Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. | O déficit da cobertura de saneamento básico no Brasil é significativamente mais acentuado nas zonas rurais, onde a infraestrutura de saneamento básico é insuficiente ou inexistente. Tendo em vista que as áreas rurais são estratégicas para a produção de alimentos e preservação de recursos naturais, indisponíveis no ambiente urbano, medidas de controle da poluição e economia de recursos naturais são temas de grande relevância e que desafiam nossa sociedade. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial da água de chuva e da água cinza proveniente da lavagem de roupas, como fontes alternativas de água em propriedades rurais de base familiar. A propriedade piloto selecionada para a pesquisa contém quatro habitantes e está localizada no município de Palhoça, Santa Catarina. Primeiramente foi realizado um diagnóstico para determinar a demanda de água para fins não potáveis e os arranjos tecnologias capazes de suprir tais demandas através do aproveitamento de fontes alternativas de água disponíveis na propriedade. As tecnologias selecionadas correspondem a duas divisões de águas. A primeira refere-se à linha de água de chuva (azul), a qual consiste em captar esta através do telhado e, após o descarte da primeira água, aproveitá-la diretamente na máquina e tanque de lavar roupas, ou em outros fins, como a irrigação. A segunda linha é a de água cinza, que consiste no tratamento dos efluentes da máquina e do tanque de lavar roupas através de tanque séptico seguido de um filtro de fluxo horizontal subsuperficial (constructed wetland) plantado com macrófitas (cyperus papyrus). Este filtro foi dimensionado pela equação de cinética de primeira ordem, com área superficial de 0,8 m2 por habitante. O sistema de descarte da primeira água da chuva apresentou concentrações de DQO, turbidez e sólidos suspensos cerca de 40 a 60% superiores aos observados no reservatório de armazenamento. Ainda assim todos os parâmetros avaliados apresentaram a média dentro dos limites da norma brasileira, exceto coliformes fecais (38 NMP/ 100 mL), considerando que não foi adotado nenhum processo de desinfecção. Também foi avaliada a eficiência em cada etapa do tratamento da água cinza, sendo destacada a remoção global nas concentrações de sólidos suspensos (94%), sólidos totais (49%), DQO (91%), ortofosfato (95%) e coliformes fecais (171 NMP/100ml). De acordo com a norma brasileira, a água cinza tratada é adequada para as aplicações tipo classes 3 e 4, neste caso na descarga de bacio sanitário, limpeza de pisos e sistema de irrigação pontual. Simultaneamente ao monitoramento qualitativo, foi realizado um programa de micromedição do consumo de água da propriedade. Foi verificado que a água proveniente do poço freático corresponde a 54% do volume médio diário consumido, enquanto que a água da chuva armazenada e a água cinza tratada correspondem a 37% e 9%, respectivamente. Neste caso foi constatado um consumo médio de 142,8 L/hab.dia, que corresponde ao consumo residencial de padrão médio. | The deficit in sanitation coverage in Brazil is significantly more pronounced in rural areas, where sanitation infrastructure is insufficient or nonexistent. Considering that rural areas are strategic to food production and preservation of natural resources, unavailable in the urban environment, actions to control pollution and saving natural resources are issues of great relevance and challenge our society. The objective of this study was to evaluate the potential of rainwater and greywater from the laundry, as alternative sources of water on family farms. The property selected for the pilot survey contains four inhabitants and is located in the municipality of Palhoça, state of Santa Catarina. First, a diagnosis was made to determine the demand for non-potable water and technologies arrangements able to supply these demands, through the use of alternative water sources available at the property. The selected technologies corresponding to two divisions of water. The first one refers to rainwater (blue) line, which captures the rainwater through the roof, and then discards the first water, taking it directly to the tank, washing machine, and uses it for other purposes, such as irrigation. The second line is for graywater, which consists of washing machines and tank effluents treatment through the septic tank followed by a sub-surface horizontal-flow filter planted with macrophytes (Cyperus papyrus). This was calculated by the first order kinetics equation, with