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UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
DEPARTAMENTO DA CONSTRUÇÃO CIVIL TECNOLOGIA DE CONSTRUÇÃO CIVIL: EDIFÍCIOS
PROJETO DE TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO
ALTERNATIVAS INOVADORAS DE BAIXO CUSTO NO TRATAMENTO DA
ÁGUA: ESTUDO DE CASO DA APLICAÇÃO DA SEMENTE DE MORINGA COMO
COAGULANTE
EUDIANE CAXIADO ALVES
JUAZEIRO DO NORTE, CE
2017
EUDIANE CAXIADO ALVES
ALTERNATIVAS INOVADORAS DE BAIXO CUSTO NO TRATAMENTO DA
ÁGUA: ESTUDO DE CASO DA APLICAÇÃO DA SEMENTE DE MORINGA COMO
COAGULANTE
Projeto apresentado na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso ao Curso de Tecnologia da Construção Civil em Edifícios da Universidade Regional do Cariri, como requisito para obtenção do Grau de Tecnólogo da Construção Civil com habilitação em Edifícios.
Orientador: Rodolfo José Sabiá
JUAZEIRO DO NORTE, CE 2017
EUDIANE CAXIADO ALVES
ALTERNATIVAS INOVADORAS DE BAIXO CUSTO NO
TRATAMENTO DA ÁGUA: ESTUDO DE CASO DA APLICAÇÃO DA
SEMENTE DE MORINGA COMO COAGULANTE
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________
Prof. PhD. Rodolfo José Sabiá (Orientador)
Universidade Regional do Cariri (URCA)
___________________________________________
Prof. Dr. Renato de Oliveira Fernandes (Avaliador)
Universidade Regional do Cariri (URCA)
____________________________________________
Prof. Me. Miguel Adriano Gonçalves Cirino (Avaliador)
Universidade Regional do Cariri (URCA)
DATA DE APROVAÇÃO: ______ DE ________________DE 2017.
Dedico este trabalho primeiramente a Deus, por ser o autor da minha vida e um socorro presente na hora da angústia, a minha mãe Roseana Caxiado, a minha avó, Maria Caxiado e ao meu esposo Maciel Alves.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus, Criador de tudo, paciente orientador que não me
deixou desanimar diante das dificuldades.
A minha família, minha mãe, minha avó e meu esposo e aos meus amigos,
pelo amor, incentivo e apoio incondicional, por acreditarem na minha capacidade, e
pela paciência e compreensão com relação a minha ausência, em momentos em
que me dedicava aos estudos, pois sempre fizeram entender que a dedicação no
presente é necessária para se construir um futuro.
A Universidade Regional do Cariri pela oportunidade de fazer o curso, por ter
me proporcionado a experiência de ser bolsista de Estágio e posteriormente de
Iniciação Científica, e de proporcionar encontros com pessoas, companheiros, e
colegas que certamente marcaram a minha jornada.
Ao meu orientador, Rodolfo José Sabiá, pela orientação e confiança, e pela
atenção dedicada a este trabalho, pelo encaminhamento e incentivo para realização
de ensaios.
Ao professor, Renato de Oliveira Fernandes pelo apoio e pelo empenho em
ajudar na obtenção de coagulante para realização dos ensaios e pelo material
disponibilizado para pesquisa.
A toda a equipe do Laboratório de Engenharia Ambiental e Sanitária do
Instituto federal do Ceará, pelo acompanhamento e dedicação aos ensaios, em
especial a bolsista Ana Paula Bueno Zuza, pela disponibilidade em me orientar.
A todos que contribuíram direta ou indiretamente com а minha formação
acadêmica, os meus sinceros agradecimentos.
“Se consegui enxergar mais longe é porque procurei ver acima dos ombros dos gigantes.”
(Isaac Newton)
RESUMO
A disponibilidade de água é motivo de preocupação para as presentes e futuras
gerações, pois este recurso natural, indispensável a vida, está cada vez mais
escasso devido o crescimento populacional, a poluição das fontes hídricas e a
degradação ambiental, por isso é necessário se pensar em alternativas de
tratamento de água que preservem a qualidade da mesma. A semente de moringa e
o mandacaru se apresentam como soluções inovadoras no tratamento da água,
garantindo a sustentabilidade, uma vez que são coagulantes naturais
biodegradáveis que não oferecem riscos a saúde humana, que demandam poucos
ou nenhum recursos financeiros para tratar a água, diferentemente dos coagulantes
químicos, e assim podem reduzir problemas ligados a qualidade da água. Diante
destes fatores o presente trabalho teve como objetivo apontar os benefícios da
utilização de alternativas inovadoras na purificação da água, como estas soluções
naturais auxiliam no tratamento da mesma assim como utilizar a semente de
moringa para avaliação de alguns parâmetros de qualidade da água, como verificar
a sua capacidade de redução da turbidez e cor, estabilização dos valores do pH e
análise dos teores de condutividade elétrica, onde estes parâmetros foram
verificados antes e após o tratamento para que pudessem ser analisados
comparando os resultados obtidos. Nos ensaios foram utilizadas águas de três
barreiros distintos localizados na cidade de Crato, Ceará, Brasil. Os resultados dos
ensaios se mostraram eficientes na remoção de cor e turbidez, com 96% e 96,9%,
respectivamente, de capacidade de remoção na avaliação das melhores amostras,
já com relação ao pH, este parâmetro se manteve estável, sofrendo poucas
alterações, e apresentou resultados aceitáveis para todas as amostras de água, a
condutividade elétrica por sua vez apresentou grandes alterações nas suas faixas de
teores, mas ainda assim se mantiveram nas faixas ideais em relação a determinadas
concentrações de soluções coagulantes. Conclui-se então que os coagulantes
naturais possuem potencial na substituição dos coagulantes químicos no tratamento
da água.
