5.2 ENSAIOS EM ESCALA PILOTO
5.2.1 Ensaio de Filtração na Unidade Piloto com a Água de Sengés-PR
Por se tratar de água de poço, a qual passa unicamente por um procedimento de desinfecção, fluoretação e quelação de metais para ser distribuída ao abastecimento (SANEPAR, 2015), era esperado que os níveis de turbidez e cor aparente fossem menores e próximos aos índices aceitáveis pela Portaria 2914/2011. As médias dos valores da água in natura encontram-se na Tabela 22.
TABELA 22: VALORES MÉDIOS DE TURBIDEZ E COR APARENTE DA ÁGUA IN NATURA DO POÇO DE SENGÉS-PR
Fonte: O Autor
Diante dos valores de turbidez e cor aparente encontrados na água bruta, não foram avaliadas as remoções obtidas após filtração em zeólita.
Na Figura 30 são apresentados gráficos de concentração de ferro e manganês, para a água in natura (bruta) e para a água filtrada, para cada coleta realizada (00:00h, 02:00h, 04:00h e 06:00h). São destacadas as eficiências médias de remoção e desvio padrão correspondente. Cada ponto correspondente a concentração de metal em cada coleta é a média das concentrações das três amostras lidas.
FIGURA 30: GRÁFICOS DE REMOÇÃO DE FERRO E MANGANÊS, APÓS ENSAIO DE FILTRAÇÃO PILOTO EM ZEÓLITA WATERCELL ZF-0410® SEM ADIÇÃO PRÉVIA DE CLORO, PARA A ÁGUA IN NATURA DE SENGÉS-PR
a) Ferro
NTU
uH 11,3 12,3
Parâmetros Unidade
1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta 4ª coleta Água in natura
Turbidez 0,74 0,51 0,50 0,68
FIGURA 30: GRÁFICOS DE REMOÇÃO DE FERRO E MANGANÊS, APÓS ENSAIO DE FILTRAÇÃO PILOTO EM ZEÓLITA WATERCELL ZF-0410® SEM ADIÇÃO PRÉVIA DE CLORO, PARA A ÁGUA IN NATURA DE SENGÉS-PR (continuação)
b) Manganês
Fonte: O Autor
As concentrações de ferro encontradas na água in natura, como observado no gráfico, não foram elevadas, verificando-se que já eram inferiores ao Valor Máximo Permitido (VMP), situação que dispensaria o próprio tratamento. No entanto, foi possível verificar que sua concentração foi reduzida após passagem pelo filtro, com média elevada de eficiência de remoção pelo sistema (88,19%). O desvio padrão, entretanto, foi elevado, apontando para inconstância da remoção no filtro ao longo do tratamento; tal comportamento é virtude da baixa concentração afluente, a qual dificulta a remoção, visto que concentrações cada vez menores são mais difíceis de serem retiradas.
Diferentemente do ferro, a concentração afluente de manganês no filtro foi elevada, acima do limite do Valor Máximo Permitido (VMP). A remoção de manganês foi considerável, atingindo-se média de eficiência do sistema de 93,94%, com evolução da remoção ao longo do tempo de ensaio e baixo valor de desvio padrão, se comparado ao da remoção de ferro (4,54), evidenciando melhor consistência de remoção deste metal. O aumento na remoção ao longo do tempo de filtração resultou em valores remanescentes abaixo dos valores limites.
O pH foi medido em cada amostra coletada, para água in natura e filtrada, e seus valores médios podem ser encontrados na Tabela 23.
TABELA 23: VALORES MÉDIOS DE pH PARA A ÁGUA IN NATURA E APÓS FILTRAÇÃO EM ZEÓLITA WATERCELL ZF-0410®, PARA A ÁGUA DE SENGÉS-PR
Fonte: O Autor
O pH praticamente se manteve constante durante o tratamento, sendo o pH da água filtrada levemente menor do que o registrado na água in natura. De modo geral, os valores encontraram-se em faixa levemente alcalina, entre 7,0 e 7,7, o que não favorece a precipitação do manganês, que ocorre em valores de pH maiores que 8,5 (MORUZZI & REALI, 2012). Dessa forma, é possível afirmar que o metal foi removido em sua forma reduzida solúvel (Mn2+) através da zeólita sem adição de cloro. Tal comportamento, conforme observado por Katsoyiannis e Zoubolis (2002), é decorrente de filtração adsortiva, quando da sorção de elementos da fase líquida, quando há uma camada de óxidos sobre as partículas de zeólitas.
