Hexavalent Hexavalent Hexavalent Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment Processes
Hexavalent Hexavalent Hexavalent Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment Processes
U N I V ERS I DADE F E D ER AL D E M I N AS G E R AI S U N I V ERS I DADE F E D ER AL D E M I N AS G E R AI S U N I V ERS I DADE F E D ER AL D E M I N AS G E R AI S U N I V ERS I DADE F E D ER AL D E M I N AS G E R AI S P R O G R AMA P R O G R AMA P R O G R AMA P R O G R AMA D E P Ó SD E P Ó SD E P Ó SD E P Ó S ----G R A DUA Ç ÃO E M S A N EAMEN TO, M E I O A MB I E NT E E R EC U RS OS G R A DUA Ç ÃO E M S A N EAMEN TO, M E I O A MB I E NT E E R EC U RS OS G R A DUA Ç ÃO E M S A N EAMEN TO, M E I O A MB I E NT E E R EC U RS OS G R A DUA Ç ÃO E M S A N EAMEN TO, M E I O A MB I E NT E E R EC U RS OS
H Í D R I CO SH Í D R I CO SH Í D R I CO SH Í D R I CO S
Sun Liang and Shannon M. Maceiko
Felipe Palma LimaMaria Fernanda Espinosa
Vanessa Neves AlvesIntegrantes 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; fitasmagnéticas; 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, eCrVI 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
Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesHexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment Processes
� 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
2015 2001
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
Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesHexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment Processes
� 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 águassuperficiais atendendo os padrões de potabilidade.
� Objetivos específicos:
Avaliar o impacto da dose de aditivos (coagulantes), o tempo de contato com o cloro para aoxidação 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 exigênciasnormativas para tratamento de águas superficiais), e;
(3) Outros impactos operacionais.
Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesHexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment Processes
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
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on
figu
raçã
o
Remoção do lodo da floculação e sedimentação � conduzido em batelada semanalmente aos tanques
Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesHexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment Processes
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
Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesHexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment Processes
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 porsemana.
◦ 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, esemanalmente 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
Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesHexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment Processes
Resultados e Discussão
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
sedimentaçãoCloro _Filtro
Cromo
total- μg/L
< 1 < 1
Cloro _Tanque
sedimentação
Cloro _Filtro
polyDADMAC—polydiallyldimethylammonium chloride
Cr VI -
μg/L
Cromo
total- μg/L
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 _FiltroCloro _Tanque
sedimentação
ResultadosControle Entrada Filtro
Cloro _Tanque
sedimentação
Conclusões
Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesHexavalent Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment Processes
� A integração RCF em processos de tratamento de água de superfície convencionais é eficazpara remoção de CrVI e cromo total, mantendo todos os requisitos regulamentares detratamento 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 ereduzindo a carreira de filtração;
� O aumento na dosagem “alum” resultou no amadurecimento mais rápido do filtro, diminuiçãoda taxa de perda de carga e em maiores carreiras de filtração.
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Hexavalent Hexavalent Hexavalent Hexavalent Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Chromium Removal Through Conventional Filtration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment ProcessesFiltration Treatment Processes
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Felipe Palma LimaMaria Fernanda Espinosa
Vanessa Neves AlvesIntegrantes do Grupo: