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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2014.tde-04022015-111523
Documento
Autor
Nome completo
Ana Paula Alves Barreto Damasceno
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2014
Orientador
Banca examinadora
Botrel, Tarlei Arriel (Presidente)
Rezende, Fatima Conceicao
Duarte, Sergio Nascimento
Mendonça, Fernando Campos
Pinto, Marinaldo Ferreira
Título em português
Desinfecção de águas servidas através de tratamento térmico utilizando coletor solar
Palavras-chave em português
Águas residuárias
Coliformes totais
Tratamento térmico
Resumo em português
O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de desinfecção de águas oriundas de esgotos domésticos, no qual seja aproveitado o calor gerado pelo sol, mantendo na água suas características químicas úteis às plantas. O experimento foi desenvolvido em duas etapas, a fim de se verificar sua viabilidade. A primeira etapa foi realizada em laboratório, com amostras de água coletadas no Ribeirão Piracicamirim. Utilizando-se um regulador automático de temperatura, foram realizados testes com o objetivo de verificar a redução de coliformes, sob as temperaturas de 45, 50, 55 e 60°C. Para os testes de quantificação e viabilidade dos ovos de helmintos foi feita a coleta de água residuária, proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Piracicamirim. Ao ser encontrada a menor temperatura na qual ocorre a maior redução de coliformes, utilizou-se o mesmo regulador automático de temperatura e procederam-se os testes sob as temperaturas 60, 70, 80, 90 e 100°C, durante o período de 1 hora de exposição. A segunda etapa foi realizada em campo. Foi implantado um sistema composto por placa solar para o aquecimento da água e reservatórios, utilizando como principio a diferença de altura de carga entre os reservatórios de entrada e saída para que a água atingisse a temperatura necessária. Nesta etapa, foram utilizados três reservatórios. No 3° reservatório, foi instalado um mecanismo que permitiu que o tubo conectado a caixa fosse movimentado de modo a ficar mais alto ou mais baixo, de acordo com a temperatura desejada. As amostras onde objetivou-se verificar presença e viabilidade de ovos de helmintos foram submetidas ao processo de separação de resíduos que permitiu posteriormente análise ao microscópio. Ao término do experimento foi realizada a comparação dos resultados e observou-se que nas temperaturas de 55°C e 60°C, o tempo de uma hora foi eficiente para eliminar tanto coliformes totais como Escherichia coli presentes nas amostras em comparação à amostra de caracterização da água testada. Diante disso, realizaram-se testes reduzindo o tempo de exposição das amostras, obtendo-se como resultado o tempo mínimo de 15 minutos à temperatura de 60°C para que fosse alcançado o mesmo resultado obtido com uma hora de exposição. Nas amostras que foram submetidas ao tratamento e incubadas, apenas na amostra submetida a 60°C foi possível a observação de um ovo de helminto, que se verificou infértil. Nas demais amostras correspondentes aos outros tratamentos, não foi possível a recuperação de ovos de helmintos nas lâminas observadas. É possível que durante o processo de limpeza para redução de resíduos nas amostras tenha ocorrido perda de material devido à desintegração da matéria orgânica presente. Diante dos resultados obtidos, pôde-se chegar à conclusão que, apesar do sistema de desinfecção não ter apresentado os resultados esperados, ele atendeu ao objetivo proposto. O sistema deve ser aprimorado para que se chegue a um modelo em que, possa ser utilizado de maneira segura o aproveitamento de águas residuárias para uso em diversos sistemas de irrigação para a agricultura.
Título em inglês
Disinfection of wastewater by heat treatment using solar collector
Palavras-chave em inglês
Heat treatment
Total coliforms
Wastewater
Resumo em inglês
The objective of this study was to develop a water disinfection system originated from domestic sewage, which is harnessed the heat generated by the sun, keeping the water their chemical characteristics useful to plants. The experiment was conducted in two stages, in order to verify its viability. The first step was performed in the laboratory, with water samples collected in Piracicamirim brook. Using an automatic temperature regulator, tests were performed in order to verify the reduction in coliform, at temperatures of 45, 50, 55 and 60°C. For the tests of quantification and viability of helminth eggs was made to collect wastewater from the Wastewater Treatment Station (WWTS) Piracicamirim. When found to be the lowest temperature at which happens the greatest reduction in coliform, we used the same automatic temperature regulator and the tests were carried at temperatures 60, 70, 80, 90 and 100°C for a period of 1 hour exposure. The second stage was conducted in the field. A system comprising solar panel to heat the water tank, using principle as the load height difference between the inlet and outlet reservoirs for the water to reach the required temperature has been deployed. In this step, three reservoirs are used. On the 3rd tank was installed a mechanism that allowed the tube to be connected to the box so as to be moved higher or lower, according to the desired temperature. Samples where the objective was to verify the presence and viability of helminth eggs were submitted to the waste separation process which subsequently allowed analysis under the microscope. At the end of experiment was performed to compare the results and it was observed that at temperatures of 55°C and 60°C, the time of one hour was effective to eliminate both total coliforms and Escherichia coli in the samples compared to the sample characterization of the test water. Therefore, tests were conducted by reducing the exposure time of the samples, obtaining as a result a minimum of 15 minutes at a temperature of 60°C time for which achieved the same result was obtained with a one hour exposure. In the samples that were subjected to treatment and incubated, only in the sample treated at 60°C was possible to observe a helminth egg it was found infertile. In the other samples corresponding to other treatments, recovery of helminth eggs in the observed blades was not possible. It is possible that during the cleaning process for waste reduction has occurred in the samples loss of material due to disintegration of the organic matter. Based on these results, we could conclude that despite the disinfection system not producing expected results, he met the objective. The system should be improved in order to arrive at a model that can be used safely harnessing wastewater for use in various irrigation systems for agriculture.
 
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Data de Publicação
2015-03-19
 
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