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Adequação das condições operacionais de uma ETA “Convencional” que trata água com cor e turbidez baixas
(2016-08-02) Silva, Michell Smith Gomes da; Santos, Hélio Rodrigues dos; Araújo, André Luis Calado; ; http://lattes.cnpq.br/7133712883742750; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; ; http://lattes.cnpq.br/1422813147615373; Sena, Rennio Felix de; ; http://lattes.cnpq.br/1964398358506333; Duarte, Marco Antônio Calazans; ; http://lattes.cnpq.br/2873012508496409
Águas com turbidez e cor aparente baixas a moderadas são eventualmente desafiadoras para tratar, principalmente em Estações de Tratamentos de Água (ETAs) de ciclo completo com clarificação por decantação (ETAs “convencionais”). Esse tipo de água pode ser coagulada no mecanismo de varredura, geralmente com dose de coagulante elevada, a fim de produzir flocos sedimentáveis que sejam removidos no decantador. Contudo a coagulação no mecanismo de adsorção e neutralização de cargas é vantajosa, com dose usualmente mais baixa, sendo que, nesse caso, haverá apenas a desestabilização das partículas e a formação de flocos muito pequenos (não sedimentáveis) que serão removidos nos filtros. Em alguns casos a ETA possibilita o by-pass da água diretamente para os filtros (com ou sem pré-floculação), pois as unidades de decantação praticamente perdem sua função e a ETA, embora fisicamente seja configurada como de ciclo completo, opera como um sistema de filtração direta. Apesar das vantagens desta configuração, é geralmente mais difícil para o operador encontrar a dose e pH adequados para coagulação no mecanismo de adsorção e neutralização de cargas. O objetivo deste trabalho foi adequar uma ETA com tais características. Fizemos ensaios em jarteste simulando a tecnologia de ciclo completo e de filtração direta descendente, e tratamentos como pré-oxidação, coagulação, pré-oxidação com coagulação e adsorção com coagulação, variando as doses dos respectivos produtos em cada tratamento e em pH diferentes. Todos os tratamentos realizados atenderam a Portaria 2.914/11 para cor aparente, porém somente os tratamentos em que houve a coagulação atenderam para turbidez e cor aparente simultaneamente, sendo os melhores resultados do tratamento de pré-oxidação com coagulação.
Adequação das condições operacionais e estruturais de uma estação de tratamento de água por filtração direta
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-12-22) Silva, Nayara Suassuna da; Santos, Hélio Rodrigues dos; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; http://lattes.cnpq.br/7669957069888307; Tinoco, Juliana Delgado; http://lattes.cnpq.br/7207262766245334; Capelo Neto, José
Mudanças na qualidade da água de mananciais superficiais têm acontecido de forma recorrente em países em desenvolvimento devido a seus acelerados processos de urbanização. Nesse sentido, é essencial que as estações de tratamento de água (ETAs) dessas regiões sejam capazes de produzir água sanitariamente segura mesmo diante de variações na qualidade da água. Em alguns casos isso pode ser obtido mediante ajustes na operação da ETA, sendo que eventualmente é necessária a reformulação do sistema de tratamento. A filtração direta descendente (FDD) é uma tecnologia de tratamento eficaz, de baixo custo e fácil operação, necessitando, contudo, que os valores de cor e turbidez da água bruta afluente sejam baixos, dentre outros requisitos. Uma forma de contornar essa limitação em mananciais com variações sazonais da qualidade da água consiste na utilização de uma unidade de pré-tratamento. Dentre as alternativas, a filtração ascendente em areia grossa – FAAG (constituindo, juntamente com a FDD, o sistema de dupla filtração - DF) – mostra grande potencial, devido também a seu baixo custo, elevada robustez e simplicidade operacional. Essa configuração permite o tratamento de água bruta de pior qualidade (em comparação com a FDD), com menor susceptibilidade a variações bruscas de qualidade, e a aplicação de taxas de filtração maiores. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é investigar alternativas para ajustar as condições operacionais e estruturais de uma ETA por FDD que trata a água de uma lagoa costeira tropical. Para isso, foram realizados ensaios em aparelho de jar test + Filtro de Laboratório de Areia (FLA) e em instalação piloto de filtração direta que podia ser operada como FDD ou como dupla filtração, sendo testadas diversas configurações de tratamento em períodos de estiagem e após a ocorrência de chuvas intensas. Os ensaios em instalação piloto mostraram que os sistemas de filtração direta e dupla filtração apresentaram efluente final estável e com turbidez inferior a 0,5 NTU e cor aparente inferior a 15 uC. No entanto, a carreira de filtração na FDD foi muito curta, devido à rápida evolução da perda de carga no meio filtrante testado. O sistema de dupla filtração apresentou carreiras de filtração longas, lenta evolução de perda de carga e remoção adequada de cor e turbidez, inclusive para ensaios com água bruta de pior qualidade, trazendo grande robustez ao sistema de tratamento.
