,1 6,15 21,7 6, Condutividade Manganês elétrica mg/l µs/cm Mn 0, ,2 0, ,1 -- Dureza Níquel total mg/l mg/l CaCO Ni 3 <0,01 83 <0,01 76 <0, , Alcalinidade Sódio mg/l mg/l CaCO Na 3 87, , Sulfato Zinco mg/l SO Zn 4 0, , , , Coliformes Cloretos Totais NMP/100mL mg/l Cl NTK E. (200mL) Coli NMP/100mL mg/l NH , , Nitrogênio amoniacal mg/l NH 3 7,4 8,5 13,80 3,7, para ph 7,5; 2,0, para 7,5 < ph 8,0 Nitrogênio orgânico mg/l NH 3 4,6 5,9 6,4 -- Nitrato mg/l N 3,3 3,2 3,95 10 Piora Nitrito da qualidade mg/l NO 2 da 0,014 água 0,024 bruta 0,052 do rio 1 Fosfato mg/l PO 4 0,92 0,3 1,07 -- Piracicaba Fósforo da primeira mg/l P 0,3 amostra 0,1 0,35 coletada 0,1 Sólidos totais mg/l Sólidos para suspensos a última, totais - SST com mg/l aumento significativo Sólidos dissolvidos totais - SDT mg/l do Surfactantes carbono orgânico mg/l LAS <0,01 total, <0,01 oxigênio <0,01 0,5 Índice de fenóis mg/l C 6 H 5 OH <0,001 <0,001 <0,001 0,003 consumido DQO e coliformes mg/l O 2 50 totais DBO 5 dias a 20 C mg/l O ,0 Alumínio mg/l Al <0,01 <0,01 <0,01 0,1 Arsênio mg/l As <0,001 <0,001 <0,001 0,01 Cobre mg/l Cu <0,01 <0,01 0,036 0,009 Chumbo mg/l Pb <0,01 <0,01 <0,01 0,01 Cálcio mg/l Ca 17,15 17,32 21,4 -- Ferro mg/l Fe <0,01 0,69 0,41 0,3 Magnésio mg/l Mg 5,2 6,15 6,6 -- Manganês mg/l Mn 0,34 0,2 0,06 0,1 Níquel mg/l Ni <0,01 <0,01 <0,01 0,025 Sódio mg/l Na 87,53 98,

25 ESTUDO DE CASO 3 Dióxido de cloro (mg/l) Dosagens aplicadas na pré-oxidação/adsorção/coagulação Cloro (mg/l) CAP (mg/l) CAL (mg/l) PAC (mg/l) ph de coagulação Vs1 = 3,0 cm/min Água decantada Vs2 = 1,5 cm/min Cor ap. (uh) Turb. (ut) Cor ap. (uh) Turb. (ut) Água filtrada Turb. (ut) Cor ap. (uh) COT (mg/l) 4, , , ,99 7 2,20 0,55 <1 11,28 4, , , , , , , , , ,9 124 ENSAIOS COM A ÁGUA BRUTA DO RIO PIRACICABA Ensaios em ciclo completo (pré-oxidação, adsorção em CAP, floculação, sedimentação e filtração em FLAs) - Água de estudo 1 Ensaio 2 30 Pinho 60 Pinho 80 Pinho 100 Pinho 120 Pinho 140 Pinho 160 Pinho 200 Pinho 120 Babaçu 200 Babaçu , , ,08 0,61 <1 10, , , ,04 0,58 <1 10, , , ,29 0,60 <1 10, , , ,25 0,60 <1 9, , , ,17 0,52 <1 8, , , ,24 0, , , , ,04 0,56 1 9, , , ,99 0,56 3 9, , , ,90 1,10 6 9, , , ,50 0,79 2 8,26 Maior eficiência: Remoção de COT em torno de 27 % Avaliação da remoção de COT e SOH Água de estudo 1 - (CAP de pinho e CAP de babaçu) (Fonte: Hidrosan, 2014)

26 Dióxido de cloro 4,9 mg/l; Cloro 124 mg/l; 120 mg/l CAP Madecarbo Dióxido de cloro 4,9 mg/l; Cloro 124 mg/l; 140 mg/l CAP Madecarbo Dióxido de cloro 4,9 mg/l; Cloro 124 mg/l; 160 mg/l CAP Madecarbo Dióxido de cloro 4,9 mg/l; Cloro 124 mg/l; 180 mg/l CAP Madecarbo Dióxido de cloro 4,9 mg/l; Cloro 124 mg/l; 200 mg/l CAP Madecarbo Dióxido de cloro 4,9 mg/l; Cloro 124 mg/l; 120 mg/l CAP Babaçu Dióxido de cloro 4,9 mg/l; Cloro 124 mg/l; 200 mg/l CAP Babaçu Concentração de SOH (mg/l) ESTUDO DE CASO 3 ENSAIOS COM A ÁGUA BRUTA DO RIO PIRACICABA Ensaios em ciclo completo (pré-oxidação, adsorção em CAP, floculação, sedimentação e filtração em FLAs); o Água de estudo 1 Ensaio Limite máximo THM (Portaria 2914/2011) Limite máximo AHA (Portaria 2914/2011) Total THM Total AHA (Fonte: Hidrosan, 2014)

27 Concentração de diclofenaco (µg L -1 ) PESQUISAS Oxidantes/desinfetantes reagem com COT e formam outros subprodutos ainda não conhecidos! Estudos com diclofenaco, substâncias húmicas e caulinita (COD = 20 mg/l) Água de estudo Coagulação, floculação e sedimentação Filtração em areia Pós-cloração 30 min Pós-cloração 24 h Etapas de tratamento de água Redução das concentrações de DCF nas etapas de tratamento em ciclo completo Houve transformação de diclofenaco em outros compostos, pois o COD permaneceu praticamente o mesmo após a cloração com 24 h (Fonte: Rigobello, 2013)

