» REMOÇÃO DE Microcystis aeruginosa E MICROCISTINA PELO PROCESSO DE FILTRAÇÃO LENTAJAZIELLI CARVALHO SÁ

Resumo

O presente trabalho, de caráter prospectivo, apresenta uma avaliação preliminar da capacidade do processo de filtração lenta em remover células viáveis de Microcystis aeruginosa (cianobactéria) e microcistina (cianotoxina) dissolvida na água, bem como avalia a ocorrência de lise celular de Microcystis aeruginosa no interior do filtro lento. As cianotoxinas são compostos intracelulares presentes na maioria das cianobactérias (algas cianofíceas), dentre as quais as microcistinas são reconhecidas como potentes promotores de tumores hepáticos. O trabalho experimental foi desenvolvido em escala piloto de pequeno porte, em que foram montados 2 filtros lentos de areia e 1 filtro lento com uma camada intermediária de carvão ativado granular (filtro sanduíche), operando em paralelo. A água base utilizada para alimentação dos filtros foi a água do lago Paranoá (Brasília-DF), que foi inoculada, alternadamente, com células da espécie Microcystis aeruginosa e com microcistina dissolvida. As taxas de filtração avaliadas foram de 3 e 2 m3/m2.dia. Os resultados obtidos para remoção de células de M. aeruginosa no filtro lento de areia, operando com taxa de filtração de 2 e 3 m3/m2.dia e concentração de aproximadamente 106cél./mL na água bruta, foram de 65% a 88%, indicando a ocorrência de transpasse. Ao mesmo tempo, foi detectada a presença de microcistina dissolvida na água filtrada, conseqüência de lise das células de M. aeruginosa retidas nos filtros lentos. Os filtros se mostraram mais eficientes quando a concentração de células na água bruta foi menor (104cél./mL e 105cél./mL) e uma menor taxa de filtração foi adotada (2 m3/m2.dia). Quando a água bruta foi inoculada com microcistina dissolvida, os filtros lentos de areia foram bastante eficazes. Os resultados indicam que o grau de remoção depende da concentração de microcistina dissolvida na água bruta. O filtro sanduíche apresentou praticamente 100% de eficiência de remoção de microcistina dissolvida, quando a água bruta continha microcistina intra ou extracelular. Por outro lado, nos dois tipos de filtros lentos, a remoção de coliformes foi afetada pela alimentação dos filtros com microcistina dissolvida. A maturidade biológica do meio filtrante influenciou positivamente na eficiência total de remoção de microcistina (intra e extracelular) pelos filtros lentos. Verificou-se que a filtração lenta pode ser eficiente na remoção de M. aeruginosa e microcistina, porém há necessidade da realização de outros trabalhos de investigação que venham a confirmar e complementar a avaliação desse processo. A otimização de parâmetros de projeto e operação é condição fundamental para garantir a aplicabilidade de filtração lenta no tratamento de águas contendo M. aeruginosa e microcistina.

Abstract

The aim of this work is to evaluate the efficiency of the slow sand filtration for removing viable cells of Microcystis aeruginosa (cyanobacteria) and dissolved microcystin (cyanotoxin) from raw water, as well as the occurrence of M. aeruginosa lysis into the filter bed. Microcystis may produce, among its secondary metabolites, toxins such as microcystin, which can cause liver damage or even death. Pilot-scale experiments were performed using two slow sand filters and one granular activated carbon sandwich filter (sand/GAC/sand). These filters were continuously and simultaneously operated. The raw water was taken from Paranoá Lake (Brasília-DF-Brazil) and was spiked with M. aeruginosa and dissolved microcystin. Two filtration rates were tested in the experiments(2 and 3m3/m2.day). The removal of viable cells ranged from 65% to 88% when the raw water presented a concentration of M. aeruginosa of about 106cells/mL and the filtration rate applied was up to 3m3/m2.day. The occurrence of cell breakthrough was observed. At the same time, some concentration of dissolved microcystin was detected in filtered water, consequence of the cells lysis into the filter bed. The performance of the filters was positively influenced by the decrease of the filtration rate and concentration of M. aeruginosa cells in raw water. When the raw water was spiked with dissolved microcystin, the slow sand filters presented a substantial removal of this toxin. Nevertheless, the results suggest that the range of microcystin removal depends on its concentration in raw water. An almost 100% removal of dissolved microcystin was achieved by the sandwich filter when the raw water contained either M. aeruginosa and dissolved microcystin. On the other hand, a breakthrough of coliform bacteria was observed whenever the filters were fed with raw water containing dissolved microcystin. The filter bed biological maturity seems to have a positive influence on the total removal efficiency of both intra and extra cellular toxin. Slow sand filtration may become an efficient process for the removal of both M. aeruginosa and dissolved microcystin. However, future studies must be developed in order to validate the present results and complement the evaluation of this treatment process. Optimization of project and operational parameters must be pursued.

Banca

ORIENTADOR:
CRISTINA CELIA SILVEIRA BRANDÃO

Examinadores Externos:
Sandra Maria F. de Oliveira e Azevedo

Examinadores Internos:
Marco Antonio Almeida de Souza

TRABALHO COMPLETO

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Palavras-Chave:
Cianobactéria , Filtração lenta , Remoção de microcistin , Remoção de Microcystis
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