A utilização da madeira como elemento filtrante em tratamento de água

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013.

A utilização da madeira como elemento filtrante em tratamento de água pode ser uma forma eficiente e de baixo custo, já que a madeira é um material renovável. O estudo foi desenvolvido em duas etapas, mediante a construção de sistemas pilotos. Etapa I, estudo em escoamento frontal e Etapa II, estudo em escoamento tangencial helicoidal. Foram estudadas 3 espécies: caixeta (Tabebuia cassinoides Lam. P. DC.), garapuvu (Schizolobium parahyba Vell. Blake) e pinus (Pinus elliottii). Foram determinadas imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV), com aproximações iguais para as três amostras no sentido dos poros, paralelo às fibras. Com relação à permeabilidade das madeiras estudadas, observou-se que quanto mais porosa for a madeira, maior será sua permeabilidade e menor será sua massa aparente. Os poros das madeiras podem se enquadrar dentro da faixa da microfiltração. A filtração no sentido transversal das fibras não foi interessante, por apresentar baixíssima taxa de filtração e requerer uma pressão de trabalho alta. Com relação à filtração com escoamento frontal, considerando ao mesmo tempo qualidade e produção de água, a pinus foi a melhor opção. Existe uma correlação entre massa específica da madeira e sua porosidade. Neste trabalho, a massa específica de 0,50 g/cm³ e uma porosidade na faixa de 40 % foram interessantes para o tratamento. Entre as madeiras estudadas, o diâmetro de poro com maior desempenho foi em torno de 0,02 mm. Os resultados na filtração com escoamento tangencial helicoidal geraram uma remoção média de 70% da cor aparente e remoção média de 93% de turbidez. A pressão de trabalho, não ultrapassou 30 mca, para uma taxa de filtração 15 m³/m².d. Os ensaios de filtração tangencial helicoidal envolvendo coagulação demonstraram melhores resultados e maior eficiência no tempo de filtração. A colmatação sobre a superfície da madeira chegou a uma profundidade de 5 mm, não sendo encontrado em 10 mm. Este sistema de tratamento gerou baixo consumo de energia (por trabalhar com baixas pressões) e utilizou matéria-prima renovável.