Adequação das condições operacionais e estruturais de uma estação de tratamento de água por filtração direta

Changes in the quality of surface water sources have been recurrent in developing countries due to their accelerated urbanization processes. In this sense, it is essential that water treatment plants (WTPs) in these regions are capable of producing safe water even in the face of variations in wat...

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1. Verfasser: Silva, Nayara Suassuna da
Weitere Verfasser: Santos, Hélio Rodrigues dos
Format: Dissertação
Sprache:pt_BR
Veröffentlicht: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Schlagworte:
Coagulação
Filtração direta descendente
Dupla filtração
Lagoa litorânea
Água com turbidez baixa e cor moderada
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Online Zugang:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49490
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Água com turbidez baixa e cor moderada
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Silva, Nayara Suassuna da
Adequação das condições operacionais e estruturais de uma estação de tratamento de água por filtração direta
description Changes in the quality of surface water sources have been recurrent in developing countries due to their accelerated urbanization processes. In this sense, it is essential that water treatment plants (WTPs) in these regions are capable of producing safe water even in the face of variations in water quality. In some cases, this can be achieved through adjustments in the WTP operation, and eventually it is necessary to reformulate the treatment system. Downflow direct filtration is an effective, low-cost and easy-to-operate treatment technology, requiring, however, that the color and turbidity values of the influent water are low, among other requirements. One way to circumvent this limitation in water sources with seasonal variations in water quality is to use a pre-treatment unit. Among the alternatives, the upflow sand filter (constituting, together with the downflow direct filtration, the double filtration system - DF) - shows great potential, also due to its low cost, high robustness and operational simplicity. This configuration allows the treatment of raw water of worse quality (compared to downflow direct filtration), with less susceptibility to sudden changes in quality, and the application of higher filtration rates. Thus, the objective of this work is to investigate alternatives to adjust the operational and structural conditions of a water treatment plant by downflow direct filtration that treats the water of a tropical coastal lagoon. For this, tests were carried out in a jar test device + Laboratory Sand Filter (LSF) and in a pilot installation of direct filtration that could be operated as downflow direct filtration or as double filtration, with different treatment configurations being tested in dry periods and after the occurrence of heavy rains. Tests in a pilot installation showed that the direct filtration and double filtration systems presented stable final effluent with turbidity lower than 0.5 NTU and apparent color lower than 15 uC. However, the filtration run of the direct filtration system was very short, due to the rapid evolution of head loss in the tested filter media. The double filtration system presented long filtration runs, slow evolution of head loss and adequate removal of color and turbidity, even for tests with raw water of worse quality, bringing great robustness to the treatment system.
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Downflow direct filtration is an effective, low-cost and easy-to-operate treatment technology, requiring, however, that the color and turbidity values of the influent water are low, among other requirements. One way to circumvent this limitation in water sources with seasonal variations in water quality is to use a pre-treatment unit. Among the alternatives, the upflow sand filter (constituting, together with the downflow direct filtration, the double filtration system - DF) - shows great potential, also due to its low cost, high robustness and operational simplicity. This configuration allows the treatment of raw water of worse quality (compared to downflow direct filtration), with less susceptibility to sudden changes in quality, and the application of higher filtration rates. Thus, the objective of this work is to investigate alternatives to adjust the operational and structural conditions of a water treatment plant by downflow direct filtration that treats the water of a tropical coastal lagoon. For this, tests were carried out in a jar test device + Laboratory Sand Filter (LSF) and in a pilot installation of direct filtration that could be operated as downflow direct filtration or as double filtration, with different treatment configurations being tested in dry periods and after the occurrence of heavy rains. Tests in a pilot installation showed that the direct filtration and double filtration systems presented stable final effluent with turbidity lower than 0.5 NTU and apparent color lower than 15 uC. However, the filtration run of the direct filtration system was very short, due to the rapid evolution of head loss in the tested filter media. The double filtration system presented long filtration runs, slow evolution of head loss and adequate removal of color and turbidity, even for tests with raw water of worse quality, bringing great robustness to the treatment system. Mudanças na qualidade da água de mananciais superficiais têm acontecido de forma recorrente em países em desenvolvimento devido a seus acelerados processos de urbanização. Nesse sentido, é essencial que as estações de tratamento de água (ETAs) dessas regiões sejam capazes de produzir água sanitariamente segura mesmo diante de variações na qualidade da água. Em alguns casos isso pode ser obtido mediante ajustes na operação da ETA, sendo que eventualmente é necessária a reformulação do sistema de tratamento. A filtração direta descendente (FDD) é uma tecnologia de tratamento eficaz, de baixo custo e fácil operação, necessitando, contudo, que os valores de cor e turbidez da água bruta afluente sejam baixos, dentre outros requisitos. Uma forma de contornar essa limitação em mananciais com variações sazonais da qualidade da água consiste na utilização de uma unidade de pré-tratamento. Dentre as alternativas, a filtração ascendente em areia grossa – FAAG (constituindo, juntamente com a FDD, o sistema de dupla filtração - DF) – mostra grande potencial, devido também a seu baixo custo, elevada robustez e simplicidade operacional. Essa configuração permite o tratamento de água bruta de pior qualidade (em comparação com a FDD), com menor susceptibilidade a variações bruscas de qualidade, e a aplicação de taxas de filtração maiores. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é investigar alternativas para ajustar as condições operacionais e estruturais de uma ETA por FDD que trata a água de uma lagoa costeira tropical. Para isso, foram realizados ensaios em aparelho de jar test + Filtro de Laboratório de Areia (FLA) e em instalação piloto de filtração direta que podia ser operada como FDD ou como dupla filtração, sendo testadas diversas configurações de tratamento em períodos de estiagem e após a ocorrência de chuvas intensas. Os ensaios em instalação piloto mostraram que os sistemas de filtração direta e dupla filtração apresentaram efluente final estável e com turbidez inferior a 0,5 NTU e cor aparente inferior a 15 uC. No entanto, a carreira de filtração na FDD foi muito curta, devido à rápida evolução da perda de carga no meio filtrante testado. O sistema de dupla filtração apresentou carreiras de filtração longas, lenta evolução de perda de carga e remoção adequada de cor e turbidez, inclusive para ensaios com água bruta de pior qualidade, trazendo grande robustez ao sistema de tratamento. 2022-10-06T00:20:23Z 2022-10-06T00:20:23Z 2021-12-22 masterThesis SILVA, Nayara Suassuna da. Adequação das condições operacionais e estruturais de uma estação de tratamento de água por filtração direta. Orientador: Hélio Rodrigues dos Santos. 2021. 56f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49490 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL

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