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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2021.tde-06082021-184244
Documento
Autor
Nome completo
Milina de Oliveira
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2021
Orientador
Banca examinadora
Paz, Lyda Patricia Sabogal (Presidente)
Borges, Alisson Carraro
Silva, Wilson Tadeu Lopes da
Título em português
Filtros lentos domiciliares para tratamento de água da chuva para fins de consumo
Palavras-chave em português
água potável
desinfecção
risco microbiológico
tratamento descentralizado de água
Resumo em português
A água da chuva pode ser fonte alternativa de água, porém questões como os potenciais riscos à saúde associados a poluentes que podem entrar em contato pela atmosfera, superfície de coleta e contaminantes microbiológicos, inviabilizando a utilização desse recurso para fins potáveis. De forma a reduzir o risco associado a patógenos, nesses casos, a Organização Mundial da Saúde recomenda o uso de tecnologias descentralizadas de tratamento de água em nível doméstico. O presente estudo analisou a eficiência de dois filtros lentos domiciliares (FLDs), sendo um em fluxo contínuo e o outro em fluxo intermitente para tratar água da chuva com presença de microrganismos (Escherichia coli e PhiX-174). O estudo com duração total de 119 dias foi dividido em duas etapas, separadas por um período sem operação dos sistemas de 17 dias. A água da chuva foi captada e armazenada em reservatórios que posteriormente alimentaram os sistemas de filtração, que receberam diariamente indicadores microbiológicos. O FLD-C foi alimentado por gravidade por um reservatório acima do sistema, enquanto o FLD-I foi alimentado por uma bomba com bateladas de 16 L, com boia acoplada, com período de pausa estabelecido de 5h, passando por período da noite e madrugada sem alimentações (14 h), onde ambos os sistemas produziram diariamente 48 L. Para desinfecção foi utilizado hipoclorito de sódio, com tempo de contato de 30 min na água filtrada pelos FLDs. A qualidade da água filtrada e desinfetada foram avaliadas quanto a parâmetros físico-químicos e microbiológicos em consonância com a legislação nacional (Portaria GM MS n° 888/2021) e diretrizes da Organização Mundial da Saúde (WHO, 2017). De forma geral os dois FLDs foram capazes de melhorar a qualidade da água da chuva. Nitrito, nitrato e turbidez enquadraram-se nos limites estipulados pela legislação. A turbidez manteve-se <1 NTU e fenômeno como a lixiviação do meio filtrante pôde ser observado pelo aumento da turbidez em alguns momentos do estudo. A remoção de E. coli foi de 2,62 log para FLD-C e 1,93 log para FLD-I na primeira etapa e não apresentaram diferença estatística entre si. Para segunda etapa as médias de remoção foram de 3,62log e 2,28 log para FLD-C e FLD-I, respectivamente. Para Phix - 174, a média de remoção atingida na primeira etapa foi de 1,09 e 0,71 log para FLD-C e FLD-I, respectivamente. A segunda etapa as remoções ficaram em 1,24 e 0,98 log para FLD-C e FLD-I. A desinfecção demonstrou melhora na qualidade da água filtrada, 83,33% das amostras desinfetadas obtiveram ausência de E. coli, provenientes do FLD-C. FLD-I obteve ausência em apenas 50% das amostras desinfetadas, com média de 1 UFC/100 mL, apresentando baixo risco microbiológico conforme indicado por WHO (2017). Quanto a Phi X-174, todas as amostras desinfetas apresentaram ausência do microrganismo, tanto para FLD-C quanto para FLD-I. O período sem operação de 17 dias não interferiu negativamente no desempenho dos FLDs, demonstrando que os sistemas podem ficar sem operação por esse tempo.
Título em inglês
Household slow filters for rainwater treatment for consumption purposes
Palavras-chave em inglês
disinfection
drinking water
microbiological risk
water decentralized treatment
Resumo em inglês
Rainwater can be an alternative source of water, but issues such as the potential health risks associated with pollutants that may meet the atmosphere, the rainwater collector or pollutants and microbial contaminants makes it impossible to use this as resource for drinking without previous treatment. To reduce the risk associated with pathogens, in these cases, the World Health Organization recommends the use of decentralized water treatment technologies at domestic level. The present study analyzed the efficiency of two household slow filters (FLDs), one in continuous flow and the other in intermittent flow to treat rainwater with the presence of microorganisms (Escherichia coli and PhiX-174). The study with a total duration of 119 days was divided in two stages, separated by a period without operation of the systems for 17 days. The rainwater was captured and stored in reservoirs that later fed the filtration systems, which received microbiological indicators daily. The FLD-C was fed by gravity through a reservoir above the system, while the FLD-I was powered by a 16 L batch pump, with an attached float, with an established break period of 5 hours, passing through the night and early morning without feeding (14 h), where both systems produced 48 L daily. For disinfection, sodium hypochlorite was used, with a contact time of 30 min in the water filtered by the FLDs. The quality of filtered and disinfected water was assessed for physical-chemical and microbiological parameters according to national legislation (Ordinance No. 888/2021 from Brazilian Ministry of Health) and guidelines of the World Health Organization (WHO, 2017). In general, the two FLDs were able to improve the quality of rainwater. Nitrite, nitrate, and turbidity fall within the limits stipulated by the legislation. Turbidity remained <1 NTU and a phenomenon such as the leaching of the filter medium could be observed due to the increase in turbidity in some moments of the study. The removal of E. coli was 2.62 log for FLD-C and 1.93 log for FLD-I in the first stage and showed no statistical difference between them. For the second stage, the removal averages were 3.62 log and 2.28 log for FLD-C and FLD-I, respectively. For Phix - 174, the average removal achieved in the first stage was 1.09 and 0.71 log for FLD-C and FLD-I, respectively. In the second stage, removals were 1.24 and 0.98 log for FLD-C and FLD-I. The disinfection showed improvement in the quality of the filtered water, 83.33% of the disinfected samples obtained the absence of E. coli, coming from the FLD-C. FLD-I was absent in only 50% of the disinfected samples, with an average of 1 CFU/100 mL, presenting a low microbiological risk as indicated by WHO (2017). As for Phi X-174, all disinfected samples showed absence of the microorganism, both for FLD-C and for FLD-I. The 17-day non-operation period did not negatively interfere with the performance of the FLDs, demonstrating that the systems may be out of operation for that time.
 
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Data de Publicação
2021-08-18
 
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