Desenvolvimento e desempenho de sistemas alternativos de tratamento de água em localidades rurais da região serrana de Santa Catarina

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2017.

Estudos apontam que os sistemas de tratamento e distribuição de água potável, em locais remotos do Brasil, são predominantemente deficientes, tornando-se primordial a busca por alternativas tecnológicas e sustentáveis em prol da potabilização. Nesse contexto, este trabalho propôs o desenvolvimento, estudo e validação de sistemas alternativos e descentralizados de tratamento de água subterrânea (nascente) em três propriedades rurais da Serra Catarinense. Essas propriedades utilizam água para o uso domiciliar e como insumo para agroindústria familiar, designando-se, assim, pertinentes às regulamentações preconizadas pela Lei Federal Brasileira n° 11.445/2007 e Portaria n° 2.914/2011 do Ministério da Saúde. Para o cumprimento desses objetivos, primeiramente, realizaram-se adequações nas áreas de preservação permanente, onde se encontravam as nascentes, assim como nos projetos e implantação desses sistemas, adequando-os às características socioambientais locais. Nesse ínterim, o sistema caracterizou-se por apresentar proteção de nascente, acrescida de tratamento com pré-filtro (PFA), reservatório para sedimentação de partículas em suspensão (RRS) e filtro lento com retrolavagem (FLR), usando materiais de fácil acesso, alto tempo de vida, baixo custo e baixo impacto ambiental. Os resultados obtidos na pesquisa validaram a possibilidade de implantar esse tipo de sistema, adequado à realidade da região. A eficiência avaliada esteve vinculada ao comportamento hidráulico com tempos de detenção médios equivalentes aos teóricos e com resultados de curvas de passagem indicando nível comedido de zonas mortas no PFA e retromistura nos RRS e FLR. Na avaliação dos parâmetros operacionais, obtiveram-se dados médios de duração das carreiras de filtração, com 57 dias na propriedade de Lages (L1), 28 dias na de Campo Belo do Sul (L2) e 29 dias em Cerro Negro (L3) e tempos médios de recuperação dos filtros de 2,5 ; 5 e 6,2 horas, respectivamente, após retrolavagem. Quanto ao potencial de tratabilidade pelos parâmetros de qualidade de água, obtiveram-se resultados dentro do permitido pela Portaria, com relevante remoção de turbidez e cor aparente, durante as etapas dos tratamentos, com valores de 89,3% e 75,2% para L1, 93,2% e 36,7% para L2, 89,3% e 52,3% para L3, respectivamente. De forma geral, o sistema apresentou-se eficaz no tratamento e abastecimento em áreas rurais, porém, considera-se indispensável o comprometimento dos proprietários rurais quanto à manutenção e operação, principalmente, relacionado ao consumo e à funcionalidade.

Abstract : Recent researches indicate that the treatment and distribution systems of drinking water in remote areas of Brazil are predominantly deficient, making essential new search for technological and sustainable alternatives in favor to water treatments. In this context, this project proposed the development, study and validation of an alternative and decentralized groundwater treatment (spring based) system installed in three rural sites of the Serra Catarinense. These properties use water for domestic use and as an input for the family farm business (agro industry), thus designating themselves pertinent to the regulations recommended by Brazilian Federal Law n° 11,445/2007 and based on parameters required by the Brazilian potability standard, Ordinance n° 2,914/2011 of the Ministry of Health. At first to fulfill these objectives were made adjustments in the permanent preservation areas, where the springs were found, as well as in the projects and implementation of these systems, adapting them to the local socio-environmental characteristics. In the meantime, the system was characterized by the presence of spring protection, plus pre-filtration treatment (UPF), storage for sedimentation of residual particles (RSS) and slow sand filtration with backwash (SFB), using low cost and local materials and high life time. The results obtained in the research validated the implanting possibility of this system type to the region reality. The evaluated efficiency was bonded to the hydraulic behavior with detention times equivalent to the theoretical ones and the results of passage curves indicating dead zones level in the UPF and retromixture in the RSS and SFB. In the evaluation of the operational parameters were obtained data of average duration for the filtration runs, with 57 days in L1 (locality of Lages County), 28 days in L2 (locality of Campo Belo do Sul County) and 29 days in L3 (locality of Cerro Negro County) and average recovery times of filters with 2.5; 5 and 6.2 hours, respectively, after backwashing. Regarding the treatability potential of the water quality parameters, the results were obtained within the limits allowed by the Administrative law, with significant removal of turbidity and apparent color during the treatment stages, with values of 89.3% and 75.2% for L1, 93.2% and 36.7% for L2, 89.3% and 52.3% for L3, respectively. In general, the system was effective in the treatment and supply for the areas, however, is considered indispensable the commitment on care and operation, mainly regarding consumption rates and cleaning.