Palavras-chaves: Coagulantes Naturais; Moringa; Mandacaru; Tratamento de Água.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Tratamento de água por meio da tecnologia do ciclo completo...............20
Figura 2 – Moringa com vagens...............................................................................26
Figura 3 – mandacaru................................................................................................27
Figura 4 – Preparação da solução a base de semente de moringa..........................30
Figura 5 – Condições iniciais das amostras brutas.................................................. 33
Figura 6 – Condições das amostras após tratamento com solução a base de
moringa.......................................................................................................................31
Figura 7 – Percentual de remoção de turbidez com uso de solução a base de
semente de moringa...................................................................................................38
Figura 8 – Percentual de remoção de cor com uso de solução a base de semente de
moringa...................................................................................................................... 39
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Forma física preponderante representada pelos parâmetros de
qualidade....................................................................................................................15
Tabela 2 – Contaminantes naturais da água.............................................................19
Tabela 3 – Padrões de qualidade para os corpos d´água da classe 1, referentes à
água doce...................................................................................................................31
Tabela 4 – Parâmetros iniciais analisados nas amostras de água bruta...................33
Tabela 5 – Padrões de qualidade de corpos d´água de diferentes classes, referentes
à água doce................................................................................................................36
Tabela 6 – Parâmetros de qualidade analisadas na amostra A para diferentes
concentrações............................................................................................................36
Tabela 7 – Parâmetros de qualidade analisadas na amostra B para diferentes
concentrações............................................................................................................37
Tabela 8 – Parâmetros de qualidade analisadas na amostra C para diferentes
concentrações............................................................................................................37
LISTA DE SIGLAS
ANA Agência Nacional de Águas
OMS Organização Mundial da Saúde
FUNASA Fundação Nacional da Saúde
ETA Estação de Tratamento de Água
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
uT Unidade de Turbidez
NTU Unidade Nefelométrica de Turbidez
uH Unidade de Hazen
uC Unidade de Cor
ml Unidade de Volume Mililitros
l Unidade de Volume Litros
ml/l Mililitros/litros
μS/cm Microsimens por cm
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 12
2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 13
2.1 Geral ................................................................................................................. 13
2.2 Específico ......................................................................................................... 13
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 14
3.1 Padrões de Potabilidade da Água..................................................................... 15
3.1.1 Cor ................................................................................................................ 16
3.1.2 Turbidez ....................................................................................................... 16
3.1.3 Condutividade Elétrica ................................................................................. 17
3.1.4 PH ................................................................................................................ 18
3.2 Tratamento de Água ......................................................................................... 18
3.2.1 Sedimentação e Decantação ........................................................................ 20
3.2.3 Filtração ........................................................................................................ 21
3.2.4 Coagulação .................................................................................................. 21
3.2.5 Floculação .................................................................................................... 22
3.2.6 Desinfecção .................................................................................................. 23
3.3 Enquadramento de Corpos de Água ................................................................. 23
3.4 Métodos Alternativos de Baixo Custo Para o Tratamento da Água .................. 24
3.4.1 Moringa Oleifera ........................................................................................... 25
4. METODOLOGIA ................................................................................................... 29
4.1 Padrões de Qualidade da Água Estabelecidos Pela Resolução CONAMA nº
357, de 17 de março de 2005.................................................................................... 30
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 32
5.1 Análise dos Parâmetros de Qualidade das Amostras A, B e C. ........................ 34
5.2 Resultados das Análises para a Remoção de Cor e Turbidez .......................... 37
6. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 39
7. REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 41
12
1. INTRODUÇÃO
Recurso natural indispensável à vida, á agua é um bem que vem sendo cada vez
mais escasso devido à estiagem, ao aumento da demanda, o processo de poluição
dos corpos hídricos e de degradação ambiental, entre outros fatores. É importante
destacar que a quantidade e a qualidade da água são dois aspectos importantes, de
modo que a qualidade da água é uma característica de extrema importância para se
evitar danos ao meio ambiente e a saúde humana.
A qualidade da água é tão importante quanto a sua qualidade já que a alteração
da qualidade da água agrava a escassez, podendo transmitir doenças, dentre outros
problemas. Para se garantir água de boa qualidade é necessário que análises sejam
feitas considerando-se parâmetros físicos, químicos e biológicos, conforme Portaria
nº 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde, e que esses
parâmetros estejam de acordo com as características de uso de cada água como
estabelecido pela resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005.
Dentre os processos de tratamento de água, o uso de coagulantes químicos é
comumente adotado para se garantir a potabilidade da água, porém alguns destes
produtos químicos, como o sulfato de alumínio e o cloreto de ferro, causam danos à
saúde e ao meio ambiente se associados ao processo de coagulação.
Diante desta abordagem é possível a utilização de coagulantes que não
comprometam o meio ambiente e a saúde humana? Qual o coagulante capaz de
atender aos parâmetros de qualidade de acordo com a resolução CONAMA nº 357,
de 17 de março de 2005?
Dentro desse contexto os coagulantes naturais tem se destacado em relação aos
coagulantes químicos, sendo utilizados em substituição ou em conjunto com tais
produtos químicos, de modo que esta solução natural é biodegradável e poderá ser
viável, sobretudo para locais que enfrentam um cenário ambientalmente degradado
e onde a população dispõe de poucos recursos financeiros, como o semiárido
brasileiro que apresenta indicadores econômicos baixos.
Tratar a água de forma artesanal e com baixos custos vem sendo uma alternativa
viável para preservação da qualidade da água (NETO, 2017). Um exemplo é a
utilização da semente de moringa e do extrato retirado do mandacaru, cacto
abundante no Nordeste Brasileiro, que atuam como coagulantes naturais no
processo de tratamento de água a fim de se preservar os recursos hídricos.
13
2. OBJETIVOS 2.1 Geral
O trabalho proposto consiste em investigar como a semente de moringa auxilia
no processo de coagulação no tratamento da água. O estudo busca avaliar a
eficiência da semente de moringa no processo de tratamento de água.
2.2 Específico
Avaliar a qualidade da água (barreiro) antes do tratamento proposto;
Verificar a dosagem ótima de semente de moringa para amostras de
águas distintas;
Avaliar parâmetros físico-químicos das amostras de água após a
inserção da semente de moringa;
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3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Recurso necessário à vida de todos, a água sofre com efeitos relacionados ao
crescimento demográfico e a urbanização. Conforme as Nações Unidas, até 2050 a
população mundial pode atingir de 8 a 11 bilhões, sendo que a população mundial
atual está estimada em sete bilhões (ANDREOLI, 2012). O rápido crescimento
populacional tem acentuado o aumento da poluição, devido á redução da qualidade
da água, e a demanda por água, já que quanto maior o consumo, maior a produção
de efluentes (ANDREOLI, 2012).
Com relação à demanda por água, segundo a ANA (2016), o Brasil possui
grande disponibilidade hídrica, sendo que em média cerca de 260.000 m³/s de água
passam pelo território brasileiro, das quais 205.000 m³/s estão no Rio Amazonas,
restando apenas 55.000 m³/s para os demais locais do país. Mas este recurso é
distribuído de forma heterogênea, como por exemplo, no Nordeste, que apresenta
reduzida oferta de água.
No entanto, a qualidade da água é tão importante quanto à disponibilidade da
mesma já que a contaminação deste recurso acarreta em problemas, como
transmissão de doenças. De acordo com dados da OMS, cerca de 2,2 milhões de
pessoas morrem de diarreia todos os anos, onde a maioria são crianças com menos
de cinco anos (SNSA, 2008).
Ademais a diarreia é a sétima causa de mortes em todo o mundo e a principal
causa de morbidade em seres humanos, com quatro bilhões de casos por ano, e
ainda estima-se que aproximadamente metade da população que vive em países em
desenvolvimento tenha um episódio de diarreia (FUNASA, 2014).
Considerada como infraestrutura básica para as cidades, a ausência de
saneamento básico tem relação direta com esses fatores uma vez que essa
atividade está relacionada ao abastecimento de água potável, a coleta e tratamento
de esgoto, dentre outras funções (KRONEMBERGER et al., 2011). Segundo o
ranking de saneamento do Instituto Trata Brasil à região Nordeste, possui índices
assustadores, pois apenas 71% das pessoas tem acesso à água tratada e 21% tem
coleta de esgoto na região Nordeste, conforme dados de 2011(NADER, 2017).
Água com qualidade e em quantidade adequadas e a destinação apropriada dos
efluentes proporcionam melhorias na condição de vida de todas às pessoas (SNSA,
2008). Sabendo que a mudança na qualidade afeta a oferta de água, de acordo com
15
a Portaria nº 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde, toda a água
destinada ao consumo humano deve obedecer ao padrão de potabilidade.
