Performance of non woven synthetic fabric and disc filters for fertirrigation water treatment

Um dos fatores que elevam os custos de operação e manutenção dos sistemas de irrigação localizada e, em certos casos, inviabiliza a utilização desse método, é a obstrução de emissores pela presença de partículas sólidas na água de irrigação. O presente trabalho teve por objetivo principal estimar, através de ensaios experimentais de campo, o desempenho de um filtro de disco (130 microns) com outro de manta sintética não tecida na remoção de impurezas de origens físicas, químicas e biológicas presentes na água de irrigação que promovem o entupimento dos emissores, quando se utiliza a fertirrigação. Os critérios para avaliação das impurezas presentes na água de irrigação foram baseados nos estudos realizados em sistemas de irrigação localizada. Especificamente foram analisados os seguintes parâmetros físico-químicos e biológicos da água afluente e efluente dos filtros: pH, turbidez, sólidos suspensos totais, salinidade, ferro total, sulfetos, manganês, algas e bactérias. Os fatores químicos que apresentaram médio risco de obstrução aos emissores foram pH, concentração de ferro total e sulfetos. Todos os demais parâmetros de qualidade de água analisados resultaram em valores que não apresentam risco de entupimento aos gotejadores. Procurou-se também fazer o acompanhamento da evolução da perda de carga em função do volume filtrado para os filtros, para realizar uma análise comparativa. No filtro de manta sintética não tecida, a evolução da perda de carga foi mais acentuada e mais rápida em relação ao de disco, por causa da sua maior eficiência na remoção de algas e bactérias.Obstruction of emitters caused by the presence of solid particles in the water raises the cost and maintenance of trickle irrigation systems, and might compromise their utilization. This research was performed through test fields, with the objective of evaluating the performance of a disc filter (130 microns) and a non woven synthetic fabric filter on the removal of physical, chemical and biological impurities from the irrigation water, which may cause emitter obstruction during fertirrigation processes. The evaluation criteria of the impurities present in the irrigation water, were based on studies performed on trickle irrigation systems. Specifically, physical, chemical and biological parameters analyzed in the inflow and outflow water from both filters were: pH, turbidity, total suspended solids, salinity, total iron, sulphites, manganese, algae and bacteria. Results pointed to chemical factors, which presented medium clogging risks to the emitters; those factors were: pH, total iron and sulphite concentration. All the other parameters of water quality did not present clogging risks. A comparative analysis of head loss evolution, according to the filtered volume, was also atempted Non woven synthetic fabric filter presented a higher evolution when compared to the disc filter

Qualidade da água e perda de carga em filtros de irrigação

Among the irrigation systems used today, trickle irrigation is one of the most efficient methods. This research, conducted by means of field tests, had the objective of comparing head loss evolution on water filtration with a disc filter (130 mum) and a non-woven synthetic fabric filter used in a drip irrigation system. The test consisted of fertirrigation with organic fertilizer, and chemical treatment of the water with sodium hypochlorite. Physical, chemical, and biological parameters were analyzed, such as: pH, turbidity, suspended solids, dissolved solids, EC, hardness, Langelier index, total iron, manganese, sulfides, algae, and bacteria. The water source used in this experiment was from an open reservoir, where an experimental trickle irrigation system had been installed. The research was developed in four steps lasting 30 days each, during different seasons. The chemical factors pH, total iron, and concentration of sulfides presented a medium risk of clogging the emitters. All other physical and biological water quality parameters analyzed resulted in values that did not present an emitter-clogging risk. There was a correlation of results between physical parameters turbidity, suspended solids, and algae, and suspended solids. Fertirrigation influenced water quality. The concentration of free chlorine was higher in the effluent from the disc filter. Head loss evolution in the non-woven synthetic fabric filter was more striking and faster than in the disc filter.Dentre os sistemas de irrigação atualmente utilizados, a irrigação por gotejamento é um dos métodos mais eficientes. Este trabalho teve como objetivo fazer uma investigação experimental para comparar a evolução da perda de carga dos meios filtrantes disco (130 mim) e manta sintética não tecida na filtragem da água, utilizados em um sistema de irrigação por gotejamento. Nesta comparação utilizou-se a técnica da fertirrigação com fertilizante orgânico e um tratamento químico da água com o hipoclorito de sódio. Durante um ano analisou-se a variação temporal, dos principais parâmetros físicos, químicos e biológicos da água de irrigação que causam problemas de entupimentos nos emissores. Os parâmetros analisados foram: sólidos suspensos, turbidez, pH, ferro, manganês, sulfetos, condutividade elétrica, sólidos dissolvidos, dureza, índice de Langelier, algas e bactérias. Utilizou-se água de um reservatório aberto, onde foi instalado um módulo de irrigação localizada para o estudo. A pesquisa foi desenvolvida em quatro etapas de 30 dias, realizadas em diferentes estações do ano. Os parâmetros químicos pH, ferro e sulfetos apresentaram médio risco de obstrução aos emissores. Os parâmetros físicos e biológicos analisados apresentaram baixo risco de entupimento dos emissores. Houve correlação dos resultados entre os parâmetros turbidez e sólidos suspensos totais e algas com sólidos suspensos totais. A fertirrigação influenciou a qualidade da água. A concentração de cloro livre foi maior no efluente do filtro de disco. No filtro de manta sintética não tecida a evolução da perda de carga foi mais acentuada e mais rápida em relação ao de disco