Adsorção do desregulador endócrino 4-octilfenol por óxido de grafeno
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-03-31) Araújo, Ygo Magno de; Tinoco, Juliana Delgado; Nascimento, José Heriberto Oliveira do; http://lattes.cnpq.br/7207262766245334; http://lattes.cnpq.br/3685718530663355; Santos, Hélio Rodrigues dos; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Fechine, Pierre Basilio Almeida
Dentre os desreguladores endócrinos (DE), os alquilfenóis possuem ampla aplicação, têm potencial efeitos adversos à saúde humana e ao meio ambiente e já foram detectados em diversas matrizes ambientais. 4-octilfenol (OF) é um dos principais subprodutos da degradação de surfactantes não iônicos de alquilfenóis polietoxilados e tem sido investigado por possuir forte estabilidade química e ser de difícil biodegradabilidade. OF foi considerado como contaminante químico tóxico persistente de preocupação especial pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), de elevada capacidade bioacumulativa pela Agência Americana de Proteção Ambiental (USEPA) e como substância perigosa, na Diretiva 39/2013 da União Europeia. A adsorção é um método de tratamento de água eficaz na remoção de DE, considerando aspectos técnicos e econômicos. Nesta perspectiva, a presente pesquisa teve por objetivo analisar o processo de adsorção em solução aquosa do OF por óxido de grafeno (OG) em escala de bancada. O delineamento composto central (DCC) foi utilizado para analisar a adsorção por meio de quatro fatores: concentração de adsorvato (COF), concentração do adsorvente (COG), tempo de contato (TC) e pH. Os resultados auxiliaram na investigação da capacidade de adsorção, remoção de adsorvato, cinética de adsorção – pseudoprimeira ordem (PPO), pseudossegunda ordem (PSO), equação de Elovich e difusão intrapartícula (DIP) – e condições de equilíbrio – Langmuir, Freundlich e RedlichPeterson – através de modelos matemáticos. Os resultados apresentam a máxima capacidade de adsorção de 158,92 mg∙g-1 (COF de 120 mg∙L-1; COG de 0,2 g∙L-1; TC de 90 min e pH 2) e a remoção de adsorvente variou de 74,58 a 83,75% em todas as condições testadas (COF de 100 a 120 mg∙L-1; COG de 0,2 a 3,4 g∙L-1; TC de 15 a 90 min e pH de 2 a 10). Em relação à cinética, a equação de Elovich foi a que melhor se ajustou aos dados experimentais. A DIP indicou que o processo adsortivo aconteceu intrapartícula e na camada limite. Nas isotermas, o modelo de Redlich-Peterson apresentou melhor adequação aos dados. O mecanismo de adsorção do OF pelo OG predominante foi a quimiossorção. Por fim, o estudo permitiu constatar que o OG pode ser utilizado no processo de adsorção para a remoção de OF em solução aquosa e que a utilização em uma ampla faixa de pH e tempos de contato sem haver perda significativa de eficiência, indica aspectos positivos nos quesitos operacionais em estações de tratamento de água.
Alteração do estado trófico durante um evento de seca prolongada e seus impactos na biomassa algal de um manancial tropical da região semiárida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-03-28) Gomes, Silvana Santana; Becker, Vanessa; Silva, Fabiana Oliveira de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/4092497452096511; ; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; ; Santos, Hélio Rodrigues dos; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Noyma, Natália Pessoa; ; http://lattes.cnpq.br/5415090855217268
O processo de eutrofização tem como principal consequência o aumento da biomassa algal, principalmente florações de cianobactérias. As elevadas taxas de evaporação associadas às reduzidas taxas de precipitação, características das regiões semiáridas, contribuem para o aumento da disponibilidade de nutrientes em períodos de seca e consequente agravamento da condição eutrófica nos mananciais. As mudanças climáticas tendem a intensificar os sintomas de eutrofização, principalmente na região semiárida. Diante disso, a hipótese do trabalho é que a redução do volume, causada pela seca prolongada, aumenta a biomassa algal devido ao aumento da disponibilidade de recursos (nutrientes). Logo, o objetivo do estudo é avaliar o impacto da seca prolongada na biomassa algal em um manancial mesotrófico da região semiárida tropical. O decréscimo do volume esteve associado à degradação da qualidade da água, com aumento nas concentrações de nutrientes e redução da transparência da água. A maior disponibilidade de nutrientes na coluna d’água, consequência da seca, forneceu os recursos necessários para o crescimento algal e permitiu a alteração do estado trófico do reservatório Boqueirão de mesotrófico para eutrófico. O presente estudo demonstrou que o prolongamento da seca degrada a qualidade da água. O efeito da seca em Boqueirão foi tardio devido à baixa disponibilidade inicial de nutrientes nesse reservatório. A redução do volume, proporcionada pelo balanço hídrico negativo característico do semiárido e intensificada pelo evento de seca prolongada, foi capaz de aumentar a disponibilidade de nutrientes e provocar o aumento da biomassa algal e consequente alteração do estado trófico do manancial.
Aplicações de geotêxteis em estações de tratamento de esgoto de reatores uasb: um mapeamento sistemático da literatura
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-08) Guedes, João Victor Braga de Souza; França, Fagner Alexandre Nunes de; Santos, Hélio Rodrigues dos; Guerra, Nicolle Regina Cristino Belfort
O reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) recebeu diversos aperfeiçoamentos, principalmente a partir da década de 1990, de modo que atualmente muitas Estações de Tratamento de Esgoto no Brasil utilizam reatores UASB. Essas estações possuem uma gama de etapas, como pré e pós tratamento, juntamente com a disposição final do efluente tratado. Entre as alternativas mais promissoras para o aperfeiçoamento dessas etapas, os geossintéticos, especialmente os geotêxteis, apresentam um grande potencial devido seu baixo custo e facilidade operacional. Com a finalidade de visar as maneiras nas quais estes polímeros estão sendo utilizados no contexto das ETE’s, foi realizado um mapeamento sistemático de literatura para obter os artigos dentro do escopo. Dessa maneira, foram observadas seis maneiras diferentes nas quais o material está sendo empregado, com a grande maioria possuindo resultados satisfatórios.
