Seminario taa artigo vf_07.06

HexavalentHexavalentHexavalentHexavalent Chromium Removal Through ConventionalChromium Removal Through ConventionalChromium Removal Through ConventionalChromium Removal Through Conventional
Filtration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment Processes
HexavalentHexavalentHexavalentHexavalent Chromium Removal Through ConventionalChromium Removal Through ConventionalChromium Removal Through ConventionalChromium Removal Through Conventional
Filtration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment Processes
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAISUNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAISUNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAISUNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS PROGRAMAPROGRAMAPROGRAMAPROGRAMA DE PÓSDE PÓSDE PÓSDE PÓS----
GRADUAÇÃO EM SANEAMENTO, MEIO AMBIENTE E RECURSOSGRADUAÇÃO EM SANEAMENTO, MEIO AMBIENTE E RECURSOSGRADUAÇÃO EM SANEAMENTO, MEIO AMBIENTE E RECURSOSGRADUAÇÃO EM SANEAMENTO, MEIO AMBIENTE E RECURSOS
HÍDRICOSHÍDRICOSHÍDRICOSHÍDRICOS
Sun Liang and Shannon M. Maceiko
Felipe Palma Lima
Maria Fernanda Espinosa
Vanessa Neves Alves
Integrantes do Grupo:

Introdução
Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesHexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment Processes
CROMO:
Fontes Naturais:
Fontes Antropogênicas:
Utilidade: Ligas metálicas, tais como aço inoxidável; revestimentos protetores em metal; fitas
magnéticas; e pigmentos para tintas, cimento, papel, borracha e revestimento de piso.
Ocorrência nas fontes de águas: Em geral, CrIII é normalmente encontrado em águas de superfície, e
CrVI nas águas subterrâneas. O CrVI é considerado tóxico à saúde.
Depósitos de minério que contém outros
elementos metálicos e também é amplamente
presente no solo e plantas.
Corantes e tintas, conservantes de madeira,
resíduos de cromagem e lixiviação a partir de
depósitos de resíduos perigosos.

Introdução
Padrões legais (VMP):
Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA):
Departamento de Saúde Pública da Califórnia (CDPH):
0,1 mg/L
0,05 mg/L
Cr total
CrIII
CrVI
2013 0,010 mg/L
Cr total
2014
CrVI
20152001
Monitoramento
de todos Sistemas
Públicos de Abas.
de Água.
Inclusão do CrVI lista
de produtos químicos
não regulamentados .
2002 a 2012
Análise dos
resultados
1991

Introdução
Estudo das tecnologias disponíveis para remoção de CrVI:
Osmose Inversa;
Troca Iônica;
RCF - Redução / Coagulação / Filtração
Semelhante ao tratamento de águas de superfície convencional, porém, um agente redutor (sulfato ferroso) é adicionado
no afluente da floculação.
Removem diretamente o CrVI
Reduz o CrVI a CrIII e forma precipitado de ferro-cromo
pH 6,5 a 10

Objetivos
Escala Piloto: Distrito Metropolitano de Água do Sul da Califórnia.
Objetivo geral:
Avaliar a eficácia do tratamento convencional, integrado ao processo RCF
(Redução/Coagulação/Filtração ) para remoção de cromo hexavalente e cromo total em águas
superficiais atendendo os padrões de potabilidade.
Objetivos específicos:
Avaliar o impacto da dose de aditivos (coagulantes), o tempo de contato com o cloro para a
oxidação de Fe+2 e a formação de flocos de ferro-cromo em termos de:
(1) Eficiência na remoção de CrVI e Cr total;
(2) Estabelecer objetivos operacionais e qualidade da água (baseando-se nas exigências
normativas para tratamento de águas superficiais), e;
(3) Outros impactos operacionais.

