Treatment of a water treatment plant filter washing water using coagulant regenerated from the decanter sludge

Treatment of a water treatment plant filter washing water using coagulant regenerated from the decanter sludge

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2021v42n2p153

Keywords:

Water treatment plants sludge, Filter washing water, Coagulant regeneration, Acid road, Water treatment wastes

Abstract

Due to the high generation of waste in water treatment plants, mainly from sludge generated in decanters and from filter washing water, this study aimed to evaluate the regeneration of sludge coagulant and subsequently its use in the washing water treatment by the processes of coagulation, flocculation and sedimentation. The regeneration of the coagulant was performed through the acidic route using the methodology described by Fulton (1974), varying the time of acidification. The washing water treatment was executed in Jar Test equipment, according to the methodology presented by Di Bernardo, Di Bernardo and Centurione Filho (2002), varying the coagulant concentrations and the coagulation pH. In the regeneration process, the aluminum concentration obtained was statistically equal in all acidification times adopted, showing that aluminum dissociation occurs in the first 10 minutes of the reaction, where an average concentration of 565.31 mgAl/L was obtained. In the washing water treatment, the best operational condition was when using a recovered coagulant dosage of 10 mgAl/L and coagulation pH 7, obtaining a removal >=80% of the solids, aluminum, iron, manganese, turbidity and color apparent, and about 99% of the evaluated faecal contamination indicators.

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Author Biographies

Guilherme Gavlak, Universidade Estadual do Centro-Oeste -UNICENTRO

PhD Student., Postgraduate Program Forest Science, UNICENTRO, Irati, PR, Brazil

Carlos Magno de Sousa Vidal, Universidade Estadual do Centro-Oeste -UNICENTRO

Dr. Prof., Dept. Sanitary and Environmental Engineering, UNICENTRO/PR, Irati, PR

Eduardo Ferreira Machado, Universidade Estadual do Centro-Oeste -UNICENTRO

Environmental Engineering Student, UNICENTRO/PR, Irati, PR

References

AHMAD, T.; AHMAD, K..; AHAD, A.; ALAM, M. Characterization of water treatment sludge and its reuse as coagulant. Journal of Environmental Management, London, v. 182, p. 606-611, 2016.

APHA - AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 23rd ed. Washington: Apha, 2017

ARAÚJO, G. V. R.; BARBOSA, I. M. B. R.; ARAÚJO, A. V. R.; TAVARES, R. G.; SILVA, R. C. P. Avaliação do teor de ferro dos principais sistemas de abastecimento de água da RMR/PE. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GESTÃO AMBIENTAL, 7., 2016, Campina Grande. Anais […]. Campina Grande: [s. n.], 2016.

ASCE – AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. Management of water treatment plant residuals. New York: ASCE; AWWA, 1996.

BISHOP, S. L. Alternate processes for treatment of water plant wastes. Journal AWWA, Denver, p. 503-506, 1987. Available from: https://www.jstor.org/stable/41269499. Access in: June 25, 2021.

BOURGEOIS, J. C.; WALSH, M. E.; GAGNON, G. A. Comparison of process options for treatment of water treatment residual streams. Journal of Environmental Engineering and Science, London, v. 3, n. 6, p. 477-484, 2004.

BRAGA, M. D.; BEVILACQUA, P. D.; BASTOS, R. K.; FREITAS, A. G.; FERREIRA, G. M. Caracterização microbiológica da água de lavagem de filtros e avaliação de diferentes cenários de recirculação. AIDIS, Coyoacán, v. 1, n. 3, p. 1-13, 2006.

BRASIL. Lei nº 12.305 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos, altera a Lei n° 9.605, de 12 de fevereiro de 1998 e dá outras providências. Brasília: Presidência da República, 2010.

BRASIL. Ministério da Saúde. Portaria nº 2.914, de 12 de dezembro de 2011. Dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Brasília: MEC, 2011.

CETESB - COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO. L5.225 Determinação de colifagos em amostras de água: método de ensaio. São Paulo: Cetesb, 1990.

CONAMA - CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução n° 430 de 13 de maio de 2011. Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a Resolução no 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente-CONAMA. Brasília: Conama, 2011.

CORDEIRO, J. S. Importância do tratamento de disposição adequada de lodos de ETAs. In: REALI, M. A. P. (coord.). Noções gerais de tratamento e disposição de lodos de estações de tratamento de água. Rio de Janeiro: ABES, 1999. cap. 1.

CORNWELL, D. A.; LEE, R. G. Waste stream recycling: its effect on water quality. Journal American Water Works Association, Denver, v. 86, n. 11, p. 50-63, 1994.

DI BERBARDO, L.; DI BERNARDO, A.; CENTURIONE FILHO, P. Ç. Ensaios de tratabilidade de água e dos resíduos gerados em estações de tratamento de água. São Carlos: Editora Rima, 2002.

DI BERNARDO, L.; DANTAS, A. D. B. Métodos e técnicas de tratamento de água. 2. ed. São Carlos: Rima, 2005. 792 p.