a 0.8 m2 surface area per inhabitant. The first rainwater discharge tank presented concentrations of COD, suspended solids and turbidity about 40 of 60% higher than those observed in the storage tank. Even though, all parameters showed that the average was inside the limits of the Brazilian standard, except for fecal coliforms (38 MPN / 100 ml), considering that was not adopted any disinfection process. Also was evaluated each stage efficiency of the gray water treatment, emphasizing the overall removing concentration of suspended solids (94%), total solids (49%), COD (91%), orthophosphate (95%) and fecal coliforms (171 NMP/100ml). According to the Brazilian standards, the treated graywater is suitable for applications of classes 3 and 4, in this case discharge on toilets, cleaning floors and punctual irrigation system. Simultaneously with the qualitative monitoring, an available alternative water sources consumptiom and production micro-measured program was also being performed at the property. It was identified that groundwater (used in the kitchen and bathroom) corresponds to 54% of the daily average volume consumed, while the rainwater stored and treated graywater corresponded to 37% and 9%, respectively. In this case was observed a household consumption on average 142.8L/per day, which corresponds to an average pattern of residential consumption.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. | Atualmente, as estações de tratamento de água, tem utilizado em sua maioria, os corpos receptores mais próximos ou a rede de águas pluviais como destino final para os resíduos formados durante o processo de tratamento A maior parcela destes resíduos é formada pela água proveniente da lavagem dos filtros e pode chegar, dependendo da ETA, de 1 a 5 % do volume total de água tratada. A diminuição destes resíduos formados e disposição final adequada deve ser estudada para que se possibilite a adoção destes métodos por todas as ETAs. O reaproveitamento da água de lavagem dos filtros, após sua clarificação, é importante pois contribui para o atendimento da crescente demanda de água e a diminuição do despejo, que será tratado e/ou enviado para a disposição final. Neste trabalho foi estudada a caracterização da água de lavagem dos filtros de uma ETA que utiliza sulfato de alumínio como coagulante primário. Através desses ensaios verficam-se a possibilidade de reaproveitamento da água de lavagem dos filtros, mediante a recirculação de parte desta água que possui após algum tempo qualidade superior a água aduzida a ETA e também a viabilidade de clarificação por sedimentação da água de lavagem.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. | A ozoflotação é um processo que associa a propriedade de oxidação do ozônio com os aspectos físicos da flotação, o que torna favorável sua utilização como pré-tratamento de águas eutrofizadas, a fim de minimizar os problemas operacionais apresentados nos sistema de tratamento de água por FD (Filtração Direta). Este trabalho estudou a ozoflotação em um sistema contínuo de tratamento de água, em uma instalação piloto montada no LALP/UFSC - Lagoa do Peri, onde as investigações experimentais apresentaram no fitoplâncton da água bruta da Lagoa do Perí, como característica predominante, as espécies de cianobactérias: C. raciborskii, Pseudanabaena sp, Planktolynbya sp e as cianotoxinas (extracelular) na água, como: a microcistina na concentração máxima de 0,56 g/L; a saxitoxina na concentração máxima de 24,1 g/L - STX e a cilindrospermopsina na concentração de 0,516 g/L, na forma intracelular. A unidade de ozoflotação, seguida de filtração, foi efetiva na remoção das microalgas, apresentando para as cianobactérias uma remoção de 79,2% na câmara de flotação, 75,9% na filtração do efluente ozoflotado e 95% de remoção geral do fitoplâncton, entre a água bruta e o efluente do filtro, demonstrando que o ozônio auxiliou na remoção dos filamentos de cianobactérias. Ficou evidenciada, também, a ausência de cianotoxinas com a aplicação de 3,7 e 4,1 mg/L de ozônio, produzindo um efluente com valores médios <0,67 uT para turbidez e <1 uH para cor aparente no efluente filtrado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. | A outorga de uso da água é um instrumento previsto pela Lei Federal 9.433/97 que busca o aproveitamento sustentável das águas no território nacional, representando a tênue dualidade dos aspectos hídricos mais relevantes de uma bacia hidrográfica, o balanço entre a disponibilidade de recursos e a sua crescente demanda. Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo de cenários de uso da água na bacia hidrográfica do Rio Canoas, em Santa Catarina, visando subsidiar o estudo de critérios de outorga de direito de uso da água, através da aplicação de um modelo de rede de fluxo para o suporte à decisão, o AcquaNet. O instrumento de outorga de recursos hídricos ainda não foi implementado nessa bacia hidrográfica e se encontra em fase de desenvolvimento pelo governo do Estado de Santa Catarina. Foi elaborado e estruturado um banco de dados organizado através de um Sistema de Informações Geográficas - SIG, contendo dados referentes à caracterização hidrográfica, estudo hidrológico das disponibilidades hídricas e estudos de estimativa da demanda de água na bacia hidrográfica. Foi avaliada a disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica para atendimento das demandas estimadas e foram simulados cenários para estimar a garantia de abastecimento de demandas dos usos da água na bacia hidrográfica, considerando os critérios de outorga mais utilizados em outros Estados do Brasil. A elaboração de cenários de uso da água para a Bacia Hidrográfica do Rio Canoas permitiu avaliar a disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica, possibilitou estudar critérios de outorga e avaliar garantias de abastecimento de água segundo o tipo de uso e o município. A simulação de uso da água na bacia permitiu avaliar impactos do aumento das demandas no atendimento aos usos atuais. Os cenários de uso da água gerados representam um marco inicial em formato pedagógico, para subsidiar o processo de gestão social da água na Bacia Hidrográfica do Rio Canoas e demonstrar a potencialidade do uso de sistemas de suporte à decisão aplicados ao instrumento de outorga de uso da água, como subsídio ao empoderamento e a participação social na gestão das águas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental | A pesquisa desenvolvida visou medir o consumo de água e a produção de dejetos na suinocultura em Santa Catarina, Brasil. Os problemas ambientais que resultam desta atividade têm demandado o desenvolvimento de sistemas de produção equilibrados, considerando-se forte impacto ambiental, o consumo de água, quer pelo seu gasto enquanto recurso natural, quer pela produção de dejetos associados. Os objetivos específicos foram: medir o consumo de água e a produção de dejetos em função de diferentes tipos de equipamentos para a dessedentação (bite ball, chupeta e taça/concha ecológica) e do tempo de alojamento dos suínos (t=10, t=15 e t=18 semanas), determinar a caracterização físico-química e validar um modelo matemático de estimação do volume de dejetos produzidos. Para cumprir tais objetivos, foram avaliadas diariamente, 15 unidades comerciais na fase fisiológica de crescimento/terminação, no período de Abril a Dezembro de 2011. Instalaram-se hidrômetros nas linhas de abastecimento de água, caixas de fibra de vidro (2 e 5 m3) para a retenção dos dejetos e coletaram-se amostras semanais pontuais para a sua caracterização. As médias do consumo de água e da produção de dejetos foram, em função dos tempos de alojamento, respectivamente, 7,13, 7,62 e 7,87 L·suíno-1·d-1 e 4,20, 4,58 e 4,84 L·suíno-1·d-1. Em relação às variáveis analisadas, os dejetos apresentaram as seguintes médias: pH (7,59, 7,80 e 7,85), sólidos totais (58,08, 60,52 e 63,02 g·L-1) e voláteis (44,02, 45,73, 47,67 g·L-1), demanda química de oxigênio (78,27, 79,60 e 82,75 g O2·L-1), nitrogênio total (5,38, 5,69 e 5,87 g·L-1), fósforo total (1,06, 1,19 e 1,25 g·L-1), cobre (38,60, 29,93 e 25,68 mg·L-1) e zinco (51,76, 56,77 e 57,16 mg·L-1). A modelagem apresentou, para as regressões lineares utilizadas, os seguintes coeficientes de determinação: R2=0,700 (bite ball), R2=0,808 (chupeta) e R2= 0,712 (taça/concha ecológica). No final da pesquisa foi possível concluir que as médias dos consumos de água não apresentaram diferenças significativas entre si para os diferentes equipamentos de dessedentação. As médias dos volumes de dejetos produzidos apresentaram diferenças significativas para t=10, t=15 e t=18 semanas. Estas apresentaram-se inferiores aos valores usados atualmente (7,0 L·suíno-1·d-1), como referência pela Fundação Meio Ambiente, do estado de Santa Catarina.