Avaliação de sistema RBS de dois estágios com aeração intermitente alimentado por energia solar em região tropical
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-07-30) Selvam, Tamil Sakthi Silva; Santos, Hélio Rodrigues dos; Santos, Silvânia Lucas dos; ; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; ; http://lattes.cnpq.br/4507436685258034; Menzel, Uwe Bernd; ; Araújo, André Luís Calado;
Um sistema de lodo ativado do tipo reator de bateladas sequenciais (RBS) de dois estágios com aeração intermitente e alimentado por energia solar foi estudado, para avaliar seu desempenho na remoção de material orgânico (MO), nitrogênio e fósforo de esgotos domésticos em clima tropical. Na pesquisa, foi avaliada também a influência do tempo de aeração noturna na vida útil das baterias e na eficiência do sistema. O sistema foi submetido às vazões diárias afluentes de 3, 4,5 e 6 m³/dia, e posteriormente a uma redução do tempo de aeração diária de 360 para 300 minutos. Os resultados indicaram uma alta eficiência e estabilidade da ETE no tratamento de esgotos domésticos durante todo o experimento, atingindo eficiências médias de 93 ± 2%, 86 ± 4% e 93 ± 6%, na remoção de MO, nitrogênio e fósforo, respectivamente. A biomassa do sistema é robusta em relação à operação com longos períodos com baixa concentração de OD (sem aeração em 80% do tempo da batelada). No entanto, ficou evidenciada a existência de um limite na concentração de sólidos do sistema (4,3 gSST/L), acima do qual a sedimentação é prejudicada.
Avaliação de sistemas de lagoas de estabilização em série no Rio Grande do Norte
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-02-20) Lima, Wedina Rodrigues de; Becker, Vanessa; Araújo, André Luis Calado; ; http://lattes.cnpq.br/7133712883742750; ; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; ; http://lattes.cnpq.br/7825668398216658; Santos, Hélio Rodrigues dos; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Duarte, Marco Antônio Calazans; ; http://lattes.cnpq.br/2873012508496409
As lagoas de estabilização são sistemas de tratamento biológico que constituem alternativa vantajosa, ao possibilitarem elevada remoção de matéria orgânica e microrganismos patogênicos, além de sua operação e manutenção ser de forma simplificada e com baixo custo. A pesquisa foi realizada em sete sistemas de lagoas de estabilização em série, localizados no Estado do Rio Grande do Norte, compostos por uma lagoa facultativa (LF), seguida de duas lagoas de maturação (M1 e M2). Com o objetivo de monitorar e avaliar a eficiência das lagoas em série, bem como verificar a remoção de cianobactérias e microcistina no tratamento, foram realizadas coletas do efluente tratado diretamente nas caixas de saída das lagoas facultativas e maturações, bem como o esgoto bruto (EB) que chegava às estações. As variáveis analisadas foram: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, sólidos suspensos totais, clorofila “a” , cor aparente, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), fósforo total, nitrogênio orgânico, nitrogênio amoniacal, nitrogênio total Kjeldahl, turbidez, densidade de cianobactérias e concentrações de microcistina. Foram realizadas análises de variância (ANOVA- análise de um fator), observando as premissas utilizando o teste de Tukey. Nos efluentes finais foram verificadas remoções de DBO de 48,8% (Pipa) a 75,8% (Caiçara do Rio do Vento) e DQO 57,5% (Pipa) a 83,0% (Santo Antônio), respectivamente. As concentrações médias da densidade de cianobactérias das LF variaram entre 62 x 103 cels.mL-1 (Pedro Velho Roça) a 2 x 106 cels.mL-1 (Ponta Negra), enquanto os efluentes finais apresentaram entre a faixa de 9 x 103 cels.mL-1 (Pedro Velho Roça) a 1,9 x 106 cels.mL-1 (Macau – Ilha de Santana). A concentração máxima do efluente final de microcistina foi 0,13 µg.L-1 (São Gonçalo). Em síntese, as estações de tratamento de esgoto avaliadas, apresentaram uma baixa eficiência na remoção da matéria orgânica e de nutrientes. Mas em contrapartida, na maioria das estações, foi verificado um bom desempenho referente à remoção da densidade de cianobactérias, bem como o baixo nível de concentrações de microcistina.
Avaliação do sistema de lavagem de filtros de uma ETA de filtração direta descendente
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-05) Sarmento, Pedro Victor Freitas; Santos, Hélio Rodrigues dos; Pereira, Isabella Leandro Soares; http://lattes.cnpq.br/8875343650594515; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; 0000-0003-0327-6515; http://lattes.cnpq.br/1870165884651828; Duarte, Marco Antonio Calazans; http://lattes.cnpq.br/2873012508496409; Cunha, Paulo Eduardo Vieira; http://lattes.cnpq.br/8375470571725379
A filtração direta descendente é uma operação bastante empregada em estações de tratamento de água, ETAs, para remoção de partículas da água bruta, objetivando atender a regulamentações e portarias, como as do Ministério da Saúde. Abastecendo cerca de 92 mil habitantes da cidade de Natal, a ETA Jiqui possui um sistema de filtração direta descendente que não passou por modificações desde seu início de operação. Devido às alterações ao longo do tempo na bacia hidrográfica do Rio Pitimbu, que alimenta a ETA, não se tem conseguido atender às exigências regulamentadoras atualmente. A presente monografia visa elaborar um diagnóstico atual do sistema de filtração da ETA Jiqui, principalmente no tangente à lavagem dos filtros. O processo de lavagem foi caracterizado pela avaliação da turbidez da água de lavagem na saída do filtro, bem como pela medição de expansão do meio filtrante durante o procedimento. Para o presente estudo foi monitorada também a turbidez da água filtrada para averiguar a ocorrência do problema de transpasse de impurezas. Além disso, verificou-se as condições atuais do meio filtrante de areia, através da caracterização a granulometria do material, da batimetria da superfície e da identificação da presença de bolas de lodo. Os resultados confirmam o não atendimento da turbidez da água filtrada à portaria do Ministério da Saúde e a necessidade de adequação atual da lavagem, com a reinserção da lavagem com ar prevista originalmente em projeto.