3.1 Padrões de Potabilidade da Água
Toda água destinada ao consumo humano deve estar livre de contaminação
física, química e biológica para que atenda aos parâmetros de potabilidade. Os
parâmetros de qualidade da água são caracterizados como: características físicas
associadas à presença de sólidos suspensos na água, características químicas
interpretadas através da matéria orgânica ou inorgânica presente na água e
características biológicas identificadas pela presença de seres na água, que podem
ser vivos ou mortos (VON SPERLING, 1996).
Abaixo estão descritos os principais parâmetros de qualidade, conforme a
Portaria nº 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde, sendo que
dentre eles somente forma analisados na metodologia deste referido trabalho, os
parâmetros cor, turbidez, PH e condutividade elétrica. Na tabela 1 abaixo, estão
representados todos os parâmetro de qualidade.
Tabela 1: Forma física preponderante representada pelos parâmetros de qualidade.
Fonte: Von Sperling, 1996.
16
3.1.1 Cor
A cor é um parâmetro físico de qualidade da água, que é produzida pela reflexão
da luz em partículas minúsculas de dimensões inferior a 1 μm – denominada
coloides – finamente dispersas, de origem orgânica (ácidos húmicos e fúlvicos) ou
mineral (resíduos industriais, compostos de ferro e manganês) (FUNASA, 2014).
A cor é um parâmetro que quando tem origem industrial pode apresentar ou não
toxicidade, já na sua forma natural não apresenta risco direto à saúde humana, mas
consumidores podem questionar sua confiabilidade devido a sua aparência e, além
disso, na cloração da água que contenha matéria orgânica dissolvida, responsável
pela cor, pode ocorrer a geração de produtos potencialmente cancerígenos (VON
SPERLING, 1996).
Na interpretação de resultados esse parâmetro pode se apresentar como cor
aparente e cor verdadeira. No valor da cor aparente pode estar incluída uma parcela
de turbidez, que se deve ao fato do tamanho das partículas, e quando esta é
removida por centrifugação, sedimentação ou filtração, obtém-se a cor verdadeira
(VON SPERLING, 1996).
A unidade de medida da cor é uH (Unidade Hazen) que equivale a uC (Unidade
Cor), unidade usada na metodologia do presente trabalho. Os valores máximos de
cor verdadeira da água segundo a resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de
2005, variam de acordo com as classes, onde a classe 1 admiti um valor máximo de
30 uH e as classes 2 e 3 o limite imposto é de 75 uH. Já a Portaria nº 2914, de 12 de
dezembro de 2011, do Ministério da Saúde admiti até 15 uH de cor aparente.
Para remoção de cor os métodos utilizados são à base de coagulação e
floculação, onde os coagulantes e os auxiliares de floculação utilizados e as
dosagens variam de acordo com as características da água e da finalidade a qual
esta água está destinada.
3.1.2 Turbidez
A turbidez é um parâmetro físico de qualidade da água, que pode ser definida
como o parâmetro que representa o grau de interferência com a passagem de luz
através da água, conferindo uma aparência turva a mesma (VON SPERLING, 1996).
17
Diferentemente da cor, que é causada pela presença de substâncias dissolvidas, a
turbidez é provocada por partículas em suspensão, sendo reduzida por
sedimentação (FUNASA, 2014).
A turbidez quando é de origem natural não traz inconvenientes sanitários diretos,
mas esteticamente é desagradável, e os sólidos em suspensão podem abrigar
microorganismos patogênicos, já quando a origem é antropogênica, a turbidez
também pode associar-se a microorganismos patogênicos e a compostos tóxicos
(VON SPERLING, 1996). Ademais esse parâmetro pode prejudicar a fotossíntese
em corpos d’água por interferir na penetração da luz (VON SPERLING, 1996).
A unidade de medida da turbidez é uT (Unidade Turbidez) que equivale a NTU
(Unidade Nefelométrica de Turbidez) unidade usada na metodologia do presente
trabalho. Os valores máximos de turbidez da água segundo a resolução CONAMA nº
357, de 17 de março de 2005, variam de acordo com as classes, onde a classe 1
admiti um valor máximo de 40 uT e as classes 2 e 3 o limite imposto é de 100 uT. Já
a Portaria nº 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde admiti até 5
uT de turbidez.
Na remoção de turbidez, a sedimentação simples pode ser adotada visto que as
partículas que provocam a turbidez são mais fáceis de serem separadas por se
tratar de sólidos em suspensão. Utiliza-se decantadores e se necessário faz-se uso
da filtração.
3.1.3 Condutividade Elétrica
A condutividade elétrica é um parâmetro físico de qualidade da água, que indica
a capacidade de transmitir a corrente elétrica em função da presença de substâncias
dissolvidas, que se dissociam em ânions e cátions (FUNASA, 2014). Ou seja, quanto
maior a concentração de iôns maior a condutividade elétrica.
A atividade iônica de uma solução depende de sua temperatura (aumenta cerca
de 2% a cada ºC), onde o padrão da temperatura para realização de leituras de
condutividade é 25 ºC. Vale destacar que a condutividade elétrica é inversamente
proporcional ao índice pluviométrico, ou seja, quanto maior o valor da condutividade
elétrica menor o valor do índice pluviométrico, e vice-versa (ESTEVES, 1988).
A condutividade elétrica deve ser expressa em unidade de resistência (mho ou S)
por unidade de comprimento (geralmente cm ou m), na metodologia do presente
trabalho foi utilizado μS/cm (Microsimens por cm). Os teores de condutividade
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elétrica variam de 10 a 100 μS/cm, para águas naturais, enquanto que para
ambientes poluídos por esgoto doméstico os valores chegam a 1000 μS/cm
(FUNASA, 2014).
3.1.4 PH
O pH é um parâmetro químico de qualidade da água, que representa a
intensidade das condições ácidas ou alcalinas do meio líquido, através da medição
da presença de íons hidrogênio (H+). O valor do pH é calculado em escala
antilogarítmica, variando numa faixa de 0 a 14, onde para faixas inferiores a 7, a
água se encontra em condições ácidas, e para valores acima de 7 a água se
encontra em condições alcalinas (FUNASA, 2014).
As alterações do pH podem ter origem natural (dissolução de rochas, absorção
de gases da atmosfera, oxidação da matéria orgânica, fotossíntese) ou de origem
antropogênica (despejos domésticos e despejos industriais), (VON SPERLING,
1996).
Com relação aos valores do pH, a Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março
de 2005, estabelece valores nas faixas de 6 a 9 para todas as classes de água,
assim como Portaria nº 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde
admiti os mesmos valores.
Este parâmetro é importante em várias etapas do tratamento da água
(coagulação, desinfecção, controle de corrosividade, remoção da dureza) e pode ser
utilizado para o controle da operação de estações de tratamento de água
(coagulação e graus de incrustabilidade/corrosividade). Frequentemente o pH
precisa ser corrigido antes e/ou depois da adição de produtos químicos no
tratamento, onde os diferentes valores de pH estão ligados com as faixas de
atuação ótima de coagulantes (VON SPERLING, 1996).
3.2 Tratamento de Água
Tratar a água consiste em separar os sólidos suspensos ou dissolvidos da parte
líquida da água e esse processo acaba por remover as partículas de impurezas de
origem física, química e biológica que podem contaminar a água (S; PATERNIANI,
2017). Os parâmetros que garantem à qualidade da água estão dispostos na
19
Portaria nº 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde, como já
abordado.
