[en] EMPIRICAL MODELING OF PRE-OXIDATION OF CONTAMINANTS IN RAW WATER WITH PEROXYMONOSULFURIC ACID

[pt] MODELAGEM EMPÍRICA DA PRÉ-OXIDAÇÃO DE CONTAMINANTES EM ÁGUA BRUTA POR ÁCIDO PEROXOMONOSULFÚRICO

[pt] DARIO SOUZA SANTOS

[pt] ACIDO DE CARO

[pt] HIDROXILA

[pt] RADICAL SULFATO

[pt] ACIDO PEROXOMONOSULFURICO

[pt] PRE OXIDACAO

[pt] TRATAMENTO DE AGUA

[en] CARO S ACCID

[en] HYDROXYL

[en] SULFATE RADICAL

[en] PEROXYMONOSULFURIC ACCID

[en] PRE OXIDATION

[en] WATER TREATMENT

[pt] Com o aumento da expansão e densidade urbana, cada vez mais a descarga concentrada de poluentes tem se intensificado em corpos d água que servem como reservatórios de água para abastecimento humano. Esse aumento tem gerado dificuldades de remoção diversos poluentes, entre eles Fe2+, Mn2+ , geosmina e 2-metilisoborneol (2-MIB) pelos processos convencionais de tratamento de água, como por exemplo coagulação, floculação, sedimentação e filtração em areia. Esta tese propõe avaliar, de forma exploratória, a utilização do ácido peroxomonosulfúrico (PMSA) como agente de oxidação baseado nos radicais sulfato e hidroxila, com aplicação na etapa de pré-oxidação livre de cloro em estações de tratamento de água. Foi desenvolvido um planejamento fatorial tipo design composto central com 3 variáveis independentes: Dose de PMSA; pH e Força do PMSA. Para a avaliação do desempenho do PMSA foi preparada uma água de estudo, a partir de água deionizada, contendo 1 mg L -1 de ácido húmico, 5 mg · L -1 de ferro e manganês e 100 ng · L -1 de geosmina e 2-MIB. As dosagens de PMSA foram proporcionais à demanda estequiométrica para oxidação dos reagentes entre 0,32 e 3,68, e tempo reacional igual a 30 minutos. Os resultados foram bastante satisfatórios, atingindo 100 por cento de remoção para todos os poluentes na região de estudo. Foram desenvolvidos modelos pela metodologia da superfície de resposta, a fim analisar os efeitos das variáveis independentes e suas interações na remoção Fe2+, Mn2+, carbono orgânico dissolvido, geosmina, 2-MIB, consumo de ácido e eficiência média dos parâmetros como um todo.

[en] With the increasing expansion and urban density, the concentrated discharge of pollutants into water bodies used as reservoirs for human water supply has intensified. This increase has led to difficulties in removing various pollutants, including Fe2+, Mn2+, geosmin, and 2-MIB, through conventional water treatment processes such as coagulation, flocculation, sedimentation, and sand filtration. This thesis aims to explore important aspects of using peroxymonosulfuric acid (PMSA) as an oxidation agent based on sulfate and hydroxyl radicals, applied in the chlorine-free pre-oxidation stage of water treatment plants. A central composite design factorial experiment was developed with three independent variables: PMSAdosage, pH, and acid Strength. The performance of PMSA was evaluated in deionized water containing 1 mg L-1 of humic acid, 5 mg · L-1 of iron and manganese, and 100 ng · L-1 of geosmin and 2-MIB. The dosages of PMSA were proportional to the stoichiometric demand for reagent oxidation, ranging from 0.32 to 3.68, with a reaction time of 30 minutes. The results were highly satisfactory, achieving 100 percent removal of all pollutants in the study region. Response surface methodology models were developed to analyze the effects of independent variables and their interactions on Fe2+, Mn2+, dissolved organic carbon, geosmin, 2-MIB removal, acid consumption, and the overall efficiency of the parameters.

FRANCISCO JOSE MOURA

LUIZ ALBERTO CESAR TEIXEIRA

LUIZ ALBERTO CESAR TEIXEIRA

FRANCISCO JOSE MOURA

ROBERTO BENTES DE CARVALHO

CECILIA VILANI

NAIARA DE OLIVEIRA DOS SANTOS

MARCO ANTONIO LEMOS MIGUEL

2025-09-02

2025-05-15

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.72761