Avaliação do uso do permanganato de potássio em substituição ao cloro na pré-oxidação de água com cor moderada
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-16) Silva, Geovanna Maria Bezerra de Medeiros; Santos, Hélio Rodrigues dos; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=P237222; http://lattes.cnpq.br/0175138845315010; Cunha, Paulo Eduardo Vieira; http://lattes.cnpq.br/8375470571725379; Sa, Jazielli Carvalho; http://lattes.cnpq.br/1244096309538145
O cloro é bastante utilizado em ETAs devido ao seu alto poder desinfetante e oxidante, baixo custo e fácil manuseio e operação. A pré-oxidação com cloro de águas contendo material orgânico de origem natural (MON) resulta na formação de subprodutos prejudiciais à saúde humana, dentre os quais os trihalometanos, que podem provocar doenças em seres humanos, incluindo o câncer. Devido ao potencial de geração de subprodutos do cloro, diversos agentes alternativos estão sendo testados e empregados nas ETAs. Este trabalho tem como objetivo avaliar o emprego de permanganato de potássio como alternativa ao cloro na pré-oxidação da água de um manancial com cor moderada como estratégia para reduzir a formação de subprodutos da desinfecção (SPDs). Para isso, foram realizados ensaios em jar test (sem pré-oxidação, com pré-oxidação utilizando cloro, com pré-oxidação utilizando o permanganato de potássio), simulando a configuração de tratamento da ETA Jiqui: filtração direta descendente em linha. Nos ensaios sem pré-oxidação, o PAC 12% se mostrou efetivo, principalmente na dose de 20 mg/L. Para os ensaios com pré-oxidação associado ao PAC 12%, o cloro (dose de 3 mg/L) reduziu a cor verdadeira e ABS-254 sem afetar a turbidez, já o permanganato de potássio (dose de 1 mg/L) reduziu a cor verdadeira e ABS-254 na água filtrada, mas resultou na elevação da turbidez. Os ensaios foram realizados apenas no período de estiagem, é recomendável que a utilização do permanganato de potássio como pré-oxidante seja realizada também no período chuvoso.
Balanço de massa dos resíduos de uma ETA de filtração direta
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-18) Anacleto, Cellany Ramos; Santos, Hélio Rodrigues dos; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Cunha, Paulo Eduardo Vieira; http://lattes.cnpq.br/8375470571725379; Rocha Junior, Carlos Alberto Nascimento da; http://lattes.cnpq.br/6478807086616861
No Brasil, parte das estações de tratamento de água (ETAs) dispõe seus resíduos diretamente nos corpos hídricos, sem nenhuma forma de tratamento. No Nordeste brasileiro, é bastante frequente a utilização das tecnologias de filtração direta, nas quais praticamente o único resíduo da ETA é a água de lavagem dos filtros (ALF). Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo elaborar um roteiro do balanço de massa de uma ETA de filtração direta em linha que trata a água de uma lagoa litorânea com baixa turbidez, cor moderada e estado trófico tipicamente oligotrófico, com baixas concentrações de algas e cianobactérias. A partir disso, além de dar alternativas de tratamento dos resíduos gerados por ETAs, há a possibilidade de subsidiar projetos futuros. Para tanto, foi realizada pesquisa bibliográfica para obtenção dos dados da ETA em estudo e, posteriormente, realizado o balanço de massa tomando como base as diretrizes de Ferreira Filho (2017). Portanto, foi possível quantificar os sólidos provenientes da água bruta e os sólidos oriundos do coagulante, bem como calcular a massa de sólidos que poderia deixar de ser lançada no corpo hídrico. Estimou-se uma produção de lodo na ETA de aproximadamente 1.690 kg/dia. Além disso, também foi possível determinar a geração de lodo em cada etapa do processo de tratamento.