As impurezas da água podem se encontrar nas formas dissolvidas ou em
suspensão (TELLES, COSTA, 2010). Onde as principais impurezas, por sua vez,
encontradas nas águas superficiais (açudes, barreiros, rios, lagoas e etc.) são os
sólidos dissolvidos em suspensão, os gases dissolvidos, compostos orgânicos
dissolvidos e matéria em suspensão, como, por exemplo, microorganismos
(bactérias, algas e fungos) e colóides. (FRANCISCO; POHLMANN; FERREIRA,
2011). Abaixo estão dispostos os cincos tipos básicos de contaminantes naturais da
água, conforme tabela 2:
Tabela 2: Contaminantes naturais da água.
Fonte: Telles, Costa, 2010.
Segundo VON SPERLING (1996) quando se avalia a qualidade da água é
importante reconhecer os sólidos presentes nas mesmas onde, todos os
contaminantes da água contribuem com os sólidos presentes na água, com exceção
dos gases, por isso os sólidos são analisados separadamente dos parâmetros de
qualidade da água, e são classificados pelas suas características químicas e físicas
(estado e tamanho).
Com relação ao tamanho dos sólidos, os sólidos presentes na água podem ser
considerados como sendo sólidos suspensos ou dissolvidos onde o primeiro pode
ser classificado como as partículas passíveis de retenção por processo de filtração e
20
os sólidos dissolvidos são constituídos de partículas que mesmo após a filtração
permanecem em solução (FUNASA, 2014).
O conhecimento da forma dos sólidos e dos gases é importante, pois vale frisar
que nos processos de tratamento de água, os sólidos em suspensão são removidos
por métodos e processos diferentes dos utilizados para remoção de sólidos
dissolvidos (VON SPERLING, 1996).
No processo de tratamento de água além de serem considerados os sólidos
como impurezas que afetam a qualidade da água, diversos outros parâmetros
também devem ser pesados sabendo que estes alteram as características da água.
Portanto a escolha do processo ou as técnicas utilizadas para o tratamento da
água depende das características da mesma, dos custos dos vários processos
disponíveis e do tipo de problema na qualidade. A tecnologia de tratamento de água
geralmente utilizada no Brasil é a do tratamento do ciclo completo, utilizada nas ETA
(ACHON; BARROSO; CORDEIRO, 2013). Conforme ilustra a figura 1 abaixo.
Figura 1: Tratamento de água por meio da tecnologia do ciclo completo
Fonte: http://server.pelotas.com.br/sanep/tratamento/. Acesso em: 17 de novembro de 2017.
No tratamento do ciclo completo a água é submetida a processos de decantação,
filtração, coagulação e floculação, que serão melhor exploras a seguir, juntamente
com outras etapas como a desinfecção, comum a todas as tecnologias de
tratamento, (SNSA, 2008) e a sedimentação.
3.2.1 Sedimentação e Decantação
21
A sedimentação é um processo físico muito comum no tratamento de água,
responsável por separar as partículas sólidas, através das forças gravitacionais,
depositando essas partículas de densidade maior que as da água, numa superfície.
Geralmente a água apresenta materiais que não podem ser removidos facilmente
por sedimentação simples sendo necessário o uso de coagulantes que formem
flocos que facilitem a sedimentação (RICHTER, 2009).
Após a sedimentação dos flocos formados, podem ser retirada parte das
impurezas presentes na água, esta operação pode ser chamada de decantação,
onde os flocos contidos na água depositam-se no fundo da superfície, e a água
decantada, ou seja, mais limpa, é conduzida para filtração (SNSA, 2008).
3.2.3 Filtração
A filtração é o processo mais importante no processo de tratamento de água,
podendo ser implantado independentemente de outras e etapas, como na filtração
lenta, ou precedido pela coágulo/floculação, como na filtração direta. Normalmente
os filtros são classificados como sendo lentos ou rápidos devido ao processo de
limpeza e as taxas de trabalhabilidade, sendo os filtros rápidos os mais utilizados, já
que operam as taxas superiores a 40 vezes a taxa com que operam os filtros lentos
(RICHTER, 2009).
Processo físico, químico e dependendo do caso, biológico, a filtração consiste em
separar as impurezas encontradas na água, por meio de um meio poroso, com o uso
de vários materiais como a areia, material comumente utilizado para esta finalidade,
areia de granada e carvão ativado granular, sendo que o tamanho dos grãos
interferem na remoção da matéria em suspensão e na qualidade do desempenho
hidráulico (RICHTER, 2009).
3.2.4 Coagulação
Muito usado nas estações de tratamento, é um processo que faz uso de
coagulantes químicos para desestabilizar as impurezas presentes na água e os
contaminantes dissolvidos, para que formem partículas sólidas, que de certa forma
não poderiam ser removidas por sedimentação, filtração ou flotação (RICHTER,
2009).
22
O tratamento de água no Brasil utiliza coagulantes químicos, nas estações de
tratamento de águas, geralmente o sulfato de alumínio de grande disponibilidade e
eficiência comprovada, porém apresentam desvantagens associadas aos custos de
aquisição relativamente altos, a ineficiência em baixa temperatura da água e os
prejuízos causados a saúde pública (ZARA; HELENA; FELIPE, 2012).
A coagulação é a alteração físico-química de determinadas partículas da água,
caracterizada pela cor e turbidez, produzindo partículas que posteriormente podem
ser removidas por um processo de separação, como a sedimentação. A coagulação
assim como a floculação possui um papel de destaque dentre os processo de
tratamento de água, no que diz respeito à preparação da decantação ou da flotação,
e em seguida, da filtração (RICHTER, 2009).
Devido a sua importância em relação a outras etapas de tratamento, a
coagulação tem sido alvo de estudos, e a aplicação de novos conceitos juntamente
com novos coagulantes, vem a contribuir com a tecnologia de tratamento de água,
sendo possível auxiliar o engenheiro na identificação de deficiências de diversos
processos para que se possa aperfeiçoar o processo de tratamento de água como
um todo, a partir da coagulação-floculação (RICHTER, 2009).
Com relação às tecnologias atuais empregadas na remoção de sólidos
suspensos na água o uso de coagulantes, como a semente de moringa, surgem
para melhorar a eficiência dos processos e reduzir o uso de coagulantes químicos.
Sendo que o uso de auxiliares químicos não é recomendável para pequenas
comunidades, já que comprometem a sustentabilidade do sistema, por não serem
biodegradáveis (S; PATERNIANI, 2017).
Assim, o presente trabalho, teve como objeto de estudo avaliar a semente de
moringa, como coagulante natural para o tratamento de água de barreiro, para
atender a pequenas comunidades carentes de recursos financeiros, como o
semiárido brasileiro.
3.2.5 Floculação
Processo responsável por juntar partículas coaguladas, formando flocos maiores
que possibilitam sua separação por sedimentação e/ou filtração de água,
caracteriza-se por ser o processo mais utilizado na remoção de substâncias
responsáveis pela produção de turbidez e cor na água (RICHTER, 2009).
23
Nos tanques de floculação, ocorre a aglutinação de microflocos que acabam por
formar flocos, que ao saírem dos tanques devem estar adequados ao tipo de
processo de remoção, ou seja, devem ter densidade e tamanhos adequados à
técnica a ser utilizada (RICHTER, 2009).
Nos floculadores, que são compostos por algumas câmaras, a velocidade da
agitação da água vai diminuindo gradativamente de modo que não se desfaça os
flocos formados, que ao saírem dos floculadores serão conduzidos para os
decantadores (SNSA, 2008).
