Emprego da quitosana como coagulante no tratamento de água contendo Microcystis aeruginosa - avaliação de eficiência e formação de trialometanos

Abstract

Em várias sequências de tratamento, a etapa de coagulação é fundamental para garantir a eficiência dos demais processos e assegurar que a água distribuída para a população atenda os padrões de potabilidade. A quitosana é um coagulante natural que tem sido estudado como alternativa aos coagulantes metálicos usualmente adotados no tratamento de água. Entretanto, são escassos os trabalhos que avaliam o emprego da quitosana no tratamento de águas eutrofizadas, e sua contribuição para o aumento da formação de subprodutos da desinfecção. Nesse contexto, este estudo avaliou a eficiência da quitosana como coagulante no tratamento de água contendo, ou não, células de Microcystis aeruginosa, bem como a formação de trihalometanos a partir da oxidação com cloro. Foram construídos diagramas de coagulação (valor de pH entre 5 e 8), compreendendo as etapas de coagulação/floculação/sedimentação, para duas águas de estudo - sem, e com adição de M. aeruginosa (105 cél/mL). As doses de coagulante estudas variaram de 0 a 9mg/L, para quitosana, e de 0 a 18mg/L para sulfato de alumínio, usado como base comparativa. A formação de trihalometanos foi avaliada em águas filtradas em instalação piloto e em papel de filtro após 48 horas de tempo de contato com cloro residual livre (1 e 5 mg/L). Os diagramas mostraram que a quitosana pode promover remoção efetiva de turbidez, clorofila a, matéria orgânica dissolvida e cor aparente. Para as duas águas de estudo, a faixa de valores de pH em que os dois coagulantes apresentaram maiores eficiências de remoção de turbidez, clorofila a e cor aparente foi similar - 6,5 a 7,0. Porém, as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica dissolvida ocorreram em regiões distintas - pH menor que 5,5, para sulfato e próximo de 7, para quitosana. Nas regiões de maior eficiência, a turbidez da água clarificada por sedimentação obtida com o uso da quitosana foi menor que a da coagulada com sulfato de alumínio, independentemente da presença de cianobactérias na água de estudo. Nas regiões de baixa eficiência de remoção de turbidez, o emprego da quitosana provocou aumento na cor aparente da água coagulada. Nenhuma espécie de trihalometano foi detectada nos ensaios de oxidação, independentemente do coagulante adotado, indicando que o uso da quitosana como coagulante, para as águas estudadas e nas condições de coagulação trabalhadas, não aparenta ser fonte de precursores da formação de trihalometanos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

In many treatment train, the coagulation step is crucial to guarantee the efficiency of other processes and assure that the distributed water is safe and complies the drinking water standards. Chitosan is a natural coagulant that has been studied as alternative coagulant, instead of the metal salts used for water treatment. However, there are few studies that evaluate the application of chitosan in the treatment of eutrophic waters and its contribution to disinfection by-products formation. In this context, this study evaluated the use of chitosan as a coagulant in the treatment of water spiked, or not, with Microcystis aeruginosa cells, as well as the formation of trihalomethanes by chlorine oxidation. Coagulation diagrams (pH values between 5 and 8), with the coagulation/flocculation/sedimentation steps, were constructed for two study waters - with, and without M. aeruginosa (105 cel/mL). Coagulant doses varied from 0 to 9mg/L for chitosan, and from 0 to 18mg/L for alum, used as comparative base. The trihalomethanes formation was measured in water filtered by pilot plant and filter paper after 48 hours in contact with residual free chlorine (1 and 5mg/L). The diagrams showed that chitosan can provided effective removal of turbidity, chlorophyll a, dissolved organic matter and apparent color. The higher removal efficiencies for turbidity, chlorophyll a and apparent color for both coagulants and both waters occurred in similar pH range - 6.5 to 7.0. However, the highest removal efficiency of dissolved organic matter when alum was used happened at lower pH values (< 5.5), whereas for chitosan the optimal pH value was around 7.0. In regions with higher efficiency, the turbidity of clarified waters obtained with the use of chitosan presented lower value than that coagulated with alum, regardless of the presence of cyanobacteria in the studied waters. In regions with lower removal efficiency of turbidity, the use of chitosan as coagulant increased the apparent color of coagulated water. No trihalomethanes were detected after oxidation with chlorine, regardless the coagulant used, suggesting that the use of chitosan as coagulant, for studied waters, does not have influence on the trihalomethane formation.