Investigação da toxicidade, tratabilidade e formação de subprodutos tóxicos em efluentes clorados de lagoas de estabilização com e sem pós-tratamento [thesis]

Luís Fernando Rossi Léo
2008 i Este exemplar foi revisado e alterado em relação à versão original, sob responsabilidade única do autor e com a anuência de seu orientador. São Paulo, 15 de maio de 2008. Assinatura do autor ____________________________ Assinatura do orientador _______________________ FICHA CATALOGRÁFICA Léo, Luís Fernando Rossi Investigação da toxicidade, tratabilidade e formação de subprodutos tóxicos em efluentes clorados de lagoas de estabilização com e sem pós-tratamento. Edição Revisada. São Paulo,
more » ... evisada. São Paulo, 2008. 160 p. Tese (Doutorado) -ii Dedicatória Dedico esta tese à minha saudosa Mãe, Magali de Lourdes Rossi Léo, que compartilhou integralmente deste sonho, ao meu Mestre na engenharia e na vida, meu Pai, Milton Léo e à minha Esposa Elisabete Catini Léo, pelo amor, pela compreensão e pelo apoio nos momentos mais difíceis e decisivos desta caminhada. iii AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus pela oportunidade, pela energia e pelo discernimento. Ao meu orientador, Prof. Dr. Roque Passos Piveli, por toda dedicação e trabalho, e também pelos momentos agradáveis durante as remadas nas lagoas em Lins, nas reuniões sob as árvores na cantina da Unilins, e pelo mundo afora; Aos Professores Doutores Pedro Alem Sobrinho e Ivanildo Hespanhol, pelos ensinamentos nas disciplinas cursadas; À minha colega Aline Akabochi Fabreti Frontoura, que nos deixou prematuramente, agradeço o companheirismo e o apoio que trocamos durante as centenas de horas passadas em conjunto ao lado de nossas plantas experimentais; Aos meus amigos e familiares, pelo apoio, pela curiosidade, pelo incentivo e pela amistosa cobrança; Agradeço à Fundação Paulista de Tecnologia e Educação (FPTE) e ao Centro Universitário de Lins (UNILINS) pela bolsa de auxílio cedida, e principalmente pelo imprescindível apoio prestado na cessão de seus equipamentos, laboratório e profissionais, cuja contribuição foi incrível; Ao Prof. M.Sc. Maurício Macedo e ao Químico "Paulinho" pelo trabalho de cromatografia, e a todos os profissionais do Laboratório de Análises e Controle Industrial (LACI), da FPTE que de qualquer forma tenham contribuído para o desenvolvimento deste trabalho. Aos discentes Mônica Medeiros, João Pedro de Melo Forlani, Maurício Bernardi e demais estagiários, pela dedicação, amizade e colaboração; Aos amigos Ângela, Fábio, Iara, Laerte, Odorico e Ricardo, da POLI, pelo atendimento pronto e eficaz. vi ABSTRACT The main difficulties that the stabilization ponds for sewage treatment systems face to meet the requirements imposed by CONAMA Resolution 357/2005 can highlight the high concentrations of ammonia nitrogen, phosphorus and fecal and total coliform. When the systems use receivers water bodies Class 2 or 3 generate the need for disinfection. Among the different technologies available for the disinfection of sewage, the chlorination is very attractive at reduced cost compared to other technologies, as well as the high experience that companies and municipalities have in this type of system, because the water treatment systems. About the chlorination technologies, the use of sodium hypochlorite becomes interesting for security, simplicity of installation and operation. The disadvantage of using this type of system is given the possibility of formation of toxic by-products, within which you can highlight the trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (AHAs), but this formation can theoretically be reduced by the presence of high concentrations of ammoniacal nitrogen in effluents of these systems, for its preferential reaction with the chlorine in the formation of cloraminas. Other possibilities for reducing the training is to reduce the concentration of precursors (organic matter), reduce the dosage of chlorine and use dechlorination method after disinfection. This work, developed in PROSAB / FINEP (National Program for Research on Sanitation) research announcement number 4, developed tests for disinfection of anaerobic and facultative ponds effluents using sodium hypochlorite as a disinfectant, in concentrations of 8.0 mgCl/L and 12.0 mgCl/L. Were also developed tests for disinfection with anaerobic and facultative ponds effluents post-treated by coagulation / flocculation / sedimentation and coagulation / flocculation / flotation with dissolved air, with concentrations of 2.0 mgCl/L and 4.0 mgCl/L. For all of disinfection tests were also conducted dechlorination tests. This made it possible to study the possibilities of reducing the formation of toxic byproducts of the stabilization ponds effluents disinfection with sodium hypochlorite. The THMs and AHAS concentrations were determined by gas chromatography. Through the methods of Standard Methods 20th Edition analyses were carried out physical-chemical parameters of pH, temperature, COD, BOD, total nitrogen, ammoniacal nitrogen, total Kjeldhal nitrogen, free chlorine, chloramines, coliforms and other indicator microorganisms. The formation of THMs was very low, on average below the 20.0 µg/L in all tests, apparently due to high concentrations of NH 3 -N, the order of 30.0 mg/L. The same did not occur with AHAs. In many tests found concentrations of AHAs exceeded the standard of 80.0 µg/L recommended by the USEPA for drinking water. Dechlorination reduced 52% of AHAs concentrations, in average. Bioassays showed that the presence of free chlorine in the samples increase the acute toxicity in Daphnia similes. Chlorination followed by dechlorination produces effluents with less toxicity than the toxicity of chlorinated and effluent without chlorination. xiv
doi:10.11606/t.3.2008.tde-12092008-151226 fatcat:bmvpnvld5ffq5jtq627xp4dkfm