3.2.6 Desinfecção
Muitos seres vivos são encontrados na água na escala microscópica e
macroscópica, e apresentam valor considerável no tratamento de água, sendo a
maioria benéfica, como alguns micro-organismos que são importantes no controle da
qualidade da água e na autopurificação de um corpo d’água. Porém algumas
espécies apresentam malefícios como sabor e odor na água, doenças, corrosão de
estruturas de concreto ou de metais etc. (RICHTER, 2009).
A desinfecção tem como objetivo, exatamente, remover organismos patogênicos
da água que não tenham sido eliminados durante o processo de tratamento, e faz
uso de alguns produtos como o cloro gasoso, hipoclorito de cálcio, hipoclorito de
sódio, dióxido de cloro, ozônio e radiação solar, onde o cloro e seus componentes
são os desinfetantes mais utilizados no Brasil (SNSA, 2008).
3.3 Enquadramento de Corpos de Água
A qualidade da água está associada ao seu uso, sendo assim quando se faz a
análise da água deve-se associar o uso aos requisitos mínimos exigidos para cada
tipo de finalidade.
Os padrões de qualidade da água, para que a mesma possa atender as suas
diversas finalidades de uso, devem ter embasamento em legislações que
estabeleçam requisitos em função do uso previsto, como a Resolução CONAMA nº
357, de 17 de março de 2005, que apresenta padrões de qualidade dos corpos
receptores e outros padrões que objetivam a preservação dos corpos d’água
(TELLES, COSTA, 2010).
24
Segundo esta resolução, somente as águas doces da classe quatro não estão
aptas para serem utilizadas em Estações de Tratamento de Água, mas dependendo
da tecnologia adotada, a água de qualquer qualidade pode ser tratada, tornando-a
potável, o que afeta o processo são os custos associados (LIMA, 2015).
De acordo com o Art. 4 da resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005
as águas doces podem ser classificadas em:
I - Classe especial: águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção; à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral. II - Classe 1: águas que podem ser destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado; à proteção das comunidades aquáticas; à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000; à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e à proteção das comunidades aquáticas em terras Indígenas. II - classe 2: águas que podem ser destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional; à proteção das comunidades aquáticas; à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000; à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e à aquicultura e à atividade de pesca. III - classe 3: águas que podem ser destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; à pesca amadora; à recreação de contato secundário; e à dessedentação de animais. IV - classe 4: águas que podem ser destinadas à navegação e à harmonia paisagística.
3.4 Métodos Alternativos de Baixo Custo Para o Tratamento da Água
No início do século XX, os surgimentos das técnicas de coagulação química e da
cloração se tornaram atraentes quanto ao desenvolvimento urbano, no entanto
representantes da OMS, procuravam tecnologias sustentáveis, simples e eficientes
sempre visando o bem-estar da população (S; PATERNIANI, 2017).
O uso de agentes químicos no tratamento de água não garante o bem-estar da
população visto que estes são motivos de preocupação e especulações devido à
possibilidade de esses elementos químicos poderem deixar alguns resíduos na água
que podem ser nocivos e por em risco a saúde de quem a consumir, além de
25
tornarem o processo de tratamento de água mais caros, como é o caso do sulfato de
alumínio e cloreto de ferro (S; PATERNIANI, 2017).
No Brasil, a demanda por água de boa qualidade e a ausência dos recursos
financeiros para sistemas de abastecimento tem estimulado pesquisas que
aperfeiçoem métodos de coagulação e floculação, e, assim, a utilização de
coagulantes no tratamento da água (RICHTER, 2009).
Os coagulantes quando obtidos de fontes naturais são altamente biodegradáveis,
não oferecem riscos a saúde, apresentam menor custo e ainda são suscetíveis de
fornecer água tratada sem alteração de pH (ZARA; HELENA; FELIPE, 2012). Tendo
em vista a degradação ambiental e o esgotamento dos recursos naturais, se a planta
a qual é retirada o coagulante é de região extrativista, pode-se tornar uma iniciativa
de desenvolvimento sustentável. (ZARA; HELENA; FELIPE, 2012).
A utilização de coagulantes naturais em sistemas de tratamento de água para
pequenas comunidades retratam bem a ideia abordada uma vez que os polímeros
naturais podem ser produzidos in loco, diferentemente dos coagulantes químicos,
que comprometem a sustentabilidade do sistema tornando a comunidade
dependente da obtenção externa do coagulante químico, além da necessidade de
mão de obra qualificada para operação do sistema (S; PATERNIANI, 2017).
Assim em pequenas comunidades, onde não há recursos financeiros para avaliar
a qualidade da água é de extrema importância encontra procedimentos que
consigam por meio de soluções simples e viáveis, baseadas em experiências,
garantir água de qualidade sem por em risco à saúde humana, contribuindo com as
populações rurais, ribeirinhas, quilombolas e indígenas do Brasil (S; PATERNIANI,
2017)
Alguns coagulantes naturais apresentam eficiência comprovada na filtração e
purificação da água, além de reduzir o uso de coagulantes químicos como a
semente de moringa que vem sendo utilizada no tratamento da água.
3.4.1 Moringa Oleifera
No Brasil, a Moringa oleifera também conhecida vulgarmente como “lírio branco”
foi implantada em 1950 no Nordeste, nos estados do Maranhão, Piauí e Ceará
(HENRIQUES et al., 2014) é um arbusto ou árvore de pequeno porte que pode ser
facilmente propagada, como mostra a figura 2.
26
Figura 2: Moringa com vagens.
Fonte: http://www.newtimes.co.rw/section/read/76660/. Acesso em: 19 de novembro de 2017.
A semente da moringa possui propriedades coagulantes efetivas que não são
tóxicas aos humanos e animais e quando comparada a coagulantes químicos, esta
apresenta uma série de vantagens no que se refere à produção de baixo volume de
lodo, baixo custo, não alterando PH da água, e diminuindo a turbidez e a cor. (LO
MONACO et al., 2013).
Segundo estudos feitor por Paterniani et al. (2009) o uso da solução de Moringa
Oleifera no tratamento de água apresentaram 95 % de remoção da turbidez da água
e 90% de remoção de cor aparente, em média, nos processos de sedimentação e
filtração lenta (S; PATERNIANI, 2017).
Isso se deve ao fato de que a semente de moringa é composta por grande
quantidade de proteínas, que é o composto de maior importância no processo de
clarificação da água. É também relatado que a moringa possui uma proteína
catiônica dimérica de alto peso molecular que desestabiliza as partículas da água
que acabam a floculando para logo em seguida sedimentarem (GALLÃO;
DAMASCENO; BRITO, 2006).
Com relação ao uso da semente de moringa, seguindo na direção da
potabilidade, esta pode se dar em usinas de concreto que produzem água residuária
que necessita de tratamento antes do reúso. No processo tradicional estas se
utilizam de produtos químicos que podem ser substituído por este recurso natural
que contribui para o desenvolvimento de um ciclo sustentável na produção de
concreto, reduzindo os resíduos gerados. A água não tratada ainda tem a
27
possibilidade de ser utilizada em diferentes atividades como, descargas de bacias
sanitárias, lavagem de carros e na própria produção de concreto (NETTO, 2015).
