Desempenho de filtros lentos, com diferentes períodos de amadurecimento, precedidos de pré-filtração em pedregulho no tratamento de água contendo células tóxicas de Microcystis Aeruginosa

Abstract

A ocorrência de florações de algas dominadas por cianobactérias tem se tornado cada vez mais frequente nos reservatórios que armazenam água para abastecimento público. A Microcystis aeruginosa é uma espécie de cianobactéria capaz de produzir toxinas (microcistinas) e a sua presença já foi observada em diversos reservatórios do Brasil. Desde o ano 2000, a legislação brasileira que regula a qualidade da água destinada ao consumo humano limita o valor máximo permitido de microcistinas em 1 μg/L. Assim, a remoção de desses organismos, e suas toxinas, deve ser objeto de atenção nos sistemas de tratamento de água e, nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência do período de amadurecimento no desempenho de filtros lentos precedidos de pré-filtração em pedregulho sobre a eficiência na remoção de células e toxinas de M. aeruginosa no processo de tratamento da água. Para tanto, foram realizados experimentos com um sistema composto por pré-filtro de pedregulho com escoamento ascendente (PFA), operado com taxa de filtração de 10 m3/m2.d, seguido de dois filtros pilotos similares, operados em paralelo, com taxa de 3 m3/m2.d. O desempenho do sistema foi avaliado com os filtros lentos sendo submetidos a diferentes formas de amadurecimento e a simulações periódicas de floração de M. aeruginosa, em densidades que variaram de 105 a 106 céls./mL, sendo também inseridas, esporadicamente, concentrações de microcistinas dissolvidas, com valores estimados entre 5 e 50 μg/L. Observou-se que a adoção de período mais longo de amadurecimento influenciou positivamente o desempenho do pré-filtro e que essa unidade foi capaz de condicionar água para filtração lenta areia. Quanto aos filtros lentos, os resultados indicam que o amadurecimento dos filtros com água bruta por 15 dias se mostrou mais efetivo para obtenção de maior remoção de clorofila-a (células de M. aeruginosa) e turbidez, do que o amadurecimento com água efluente do pré-filtro de pedregulho. Além disso, a presença de microcistinas na água bruta parece influenciar negativamente a retenção de células de M. aeruginosa no PFA e aumentar a possibilidade de traspasse de células no sistema de tratamento, mesmo sete dias depois de cessada a alimentação com água bruta contendo células de M. aeruginosa. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The occurrence of algal blooms dominated by cyanobacteria has become increasingly common in the reservoirs that store water for public supply. The Microcystis aeruginosa is a toxin-producing cyanobacteria specie and its presence has been observed in many Brazilian reservoirs. Since the year 2000, Brazilian drinking water legislation has limited the maximum concentration of microcystins to a value of 1 μg/L. Considering the importance of the removal of these organisms, and their toxins, in water treatment systems, this study aimed to evaluate the influence of ripening period on the performance of slow sand filters preceded by roughing filtration on the removal efficiency of cells and toxins from M. aeruginosa in the water treatment process. For this purpose, experiments were carried out using a pilot plant comprised by an up-flow rough pre-filter, operated at a flow rate of 10 m3/m2.d, followed by two similar slow sand filters columns operated in parallel, at a flow rate of 3 m3/m2.d. The performance of the system was evaluated with the slow sand filters being subjected to different ways of carrying the ripening stage and fed with raw water that were periodically spiked with cells of M. aeruginosa in the range of 105 cells/mL to 106 cells/mL. The raw water, sporadically, was also spiked with dissolved microcystins, with estimated concentration between 5 and 50 μg/L. It was observed that a longer ripening period had positive influence on the improvement of the performance of the rough pre-filter and that this unit was able to conditioning water for slow sand filtration. Regarding the slow sand filters, the results suggest that when the ripening was proceeded with raw water during 15 days, rather than with pre-filtered water, removal of turbidity and chlorophyll-a (cells of M. aeruginosa) was more effective. Besides, the presence of dissolved microcystins in the raw water seems to negatively influence the retention of M. aeruginosa cells in the rough pre-filter, as well as increase the possibility of cells breakthrough the system, even seven days after the feeding with raw water spiked with M. aeruginosa cells has been stopped.