Caracterização e tratamento de água de lavagem de filtros de ETA, com o uso de polímetros sintéticos e amido de batata
(Associação dos Engenheiros e Arquitetos de Ponta Grossa, 2010-11-21) Molina, Thiago; Santos, Hélio Rodrigues dos
Estações de tratamento de água (ETA), pode-se gerar resíduos potencialmente tóxicos ao meio ambiente e a saúde humana. A disposição final ou a liberação de tais resíduos em corpos d’água torna-se passiva, à empresa geradora do efluente, penalidades civis, administrativas e criminais. Neste sentido, este trabalho apresenta os resultados obtidos na caracterização da água de lavagem de filtros, da ETA do município de Rebouças/PR, que utiliza o sulfato de alumínio como coagulante. Após a caracterização do efluente, testes de tratabilidade foram realizados com três tipos de auxiliares de floculação, dois polímeros aniônicos e o amido de batata, este, um polímero natural. Com os sobrenadantes obtidos para cada polímero, a caracterização foi realizada novamente, a fim de avaliar a eficácia da utilização dos auxiliares de floculação. Conclui-se que a água de lavagem de filtro da ETA Rebouças/PR, possui características que impedem seu lançamento em corpos d’água, e o tratamento, com o uso de polímeros, torna possível a recirculação destas águas para o processo da ETA. Entre os auxiliares de floculação utilizados, o amido de batata obteve maior destaque, devido aos satisfatórios resultados de tratabilidade, e ainda, por ser um polímero natural de baixo custo e fácil aquisição
Caracterização espacial de reservatórios do semiárido em função da qualidade da água através do uso de componentes principais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-03-11) Rocha, Anne Kelly Freire da; Maia, Adelena Gonçalves; ; MAIA, Adelena Gonçalves; ; http://lattes.cnpq.br/2219678449543299; Santos, Hélio Rodrigues dos; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Becker, Vanessa; ; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; Cunha, Paulo Eduardo Vieira; ; http://lattes.cnpq.br/8375470571725379
A região semiárida sofre escassez hídrica. A fim de regularizar a disponibilidade hídrica nos períodos de estiagem, são construídas barragens. No entanto, a qualidade da água armazenada tem sofrido os efeitos do descarte irregular de resíduos no meio ambiente e das atividades antrópicas exercidas nas bacias hidrográficas. A degradação hídrica pode ser constatada a partir do monitoramento dos parâmetros de qualidade da água. Estes dados podem ser analisados através de métodos estatísticos tais como a Análise de Componentes Principais e a análise de agrupamento, que seleciona indivíduos com características semelhantes. O objetivo deste trabalho é realizar oagrupamento dos reservatórios do Rio Grande do Norte, com base nos parâmetros de qualidade da água, para a identificação de grupos homogêneos de reservatórios em termos de fontes de poluição. Serão objeto desse estudo as bacias Piranhas-Açu, Apodi-Mossoró, Trairí, Potengi e Ceará-Mirim. Os parâmetros mercúrio, chumbo, cromo, fósforo total, nitrogênio total e zinco contribuíram para a formação da primeira componente principal, que pode indicar poluição por metais pesados; sólidos totais, DBO, OD e cobre, para a segunda componente, que pode ser indicativo de poluição por matéria orgânica e atividades antrópicas; e clorofila a , cádmio e níquel, para a terceira componente, que pode indicar eutrofização e poluição por metais pesados. De posse das componentes principais se procedeu o agrupamento dos reservatórios, formando-se quatro grupos distintos. Os grupos 1 e 2 são constituídos por reservatórios da Bacia Piranhas-Açu, que apresentou maiores valores de metais pesados. O grupo 3, constituído por reservatórios das bacias Ceará-Mirim, Potengi e Trairí, apresentou maiores valores de DBO e sólidostotais e o grupo 4 é formado por reservatórios da Bacia Apodi-Mossoró. Nas Bacias do Trarí e Piranhas-Açu deve ser coibido o lançamento desordenado de efluentes e fontes de poluição difusas, e implantado um sistema de coleta de esgoto para minimizar a poluição por matéria orgânica
Decaimento bacteriano em lagoas de estabilização no Nordeste brasileiro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-06-17) Torres, Dayana Melo; Araújo, André Luis Calado; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799320A6; ; http://lattes.cnpq.br/6920200718463532; Andrade Neto, Cícero Onofre de; ; ANDRADE NETO, Cícero Onofre de; Santos, Hélio Rodrigues dos; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Konig, Annemarie; ; http://lattes.cnpq.br/1484397481626689
Lagoas de estabilização consistem no sistema de tratamento de esgotos mais utilizado no Rio Grande do Norte (RN), Brasil, correspondendo a cerca de 90% de todos os sistemas. As bactérias fecais são removidas principalmente nas lagoas facultativas e de maturação. Muitos fatores influenciam no decaimento de bactérias, como: os níveis de pH e OD, temperatura, intensidade luminosa, TDH e disponibilidade de alimento. A taxa de decaimento bacteriano (Kb) é calculada a partir de muitas variáveis, mas o regime hidráulico possui significativa influência na remoção de microorganismos, sendo o de fluxo disperso o que melhor caracteriza uma lagoa de estabilização. Todavia, alguns autores elaboraram equações para o Kb conforme o regime de mistura completa. Essa pesquisa teve como objetivo avaliar o decaimento bacteriano de coliformes termotolerantes e Enterococcus sp. em lagoas de estabilização destinadas ao tratamento de esgotos domésticos, em escala real, no RN. Todos os sistemas avaliados possuem tratamento preliminar, uma lagoa facultativa (LF), seguida de duas de maturação (LM1 e LM2). Os parâmetros avaliados foram: temperatura, pH, OD, DBO5, DQO, coliformes termotolerantes, Enterococcus sp., clorofila a, sólidos em suspensão totais, fixos e voláteis. Não foram identificadas diferenças significativas entre os valores de pH, OD e temperatura nas lagoas, exceto para os sistemas mais novos, já que eles possuem baixas vazões e cargas hidráulicas. A remoção de matéria orgânica nos sistemas de tratamento foi baixa, cerca de 70%, e praticamente todas estão com sobrecarga orgânica e com problemas operacionais. As remoções bacterianas também foram baixas, com média para as LF de 96% para coliformes termotolerantes, e de 98% para Enterococcus sp.; nas LM1 obteve-se remoção para coliformes termotolerantes de 71%, e para Enterococcus sp. de 81%; e, nas LM2 a eficiência foi de 69% para coliformes termotolerantes e de 68% para Enterococcus sp. A equação proposta por Von Sperling (1999), segundo o regime de fluxo disperso, foi a que gerou valores de Kb empíricos mais aproximados dos valores de Kb calculados a partir de dados reais. Em média, o Kb calculado com base nos dados reais para coliformes termotolerantes nas LF foi de 0,31 d-1, e em ambas as lagoas de maturação foram de 0,35 d-1. Para Enterococcus sp. a média nas LF foi de 0,40 d-1, nas LM1 foi igual a 0,55 d-1, e nas LM2 de 0,58 d-1. Esses resultados também demonstraram que os Kb obtidos em sistemas em escala real são menores do que os verificados em lagoas em escala piloto. Além disso, pode-se afirmar que a equação proposta por Marais (1974), segundo o regime de mistura completa, superestima o Kb. Os resultados dos Kb calculados indicaram que os coliformes termotolerantes são mais resistentes às condições adversas presentes em lagoas de estabilização do que os Enterococcus sp., sendo, portanto, um indicador microbiológico mais eficiente e seguro. Os fatores de significativa intervenção na taxa de decaimento bacteriano foram as concentrações de DQO, a carga orgânica e o TDH. As poucas relações existentes entre Kb com pH, OD e temperatura não foram estatisticamente significativas. Por fim, conclui-se que é fundamental a operação e manutenção corretas, pois a não realização dessas atividades consiste em um dos principais fatores que contribuem para as baixas taxas de decaimento bacteriano.
Determinação de parâmetros cinéticos em sistema de lodo ativado empregado no pós-tratamento de reatores UASB com o uso da respirometria
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016) Alves, Jéssica Ysabelly Torres Alves; Santos, Hélio Rodrigues dos; Santos, Hélio Rodrigues dos; Ferreira, Larissa Caroline Saraiva; Paula, Carolina Tavares
Os reatores anaeróbios modernos, com destaque para o UASB, em regiões de clima quente, possibilitam a remoção de grande parte do material orgânico (MO) do esgoto a baixo custo. Contudo, os efluentes desses reatores frequentemente necessitam de pós-tratamento para remoção complementar do MO, o que tem sido obtido com sucesso, p.ex., em sistemas de lodo ativado (LA). Neste caso, contudo, podem ocorrer mudanças na cinética de degradação, em comparação com os sistemas de LA clássicos, uma vez que o MO disponível no efluente do reator anaeróbio é geralmente menos assimilável pelas bactérias heterotróficas que o do esgoto bruto. Assim, o objetivo deste estudo foi determinar os parâmetros cinéticos do lodo heterotrófico proveniente de um sistema de lodo ativado empregado no pós-tratamento de reatores UASB. Uma série de testes foi realizada para a determinação dos parâmetros cinéticos: Taxa de Consumo de Oxigênio Específica (TCO_esp), constante de utilização do substrato (K_ms) e constante específica máxima de crescimento (μ_m), utilizando a respirometria para estas determinações. Além disso, também foram calculadas as frações de material orgânico consumidas para o catabolismo e anabolismo. Os parâmetros mostraram-se diferentes dos especificados na literatura para a configuração da estação de tratamento de efluentes em estudo, sendo próximos aos valores encontrados para sistemas de lodo ativado não precedidas de unidade anaeróbia.
Determinação do fluxo crítico e fluxo limite em membrana de microfiltração utilizada no pós-tratamento de esgoto doméstico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016) Oliveira, Amanda Tobias Costa de; Neto, Cícero Onofre de Andrade; Larissa Caroline Saraiva Ferreira; Neto, Cícero Onofre de Andrade; Santos, Hélio Rodrigues dos; Filho, Marcos André Capitulino de Barros
Os conceitos de fluxo crítico e fluxo limite representam um importante avanço para a tecnologia de membranas filtrantes, pois permitem a identificação de condições operacionais ótimas para o controle do fouling, um dos principais obstáculos na aplicação de membranas para o tratamento de água e esgoto. Neste estudo, o método de degraus de pressão foi aplicado a um sistema de membrana de microfiltração alimentado com efluente de filtro anaeróbio a fim de determinar os fluxos crítico e limite. Durante os experimentos, aumentou-se a pressão gradativamente até um valor máximo e em seguida ela foi diminuída até o valor inicial, enquanto o fluxo permeado foi medido. Foram definidos três parâmetros de fouling calculados a partir dos resultados do teste de degraus de pressão: fluxo médio no degrau (Jm), taxa de fouling (dJ/dt) e aumento inicial de fluxo (ΔJ0). Os resultados mostraram valores de fluxo menores, para uma mesma pressão, na fase descendente do que na fase ascendente, indicando a formação de uma camada de fouling irreversível. Além disso, o Jm não atingiu um patamar de estabilização, que seria o indicativo do fluxo limite. Como a velocidade tangencial do sistema não pôde ser mantida constante, a taxa de fouling (dJ/dt) diminuiu com o aumento da pressão, afetando os resultados de ΔJ0, que indicariam a determinação do fluxo crítico. Concluiu-se que não é possível determinar o fluxo crítico e o fluxo limite sem a velocidade tangencial constante.