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 | Problemas de abastecimento de água são cada vez mais frequentes, devido principalmente ao crescimento populacional aliado ao aumento da demanda no consumo de água e à poluição de recursos hídricos, fatores que também podem ser indicados como os principais agravantes na escassez da água de qualidade. Dentro deste contexto nota-se claramente a necessidade de alguma medida para amenizar tal situação, como a busca por fontes alternativas de água. O aproveitamento da água de chuva se mostra como uma alternativa eficaz para o suprimento das demandas domésticas por água, além de diminuir a dependência das companhias de abastecimento. O presente trabalho apresenta um estudo sobre o tratamento da água de chuva, através da tecnologia de filtração com membranas, objetivando utilizar a água de chuva para fins potáveis, visto que o abastecimento público de água é deficitário em algumas regiões do país. A água de chuva geralmente possui boa qualidade, com baixos teores de materiais dissolvidos e/ou suspensos, necessitando de um tratamento mais simplificado que o convencional para torná-la potável. O objetivo deste trabalho é analisar o desempenho de um piloto de microfiltração no tratamento da água de chuva, visando a potabilização, com base em alguns padrões estabelecidos pela Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde. A metodologia compreendeu coletas de água de chuva no período de Agosto de 2011 a Janeiro de 2012, com ensaios de microfiltração e análises físico-químicas (pH, alcalinidade total, dureza, cor e turbidez) e bacteriológicas (coliformes totais e termotolerantes) da água coletada do telhado e da água de chuva filtrada (permeado). A partir dos resultados foi possível verificar a eficiência do sistema na remoção das impurezas presentes, assim como encontrar as melhores condições de operação do piloto de microfiltração. A água da chuva se mostrou atraente como fonte alternativa de água e o sistema de microfiltração apresentou um bom desempenho no tratamento da água de chuva, removendo os principais parâmetros de interesse na potabilização.<br> | Abstract : Problems of water supply are becoming more frequent, mainly due to population growth with increased demand on water consumption and pollution of water resources, factors that may also be indicated as the main aggravating the scarcity of quality water. Within this context there is clearly a need for some measure to alleviate this situation, as the search for alternative sources of water. The use of rainwater is shown as an effective alternative for the supply of domestic water demands and to reduce dependence on supply companies. This paper presents a study on the treatment of rain water for drinking, since it is public water supply is deficient in some regions of the country. The rainwater usually has good quality with low levels of dissolved and / or suspended materials, requiring a more simplified than the conventional one to make it drinkable. The aim of this paper is to analyze the performance of a pilot microfiltration for the treatment of rain water in order to purifiers, based on standards established by the Resolution 2914/2011 from Ministry of Health. The methods included rainwater harvesting from 2011August to 2012 January, with microfiltration essays and physical-chemical (pH, total alkalinity, hardness, color and turbidity) and bacteriological analysis (total coliform and thermotolerant) of rainwater collected from the roof and filtered rainwater (permeate). It was possible to verify the efficiency of the removal of parameters. Rainwater has proved attractive as an alternative source of water, and microfiltration pilot had a good performance in the treatment of rain water, removing the main parameters of interest in the purifiers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. | No processo de tratamento de água potável, é muito usado como coagulante o sulfato de alumínio, contudo, ele não é biodegradável e pode trazer sérios riscos a saúde humana. O presente trabalho tem como principal objetivo estudar o uso do polímero natural quitosana como coagulante para o tratamento de água potável. A quitosana foi empregada como coagulante para águas de rio e de lago de baixa turbidez, e a cal comercial foi usada para corrigir o pH de coagulação. Os experimentos foram realizados num equipamento de Jar test e o processo de tratamento passou por etapas de coagulação, floculação, decantação e filtração. A eficiência da quitosana no tratamento foi avaliada por análises de cor aparente e turbidez remanescente. As melhores dosagens de cal e quitosana encontradas para a água de rio foram de 3,0 mg/L e 1,5 mg/L, respectivamente; sendo que resultados equivalentes com sulfato de alumínio requerem doses da ordem de 7,5 mg/L e 14 mg/L. As