Qualidade da água e perda de carga em filtros de irrigação

Among the irrigation systems used today, trickle irrigation is one of the most efficient methods. This research, conducted by means of field tests, had the objective of comparing head loss evolution on water filtration with a disc filter (130 mum) and a non-woven synthetic fabric filter used in a drip irrigation system. The test consisted of fertirrigation with organic fertilizer, and chemical treatment of the water with sodium hypochlorite. Physical, chemical, and biological parameters were analyzed, such as: pH, turbidity, suspended solids, dissolved solids, EC, hardness, Langelier index, total iron, manganese, sulfides, algae, and bacteria. The water source used in this experiment was from an open reservoir, where an experimental trickle irrigation system had been installed. The research was developed in four steps lasting 30 days each, during different seasons. The chemical factors pH, total iron, and concentration of sulfides presented a medium risk of clogging the emitters. All other physical and biological water quality parameters analyzed resulted in values that did not present an emitter-clogging risk. There was a correlation of results between physical parameters turbidity, suspended solids, and algae, and suspended solids. Fertirrigation influenced water quality. The concentration of free chlorine was higher in the effluent from the disc filter. Head loss evolution in the non-woven synthetic fabric filter was more striking and faster than in the disc filter.Dentre os sistemas de irrigação atualmente utilizados, a irrigação por gotejamento é um dos métodos mais eficientes. Este trabalho teve como objetivo fazer uma investigação experimental para comparar a evolução da perda de carga dos meios filtrantes disco (130 mim) e manta sintética não tecida na filtragem da água, utilizados em um sistema de irrigação por gotejamento. Nesta comparação utilizou-se a técnica da fertirrigação com fertilizante orgânico e um tratamento químico da água com o hipoclorito de sódio. Durante um ano analisou-se a variação temporal, dos principais parâmetros físicos, químicos e biológicos da água de irrigação que causam problemas de entupimentos nos emissores. Os parâmetros analisados foram: sólidos suspensos, turbidez, pH, ferro, manganês, sulfetos, condutividade elétrica, sólidos dissolvidos, dureza, índice de Langelier, algas e bactérias. Utilizou-se água de um reservatório aberto, onde foi instalado um módulo de irrigação localizada para o estudo. A pesquisa foi desenvolvida em quatro etapas de 30 dias, realizadas em diferentes estações do ano. Os parâmetros químicos pH, ferro e sulfetos apresentaram médio risco de obstrução aos emissores. Os parâmetros físicos e biológicos analisados apresentaram baixo risco de entupimento dos emissores. Houve correlação dos resultados entre os parâmetros turbidez e sólidos suspensos totais e algas com sólidos suspensos totais. A fertirrigação influenciou a qualidade da água. A concentração de cloro livre foi maior no efluente do filtro de disco. No filtro de manta sintética não tecida a evolução da perda de carga foi mais acentuada e mais rápida em relação ao de disco.563572Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Desinfecção de agua utilizando energia solar (SODIS) : inativação e recrescimento bacteriano

Orientador : Jose Euclides Stipp PaternianiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia CivilMestrad

Use of slow filters and disinfection for adequate sanitary effluents to discharge and reuse