O efeito do regime hidrológico do semiárido na composição de espécies durante dominância de cianobactérias em um reservatório tropical
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-04-17) Medeiros, Luciana de Castro; Becker, Vanessa; ; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; ; http://lattes.cnpq.br/1965332814532497; Mattos, Arthur; ; http://lattes.cnpq.br/6925820345407676; Santos, Hélio Rodrigues dos; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Soares, Maria Carolina Silva; ; http://lattes.cnpq.br/2876963025435266
As florações de cianobactérias potencialmente tóxicas estão disseminadas em corpos aquáticos por todo o globo, resultando na perda da qualidade da água e efeitos negativos para a saúde humana. Em regiões áridas e semiáridas, o regime hidrológico, caracterizado por um ciclo anual de seca e chuva, altera o volume e o tempo de retenção dos reservatórios. Tais alterações afetam as características limnológicas e, consequentemente, ocassiona mudanças na composição e biomassa da comunidade de cianobactérias. O reservatório Cruzeta (Zmax = 8,7 m) é um manancial de abastecimento eutrófico, localizado no semiárido tropical (Nordeste, Brasil). Levantou-se a hipótese de que o regime hidrológico do semiárido tropical é um fator determinante na disponibilidade de recursos em mananciais eutrofizados, o que influencia na composição e dominância de espécies de cianobactérias. O objetivo deste trabalho foi analisar as mudanças na biomassa e na composição de espécies de cianobactérias durante dois ciclos hidrológicos anuais e avaliar fatores direcionadores. O estudo foi dividido em 5 períodos distintos (seca 2010, chuva 2011, seca 2011, chuva 2012, seca 2012). O grupo dominante encontrado em todos os períodos foi de Cianobactérias (99% da biomassa total), o que contribuiu para a baixa diversidade. A espécie filamentosa Cylindrospermopsis raciborskii esteve presente em ambos os pontos em quase todo o estudo. As espécies coloniais Microcystis panniformis e Sphaerocavum brasiliensis dominaram somente nos períodos com menores volumes de água. As diatomáceas contribuíram mais com a biomassa durante o período de seca severa. O ponto próximo a barragem (P1) apresentou biomassa fitoplantônica maior que o ponto próximo ao tributário (P2). A dominância das espécies coloniais de cianobactérias se estendeu até o extravazamento do reservatório no P1. No P2, esta dominância ocorreu até as primeiras chuvas. A análise de redundância indicou que variáveis físicas, tais como disponibilidade de luz e o volume de água, foram os principais fatores de condução da sucessão sazonal do fitoplâncton. A composição do fitoplâncton no manancial foi alternada por espécies de cianobactérias filamentosas nas condições de pouca estabilidade da coluna d´água, como a Cylindrospermopsis raciborskii, e por espécies coloniais nas condições de elevada estabilidade da coluna d´água, como Microcystis panniformis e Sphaerocavum brasiliensis. Os eventos extremos de chuvas torrenciais e secas severas, regidos pelo regime hidrológico da região do semiárido determinaram a disponibilidade de recursos no manancial, direcionando a dinâmica temporal e espacial do fitoplâncton no reservatório Cruzeta
Efeitos da recirculação de água de lavagem de filtros em um sistema de filtração direta em escala de bancada
(2017-03-24) Freitas, Daianne Gomes de; Araújo, André Luis Calado; Santos, Hélio Rodrigues dos; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; ; http://lattes.cnpq.br/7133712883742750; ; http://lattes.cnpq.br/2263845190309547; Sena, Rennio Felix de; ; http://lattes.cnpq.br/1964398358506333; Duarte, Marco Antônio Calazans; ; http://lattes.cnpq.br/2873012508496409
Os resíduos gerados nas Estações de Tratamento de Água (ETA) são formados principalmente pelo lodo de decantadores e pela água de lavagem dos filtros - ALF. A ALF representa a maior parcela de perda de água, podendo compreender a até 10% da vazão da estação. Uma alternativa para a destinação desses resíduos é a recirculação na própria estação. Dessa forma, além de representar uma redução nas perdas da estação, também diminui o consumo de energia e de água. A presença de partículas desestabilizadas em sua constituição e o residual de coagulante presentes na ALF podem auxiliar a remoção de partículas da água bruta. Para que o reaproveitamento dos resíduos não prejudique a qualidade da água tratada, é essencial a avaliação dos impactos causados por esse procedimento. O trabalho foi desenvolvido na ETA de Extremoz – RN, que apresenta configuração de estação convencional, apesar de operar como filtração direta. O presente estudo investigou as seguintes configurações para recirculação do efluente da lagoa de sedimentação, ALF bruta (isto é, sem clarificação) e após clarificação. Foram avaliadas diferentes taxas de recirculação (0, 2, 5 e 8%) através de ensaios de tratabilidade no jarteste. Foram simulados tratamentos com as configurações de filtração direta e filtração direta em linha, com e sem a etapa de oxidação, utilizando diferentes doses de coagulante e oxidante. A água bruta utilizada caracteriza-se por apresentar turbidez e cor em torno de 2 unT e 20 uH, respectivamente. A etapa de floculação não foi necessária, enquanto que a etapa de oxidação foi essencial para se atender ao valor limite estabelecido pela legislação. A recirculação da ALF não influenciou na qualidade da água tratada, não apresentando diferença significativa entre os tipos de resíduos nem entre as taxas de recirculação adotadas.
