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Tipo: Dissertação
Título: Aplicação do dióxido de cloro no tratamento de água para consumo humano: desinfecção para controle de oocistos de Cryptosporidium sp., formação de subprodutos e manutenção de residuais desinfetantes em sistemas de distribuição
Título(s) alternativo(s): Chlorine dioxide use in drinking-water treatment: disinfection control of Cryptosporidium sp., byproducts formation, and maintenance of disinfectant residuals in distribution systems
Autor(es): Andrade, Rosane Cristina de
Primeiro Orientador: Bastos, Rafael Kopschitz Xavier
Primeiro coorientador: Bevilacqua, Paula Dias
Segundo coorientador: Mounteer, Ann Honor
Primeiro avaliador: Aquino, Sérgio Francisco de
Segundo avaliador: Andrade, Nélio José de
Terceiro avaliador: Cerqueira, Daniel Adolpho
Abstract: Esse projeto objetivou avaliar a aplicação do dióxido de cloro no tratamento de água para consumo humano, com ênfase na formação de subprodutos (clorito e clorato), manutenção de residuais desinfetantes em sistemas de distribuição e remoção de oocistos de Cryptosporidium sp. Em ensaios de jarros, a aplicação de dióxido de cloro em amostras de água bruta (simulando pré-oxidação), decantada e filtrada (simulando desinfecção) provocou demanda desse oxidante e formação de clorito e clorato de acordo com as características da água, expressas pela turbidez e cor. Os residuais de dióxido de cloro e as concentrações de clorato mostraram-se associados com as doses de dióxido de cloro aplicadas, mas as de clorito não. O tempo de reação mostrou associação com o residual de dióxido de cloro, mas não com as concentrações resultantes de clorito e clorato. A aplicação de 2,5-6 mg ClO2.L-1 resultou na formação de clorito em concentrações acima do valor máximo permitido pela Portaria 518/2004 (0,2 mg ClO2 -.L-1), mas, por outro lado, poucas vezes em concentrações acima do valor máximo recomendado (0,8 mg.L-1) e raramente acima do valor máximo permitido (1 mg.L-1) pela Environmental Protection Agency dos Estados Unidos. Em experimentos em tranque de contato e rede de distribuição (escala piloto), a aplicação de 3-6 mg ClO2.L-1 em água filtrada (0,2-0,3 uT e 5-10 uC) resultou em demanda de 0,9-1,3 mg ClO2.L-1, promovendo residuais de dióxido de cloro na saída do tanque de 4,7 mg.L-1 (dose de 6 mg.L- 1) e em torno de 2 mg.L-1 (dose de 3 mg.L-1), os quais tenderam a decrescer ao longo da rede de distribuição, mantendo-se, entretanto, em concentrações relativamente estáveis. As concentrações de clorito na saída do tanque de contato variaram entre 0,2 e 0,4 mg.L-1 e também tenderam a crescer na rede de distribuição, mantendo-se sempre abaixo de 0,9 mg.L- 1. As concentrações de clorato na rede variaram entre 0,8 e 2,4 mg.L-1 (1,7 mg.L-1 em média) com aplicação de 6 mgClO2.L-1 e entre 0,7 e 1,4 mg.L-1 (média de 1,1 mg.L-1) com aplicação de 3 mgClO2.L-1. Em ensaio de jarros envolvendo a inoculação de 103 e 104 oocistos de Cryptosporidium por litro, foram testadas várias combinações de concentração residual de dióxido de cloro (C) e tempos de contato (T). Em termos gerais, os resultados confirmam o potencial do uso do dióxido de cloro para o controle de Cryptosporidium, porém se apresentaram em banco de dados com ampla dispersão, não sendo possível ajustar modelos matemáticos de estimativa de eficiência de remoção de oocistos em função de valores de CT. Não obstante, os resultados obtidos encontram-se dentre faixas relatadas na literatura.
This work aimed at evaluating the use of chlorine dioxide in drinking-water treatment, with emphasis on byproducts formation, maintenance of disinfectant residuals in distribution systems and removal of Cryptosporidium oocysts. In jar test experiments, the application of chlorine dioxide in samples of raw water (simulating pre-oxidation), settled and filtered water (simulating disinfection) led to oxidant demand and chlorite and chlorate formation according to the water characteristics, expressed by turbidity and color. Chlorine dioxide residuals and chlorate concentrations were associated with chlorine dioxide doses, but the chlorite concentrations were not. Reaction times were associated with chlorine dioxide residuals, but not with the resulting chlorite and chlorate concentrations. The application of 2.5- 6 mg ClO2.L-1 led to chlorite formation always above the maximum contaminant level established in the Brazilian drinking-water standard (0.2 mg ClO2 - L-1), but only a few times above the maximum contaminant level goal (0.8 mg.L-1), and rarely above the maximum contaminant level (1 mg.L-1) set by the US Environmental Protection Agency. In the experiments using a contact chamber and a distribution system (both in pilot scale), the application of 3-6 mg ClO2.L-1 in filtered water samples (0.2-0.3 NTU and 5-10 color units) led to oxidant demand of 0.9-1.3 mg.L-1, and chlorine dioxide residuals at the contact chamber outlet of 4,7 mg.L-1 (when dosing 6 mg ClO2.L-1) and around 2 mg.L-1 (when dosing 3 mg ClO2.L-1); these residuals tended to decrease in the distribution system, staying however rather stable. Chlorite concentrations at the contact chamber outlet ranged from 0.2 to 0.4 mg.L-1, also tended todecrease in the distribution system, but stayed always below 0.9 mg.L-1. Chlorate concentrations in the distribution system ranged from 0.8 to 2.4 mg.L-1 (average of 1.7 mg.L-1) when dosing 6 mg ClO2.L-1 and from 0.7 to 1.4 mg.L-1 (average of 1.1 mg.L-1) when dosing 3 mg ClO2.L-1. In jar test experiments involving the inoculation of 103 and 104 Cryptosporidium oocysts per liter, several combinations of chlorine dioxide residuals (C) and contact times (T) were tried. Overall, it was confirmed that chlorine dioxide is effective for Cryptosporidium control, but the results varied widely and it was not possible to fit a model to predict Cryptosporidium oocysts removal as a function of CT values. Nevertheless, the results were consistent with the range reported in the literature.
Palavras-chave: Desinfecção
Subprodutos
Protozoários
Disinfection
Byproducts
Protozoa
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Geotecnia; Saneamento ambiental
Programa: Mestrado em Engenharia Civil
Citação: ANDRADE, Rosane Cristina de. Chlorine dioxide use in drinking-water treatment: disinfection control of Cryptosporidium sp., byproducts formation, and maintenance of disinfectant residuals in distribution systems. 2010. 134 f. Dissertação (Mestrado em Geotecnia; Saneamento ambiental) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2010.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/3734
Data do documento: 7-Out-2010
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