Orientador: Jose Euclides Stipp PaternianiTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: presente trabalho estudou a melhoria da qualidade de esgoto sanitário tratado com a utilização de pré-filtração em pedregulho, filtração lenta com e sem carvão ativado, cloração, radiação ultravioleta (UV) e radiação solar em fluxo contínuo (SODIS). A unidade piloto constituía um pré-filtro de pedregulho em camadas com fluxo ascendente cujo efluente é destinado a dois filtros lentos com meio filtrante composto de areia com 40cm de espessura (num dos filtros foi inserida, uma camada de 10cm de espessura de carvão vegetal ativado granulado) e 3 camadas de mantas sintéticas não tecidas instaladas no topo da camada de areia seguindo de desinfecção foi realizada em três sistemas paralelos: cloração com hipoclorito de sódio; radiação UV com reator do tipo tubular e lâmpada bactericida submersa; radiação SODIS em fluxo contínuo. O pré-filtro de pedregulho apresentou eficiência de remoção de sólidos em suspensão, atenuou ainda, os picos de concentração de sólidos em suspensão e turbidez no efluente, garantido ao afluente dos filtros lentos menor variabilidade das suas características qualitativas. Os filtros lentos, com e sem carvão granulado, tiveram comportamentos semelhantes com relação a evolução da perda de carga e os resultados mostraram que a utilização do carvão ativado proporciona melhor remoção das impurezas, avaliadas pelos parâmetros adotados. A desinfecção com radiação UV atingiu eficiência próxima a cloração sendo um processo alternativo com menor risco de formação de produtos carcinogênicos, como os trialometanos. A radiação solar (SODIS) não atingiu valores adequados, uma vez que a temperatura no efluente não chegou à 50ºC, e apresentou problemas relativos à proliferação de algas. Concluiu-se que a utilização de tais tecnologias, além de serem de custo baixo e de simples operação e manutenção, conferem ao efluente melhores características físicas e biológicas, de tal modo que se pode adequar o efluente para o reúso em atividades de irrigação e o lançamento em corpos d'águaAbstract: The current work demonstrates the viability of domestic wastewater quality improvement by the slow filtration preceded roughing filtration and disinfection by ultraviolet and solar radiation. The pilot plant is constituided of two slow sand filters with 40 cm sand layer thickness and 3 layers of synthetic non woven fabrics installed in the top of the sand layer. Besides, in one of the filters there was inserted 10 cm thickness of granulated vegetal coal. The roughing filter presented efficiency of 22.5% in suspended solids removal, and 22.8% in turbidity removal. The slow filter with granulated coal s, had similar behaviors with the slow sand filter with only sand, regard to evolution of the head loss, so the initial average value was 6.2cm and 7.1cm, respectively. The average of the filtration run was of 40days. The results showed that the use of granulated coal better provides removal of the water impurities. The disinfections systems are installed after the filters. The efficiencies of removal in the slow filter with sand and blanket and of the slow filter I only contend sand coal and weaveeed blanket had not been, respectively: 28% and 36% for solids in suspension, 33% and 43% for turbidez, 26% and 39% for apparent color, 57% and 74% for total coliformes and 70% and 73% for E.coli. The chlorination has done with pump whose applies 2mg_-1 NaOHCl. The UV reactor has tubular layout. The SODIS reactor has continuous flow, TDH = 4hours. The use of such technologies was concluded that, beyond being of cost low e of simple operation and maintenance, confers to effluent the better physical and biological characteristics, being possible still to increase this efficiency with the use of granulated coal. The use of any insumo chemical is still standed out not during the treatment of the effluent one, becoming the applicable process in communities whose infrastructure is precarious. The evaluated system if still gives to adjust the water for reúso in activities that do not demand potable qualityDoutoradoSaneamento e AmbienteDoutor em Engenharia Civi

Desinfecção de efluentes com tratamento terciário utilizando energia solar (SODIS): avaliação do uso do dispositivo para concentração dos raios solares Disinfection of effluent of wastewater treated using solar energy (SODIS): evaluation of a solar concentrator device