A semente de moringa tem se destacado também pela sua eficiência em relação
ao seu uso com outras finalidades, como as suas folhas e vagens que podem ser
consumidas como verduras cruas e cozidas, respectivamente, e suas sementes
maduras que quando torradas servem para fabricação de farinha (S; PATERNIANI,
2017).
Além disso, a moringa possui excelentes propriedades nutricionais que superam
as de outros alimentos, como, por exemplo, a moringa possui mais cálcio que o leite,
mais vitamina C que a laranja, mais vitamina A que a cenoura e mais potássio que a
banana, tornando-a assim, atraente em relação à agregação de valores (S;
PATERNIANI, 2017).
Com relação ao tratamento de água a semente de moringa atua como agente
coagulante, auxiliando na formação de flóculos, podendo ser empregada no
tratamento primário, já que proporciona aumento da eficiência dos decantadores na
remoção de sólidos em suspensão (ALFONSA et al., 2010).
Outro polímero natural capaz de tratar a água são os cactos, onde o seu uso é
recente em comparação a moringa (ZARA; HELENA; FELIPE, 2012). O mandacaru
é um cacto abundante no Nordeste do Brasil, mas também pode ser encontrado em
outras regiões, um recurso natural barato que torna viável a sua aplicação na
purificação da água de modo sustentável e minimizando a agressão ao meio
ambiente (ZARA; HELENA; FELIPE, 2012).
Figura 3: Mandacaru.
Fonte: https://www.trekearth.com/gallery/South_America/Brazil/Northeast/Sergipe/Caninde_de_Sao_
Francisco/photo1226458.htm. Acesso em: 19 de novembro de 2017.
28
Este cacto ainda possui aplicação viável como auxiliares de coagulação e
floculação, apresentando boa eficiência em relação à turbidez da água. Devido a
estes fatores o seu uso em Estações de Tratamento de Água pode ser realizado e
ainda o tempo de floculação e decantação é reduzido em comparação a coagulantes
químicos, tornando o processo mais rápido e gerando uma produção maior de água
tratada (ZARA; HELENA; FELIPE, 2012).
Porém o uso desse cacto como agente coagulante no tratamento de água ainda
é recente em comparação a outros coagulantes, como a moringa. Mas assim como a
moringa possui valores de agregação quando utilizados para alimentação para gado
e devido a sua capacidade de armazenamento de água (LENZ; ZARA; THOMAZINI,
2017).
O mandacaru também pode ser aplicado no tratamento de água de forma
artesanal e com custo quase zero. Nesse contexto uma técnica surgiu no cariri do
Ceará, pelo químico Sávio Aires, que segundo ele trata-se de uma alternativa
inovadora que limpa a água de barreiros e lugares onde a qualidade da água não é
boa, ou seja, com elevada turbidez, cor amarelada e presença de matéria orgânica,
mas esse tratamento pode tornar a água apta para o consumo.
Segundo a pesquisa de Sávio Aires (2017), o processo se dá em dois
procedimentos, as águas que estão represadas por dois anos e aquelas de quatro a
seis anos de armazenamento. Isso ocorre, pois há uma quantidade de concentração
de matéria orgânica diferente em cada água.
Na primeira situação para cada litro de água basta apenas um grama de
mandacaru, já no segundo caso, o processo é repetido, mas usando dois gramas do
cacto e a mesma quantidade de cal, e após dez minutos ocorre o processo de
floculação onde partículas muito pequenas são agregadas, formando flóculos, para
que possam decantar-se.
Ainda é relevante destacar que o lodo e os dejetos do mandacaru resultantes
desta técnica, podem ser usados posteriormente como adubo para a terra. E não há
nenhuma evidência de que o mandacaru cause efeitos secundários nos seres
humanos, tendo em vista que o uso de tecnologias de tratamento de águas não
pode interferir na qualidade da vida. Assim esta é uma solução ambientalmente
correta e acessível para o sertanejo que tenta driblar a seca do nordeste brasileiro.
29
4. METODOLOGIA
Para realização deste trabalho, foram coletadas três amostras de águas
superficiais. Cada amostra conteve dois litros de água bruta, uma delas foi coletada
num barreiro no Sítio Romualdo (Fazenda Riacho Seco) e as demais em barreiros
distintos no Sítio Brea, distrito de Ponta da Serra (Fazenda Centauro) no município
do Crato – CE.
A solução coagulante foi preparada no mesmo dia da realização dos ensaios,
pois o armazenamento da solução pode causar ineficiência no tratamento da água.
Para a preparação da solução foi utilizada um coagulante natural, a semente de
moringa, onde foi considerado 10g e posteriormente 20g de polpa de semente de
moringa para 1 l de água destilada, conforme (VENDRAMINI, 2015).
Na preparação da solução as cascas da semente, como mostra a Figura 4 na
etapa I, foram retiradas manualmente restando apenas à parte branca da semente
(figura 1, etapa II) que foi pesada em balança analítica, da marca Mettler Toledo
AB204 (Figura 4, etapa III) para logo em seguida ser processada no liquidificador
juntamente com a água destilada, (Figura 4, etapa IV) posteriormente a solução foi
filtrada com um filtro de papel de café que foi adicionado no filtro de membrana de
laboratório (Figura 4, etapa V) para finalmente se obter a solução pronta (Figura 4,
etapa VI).
Figura 4: Preparação da solução a base de semente de moringa.
Fonte: O autor, 2017.
30
Os ensaios, em escala de bancada, foram realizados no Laboratório de
Engenharia Ambiental e Sanitária do Instituto Federal do Ceará, em Juazeiro do
Norte – CE, no mês de novembro de 2017.
Os equipamentos que foram utilizados para realização dos ensaios foram:
turbidímetro de bancada digital processado da marca Adamo de 220 v, utilizado para
analisar a turbidez, condutivímetro de bancada – mCA – 100 da marca Ms Tecnopon
de 220v, para medir a condutividade elétrica, aparelho de espectrofotometria UV/VIS
190 – 110 nm UV – 1600 da marca Pró-Análise, usado para determinação da cor, e
medidor de pH – mPA – 210 da marca Ms Tecnopon, para verificação do pH.
4.1 Padrões de Qualidade da Água Estabelecidos Pela Resolução CONAMA nº
357, de 17 de março de 2005.
Através dos ensaios buscou-se analisar se a semente de moringa seria eficiente
em tratar a água, e para isso foram analisados os parâmetros físico-químicos de cor
verdadeira (analisada pelo método da absorbância), turbidez, condutividade elétrica
e pH da água das amostras brutas e das amostras tratadas com o coagulante a fim
de comparar os resultados.
Também foi analisado se os parâmetros avaliados atendiam aos valores exigidos
pela resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005, que estabelece valores
permitidos para cor e turbidez e uma média entre os valores adotados para o pH, de
acordo com o uso previsto dos corpos d’água superficiais para cada classe, como
mostra a seguir:
Tabela 3: Padrões de qualidade para os corpos d´água da classe 1, referentes à água doce
Fonte: Adaptado da Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005.
Parâmetro Unidade
Padrão para Corpos d´Água
Classe 1
Cor Aparente
Turbidez
pH
uH
uT
-
30
40
6,0 a 9,0
31
Vale ressaltar que uT equivale a NTU e no projeto os resultados dos ensaios de
turbidez estão em NTU, assim como uH é equivalente a UC e os ensaios feitos
apresentam o parâmetro cor em UC.