Eficiência de uma ETE em escala real composta por reator UASB seguido de lodo ativado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-03-07) Ferraz, Danillo Luiz de Magalhães; Araújo, André Luis Calado; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799320A6; ; http://lattes.cnpq.br/8581478919083845; Santos, Hélio Rodrigues dos; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Cunha, Paulo Eduardo Vieira; ; http://lattes.cnpq.br/8375470571725379
No Rio Grande do Norte (RN), Brasil existe cerca de 80 sistemas de tratamento de esgotos sendo a tecnologia das lagoas de estabilização a predominantemente utilizada. A ETE do Baldo, devido a sua localização e disponibilidade de área foi concebida como um sistema convencional híbrido (UASB lodos ativados com biodiscos) em nível terciário, sendo a ETE mais avançada do Estado e com maior capacidade de tratamento (1620 m 3 /h). O trabalho apresenta os resultados do seu monitoramento, através de coletas realizadas semanalmente no período de junho a dezembro de 2012, com base em amostras compostas coletadas a cada 4 horas, durante 24 horas, do efluente da caixa de areia, reatores UASB, câmaras anóxicas, tanques de aeração e efluente tratado. Os resultados mostraram que a ETE apresentou efluentes com temperaturas, pH e OD adequados, entretanto eficiências abaixo do projetado para os parâmetros DBO e SST. Os reatores UASB também apresentaram remoções de DBO e SST abaixo do esperado, devido ao acúmulo de lodo nos reatores, uma vez que, este era expelido no efluente. O processo de nitrificação não foi satisfatório, pelas baixas concentrações de nitrato encontradas nos efluentes dos tanques de aeração, provavelmente por problemas no sistema de aeração. As remoções de amônia e NTK foram altas, provavelmente pelo processo de assimilação
Emprego de biofiltro de pedra para remoção de microalgas e sólidos suspensos de efluentes de lagoas de estabilização
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-02-28) Queiroz, Moisés Andrade de Farias; Andrade Neto, Cícero Onofre de; ; ANDRADE NETO, Cícero Onofre de; ; http://lattes.cnpq.br/3375726503928482; Araújo, André Luis Calado; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799320A6; Santos, Hélio Rodrigues dos; ; http://lattes.cnpq.br/9048384392428073; Oliveira, Rui de; ; http://lattes.cnpq.br/0621382505832223
A pesquisa avaliou a remoção das microalgas produzidas em um sistema de lagoas de estabilização utilizando biofiltros como pós-tratamento, além de caracterizar os efluentes de lagoas de estabilização e dos filtros no tocante às concentrações de biomassa algal (clorofila a e sólidos suspensos), matéria orgânica (DBO e DQO), ortofosfato, fósforo total, pH e oxigênio dissolvido, e buscou correlacionar os parâmetros físico-químicos com a clorofila a . Foi realizada na ETE Ponta Negra que é constituída por três lagoas de estabilização, sendo uma lagoa facultativa primária e duas de maturação. Para a remoção das algas, foram utilizados dois biofiltros submersos: o filtro FLF -alimentado com efluente da lagoa facultativa; e o filtro FLM - alimentado com efluente da segunda lagoa de maturação. O material de enchimento de ambos os filtros foi predominantemente brita nº 2, apesar de conter porções de brita nº 1 e nº 3. As condições operacionais dos filtros eram péssimas, pois estavam há quase 10 anos sem manutenção, sem limpeza ou remoção do lodo desde a época da construção, podendo parte do material de enchimento estar colmatado. Apesar das condições operacionais precárias foram obtidos resultados satisfatórios, em nível de pós-tratamento. As eficiências de remoção em relação à DBO e DQO foram de 7 e 25% no FLF e 9 e 19% no FLM, respectivamente. Em relação aos SST as eficiências no FLF e FLM foram de 37 e 20%, respectivamente. Quanto à remoção de clorofila a , a eficiência no FLF foi de 44% e no FLM foi de 40%. Houve o consumo de 50% do oxigênio dissolvido, em média, no interior dos filtros. Foram realizados dois perfis nos filtros, e foi possível concluir que as variações ao longo do dia não foram estatisticamente significativas, e que, independentemente do horário da coleta, teriam a mesma representatividade ao comparar com o horário da coleta da pesquisa (7 horas da manhã) e a média diária, embora as variações pontuais ao longo do dia tenham se mostrado expressivas. Outra importante observação foi que as correlações entre Clorofila a e SST foram maiores e mais significativas nos efluentes dos filtros do que nos efluentes das lagoas
Estudo da retenção de matéria orgânica e da taxa de infiltração de esgoto tratado lançado em solo arenoso recoberto com geotêxteis nãotecidos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016) Paulino, Lucas de Medeiros; França, Fagner Alexandre Nunes de; Medeiros, Isabelly Bezerra Braga Gomes de; Santos, Hélio Rodrigues dos; Amorim, Enio Fernades
A utilização de sistemas descentralizados para a disposição de esgoto ainda é grande no Brasil, isso se deve à sua praticidade construtiva, ao baixo custo de implantação e a ineficiência do sistema de esgotamento sanitário. Entretanto, essa é uma prática que vem ocasionando a poluição do solo e de possíveis fontes de águas subterrâneas, sendo a recuperação dessas áreas bastante onerosa e por vezes ineficientes. Dessa forma, a utilização de geotêxteis surge como uma alternativa para a preservação do solo e conservação da capacidade de infiltração nesses sistemas, tendo em vista que parte da colmatação física ocorrerá no geotêxtil. Ademais, sua utilização não compromete o funcionamento do sistema adotado e há possibilidade de troca do geotêxtil quando o mesmo apresentar sinais de colmatação. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a retenção da matéria orgânica em geotêxteis nãotecidos em dispositivos de percolação em solo arenoso, associado com a taxa de infiltração do sistema. Para isso, foram executadas e monitoradas três unidades de colunas de infiltração, com as seguintes configurações: filtro de areia recoberto com geotêxtil nãotecido de 130 g/m², filtro de areia recoberto com geotêxtil nãotecido de 300 g/m² e filtro de areia sem geotêxtil. As unidades foram feitas em triplicatas com a finalidade de proporcionar resultados com uma maior confiabilidade estatística. A alimentação das colunas foi feita pelo efluente de um sistema de tratamento composto por tanque séptico seguido de filtro anaeróbio, simulando um afluente de sumidouro. Os sistemas foram alimentados continuamente sob uma carga hidráulica constante de 10 centímetros sobre as colunas de percolação, induzindo-as a condições anaeróbicas. O experimento foi operado por 87 dias, porém, no 38ª dia, os geotêxteis de duas colunas de cada triplicata foram substituídos, em virtude da quantidade de efluente coletado ser insuficiente para a realização dos demais ensaios do experimento. No 36°e 52° dias o solo de preenchimento de uma das colunas de percolação foi analisado para obtenção do teor de matéria orgânica. Enquanto que os valores de infiltração foram coletados durante todo o experimento.

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