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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/21132
Tipo de Documento: | Dissertação |
Título: | Sistema de tratamento de água subterrânea em áreas rurais para abastecimento humano com filtração lenta não convencional |
Autor(es): | Rocha Júnior, Fernando Rodrigues da |
Data do documento: | 28-Fev-2024 |
Orientador: | Michelan, Denise Conceição de Góis Santos |
Resumo: | Os sistemas de abastecimento de água dependem de infraestruturas tanto para a distribuição, quanto para o tratamento da água bruta. Enquanto nas áreas urbanas têm-se significativas demandas por água para o abastecimento humano, ao passo que nas áreas rurais têm-se demandas por redes de distribuição de forma isolada, devido ao maior espaçamento entre as economias domésticas. Como reflexo, a população rural possui menor cobertura na distribuição de água do que a população urbana, fazendo com que fique exposta a riscos relacionados ao consumo de água sem qualidade ideal. Destarte, a utilização de técnica de tratamento de água individual, como a filtração lenta, serve como alternativa que possibilita o consumo de água de qualidade sem necessidade de construção de longas redes de distribuição. A diminuição da qualidade das águas brutas disponíveis impulsiona pesquisas por meios filtrantes com eficiências na remoção de determinados poluentes. Com isso, o presente estudo analisou a utilização de conchas de sururu (Mytella guyanensis), resíduo da comercialização do molusco, como meio filtrante não convencional em três dos quatro filtros pilotos usados no tratamento de água subterrânea. Em um dos dispositivos foi utilizado apenas areia (filtro convencional), com intuito de comparar a qualidade da água filtrada com e sem o uso das conchas. As conchas foram submetidas a tratamentos de higienização diferentes, por banho ultrassônico (BU) e banho de sol (BS), e dispostas de forma confinada junto à areia, também utilizado como meio filtrante convencional nos filtros. Foram realizados ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise de Área Superficial (BET) e Difratometria de Raios X (DRX) para caracterização das conchas. Para verificação da eficiência dos tratamentos, os resultados foram comparados aos padrões de potabilidade de água, por meio da Portaria nº 888/2021 do Ministério da Saúde com base nos parâmetros: cor aparente, turbidez, pH, dureza, alumínio, ferro total, coliformes totais e coliformes termotolerantes. Os resultados evidenciaram que as conchas possuem morfologia heterogênea, com presença de poros, sendo classificadas como material mesoporoso. Os difratogramas identificaram fases de calcita e ferrita nas conchas. Tais resultados justificaram o aumento do parâmetro dureza nos filtros com utilização de conchas. Apesar de reduzirem os parâmetros de cor e turbidez, os resultados ainda estiveram acima do valor máximo permitido (VMP), com eficiências máximas de aproximadamente 45%. Os pH das amostras filtradas foram mais significativos quando comparados com os da água bruta, mas sem evidência estatística de influência do uso das conchas. A remoção de ferro total e alumínio chegaram a aproximadamente 89%, com filtros recheados de conchas, sendo mais eficientes na remoção de alumínio que o filtro convencional. A remoção de coliformes totais foi superior a 90% e de coliformes termotolerantes alcançou 100%, mas sem evidência estatística de influência no uso de conchas ou tratamento do material. Portanto, embora tenha sido possível avaliar a conformidade da água filtrada com a portaria de potabilidade, há necessidade de continuidade dos estudos com uso do material em maiores proporções e com altura de meio filtrante maior, para melhor análise da influência e aplicabilidade das conchas de sururu. |
Abstract: | Water supply systems depend on infrastructures both for distribution and for the treatment of raw water. While urban areas have significant demands for water for human consumption, rural areas tend to have demands for isolated distribution networks, due to the greater spacing between households. As a result, rural populations have lower coverage in water distribution compared to urban populations, exposing them to risks related to consuming water of suboptimal quality. Therefore, the use of individual water treatment techniques, such as slow filtration, serves as an alternative that enables the consumption of high-quality water without the need for the construction of long distribution networks. The decline in the quality of available raw water drives research into filtering materials that efficiently remove specific pollutants. In this context, the present study analyzed the use of sururu shells (Mytella guyanensis), a byproduct from the mollusk trade, as an unconventional filtering medium in three of four pilot filters used for the treatment of groundwater. One of the devices used only sand (conventional filter) to compare the quality of filtered water with and without the use of shells. The shells were subjected to different cleaning treatments, through ultrasonic bath (UB) and sun exposure (SE), and confined with the sand, which was also used as a conventional filtering medium in the filters. Scanning Electron Microscopy (SEM), Surface Area Analysis (BET), and X-ray Diffraction (XRD) tests were conducted to characterize the shells. To evaluate the efficiency of the treatments, the results were compared to the drinking water standards established by Ministry of Health Ordinance No. 888/2021, based on the following parameters: apparent color, turbidity, pH, hardness, aluminum, total iron, total coliforms, and thermotolerant coliforms. The results showed that the shells have a heterogeneous morphology with the presence of pores, classifying them as mesoporous material. The diffractograms identified calcite and ferrite phases in the shells. These findings explain the increase in hardness in filters with shell usage. Despite reducing color and turbidity parameters, the results still exceeded the maximum permissible values (MPV), with maximum efficiencies of approximately 45%. The pH of the filtered samples was more significant when compared to raw water, but without statistical evidence of the shells' influence. The removal of total iron and aluminum reached approximately 89%, with the shell-filled filters being more efficient in removing aluminum than the conventional filter. The removal of total coliforms was above 90%, and thermotolerant coliform removal reached 100%, although there was no statistical evidence of the influence of the shell usage or the material treatment. Therefore, although it was possible to assess the compliance of the filtered water with the drinking water ordinance, further studies are necessary with the use of the material in larger proportions and with a higher filtering medium height for a better analysis of the influence and applicability of sururu shells. |
Palavras-chave: | Abastecimento de água Água potável Molusco Documentos oficiais Acesso à água Potabilidade Sururu Portaria 888/2021 Access to water Potability Sururu Ordinance 888/2021 |
área CNPQ: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Agência de fomento: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES |
Idioma: | por |
Sigla da Instituição: | Universidade Federal de Sergipe (UFS) |
Programa de Pós-graduação: | Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Citação: | ROCHA JÚNIOR, Fernando Rodrigues da. Sistema de tratamento de água subterrânea em áreas rurais para abastecimento humano com filtração lenta não convencional. 2024. 119 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2024. |
URI: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/21132 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Civil |
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