28 Time [min] PESQUISAS DESAFIO: Balanço risco à saúde Intens. x Diclofenaco Novo subproduto Time [min] Figura Cromatogramas sobrepostos do branco sem diclofenaco (em vermelho) e da amostra contendo diclofenaco (em preto) após o término de 12 h de cloração. Intens. x Diclofenaco Time [min] Figura Cromatogramas sobrepostos do branco sem diclofenaco (em preto) e da amostra contendo diclofenaco (em vermelho) após o término de 24 h de cloração. Na oxidação com cloro ocorreu preferencialmente a formação dos subprodutos de massa molar 329 e 301 g mol -1 e o subproduto de massa molar 311 g mol -1 foi identificado somente nos tempos de contato de 12 e 24 h (Fonte: Rigobello, 2012) (Fonte: Rigobello, 2013)

29 PESQUISAS REMOÇÃO DE DIURON E COT COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO E UV (Fonte: SILVA, 2013)

30 PESQUISAS REMOÇÃO DE DIURON COM POA Ensaio 5 - Aplicado apenas a radiação UV de 95W e vazão de 34 L/h (Contínuo) Tempo (s) ph COT, mg/l Diuron, mg/l 0 5,27 4,636 10, ,02 4,231 1, ,18 4,325 1, ,24 4,255 1, ,05 4,307 1, ,24 4,298 1,624 Redução de 7,17% de COT e degradação de 85,8% de diuron Ensaio 8-10 mg/l de H 2 O 2, combinado com radiação UV com lâmpada de 95W e vazão de 34 L/h (Contínuo) Tempo (s) ph H 2 O 2 (mg/l) COT, mg/l Diuron, mg/l 0 4,99 9,25 5,786 10, ,90 8,10 5,431 1, ,89 8,10 5,017 1, ,97 8,50 5,033 0, ,97 8,40 5,005 0, ,98 8,40 5,061 0, ,03 8,55 4,950 1,230 Redução de 6,96% de COT e degradação de 90% de diuron (Fonte: SILVA, 2013)

31 PESQUISAS REMOÇÃO DE DIURON COM POA Ensaio 9-20 mg/l de H 2 O 2, com radiação UV com lâmpada de 95W e vazão de 34 L/h (contínuo) Tempo ph H 2 O 2 (mg/l) COT, mg/l Diuron, mg/l 0 5,04 20,02 5,737 10, ,96 5,25 4, ,98 5,30 4,505 0, ,01 5,52 4,871 0, ,00 5,58 4,375 0, ,99 5,64 5,208 0, ,98 5,58 4,748 0,276 Redução de 8,33% de COT e degradação de 97,9% de diuron (Fonte: SILVA, 2013)

32 Concentração de diuron no permeado (mg/l) PESQUISAS REMOÇÃO DE DIURON E COT COM NANOFILTRAÇÃO Agua de estudo com 2,0 mg/l de Velpar (0,936 mg/l de diuron ) ista frontal Vista frontal Vista lateral Vista esquerda lateral esquerda Vista lateral Vista direita lateral direita 0,300 0,250 0,200 0,150 Diuron Valor Máximo Permitido (VMP) = 0,090 mg/l (Brasil, 2011) 0,250 A concentração de diuron nos permeados obtidos nos ensaios com as águas de estudo A, variou na faixa de 0,019 a 0,250 mg/l. 0,111 0,100 0,075 0,050 0,038 0,044 0,048 0,047 0,019 0,000 A1.1 A2.1 A3.1 A4.1 A5.1 A5(2).1 A6.1 A6(2).1 Águas de Estudo A (Fonte: ZORZETTO, 2014) Nas águas de estudo A3.1 e A6(2).1, percebe-se que os valores ficaram acima do máximo permitido pela Portaria MS nº 2914/2011, que é de 90 µg/l de diuron

33 ALTERNATIVA PARA REDUÇÃO DOS RISCOS CONTROLE DO COT NA ÁGUA FITRADA DAS ETAs!!! A EPA requer remoção de TOC em função da alcalinidade Fonte: USEPA Disinfection and Disinfectants Byproduct Regulation (D/DBPR)

34 ALTERNATIVA PARA REDUÇÃO DOS RISCOS Alguns valores de alcalinidades em mananciais brasileiros (Fonte: Hidrosan) Manancial superficial Alcalinidade (mg/l) Período de estudo Localização Córrego Caracol 38 a 50 maio/junho de 2012 Xinguara/PA Córrego do Aleixo 36 agosto 2005 Barretos/SP Lago do Rio Verde 43 a 45 agosto de 2005 Campo Largo/PR Ribeirão Água Parada 48 a 51 setembro a novembro de 2010 Bauru/SP Ribeirão do Feijão 5 a 7 julho de 2012 São Carlos/SP Ribeirão Pinhal 32 agosto de 2011 Limeira/SP Rio Claro 3 a 4 maio a julho de2009 Uberaba/MG Rio Corumbataí 20 a 38 outubro a dezembro de 2010 Piracicaba/SP Rio das Pedras 17 a 35 julho/agosto de 2005 Barretos/SP Rio Jaguari 33 setembro de 2011 Limeira/SP Rio Uberaba 19 a 30 março/abril de2009 Uberaba/MG

35 :: REFLEXÕES

36 REFLEXÃO O que é água potável????? água pura e cristalina? Com ou sem COD? água que não causa danos à saúde? água que atende ao Padrão de Potabilidade mas apresenta concentrações altas de COT? Total de 58 contaminantes orgânicos limitados na Portaria 2914/2011