Desenvolvimento de um sistema de eletrocoagulação-flotação para o tratamento de água para abastecimento público
Fecha
2022-08-23Primeiro coorientador
Oyanedel-Craver, Vinka
Primeiro membro da banca
Azevedo, André Camargo de
Segundo membro da banca
Oliveira, Danieli Soares de
Terceiro membro da banca
Machado, Ênio Leandro
Quarto membro da banca
Ruotolo, Luis Augusto Martins
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
Embora essencial para a vida, saúde e dignidade humana, existe uma grande parcela da
população sem acesso a serviços de abastecimento de água. A maioria está situada em regiões
de difícil acesso, baixa densidade demográfica e/ou alta dispersão espacial, inviabilizando
soluções convencionais para o seu atendimento. Soluções inovadoras também são desejadas
para complementar sistemas de abastecimento público frente à crescente escassez de água e
suprir a crescente demanda por água em um espaço físico limitado. Assim, o objetivo deste estudo
foi desenvolver um sistema de eletrocoagulação-flotação (sistema ECF), em escala piloto, para o
tratamento de águas superficiais para abastecimento público e avaliar o seu desempenho. O
sistema ECF foi composto por dois eletrocoaguladores modulares seguidos por um floculador
tubular helicoidal (FTH), com vazão de 20 L∙min-1
. Esta configuração foi desenvolvida para melhor
aproveitamento de coagulantes e microbolhas gerados na eletrocoagulação através da formação
de flocos aerados. As condições adotadas para os eletrocoaguladores foram de fluxo ascendente,
eletrodos de alumínio, conexão monopolar em paralelo, distância entre os eletrodos de 3 mm,
densidade de corrente de 0,43-1,28 mA∙cm-2
, velocidade de escoamento de 0,04 m∙s
-1
, tempo de
detenção hidráulico (TDH) de 51,0 s e tempo de contato com os eletrodos de 43,3 s. As condições
adotadas para o FTH foram de orientação vertical com fluxo ascendente, TDH de 6,36 min,
gradiente de velocidade de 71,7-182,8 s-1
, número de Camp de 27.366-69.770 e número de
Reynolds de 7.059. O estudo foi realizado na estação de tratamento de água de Santa Maria-RS,
com água dos rios Vacacaí-Mirim e Ibicuí-Mirim. O tratamento foi realizado com ajuste do pH inicial
da água para 6,4. O sistema ECF foi capaz de conferir turbidez de 1,3 ± 0,4 NTU e cor aparente
de 16,8 ± 5,8 uC à água tratada, valores adequados para posterior etapa de filtração. Dentre os
resultados de desempenho, destacam-se a eficiência de remoção de coliformes totais (95,6 ±
4,7%), E. coli (89,4 ± 8,8%), clorofila a (87,7 ± 10,9%), cor aparente (73,0 ± 8,2%) e turbidez
(79,9 ± 4,6%), demonstrando a eficiência do sistema na clarificação da água e inativação de
micro-organismos. O sistema apresentou consumo energético de 0,02-0,37 kWh∙m-3
, consumo de
alumínio de 3,0-9,0 mg∙L-1 e consumo de ácido clorídrico de 2,5-21,5 mL∙m-3
. Operações de
limpeza ou troca dos eletrodos se mostraram essenciais para manter a eficiência energética do
sistema. O consumo energético se mostrou um bom indicador para determinar o momento de
realizá-las. O custo operacional do sistema foi de R$ 0,19 ± 0,07∙m-3
, dos quais 49,1% foram
referentes ao consumo energético, 44,1% ao consumo de alumínio e 6,6% ao consumo de ácido
clorídrico. O uso de fontes de energia renovável pode reduzir os custos operacionais para R$ 0,10
± 0,06∙m-3
. O sistema ECF demonstrou potencial de ser difundido como uma tecnologia
alternativa de tratamento de águas superficiais, compacta, de fácil instalação, operação e
automação, especialmente atrativo para sistemas de abastecimento descentralizados
(comunidades rurais, ribeirinhas, de difícil acesso e/ou periurbanas), assim como para
enfrentamento de escassez de água e/ou suprimento de demandas sazonais.
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