condições ótimas de tratamento obtidas foram de 55 s para a mistura rápida, gradiente de velocidade (G) de 1200 s-1 , tempo de mistura lenta de 30 minutos, sequência de G na floculação de 50, 40, 30 e 20 s -1 e tempo de decantação de 2 minutos. A eficiência obtida foi de 88,8 % para remoção da turbidez da água decantada e 94,1 % da água filtrada. Para a remoção da cor a eficiência foi de 75%. Para a água de lago o sistema de decantação não funcionou, devido a grande presença de algas, foi usado então o sistema de coagulação/floculação/filtração. As melhores dosagens de cal e quitosana encontradas foram de 0 mg/L e 2,0 mg/L, respectivamente; sendo que resultados equivalentes com sulfato de alumínio requerem doses da ordem de 0 mg/L e 15 mg/L. As etapas do tratamento foram otimizadas, obtendo um tempo de mistura rápida de 30 s, e gradiente de velocidade (G) de 1200 s-1. A eficiência obtida foi de 91,7% para remoção da cor e 94,6 % para a turbidez. A quitosana mostrou ser um eficiente coagulante para o tratamento das águas estudadas e a dose empregada foi bem menor que a dose de sulfato de alumínio. Normalmente uma água bem coagulada/floculada e decantada usando sulfato de alumínio apresenta uma turbidez remanescente entre 2 a 1,5 NTU, entretanto com a quitosana foi de 0,50 NTU. O pH de coagulação ficou na faixa de 6,35 a 6,70. Com o uso da quitosana a carreira de filtração será bem maior, pois não haverá muito acúmulo de sólidos impregnados nos filtros, além disso, o lodo produzido poderá ir para um aterro sanitário comum, enquanto que o lodo produzido pelo sulfato de alumínio terá que ser levado a um aterro sanitário industrial. A maior desvantagem oferecida pela quitosana é o seu custo, mas a partir do momento em que começar a ser produzida em grande quantidade no Brasil, esse custo baixará.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. | A maior parte dos recursos hídricos, nos dias atuais, está sujeita a processos de degradação devido aos múltiplos usos antropogênicos destes. Rios situados em áreas urbanas são exemplos que demonstram como a atividade humana pode modificar um ecossistema. Primeiramente, os rios são utilizados para o transporte, suprimento de água e alimento. Com o desenvolvimento da urbanização passam a ser utilizados como local para despejos de esgotos domésticos e drenagem urbana. Com o aumento da poluição dos cursos de água tendem a ter seu curso natural modificado e até mesmo serem totalmente canalizados. Sendo assim, os objetivos deste estudo foram de avaliar a qualidade das águas de 5 rios situados na Ilha de Santa Catarina (Rios Tavares, Córrego Grande, do Sertão, Ratones e Veríssimo) utilizando uma abordagem multidisciplinar com a determinação das variáveis toxicológicas, físico-químicas e biológicas de amostras de água superficial coletadas nestes ambientes. A partir de coletas mensais de amostras de água superficial, totalizando 18 estações amostrais durante 6 meses, foram determinados os valores medianos da Temperatura da Água, pH, turbidez, Coliformes Fecais, OD, DBO5, NT, PT e Sólidos Totais. Estes parâmetros foram necessários para a determinação do Índice de Qualidade de Água (IQA). Em adição, foram realizados testes de toxicidade aguda e crônica utilizando o microcrustáceo Daphnia magna e testes de toxicidade aguda utilizando Vibrio fischeri. De maneira geral, todos os rios amostrados apresentaram degradação da qualidade da água superficial em direção a foz, o que pode ser verificado pela diminuição do IQA obtido. Nos rios Córrego Grande e do Sertão, o IQA chegou a ser classificado como Péssimo. Esta degradação foi comprovada por tendências negativas para o OD e positivas para DBO5, NT, PT e Coliformes Fecais. Com relação aos testes de toxicidade, foi registrada a toxicidade aguda para Daphnia magna somente nos locais de influência da salinidade, já os efeitos de toxicidade crônica para a longevidade, crescimento e reprodução de Daphnia magna foram observados em todas as estações amostrais situadas nas proximidades da foz dos rios estudados, até mesmo naquelas que não sofreram a influência direta da salinidade. Para Vibrio fischeri foram testadas somente as águas de um rio (rio do Sertão) onde foi observado efeito de toxicidade aguda para este organismo. Os resultados obtidos neste estudo, considerando a qualidade das águas superficiais e a ocorrência de toxicidade, são preocupantes por se tratar de corpos de água superficial que adentram áreas de preservação permanente, neste caso, manguezais situados na Ilha de Santa Catarina.