Remoção de Microcystis aeruginosa e microsistinas por flotação por ar dissolvido : estudo em escala de bancada utilizando sulfato de alumínio e cloreto férrico como coagulantes

Abstract

A ocorrência de florações de cianobactérias é preocupante e tem se tornado mais freqüente em mananciais de abastecimento brasileiros. Espécies de cianobactérias tóxicas podem liberar toxinas para a água, oferecendo risco potencial para o homem e animais que tenham contato ou consumam essa água, podendo até levar à morte. Existem alguns estudos que comprovam a eficiência do processo de flotação por ar dissolvido (FAD) no tratamento de água com baixa turbidez e elevada concentração de algas. Porém, poucos são os estudos que avaliam especificamente a remoção de cianobactérias e cianotoxinas e que buscam conciliar a FAD com o conceito de coagulação melhorada. Nesse cenário, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a aplicabilidade dos processos de coagulação convencional e de coagulação melhorada seguido de flotação na remoção de Microcystis aeruginosa (106 céls/mL) e de microcistinas (140 a 450 μg/L), utilizando dois coagulantes, sulfato de alumínio e cloreto férrico. Os experimentos foram desenvolvidos em escala de bancada utilizando o Floteste. O desempenho do sistema de tratamento como um todo (coagulação/floculação/flotação) foi avaliado a partir de dados de turbidez, clorofila-a, concentração de microcistinas, carbono orgânico dissolvido não purgável (CODNP) e residual do coagulante (alumínio e ferro). Os resultados sugerem que valores de pH de coagulação menores, em torno de 5, promovem uma melhor eficiência na remoção de turbidez, de clorofila-a e de microcistinas intracelular, independentemente do coagulante utilizado. Entretanto, a remoção de microcistinas extracelular (dissolvida) foi muito baixa em todas as condições de coagulação. Comparando o uso do sulfato de alumínio e do cloreto férrico, observou-se que ambos os coagulantes apresentaram vantagens. O sulfato de alumínio promoveu maior remoção de microcistinas intracelular e de CODNP, enquanto o cloreto férrico promoveu maior estabilidade no processo de flotação. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The occurrence of cyanobacterial blooms is a matter of concern and it has been more intense in Brazil. Toxic cyanobacterial species can release toxins to the water, which pose risk to humans and animals that have had contact or consumed this water, even leading to death. There are many studies that show that dissolved air flotation (DAF) is a very efficient process to treat waters with low turbidity values and high algae concentrations. However, very few of these studies have investigated the use of DAF to remove cyanobacteria and cyonotoxins and pursued to conciliate DAF with enhanced coagulation. In this scenario, the present work aimed to evaluate the use of conventional coagulation and enhanced coagulation followed by flotation to remove Microcystis aeruginosa (106cells/mL) and microcystins (150 a 450 μg/L). Two coagulants were evaluated, aluminum sulfate and ferric chloride. Bench scale experiments were carried out using a Flotest equipment. The performance of the treatment sequence (coagulation/flocculation/flotation) was evaluated by measuring turbidity, chlorophyll-a, microcystins concentration, nonpurgeable dissolved organic carbon (NPDOC) and coagulant residuals (aluminum and iron) in both raw and treated water. The results suggested that lower coagulation pH values, around 5, promote a higher removal efficiency of turbidity, chlorophyll-a and intra-cellular microcystins, independently of the coagulant used. Nevertheless, the removal efficiencies of extra-cellular microcystins were low. Comparing the use of aluminum sulfate and ferric chloride, it is identified that both coagulants have their advantages. The aluminum sulfate promoted a higher intra-cellular microcystins and NPCOD removal, as the ferric chloride promoted a more stable flotation process.