Desinfecção de água superficial com o uso de reator ultravioleta de bancada

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)-Universidade Federal de Santa Maria, campus Frederico Westphalen, curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, RS, 2023.

Many waterborne diseases result from the improper treatment of water. One alternative for disinfecting surface water is the use of a physical agent: ultraviolet radiation. Disinfection through ultraviolet radiation is a process that eliminates the need for introducing chemical substances into the water. The goal of disinfection is not to destroy all forms of life but rather to deactivate pathogenic microorganisms. Therefore, the objective of this study is to investigate the disinfection of surface water using a benchtop ultraviolet reactor to improve water quality for communities lacking proper water supply systems. This alternative is increasingly proving to be efficient in the inactivation of pathogenic microorganisms over the years. The study was conducted at the Federal University of Santa Maria, Frederico Westphalen campus, using surface water extracted from a lake near the university. The chemical and physical variables related to water quality for human consumption included pH, temperature, turbidity, electrical conductivity, ABS 254 nm, apparent and true color, and Total Organic Carbon (TOC). Microbiological variables included total coliforms, Escherichia coli, and Aerobic Bacterial Spores (ABS). Three batch-scale benchtop experiments were conducted with doses of 1.68 (D1), 3.35 (D2), 5.04 (D3), and 6.72 (D4) Wh/m³. Regarding physicochemical variables, no changes were observed during the process with the application of different radiation doses. Microorganism inactivations yielded reasonable values, given that the water did not contain many suspended solids. However, inactivation values for EBA were not high (0.52 log inactivation), attributed to the short contact time. Similarly, E. coli and total coliforms did not show significant inactivation values, with 0.88 log inactivation for E. coli (87%) at dose D2 and 0.84 log inactivation for total coliforms (85%) also at dose D2. It is concluded that longer contact times are necessary for better inactivation values and that the combined use of disinfection methods would be a solution for more successful microorganism inactivation.

Muitas doenças de veiculação hídrica são acarretadas por conta do mal tratamento da água. Uma das alternativas para a desinfecção da água superficial seria com o uso de agente físico: radiação ultravioleta. A desinfecção por meio da radiação ultravioleta constitui um procedimento que dispensa a introdução de substâncias químicas na água. A desinfecção não visa à destruição de todas as formas de vida, mas sim à inativação dos microrganismos patogênicos. Por isso, o objetivo deste trabalho é estudar a desinfecção de água superficial através do uso de reator ultravioleta de bancada visando melhoria de qualidade da água para comunidades desprovidas de sistemas de abastecimento, uma alternativa que passa a crescer com o passar dos anos e só se mostra cada vez mais eficiente em relação à inativação de microrganismos patogênicos ao ser humano. O trabalho foi realizado na Universidade Federal de Santa Maria, campus Frederico Westphalen, com a utilização de água superficial retirado de um lago próximo à Universidade. As variáveis químicas e físicas relacionadas à qualidade da água para consumo humano utilizadas no trabalho foram: pH, Temperatura, Turbidez, Condutividade elétrica, ABS 254 nm, Cor aparente e verdadeira e Carbono Orgânico Total (COT), já as variáveis microbiológicas foram: Coliformes totais, Escherichia coli e Esporos de Bactérias Aeróbias (EBA). Foram realizados três ensaios em batelada e escala de bancada, com doses de: 1,68 (D1), 3,35 (D2), 5,04 (D3) e 6,72 (D4) Wh/m³. Com relação às variáveis físico-químicas, não se observaram mudanças no decorrer do processo, a partir da aplicação das diferentes doses de radiação. As inativações dos microrganismos obtiveram valores razoáveis, dado que a água não continha muitos sólidos suspensos, porém os valores de inativação para EBA não foram altos ( 0,52 log de inativação), isto se deve pelo tempo de contato ser curto, E. coli e Coliformes totais também não tiveram valores significativos de inativação, sendo 0,88 log de inativação para E. coli, o maior valor encontrado, equivalente a 87%, para dose D2, já para coliformes totais o 0,84 log de inativação, 85%, também na dose D2. Conclui-se então que são necessários maiores tempos de contato para melhores valores de inativação e que o uso combinado de métodos de desinfecção também seria uma solução para melhor sucesso na inativação de microrganismos.