DI BERNARDO, L.; DANTAS, A. D. B.; VOLTAN, P. E. N. Métodos e técnicas de tratamento e disposição final dos resíduos gerados em estações de tratamento de água. São Carlos: LDiBe, 2012. 540 p.

DI BERNARDO, L.; SCALIZE, P. S.; SOUZA FILHO, A. G. Água de lavagem de filtros rápidos. In: REALI, M. A. P. (coord.). Noções gerais de tratamento e disposição final de lodos de estações de tratamento de água. Rio de Janeiro: ABES, 1999.

FREITAS, J. G.; FERREIRA FILHO, S. S.; PIVELI, Roque Passos. Viabilidade técnica e econômica da regeneração de coagulantes a partir de lodos de estações de tratamento de água. Eng. Sanit. Ambient., Rio de Janeiro, v. 10, n. 2, p. 137-145, 2005.

FULTON, G. P. Recover alum to reduce waste-disposal costs. Journal AWWA, Denver v. 66, n.5, p. 312-318, 1974.

GONÇALVES, R. F.; BRANDÃO, J. T.; BARRETO, E. M. S. Viabilidade econômica da regeneração do sulfato de alumínio de lodos de Estações de Tratamento de Água. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 20., Rio de Janeiro, 1999. Anais [...]. Rio de Janeiro: [s. n.], 1999. P. 1298 – 1307

IBGE. Atlas de saneamento 2011. Rio de Janeiro: IBGE, 2011. 268 p.
JULIO, M; OROSKI, F.I; SANTOS, M. N. O; JULIO, T. S. Reuso do coagulante regenerado do lodo de ETA no tratamento terciário de efluente de lagoa polimento precedida de reator UASB. Revista DAE, São Paulo, 2010. No prelo.

JUNG, K.; HWANG, M.; PARK, D.; AHN, K. Comprehensive reuse of drinking water treatment residuals in coagulation and adsorption process. Journal of Environmental Management, London, v. 181, p. 425-434, 2016.

KEELEY, J.; JARVIS, P.; JUDD, S. J. Coagulant recovery from water treatment residuals: a review of applicable technologies. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, Boca Raton, v. 44, p. 2675-2719, 2014.

MASSCHELEIN, W. J.; DEVLEMINCK, R.; GENOT, J. The feasibility of coagulant recycling by alkaline reaction of aluminum hydroxide sludges. Water Research, Grã Bretanha, v. 19, n. 11, p. 1363-1368, 1985.

McCORMICK, N. J.; PORTER, M.; WALSH, M. E. Disinfection by-products in filter backwash water: implications to water quality in recycle designs. Water Research, New York, v. 44, p. 4581-4589, 2010.

OKUDA, T.; NISHIJIMA, W.; SUGIMOTO, M.; SAKA, N.; NAKAI, S.; TANABE, K.; ITO, J.; TAKENAKA, K.; OKADA, M. Removal of coagulant aluminum from water treatment residuals by acid. Water Research, New York, v. 60, p. 75-81, 2014.

RAJ, C. C.; KWONG, T. E.; WONG, CHENG; W. W., FONG; L. M., TIONG; S. H.; KLOSE, P. S. Wash water in waterworks: contaminants and process options for reclamation. Journal of Enviromental Sciences, China, v. 20, n. 11, p. 1300-13005, 2008.

REISSMANN, F. G.; UHL, W. Ultrafiltration for the reuse of spent filter backwash water from drinking water treatment. Desalination, Amsterdam, v. 198, n. 1/3, p. 225-235, 2006. DOI 198. 225-235. 10.1016/j.desal.2006.03.517.

SAUNDERS, F. M.; ROEDER, M. L; AMER WATER WORKS ASSN. Coagulant Recovery: a critical assessment. EUA: AWWA Research Foundation, 1991.

SILVA, F. A. S. Assistat. Versão 7.7 pt. [Campina Grande: Universidade Federal de Campina Grande], 2017. 1 Software.

SLAVIK, I.; JEHMLICH, A.; UHL, W. Impact of backwashing procedures on deep bed filtration productivity in drinking water treatment. Water Research, New York, v. 47, p. 6348–6357, 2013.

USEPA - UNITED STATE ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Filter backwash recycling rule: technical guidance manual.[S. l.: s. n.], 2002.

USEPA - UNITED STATE ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Drinking water treatment plant residuals. [S. l.; s. n.], Available from: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-11/documents/dw-treatment-residuals-mgmt-tech-report-sept-2011.pdf. Access in: 25 jun. 2021

WEBER, P; TORRES, T. L. Estudo para caracterização quantitativa e qualitativa lodo de estação de tratamento de água. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 24., 2007, Belo Horizonte. Anais [...]. Belo Horizonte, [s. n.], 2007

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Published

2021-11-03

How to Cite

Gavlak, G., Vidal, C. M. de S., & Machado, E. F. (2021). Treatment of a water treatment plant filter washing water using coagulant regenerated from the decanter sludge. Semina: Ciências Exatas E Tecnológicas, 42(2), 153–162. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2021v42n2p153

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