A coagulação e a floculação são operações utilizadas em ...· Eduardo e Rafael, por tornarem

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Text of A coagulação e a floculação são operações utilizadas em ...· Eduardo e Rafael, por tornarem

  • UNIVERSIDADE DE SO PAULOESCOLA DE ENGENHARIA DE SO CARLOS

    DEPARTAMENTO DE HIDRULICA E SANEAMENTO

    PAULO EDUARDO NOGUEIRA VOLTAN

    REMOO DE DIURON E HEXAZINONA POR MEIO DE

    ADSORO EM CARVO ATIVADO, OXIDAO E TRATAMENTOEM CICLO COMPLETO

    VOLUME 01

    VERSO CORRIGIDA

    So Carlos2014

  • PAULO EDUARDO NOGUEIRA VOLTAN

    REMOO DE DIURON E HEXAZINONA POR MEIO DE

    ADSORO EM CARVO ATIVADO, OXIDAO E TRATAMENTO

    EM CICLO COMPLETO

    VOLUME 01

    Tese apresentada Escola de

    Engenharia de So Carlos, da

    Universidade de So Paulo, como parte

    dos requisitos para obteno do ttulo de

    Doutor em Cincias: Engenharia

    Hidrulica e Saneamento.

    Orientador: Prof. Titular Luiz Di Bernardo

    So Carlos

    2014

  • AUTORIZO A REPRODUO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO,POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRNICO, PARA FINSDE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

    Voltan, Paulo Eduardo Nogueira V935r REMOO DE DIURON E HEXAZINONA POR MEIO DE ADSORO

    EM CARVO ATIVADO, OXIDAO E TRATAMENTO EM CICLOCOMPLETO / Paulo Eduardo Nogueira Voltan; orientadorLuiz Di Bernardo. So Carlos, 2014.

    Tese (Doutorado) - Programa de Ps-Graduao e rea de Concentrao em Hidrulica e Saneamento -- Escola deEngenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo,2014.

    1. diuron. 2. hexazinona. 3. adsoro . 4. carvo ativado. 5. curva de ruptura. I. Ttulo.

  • AGRADECIMENTOS

    Ao estimado orientador Prof. Dr. Luiz Di Bernardo, pelos ensinamentos e pela

    dedicao incondicional realizao deste trabalho; por acreditar em meu potencial e

    auxiliar na construo de novos caminhos e perspectivas.

    querida colega Profa. Dra. Angela Di Bernardo Dantas, pela disponibilidade e

    dedicao em contribuir com esta pesquisa.

    Profa. Dra. Cristina F. P. R. Paschoalato, pelas inmeras contribuies durante a

    coleta e anlise dos dados.

    Aos funcionrios do Departamento de Hidrulica e Saneamento da EESC/USP, em

    especial: S, Rose, Priscila e Francisco; aos tcnicos do Laboratrio de Saneamento da

    EESC/USP, especialmente Paulo e Julio; e aos demais professores do Departamento de

    Hidrulica e Saneamento da EESC/USP que muito contriburam para minha formao.

    Aos funcionrios e pesquisadores do Laboratrio de Recursos Hdricos da

    Universidade de Ribeiro Preto - UNAERP, em especial ao Bruno Moreira e Luis Paulo Ribeiro

    da Silva, pelo suporte tcnico durante a coleta e anlise das amostras.

    Aos prezados colegas de trabalho da Hidrosan: Dicarlo, Hugo, Juliana, Adriano,

    Kenzo, Gabriel, Mirian, Vincius, Thadeu, Rafael, Alex, Luis Felipe e Franciele; pelos

    imensurveis esforos para ajudar com a finalizao.

    Profa. Dra. Ruth Gouveia Duarte, pela ajuda na reviso final da tese.

    Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq), pelo

    subsdio financeiro de parte deste trabalho

    Watson-Marlow Bredel Ind. e Com de Bombas Ltda., pela pessoa do Sr. Nilton

    Constantino e Santos, pelo emprstimo da bomba dosadora utilizada nos ensaios.

  • COM CARINHO

    minha amada esposa Vivian, amor da minha vida, o meu esteio e minha fora,

    que me completa e me faz imensamente feliz.

    Aos meus pais, Eduardo e Matilde, pelo amor, amizade, compreenso e cuidado

    em todos os momentos de minha vida.

    s minhas irms, Julia e Sandra, pelo carinho e apoio; aos meus cunhados,

    Sandro e Gustavo, pela amizade; Ktia, que muito estimo; e aos meus amados sobrinhos,

    Eduardo e Rafael, por tornarem meus dias mais felizes.

    minha nova famlia, em especial ao Nelson, Sirlei, Ricardo e Enzo, por todos os

    momentos alegres compartilhados.

