Avaliação do desempenho de mantas sintéticas não tecidas no tratamento de água para consumo humano visando utilização em comunidades rurais: ensaio em escala piloto

Abstract

The aim of this research is to increase the alternative potentiality of water treatment for human consumption in rural communities. Thus, was built a pilot plant for water filtration in blanket woven synthetic nonwoven. The blanket used was chosen as from the results obtained in preliminary tests which covered eight blankets. The M8 blanket with 1200 g/m² of weight presented higher significant capable of impurities removing than the others at a significance level of 5%. The water with 10, 50 and 100 NTU (Type I, Type II and Type III, respectively) was filtrated using M8 blanket at three different filtration rates of 5; 20 and 50 m³.m-².d-¹, for testing without coagulation and 20, 50 and 100 m³.m-².d-¹ for testing with coagulation and the period of monitoring was twelve hours for each test. The results showed that combined the Type I without coagulation with low filtration rate (5 m³.m-².d-¹) was obtained production of effluent with many values of turbidity less than 5.0 NTU. However, in Type III water with filtration rate of 20 m³.m-².d-¹, was observed a rapid maturation of the filtration media, this can be justified by the low effluent turbidity and significant head loss recorded in the short time of operation. On the other hand, when the raw water has previously been coagulated, the blanket possible to obtain results remaining turbidity less than 0.5 NTU at all rates tested, thus having the maximum established acceptable for drinking water in Brazil that according to the decree 2914/2011 MS poses as maximum turbidity of 0.5 NTU and 1.0 NTU for rapid filtration and slow sand filtration, respectively by the end of the fourth year from the date of publication (12/12 / 2011). Nevertheless, the main obstacle to use this blanket was the smallest careers filtration, around four hours, which verified in tests involving the filtration rate of 100 m³.m-².d-¹. The filtration rate of 20 m³.m-².d-¹ had greatest careers filtration which exceeded the twelve hours. It is noteworthy that the rate of 50 m³.m-².d-¹ for value of lost head of 80 cm was more efficient for the filtration of coagulated water, once produced most effective water compared with other filtration rates. This research proved the potential of the use of non-woven synthetic blanket in the treatment of water with high turbidity, but it becomes necessary to develop other research to improve this technique.Esta pesquisa procura ampliar a potencialidade de emprego das tecnologias não convencionais de tratamento de água para o consumo humano, com vista a responder aos atuais anseios enfrentados nas regiões rurais no que concerne à potabilização da água. Em virtude disto, construiu-se uma ETA piloto para a filtração de água em manta sintética não tecida. A manta utilizada foi escolhida a partir dos resultados observados nos ensaios preliminares que abarcaram oito mantas, onde a manta M8 de 1200 g/m² apresentou capacidade de remoção de impurezas expressivamente superior às demais no nível de significância de 5%. A posterior, a manta foi submetida à filtração de água com valores de turbidez de 10, 50 e 100 uT (águas Tipo I, Tipo II e Tipo III, respetivamente) em taxas de 5, 20 e 50 m³.m-².d-¹, para os ensaios de filtração sem coagulação e 20, 50 e 100 m³.m-².d-¹, para os ensaios de filtração de água previamente coagulada. Nos ensaios sem coagulação, apenas a água Tipo I quando combinada a menor taxa de filtração, permitiu a produção de água com maior número de amostras com turbidez inferior que 5,0 uT durante as doze horas de monitoramento. Porém, para a água Tipo III submetida à taxa de 20 m3.m-2.d-1, observou-se uma rápida maturação do meio filtrante que se testifica pelos baixos valores de turbidez efluente e valores significativos de perda de carga registrados em curto tempo de operação. Por outro lado, quando a água bruta foi previamente coagulada, a manta possibilitou resultados de turbidez remanescente menores que 0,5 uT em todas as taxas testadas, atendendo desta forma os limites máximos estabelecidos nos padrões de potabilidade de água no Brasil, que de acordo com a portaria 2914/2011 de MS coloca como valores máximos de turbidez de 0,5 uT e 1,0 uT para a filtração rápida e filtração lenta, respectivamente até o final do quarto ano da data de publicação (12/12/2011). Todavia, as menores durações das carreiras de filtração registradas nos ensaios envolvendo a taxa de 100 m³.m-².d-¹, onde a média foi de quatro horas, figuram como o principal entrave para o uso dessa manta, mas a taxa de 20 m³.m-².d-¹ se mostrou robusta quanto a essa questão, visto que as carreiras de filtração ultrapassaram as 12 horas de monitoramento. A taxa de 50 m³.m-².d-¹ foi mais eficiente para a água coagulada, uma vez que apresentou maior produção efetiva de água em comparação com as demais taxas de filtração para a perda de carga máxima de 80 cm. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam a potencialidade do emprego da manta no tratamento de água com turbidez elevada, justificando o desenvolvimento de outros trabalhos para aprimoramento desta técnica