Studies on the Electrochemical Disinfection of Water Containing Escherichia coli using a Dimensionally Stable Anode

Ano: 2010 | Volume: 53 | Número: 5

Autores: Isabel Celeste Caíres Pereira Gusmão, Peterson Bueno Moraes, Ederio Dino Bidoia

Palavras-chave: e coli inactivation, electrochemical treatment, electrolysis of microorganisms, electroxidation process, bactericidal effect, dsa oxide electrode

Resumo Português:

Água contaminada é uma das maiores origens de
doenças em seres humanos. Em todo o mundo, a
cloração é o método mais utilizado para promover
desinfecção em águas de abastecimento devido ao
seu efeito residual, quando adequadamente
calculado. Contudo, se a água apresentar matéria
orgânica, pode haver a geração de organoclorados,
os quais são genotóxicos e carcinogênicos. Sob
esta óptica, investigamos o efeito bactericida da
aplicação da eletrólise em água sem cloro
contaminada com Escherichia coli (CCT-1457). O
objetivo deste estudo foi avaliar o poder de
desinfecção e o comportamento cinético da
eletrólise realizada em reator de compartimento
único e usando eletrodos ADE (Anodo
Dimensionalmente Estável), visando ampliação de
escala. Uma suspensão contendo elevada
concentração de E. coli (106 UFC mL-1) foi
submetida ao tratamento no reator em 25, 50 e 75
mA cm-2 durante 60 min, em vazões de 200 e 50
Lh-1. A taxa de inativação foi aproximadamente
99% para a solução isenta de compostos clorados,
com consumo de energia elétrica menor que 5,60
kWh m-3 em 200 L h-1 e 75 mA cm-2. Uma solução
de Na2SO4 0,08M eletrolisada e adicionada
posteriormente ao inoculo apresentou efeito
residual bactericida. A eficiência da desinfecção
foi regida pelo tempo de contato e pela densidade
de corrente aplicada, e foi realizado um estudo
cinético que permite a ampliação de escala.

Resumo Inglês:

The aim of this work was to investigate the disinfectant effect of electrolysis on chlorine-free water, artificially
contaminated with Escherichia coli (CCT-1457) and to evaluate the bactericidal activity of electrolysis and kinetic
behavior of a single-cell reactor, with a DSA (Dimensionally Stable Anode) electrode to develop a scaled-up
system. A high-density E. coli suspension (106 CFU mL-1) was electrolyzed in this reactor at 25, 50 and 75 mA cm-2
for up to 60 min, at flow rates of 200 and 500 L h-1. Bacterial survival fell by 98.9% without addition of chlorinated
compounds and a power consumption rate not more than 5.60 kWh m-3 at flow rate of 200 L h-1 and 75 mA cm-2. The
process produced a germicidal effect that reached this inactivation rate within a relatively short contact time. Also,
a solution of electrolyzed 0.08 M Na2SO4 added to the inoculum showed residual bactericidal effect. The efficiency
of disinfection was regulated by both the contact time and current density applied, and a kinetic function for the
survival rate was developed for the purpose of scaling up.