Removal of Cryptosporidium Oocysts by direct filtration : the influence some operational aspects

xxiii, 143 f. : il.O presente trabalho trata da remoção de oocistos de Cryptosporidium por filtração direta descendente em meio granular praticamente uniforme, verificando a influência de aspectos operacionais como dosagens de coagulante, taxas de filtração e características da água bruta. O trabalho experimental foi desenvolvido em escala piloto composta por dispositivo de mistura rápida e filtro descendente de areia. Os experimentos em escala piloto foram precedidos de estudos em escala de bancada (Testes de Jarros) para a definição da faixa de pH e dosagem de coagulante a serem empregados nos experimentos de filtração. Foram realizados 15 experimentos de filtração direta descendente, utilizando como coagulante o sulfato de alumínio. Optou-se por trabalhar com subdosagens, dosagens “ótimas” e super-dosagens de coagulante. Foram utilizadas águas provenientes do lago Paranoá e do córrego do Torto, sendo que toda a água empregada nos trabalhos de filtração foi inoculada com oocistos de Cryptosporidium na ordem de 102 a 103 oocistos/L. Além disso, o filtro foi operado com taxas constantes de 210 m/dia e 105 m/dia. Os resultados obtidos indicaram que, independente da origem da água bruta e da taxa de filtração utilizada, ao se adotar dosagens “ótimas” e super-dosagens de coagulante, os efluentes apresentaram valores de turbidez inferiores a 0,5 UT e de clorofila-a inferiores a 1,5 μg/L. Quanto à remoção de oocistos de Cryptosporidium, para o filtro estudado, não foram observadas diferenças na remoção desse protozoário com a utilização de uma taxa conservadora, 105 m/dia, quando comparada ao valor de 210 m/dia. Por outro lado, para as águas estudadas, a utilização de super-dosagem parece promover uma maior remoção de oocistos de Cryptosporidium quando comparada com o uso de dosagem “ótima”. Similarmente, foi observado que durante a operação regular do filtro, a remoção de oocistos de Cryptosporidium tende a ser mais elevada do que no período de amadurecimento do mesmo. Entretanto, o fator operacional que influenciou de forma mais determinante a remoção desse protozoário foi a utilização de subdosagem de coagulante. Quando essa condição de coagulação foi adotada, verificou-se, independentemente da água bruta, que a remoção foi significativamente inferior. Dessa forma, pode-se considerar como dois fatores de risco importantes: possíveis falhas na dosagem de coagulante, com a aplicação de subdosagem, e o período de amadurecimento do filtro. _______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe present work deal with the removal of Cryptosporidium oocysts by downflow direct filtration with almost uniform filter bed to verify the influence of operational aspects such as coagulant dosage, filtration flow rate and raw waters characteristcs. The experimental work was carried out in pilot-plant comprised by a hydraulic flash mixing device and a rapid downflow sand filter column. The studies in pilot-scale were preceded by benches studies (Jar Tests) for the definition of the coagulant dosages and the pH values to be used in the filtration experiments. Fifteen filtration experiments had been carried out, using aluminum sulphate as coagulant. Three different dosage levels were used: suboptimal, "optimal" and overoptimal dosages of coagulant. Raw waters from the Paranoá lake and from the Torto stream were used. During filtration experiments these waters were spiked with Cryptosporidium sp. oocysts in the order of 103 to 102 oocysts/L and the filter was operated with constant flow rates of 210 m/day and 105 m/day. Independently of the filtration flow rate and the raw water tested, when "optimal" and overoptimal coagulant dosages were used, the filter effluents presented turbidity values lower than 0,5 NTU and values of chlorophyll-a lower than 1,5μg/L. Regarding the removal of Cryptosporidium oocysts, for the studied filter, no appreciable differences on the removal of these protozoan were observed with the utilization of conservatives flow rates, 105 m/day, when comparing with 210 m/day.. On the other hand, for the raw waters studied, the use of overoptimal coagulant dosages tends to improve the removal of the Cryptosporidium oocysts, when comparing with optimal dosages. Similarly, it was observed that the removal of the Cryptosporidium oocysts was lower during ripening period when comparing with the stable filtration operation. However, the operational aspect that placed more influence on the removal of Cryptosporidium oocysts was the use suboptimal coagulation dosage. When this condition was adopted, it was verified that, independently of the raw water.used, the removal was significant lower. So, failures in the coagulation process, such the use of suboptimal coagulant dosages and the ripening filter period may be considered as the two major operational risk factors