Metodologia
Desenvolvido em planta piloto
• 2 condições de teste:
Primeira serve como teste e segunda para controle
Mistura rápida, floculação, sedimentação
e filtração meio granular
Tanques de mistura rápida:
100rpm
Tanque de floculação (3 estágios):
velocidades de mistura de 50, 30 e 15
rpm
Tempo de detenção: 25 min
Filtros (operados manualmente):
taxa de filtração de 2.8 a 3.0 gpm/ft2 (15.3-16.4
m3/m2.d)
Taques de sedimentação:
retangulares sem placas
Tempo de detenção: 110 min
Adição química ocorreu em linha durante o processo
ou no tanque de mistura rápida
Configuração
Remoção do lodo da floculação e sedimentação conduzido em batelada semanalmente aos tanques

Metodologia
Fonte de água:
Água bruta do Rio Colorado e do Projeto de Água do Estado da Califórnia
Características: Parâmetro Valor
Turbidez (UNT) 0,50 - 1,89
COT (mg/L) 2,93 – 3,06
Alcalinidade (mg/L) 107 - 120
Dureza (mgCaCO3/L) 218 - 278
T (ºC) 12- 18
pH 8,2 – 8,5
TTHM-Trihalometanos (µg/L) 12 - 14
Cromo Total (µg/L) ND (<1)
CrVI (µg/L) 0,12 - 0,19

Metodologia
Operação da planta piloto:
3 gpm
3 gpm
25 µg/L
Coagulante
alum: 10-20 mg/L
polyDADMAC: 2,5 mg/L
Para reduzir o CrVI e CrIII
Para ajudar a filtração

Metodologia
Carreiras de filtração:
2-3 minutos
Filtros ficavam em repouso por 1min antes de retornar à operação
Monitoramento:
◦ CrVI e Cr total no tanque de mistura 3 vezes por semana verificar a dosagem; no
afluente e efluente do filtro semanalmente obter eficiências de remoção.
◦ Alcalinidade no afluente à planta, no afluente e efluente do filtro 3 vezes por
semana.
◦ COT no afluente à planta, no afluente e efluente do filtro, semanalmente.
◦ TTHM no afluente à planta e no afluente ao filtro, uma vez para cada condição, e
semanalmente no efluente do filtro.
◦ Óxido ferroso e ferro total no afluente e efluente do filtro, diariamente.
◦ Turbidez, pH e temperatura no afluente da planta, e no afluente e efluente do filtro,
diariamente.
Solução de sulfato de
alumínio e hidróxido
de alumínio para
manter o pH de 9-9,5
CrVI foi analisado
com cromatografia

polyDADMAC—polydiallyldimethylammonium chloride
Cr VI -
μg/L
Cromo
total- μg/L
Cloro _Tanque
sedimentação
Cloro _Filtro

Cr VI - μg/L
<0,03
0,13
0,15
Teste Controle

Cromo
total- μg/L
Teste
< 1
Controle
Teste Controle

Resultados
<0,03 0,26
0,13
0,15
Cr VI - μg/L
0,35
0,38
Cloro _Tanque
sedimentação
Cloro _Filtro

Cromo
total- μg/L
< 1 < 1
Cloro _Tanque
sedimentação
Cloro _Filtro

Turbidez - ntu
Controle
Controle
Teste
Teste

Controle
Teste
Perda de Carga Carreira Filtro

Cr VI - μg/L
Cromo
total- μg/L
Total chromium levels generally decreased after backwash from
2.8 to 1.0 μg/L over the 3-h filter ripening period, while CrVI levels
(0.08 to 0.10 μg/L) were not impacted by backwash.
?

Cromo
total- μg/L
Entrada_Filtro
X
Saída_Filtro
Polyacrylamide
polymer

Turbidez - ntu
Polyacrylamide
polymer

Turbidez - ntu
Sulfato de Alumínio
[47.9% de Al2(SO4)3 • 14H2O por peso]

Resultados
Turbidez - ntu
Cloro _Filtro
Cloro _Tanque
sedimentação

Resultados
Controle Entrada Filtro
Cloro _Tanque
sedimentação

Conclusões
A integração RCF em processos de tratamento de água de superfície convencionais é eficaz
para remoção de CrVI e cromo total, mantendo todos os requisitos regulamentares de
tratamento de água de superfície;
Com a integração do RCF, o CrVI e cromo total foram eficazmente removidos em > 99 e >
93%, respectivamente;
Com o aumento do tempo de contato de cloro elevou-se a remoção de cromo total em > 98%,
enquanto que a eficiência de remoção de CrVI diminuiu de > 99% para > 98%. Além disso,
notou-se melhora na carreira de filtração;
O auxiliar de filtração reduziu o desempenho do filtro, aumentando a taxa de perda de carga e
reduzindo a carreira de filtração;
O aumento na dosagem “alum” resultou no amadurecimento mais rápido do filtro, diminuição
da taxa de perda de carga e em maiores carreiras de filtração.

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