Avaliação de um dispositivo de pré-tratamento de águas superficiais para abastecimento na remoção de turbidez

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2021As águas superficiais, uma das principais fontes de captação de água para abastecimento, são suscetíveis à diversos fatores que podem influenciar na sua qualidade. A ocorrência de chuvas intensas em uma bacia, somada às suas características como: declividade do terreno, composição do solo, uso do solo, entre outras, estão associadas a variações nos parâmetros físico-químicos e biológicos da água, principalmente quanto a turbidez. Elevações de turbidez no manancial podem limitar os tipos de tratamento adequados à potabilização desta água, e excluem a possibilidade do uso de técnicas com simples operação e menor demanda por produto químico (ideal para pequenas comunidades e populações rurais). Tecnologias de pré-tratamento podem viabilizar o uso de técnicas simplificadas de tratamento de água, como a filtração lenta, e aumentar o acesso à água potável. Neste trabalho se realizou uma revisão bibliográfica de tecnologias de pré-tratamento de água bruta superficial estudadas e utilizadas para a remoção de turbidez, através de processo físico. Após a revisão, se desenvolveu uma tecnologia de prétratamento para a remoção de turbidez, através de peneiras, com simples instalação na captação de água superficial e com design compacto, no total se construiu três peneiras com diferentes mesh/aberturas: micropeneira 1 200/77µm; micropeneira 2 150/109µm e micropeneira 3 80/170µm. Apesar de o objetivo ser a instalação da tecnologia no manancial de captação, instalou-se o sistema piloto no terreno da ETA do município de Tubarão/SC (Brasil), concessionária Tubarão Saneamento S.A., e os testes foram realizados com a água bruta do rio Tubarão, no período entre março/2019 e fevereiro/2020. Para os testes se utilizou o delineamento fatorial 22 (turbidez da água bruta entre 29 e 133 uT; vazão entre 300 e 1000 L/h) com 3 repetições e ponto central com 3 repetições, a variável resposta foi a eficiência de remoção da turbidez nas peneiras com médias entre 6,47% e 10,68%. O tempo de colmatação médio variou de 220 a 2176 minutos, e o aumento da vazão teve maior associação com a diminuição do tempo de colmatação. A micropeneira 3 apresentou a menor eficiência de remoção de turbidez e o maior tempo de colmatação. Também se analisou a distribuição granulométrica e sólidos sedimentáveis presentes na água bruta do rio Tubarão que mostrou que o aumento da turbidez não está associado ao aumento da quantidade de sólidos sedimentáveis na água, no caso há evidências de que seja composta por partículas de solo de silte e argila. E que o aumento da turbidez esteja associado às chuvas intensas na região.Abstract: One of the main source of water supply, the surface water, is susceptible to several factors that can influence its quality. The occurrence of intense rain in a hydrographic basin, added to its characteristics such as: slope, soil composition, land use, among others, cause ocilations in the physical-chemical and biological parameters of this water, mainly in the turbidity parameter. The high turbidity in the raw water limits the types of water drinking treatment and exclude the possibility of using techniques with simple operation and less demand for chemical products (ideal for small communities and rural populations). Pre-treatment technologies can facilitate the use of simplified water treatment techniques, such as slow filtration, and increase access to drinking water for people. Firt of all, a bibliographical review of pretreating raw surface technologies to remove turbidity using a physical process was elaborated. After, a compact pretreatment technology was developed to remove turbidity of surface raw water, with easy installation on water intake. The choice was worked with fine screens and tried tree diferents mashs: sieve 1, mash 200 / 77µm; sieve 2, mash 150 / 109µm and sieve 3, mash 80 / 170µm. Although the goal was to install the technology in the on the water intake, the tests of the pilot system was installed next to the water treatment plant of city Tubarão / SC (Brazil), in the property of the Water and Waste Water Concessionary Tubarão Saneamento S.A.. For the tests of pilot was used the raw water from Tubarão river, using the same intake that supply the water treatment plant. The tests ocurred since March/2019 to February/2020. The design of experimente used a factorial design 2x2 (raw water turbidity 29 uT and 133 uT; flow rate 300 and 1000 L/h) was used with 3 repetitions and central points with 3 repetitions, the response variable was the efficiency of removing turbidity in the sieves. the averages ranged from 6.47% and 10.68%. The average clogging time of the sieves ranged from 220 to 2176 minutes, and the increase of the flow was associated with the reduction of the clogging time of the fine screens. Sieve 3 was the lest efficient to remove turbidity and the fine screen with the longest clogging time. The granulometric distribution and settleable solids present in the raw water of the Tubarão river were also analyzed, which showed that the increase of the turbidity was not associated with the increase of the settleable solids in the water, in this case there is evidence that it is composed of silt and clay soil particles. And the increase of the turbidity was associated with the intense rain on the region