Para a medição dos teores da condutividade elétrica serão adotados valores na
faixa de 10 a 100 μS/cm, como determinado pela FUNASA (2014) para águas
naturais, pois não existe um padrão de condutividade elétrica estabelecido por a
legislação (MARONEZE et al., 2014).
O uso previsto para cada água vai depender da classe a qual cada água se
adequa, e as classes de água e sua respectiva finalidade estão dispostas na
Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005. Para avaliar os parâmetros
de qualidade deste trabalho serão adotados os valores da tabela 4, supondo que os
corpos hídricos da classe um, se caracterizam melhor com a água tratada das
amostras.
De acordo com o Art. 4° da Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de
2005, as águas da classe I são aquelas que têm como finalidade: o abastecimento
para consumo humano, à preservação do equilíbrio natural das comunidades
aquáticas e à preservação dos ambientes aquáticos.
32
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Na realização dos ensaios, primeiramente buscou-se verificar as condições das
amostras brutas, onde a amostra A corresponde a água coletada no Sítio Romualdo
e as amostras B e C correspondem às águas coletadas em barreiros distintos do
Sítio Brea, distrito de Ponta da Serra. Como mostrado na figura 5 e como pode ser
comprovado pela tabela 5, as condições das amostras não apresentaram resultados
satisfatórios visualmente, pois apresentam cor elevada e turbidez também elevada.
Figura 5: Condições iniciais das amostras brutas.
Fonte: O autor, 2017.
As amostras de água bruta (A, B e C) utilizadas foram analisadas para
verificação de parâmetros iniciais conforme apresentado na tabela 5, que traz os
parâmetros (cor aparente, turbidez, pH e condutividade elétrica) adotados neste
projeto para avaliação das condições da água.
Tabela 4: Parâmetros iniciais analisados nas amostras de água bruta.
Fonte: O autor, 2017.
Amostras Cor Aparente Turbidez pH Condutividade
Elétrica
Amostra A
Amostra B
Amostra C
582 UC
5064,5 UC
13309,5 UC
27,5 NTU
309,5 NTU
924 NTU
6,73
6,50
7,08
5,28
23,82
53,57
33
Após a análise das amostras brutas foram adicionadas as amostras A, B e C a
solução coagulante de semente de moringa, utilizando inicialmente 10 g/l de
solução, que não apresentou resultados satisfatórios, pois os valores encontrados
para os parâmetros analisados não estavam de acordo com os valores
estabelecidos pela resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005, sendo
então necessário testar outras dosagens, como a solução de 20g/l, que apresentou
bons resultados.
A dosagem adequada de solução a ser utilizada de acordo com VENDRAMINI
(2015) é de 8ml/l com tempo de decantação de 70 minutos, esta dosagem foi
inicialmente adotada para a realização nos ensaios apresentados neste projeto, mas
não foram obtidos resultados satisfatórios e o motivo para isto, talvez se deva ao fato
de que não se sabe sobre as características da água bruta utilizada por
VENDRAMINI (2015).
Sendo assim outras dosagens forma testadas. Para a concentração de 10g/l,
analisou-se para a amostra A as seguintes dosagens: 50ml/l, 75 ml/l e 90ml/l, por se
caracterizar como sendo a água que apresentou menores valores para cor e
turbidez. Já para as amostras B e C foram analisadas as seguintes dosagens:
50ml/l, 125ml/l e 150ml/l pois estas água apresentaram os maiores valores de cor e
turbidez e se assemelham, apresentaram características semelhantes com relação
ao seu estado bruto.
Quanto às amostras com concentração de 20g/l, para a amostra A foram
adotadas as dosagens de 75ml/l, 150ml/l e 300ml/l, e as dosagens para a água B e
C foram de 150ml/l, 300ml/l e 600ml/l.
Para a simulação do tratamento foram utilizados agitadores magnéticos com
aquecimento da marca Solab SL – 91, para formação de flóculos, que agitavam as
amostras enquanto as dosagens iam sendo adicionadas simultaneamente, por um
período de um minuto para mistura rápida e dez minutos para mistura lenta,
simulando um jar test.
O Jar test é um equipamento bastante utilizado para realização de ensaios com
coagulantes, que tem como uma de suas funções, auxiliar na formação de flocos.
Mas tal equipamento não pôde ser utilizado, pois necessita de grandes volumes de
amostras para realização de ensaios, além do fato de que foram testadas seis
dosagens diferentes, para cada amostra, de solução, o que exige um volume ainda
34
maior, e tal volume não pôde ser coletado, pois a água utilizada nos ensaios era
proveniente de barreiros, que não continham grandes volumes de água.
Após a agitação, as amostras foram retiradas dos agitadores para sedimentarem
por setenta minutos, para as amostras com solução de 10g/l, e quarenta minutos
para a solução coagulante de 20g/l, visto que neste intervalo de tempos a maioria
dos sólidos suspensos já havia decantado diferentemente da primeira concentração
de água adotada.
Com os flóculos sedimentados, as amostras foram filtradas, restando apenas o
sobrenadante, para em seguida medir a cor, turbidez, pH e condutividade elétrica,
sendo que visualmente as amostra apresentaram bons resultados, como mostra a
figura 6, abaixo:
Figura 6: Condições das amostras após tratamento com solução a base de moringa.
Fonte: O autor, 2017.
5.1 Análise dos Parâmetros de Qualidade das Amostras A, B e C.
Com relação aos parâmetros de qualidade da água, forma utilizados os valores
dos padrões de qualidade de corpos d’água da classe 1, conforme a tabela 5 abaixo,
adaptada da resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005. Com exceção
apenas, da condutividade elétrica, onde os valores adotados estão de acordo com a
(FUNASA, 2014).
35
Tabela 5: Padrões de qualidade de corpos d´água de diferentes classes, referentes à água doce.
Fonte: Adaptado da Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005
Parâmetro Unidade
Padrão para Corpos d´Água
Classe
1 2 3 4
Cor Verdadeira
Turbidez
pH
uH
uT
-
30
40
6,0 a 9,0
75
100
6,0 a 9,0
75
100
6,0 a 9,0
-
-
6,0 a 9,0
Com relação à análise das amostras, o pH de modo geral, sofreu poucas
variações de valores, mesmo sendo utilizado várias dosagens diferentes da solução
de semente de moringa, como 10g/l e 20g/l. O pH de todas as amostras se
mantiveram na faixa ideal que é de 6,0 a 9,0.
Na análise da cor, com relação às concentrações utilizadas para as amostras A,
B e C, nenhuma das amostras apresentou resultados adequados (até 30 uH para
águas da classe I e 75 uH para águas das classes II e III) de acordo com a tabela 5,
considerada para análise dos resultados.
Tabela 6: Parâmetros de qualidade analisadas na amostra A para diferentes concentrações.
Fonte: O autor, 2017.
PARÂMETROS
Amostra A
10g/l
50ml/l
10g/l
75ml/l
10g/l
90ml/l
20g/l
75ml/l
20g/l
150ml/l
20g/l
300ml/l
Cor Verdadeira (uH)
Turbidez (uT)
pH
Condutividade (μS/cm)
1.319,5
117,5
6,62
7,22
1.157
118,5
6,46
7,37
1.109,5
115,5
6,60
8,05
142
11,45
6,84
11,21
179,5
10,55
6,71
15,69
1.249,5
10,35
6,69
23,91
Com relação ao parâmetro turbidez da amostra A, se considerarmos que o valor
ideal é de até 40 unidades nefelométrica de turbidez (NTU) como estabelecido pela
CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005, é possível verificar pela tabela 6 que
todos os valores descritos satisfazem a todas as condições das dosagens com 20g/l
de solução coagulante.