    Aos amigos da extinta Repblica Purguero, aos amigos que fiz na faculdade e aos

    amigos de Jales, pela histria que construmos juntos e pela importncia que ocupam em

    minha vida.

    A todos aqueles que, de alguma forma, contriburam para a concretizao deste

    trabalho.

  • SUMRIO

    INDICE DE FIGURAS .............................................................................................xvINDICE DE TABELAS.............................................................................................xixLISTA DE ABREVIAES.....................................................................................xxiiiRESUMO ............................................................................................................xxviiABSTRACT ..........................................................................................................xxix1 INTRODUO E JUSTIFICATIVA...................................................................... 12 OBJETIVOS...................................................................................................... 53 REVISO DA LITERATURA............................................................................... 7

    3.1 GUA PARA CONSUMO HUMANO .................................................................... 7

    3.2 TRATAMENTO EM CICLO COMPLETO............................................................... 8

    3.2.1 Coagulao .............................................................................................. 10

    3.3 OXIDAO .................................................................................................. 13

    3.4 ADSORO.................................................................................................. 15

    3.4.1 Isotermas ................................................................................................ 20

    3.4.2 Adsoro em leito fixo............................................................................... 21

    3.4.3 Ensaios Rpidos em Colunas de Escala Reduzida......................................... 24

    3.5 AGROQUMICOS .......................................................................................... 29

    3.5.1 Diuron (C9H10Cl2N2O) ................................................................................ 31

    3.5.2 Hexazinona (C12H2ON4O2).......................................................................... 31

    3.5.3 Valores mximos permitidos na gua potvel .............................................. 32

    3.6 ABASTECIMENTO DE GUA DE RIBEIRO PRETO........................................... 33

    3.7 VALOR PRESENTE........................................................................................ 35

    4 MATERIAIS E PROCEDIMENTOS.................................................................... 374.1 MATERIAIS.................................................................................................. 37

    4.1.1 Coagulante .............................................................................................. 37

    4.1.2 Alcalinizante............................................................................................. 37

    4.1.3 Argila ...................................................................................................... 37

  • 4.1.4 Substncias Hmicas Aquticas ..................................................................38

    4.1.5 Oxidantes.................................................................................................38

    4.1.6 Carvo Ativado .........................................................................................38

    4.2 EQUIPAMENTOS E PROCEDIMENTOS PARA ANLISES.....................................40

    4.2.1 Principais equipamentos ............................................................................40

    4.2.2 Anlises Cromatogrficas para quantificao de diuron e hexazinona.............41

    4.2.3 Ensaios em coluna de CAG.........................................................................43

    4.3 ETAPALIZAO DO TRABALHO......................................................................47

    4.4 ETAPA 1: PREPARO DA GUA DE ESTUDO .....................................................49

    4.4.1 Preparo da suspenso-me de argila ..........................................................49

    4.4.2 Preparo do extrato de substncias hmicas aquticas ..................................51

    4.5 ETAPA 2: SELEO DE PARMETROS PARA ENSAIOS EM BANCADA.................56

    4.5.1 Dosagem do coagulante e do pH de coagulao ..........................................58

    4.5.2 Dosagem de CAP ......................................................................................59

    4.5.3 Dosagem de oxidante................................................................................59

    4.6 ETAPA 3: ENSAIOS QUALITATIVOS EM BANCADA...........................................60

    4.6.1 Ciclo Completo com Pr-oxidao ...............................................................60

    4.6.2 Ciclo Completo com CAP (com e sem pr-oxidao) .....................................61

    4.6.3 Ciclo Completo com CAG (com e sem pr-oxidao).....................................62

    4.6.4 Comparao e seleo dos mtodos e tcnicas adequados remoo de diuron

    e hexazinona.........................................................................................................62

    4.7 ETAPA 4: ENSAIOS QUALI-QUANTITATIVOS DAS ALTERNATIVAS SELECIONADAS63

    4.7.1 Determinao da dosagem de CAP e tempo de contato................................64

    4.7.2 Verificao do tipo de difusividade predominante.........................................64

    4.7.3 Ensaio de curva de ruptura para filtro de CAG em escala reduzida.................67

    4.8 ETAPA 5: COMPARAO ENTRE A APLICAO DE CAP E CAG..........................68

  • 5 RESULTADOS E DISCUSSES ........................................................................ 715.1 ETAPA 1: PREPARO E CARACTERIZAO DA GUA DE ESTUDO ....................