Disinfection of municipal wastewater with ozone for agriultural use

Resumo: A desinfecção de águas residuárias prioritariamente ao seu uso agrícola é um processo de tratamento indispensável à proteção da saúde pública. Neste contexto, o ozônio apresenta-se como desinfetante alternativo ao cloro, já que é muito efetivo contra grande variedade de organismos patogênicos e permite minimizar a formação de subprodutos organoclorados. Neste trabalho avalia-se a efetividade do ozônio contra bactérias, protozoários e helmintos, bem como a interferência das características de qualidade do efluente sobre o processo de desinfecção. Efluentes de lagoa anaeróbia e de lagoa anaeróbia mais filtro de areia, provenientes de estação de tratamento de esgotos situada em Limeira, São Paulo, foram desinfetados em reator tubular, em escala piloto. Doses de ozônio entre 8 e 21 mg L-1 foram necessárias para adequar os efluentes de lagoa anaeróbia, de elevada carga orgânica, aos padrões estabelecidos pela OMS para reuso agrícola. Para os efluentes de filtros de areia, aeróbios e mais estabilizados, foram necessários até 4 mg L-1. Compostos que conferiram cor aos efluentes da lagoa consumiram ozônio de forma mais ou menos prioritária ao início da inativação de coliformes. Foi encontrada correlação exponencial entre este consumo e a cor verdadeira dos efluentes, com índices de correlação superiores a 90 %. A eficiência de desinfecção de coliformes totais e E.coli não foi influenciada pelo tempo de contato entre o ozônio e os efluentes tratados. Os resultados sobre a inativação de protozoários e helmintos foram considerados não conclusivos, devido à inadequação dos métodos de análise empregados. À exceção da cor e de forma geral, as características de qualidade dos efluentes não foram significativamente alteradas com a aplicação de ozônio em doses de até 34 mg L-1 para os efluentes da lagoa e 21 mg L-1 para os efluentes dos filtros de areiaAbstract: Disinfection of wastewater, prior to its use in agriculture, is a treatment process indispensable to the protection of public health. In this context, ozone constitutes an alternative disinfectant to chlorine since it is very effective against a wide variety of pathogenic organisms and minimizes the formation of trihalomethanes. In this hesis, the effectiveness of ozone against bacteria, protozoa and helminths was evaluated as well as the interference of the quality of the wastewater in the disinfection process. Effluents from an anaerobic pond and from an anaerobic pond plus an aerobic sand filter from a sewage treatment facility located in the city of Limeira in the state of São Paulo were disinfected in a plug flow pilot reactor. Ozone doses from 8 to 21 mg L-1 were needed to disinfect the anaerobic pond effluent to meet standards set by the World Health Organization for agricultural use. The sand filter effluents, aerobic and more stabilized, required up to 4 mg L-1. Colored compounds present in the anaerobic pond effluent consumed ozone more or less prior to the beginning of the inactivation of coliforms. An exponential correlation was found between the consumption of ozone and the true color of the effluents with correlation indexes higher than 90%. Contact time was found not to be a factor affecting the disinfection efficiency of ozone against total coliforms and E. coli since the mass transfer conditions were met. The results concerning the inactivation of protozoa and helminths were found to be inconclusive due to the inadequacy of the analytical methods employed. Regardless of the color, the characteristics of the effluents were not altered significantly by the doses of ozone used during the experiments, up to 34 mg L-1 for the anaerobic pond effluents and up to 21 mg L-1 for the sand filter effluent