5.2.2 Ensaio de Filtração na Unidade Piloto com a Água de Lajeado-PR
A água coletada de Lajeado-PR também é água de poço, pertencente ao Aquífero Itararé, cujo tratamento é composto por desinfecção, filtração e fluoretação. Na Tabela 24 são dispostos os valores médios de turbidez e cor aparente da água in natura para cada coleta realizada antes da passagem pelo filtro piloto.
TABELA 24: VALORES MÉDIOS DE TURBIDEZ E COR APARENTE DA ÁGUA IN NATURA DO POÇO DE LAJEADO-PR
Fonte: O Autor
Como observado na água de Sengés-PR, os valores de turbidez e cor aparente para a água de Lajeado-PR também foram baixos e próximos dos limites do Valor Máximo Permitido (VMP) para cada parâmetro. Os valores de cor apresentaram grande oscilação, explicada pela água em repouso no reservatório que abasteceu o filtro, de modo que as partículas responsáveis pela presença de cor na água não
1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta 4ª coleta
Coletas pH médio
Água in natura Água Filtrada 6,77 7,20 7,47 7,60 7,67 7,47 7,67 7,70 NTU uH Cor Aparente 23,0 1,0 7,3 1,7
Parâmetros Unidade Água in natura
1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta 4ª coleta
estavam distribuídas de maneira homogênea, provocando resultados díspares das leituras. Não foram realizadas avaliações da remoção destes parâmetros.
Constam na Figura 31 os gráficos de concentração média de ferro e manganês da água in natura e da água filtrada para cada coleta realizada. Está destacada a eficiência média de remoção do sistema e o desvio padrão médio.
FIGURA 31: GRÁFICOS DE REMOÇÃO DE FERRO E MANGANÊS, APÓS ENSAIO DE FILTRAÇÃO PILOTO EM ZEÓLITA WATERCELL ZF-0410® SEM ADIÇÃO PRÉVIA DE CLORO, PARA A ÁGUA IN NATURA DE LAJEADO-PR
a) Ferro
b) Manganês
As concentrações de ferro observadas também foram baixas e até menores do que as vistas na água de Sengés-PR, fato que dificultou a análise da capacidade de remoção pelo leito filtrante. A remoção média, entretanto, foi de 100%, com desvio padrão nulo, evidenciando regularidade na remoção do metal.
A concentração de manganês novamente se sobressaiu como componente presente em maior quantidade, porém com concentração média na água in natura menor do que na água de Sengés-PR. Foi observada eficiência de remoção média elevada pelo sistema (80,25%), no entanto, com desvio padrão elevado, evidenciando inconstância no comportamento da remoção, como também é possível visualizar no gráfico da Figura 31, ou seja, para concentrações afluentes menores ou maiores, os valores remanescentes foram praticamente constantes, resultando em oscilação na eficiência de remoção.
Na Tabela 25 estão apresentados os valores médios do pH da água in natura e da água filtrada.
TABELA 25: VALORES MÉDIOS DE pH PARA A ÁGUA IN NATURA E APÓS FILTRAÇÃO EM ZEÓLITA WATERCELL ZF-0410®, PARA A ÁGUA DE LAJEADO-PR
Fonte: O Autor
O comportamento foi o mesmo encontrado para a água de Sengés-PR, havendo leve diminuição do pH após passagem da água in natura pelo filtro. Os valores permaneceram em faixa levemente alcalina, não suficiente para precipitação do manganês, sendo permitido afirmar que este metal foi removido em seu estado solubilizado (Mn2+), através de filtração adsortiva pela zeólita WATERCELL ZF- 0410®, como discutido na remoção do metal da água de Sengés-PR. As concentrações médias remanescentes foram abaixo do limite de 0,1 mg.L-1 (VMP).
A água de Sengés-PR apresentou melhor representatividade na avaliação da remoção de manganês, visto que apresentou concentrações mais elevadas do metal do que as concentrações encontradas na água de Lajeado-PR. Para as medidas de remoção de ferro, nenhuma das amostras apresentou índices significativos e
1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta 4ª coleta 7,83 6,73 7,93 7,23 7,97 7,40 7,93 7,53 Coletas pH médio
passíveis de avaliação mais profunda, vista a baixa concentração na água in natura em ambos os casos.