A energia solar, além de ser uma fonte natural disponível, é perfeitamente aplicável para desinfecção de águas em regiões menos favorecidas em infra-estrutura e recursos financeiros, uma vez que não há necessidade da dosagem de produtos químicos e não há custo já que materiais comerciais descartados podem ser reutilizados. O presente trabalho utilizou garrafas PET transparentes com a metade pintada de preto, sendo consideradas como variáveis do processo de desinfecção por ação da luz solar: tempos de exposição 1, 2, 4 e 6 horas e o uso de um concentrador de raios solares. Os parâmetros de controle do processo de desinfecção foram turbidez, cor aparente, temperatura, coliformes totais e E. coli, sendo os três últimos parâmetros avaliados antes e após o processo. Para a avaliação de reativação bacteriana a água foi armazenada em moringas de mesa por 24 horas, simulando uma situação comum nas residências rurais brasileiras. Os resultados mostraram que o uso do concentrador solar permite reduzir o tempo de exposição ao sol de 6 para 4 horas, sem prejuízo da eficiência do SODIS. Sendo utilizado o concentrador solar com tempo de exposição de 6 horas tem-se, além do processo de desinfecção, o processo de pasteurização solar (SOPAS), permitindo assim a utilização deste para potabilização da água. Também foi observado que a presença de nuvens reduz a incidência de radiação solar e, portanto, a eficiência do SODIS. Esta última ocorre mesmo com a água atingindo temperatura mais elevada durante a desinfecção.<br>Besides being an available natural resource, the solar energy is very applicable in places with few recourses and low money resources, because there aren't either the need of chemical products neither a huge cost (commercial materials can be reused). To make this job we re-used PET bottles half painted black with the variables: 1, 2, 4 and 6 hours of heat exposion and we also used a concentrator of rays of sunshine. The affluent control parameters were turbidity, apparent color, temperature, total coliforms and E. coli. These last three were evaluated before and after the desinfection process (effluent parameters). To assess the bacteria reactivation we kept the water in bottles for 24 hours, pretending a very common situation in Brazilian rural houses. We conclude that the use of the concentrator of rays of sunshine can reduce the heat exposion from 6 to 4 hours, without harm the SODIS efficience. Using the concentrator of rays of sunshine for 6 hours we can obtain, besides SODIS, the process of solar pasteurization (SOPAS), which stops the re-growth of bacteria with a 70ºC water temperature. We also observed that when the sky is cloudy the incidention of solar radiation and, therefore, the SODIS efficience decrease, even if the water temperature is higher during the desinfection. Although, this factor doesn't mean a significative influence statistically

COMPARISON OF CHLORINATION, ULTRAVIOLET RADIATION AND SOLAR RADIATION (SODIS), IN CONTINUOUS FLOW FOR WASTEWATER DISINFECTION / COMPARAÇÃO ENTRE CLORAÇÃO, RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA E RADIAÇÃO SOLAR, COM FLUXO CONTÍNUO NA DESINFECÇÃO DE EFLUENTES DOMÉSTICO

O presente trabalho comparou a eficiência da cloração, radiação ultravioleta e radiação solar (SODIS) em fluxo contínuo, na desinfecção de efluente doméstico.A cloração foi realizada com hipoclorito de sódio, a exposição à luz UV realizada num reator do tipo tubular com uma lâmpada bactericida submersa e o SODIS de fluxo contínuo foi construído na própria instituição de pesquisa, constituindo de um canal longo de seção retangular, de base metálica, laterais e cobertura de acrílico incolor.Os valores obtidos mostraram que a radiação ultravioleta atinge eficiência próxima a cloração sendo um processo alternativo com menor risco de formação de produtos carcinogênicos. A radiação solar (SODIS) não atingiu valores adequados, uma vez que a temperatura no efluente não chegou à 50ºC, durante o período de estudo, indicando a necessidade de se realizar algumas alterações na concepção do reator para se obter um processo em fluxo contínuo com resultados tão eficazes como o SODIS em batelada. Problemas relativos a grande proliferação de algas no reator SODIS em fluxo contínuo também foram observados.Palavras-chaves: Desinfecção, SODIS, polimento de efluentes</p

A IMPORTÂNCIA DA QUALIDADE DA ÁGUA NOS PROJETOS DE IRRIGAÇÃO - UM ESTUDO DE CASO. THE IMPORTANCE OF THE VALUATION OF WATER QUALITY IN IRRIGATION PROJECTS

O presente trabalho teve por objetivo investigar a influência da qualidade da água na uniformidade da lâmina dágua aplicada por sistemas de  irrigação localizada em culturas de Citrus no Estado de  São  Paulo.  O  estudo  foi  realizado  em  cinco  fazendas  de  produção  de  Citrus  onde são empregados sistemas de irrigação por gotejamento compostos por um total de 81 cabeçais de controle de filtragem que operaram com  filtros de discos de 120mesh (130mm). Foram coletadas amostras de água para análises da  concentração de  sólidos suspensos, da turbidez e da cor aparente, classificação quanto ao risco de entupimento de gotejadores e determinação do índice de uniformidade de distribuição de água  pelos emissores. Os resultados mostraram que mesmo utilizando  sistemas  de  filtragem  nos  cabeçais,  muitas  linhas  de  gotejamento  apresentaram problemas  decorrentes  de  entupimento  de  gotejadores  por  material  sólido  em  suspensão.                             O presente trabalho permite concluir que é necessário um  conhecimento mais detalhado da qualidade da água a ser empregada  na irrigação  principalmente do tipo de material que provoca entupimentoa  fim  de  contribuir  para  a  escolha  de  sistemas  de  filtragem  mais  eficientes  e adequados, minimizando os problemas que ocorrem com esse método  de irrigação.</p