36
Já os valores adotados para a condutividade elétrica, estes devem estar numa
faixa de 10 a 100 μS/cm, conforme (FUNASA, 2014) e com relação a para a amostra
A, assim como a turbidez, todos os valores descritos satisfazem as condições das
dosagens com 20g/l de solução coagulante.
Tabela 7: Parâmetros de qualidade analisadas na amostra B para diferentes concentrações.
Fonte: O autor, 2017.
PARÂMETROS
Amostra B
10g/l
50ml/l
10g/l
125ml/l
10g/l
150ml/l
20g/l
150ml/l
20g/l
300ml/l
20g/l
600ml/l
Cor Verdadeira (uH)
Turbidez (uT)
pH
Condutividade (μS/cm)
6.019,5
521
6,58
24,11
5.672
435
6,55
23,71
5.687
494,5
6,53
23,65
5.209,5
350,5
6,62
31,44
7.929,5
559
6,63
37,87
4.682
231
6,62
45,14
No que diz respeito à análise da amostra B, esta foi à única amostra que não
apresentou resultados satisfatórios para a turbidez em nenhuma das dosagens
utilizadas como está representado na tabela 7, e o motivo talvez esteja relacionado
com o fato de que esta amostra possua uma determinada concentração de materiais
dissolvidos, que para a remoção necessitam de outro tipo de tratamento já que a
moringa auxilia na formação de flóculos dos sólidos suspensos.
A condutividade elétrica, por sua vez, apresentou resultados satisfatórios para
todas as concentrações de soluções coagulantes da amostra B, em todos os
ensaios.
Tabela 8: Parâmetros de qualidade analisadas na amostra C para diferentes concentrações.
Fonte: O autor, 2017.
PARÂMETROS
Amostra C
10g/l
50ml/l
10g/l
125ml/l
10g/l
150ml/l
20g/l
150ml/l
20g/l
300ml/l
20g/l
600ml/l
Cor Verdadeira (uH)
Turbidez (uT)
pH
Condutividade (μS/cm)
2.459,5
106,5
7,25
49,95
2.609,5
161,5
7,18
48,97
782
118
7,25
48,29
1.602
55,1
7,22
55,70
529,5
29
7,19
58,17
854,5
86,5
7,08
61,41
37
Já a amostra C, apresentou resultados positivos para a turbidez quando adotada
a dosagem de 300ml/l de solução coagulante com concentração de 20g/l de
semente de moringa, já que o valor obtido não ultrapassa as 40 unidades
nefelométrica de turbidez (NTU) como representado pela tabela 5.
A amostra C assim como a amostra B, também apresentou bons resultados para
a condutividade elétrica para as diferentes dosagens de solução coagulantes em
todas as amostras.
5.2 Resultados das Análises para a Remoção de Cor e Turbidez
As análises feitas mostram que o uso da solução a base da semente de moringa
se mostrou satisfatório em reduzir a turbidez das amostras A, B e C como mostra a
figura abaixo.
Figura 7: Percentual de remoção de turbidez com uso de solução a base de semente de moringa.
Fonte: O autor, 2017.
Assim como a turbidez, o parâmetro cor também apresentou resultados
satisfatórios para as amostras estudadas após o uso da solução a base da semente
de moringa, embora os valores encontrados para este parâmetro não atenda a
resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005, ainda assim, houve melhorias
consideráveis, no que se refere à redução de cor de todas as amostras tratadas com
relação as amostras brutas, conforme a figura 8.
62,4%
25,4%
96,9%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
Amostra A Amostra B Amostra C
Percentual de Remoção de Turbidez das Amostras Tratadas (considerando os melhoresresultados)
38
Figura 8: Percentual de remoção de cor com uso de solução a base de semente de moringa.
Fonte: O autor, 2017.
Os resultados obtidos através dos ensaios assemelham-se com os estudos feitos
por Paterniani et al. (2009) onde, o uso da solução de Moringa Oleifera no
tratamento de água apresentaram 95 % de remoção da turbidez da água e 90% de
remoção de cor (S; PATERNIANI, 2017) e segundo os resultados das figuras 7 e 8,
houve redução de 97% de turbidez e 96% de remoção de cor, para a amostra C.
Vale destacar que a dosagem ótima obtida com a realização destes ensaios foi
de 300ml/l para a amostra A, 600ml/l para a amostra B e 300ml/l para a amostra C
quando adotado 20g/l de concentração da solução coagulante a base da moringa,
visto que com essa concentração o tempo de decantação foi o mais favorável e os
resultados dos parâmetros de qualidade foram satisfatórios a partir da utilização
destas dosagens.
75,6%
7,5%
96%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
Amostra A Amostra B Amostra C
Percentual de Remoção de Cor das Amostras Tratadas (considerando os melhoresresultados)
39
6. CONCLUSÃO
A pesquisa avaliou o tratamento de água com o uso da semente da moringa e os
resultados obtidos mostraram que a solução coagulante obtida da semente de
moringa é uma alternativa possível para o tratamento de água, removendo as
partículas sólidas em suspensão, uma vez que apresentaram resultados satisfatórios
para remoção de turbidez e cor, estabilização dos valores do pH e manutenção das
faixas ideais a condutividade elétrica.
Obteve-se, uma redução da turbidez e cor verdadeira de 97% e 96% com tempo
de decantação de 40 minutos, respectivamente. Os valores de pH se mantiveram
estáveis e dentro dos valores adequados de potabilidade. Os teores de
condutividade para uma concentração coagulante de 20ml/l se mostraram
satisfatórios.
A semente de moringa, avaliada nessa pesquisa, como também o mandacaru,
sugerido pela literatura técnica e não avaliado em laboratório nessa pesquisa,
podem ser considerados um insumo promissor no processo de
coagulação/floculação da água, visto que o emprego destes coagulantes podem
apresentar bons resultados.
Diante destes fatores são notórios os benefícios associados à semente de
moringa e ao mandacaru no tratamento de água considerando alguns parâmetros
físico-químicos, como a cor, a turbidez, o pH e a condutividade elétrico. Além disso,
este tratamento se mostra viável no que se refere à facilidade de implementação em
pequenas comunidades e a preservação do meio ambiente, contribuindo com a
sustentabilidade, diferentemente dos coagulantes químicos.
Ainda, recomenda-se estudos e pesquisas mais específicas e aprofundadas
sobre a utilização destes tipos de coagulantes naturais para que se possa implantar
esta alternativa de tratamento de água da forma mais adequada e eficaz possível
em ETAs (Estações de Tratamento de Água) ou voltados para atender as
necessidades de comunidades carentes sem acesso a água potável.
A utilização de agentes coagulantes biodegradáveis, deste tipo, no processo de
tratamento da água pode proporcionar atenuação nos problemas ligados à qualidade
da mesma, principalmente em locais de escassez dos recursos financeiros. Além
disso, a utilização da semente de moringa, como demostrado sobre a sua
competência neste trabalho, e o mandacaru são alternativas de relevante
40
importância para propostas ligadas a eficiente utilização dos recursos hídricos e
melhoria nos métodos convencionais de purificação.
41
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