Filtração em sedimento do mar como pré-tratamento a osmose inversa

Abstract

É crescente a preocupação mundial com relação à carência dos recursos hídricos em função da poluição por processos antrópicos e do crescimento populacional desenfreado. A água doce em sua forma potável é um recurso encontrado em situação de escassez em algumas regiões. Dessa forma, fontes alternativas como a água dos oceanos (salinidade superior a 30?) são opções à falta de água doce (salinidade inferior a 0,5?). Para tornar-se própria ao consumo humano, a água dos oceanos necessita sofrer o processo de dessalinização. Esse processo pode ser realizado por meio de técnicas de separação térmica ou técnicas de separação por membrana, ambas são classificadas como não convencionais. Dentre as técnicas de separação por membranas destaca-se a Osmose Inversa (OI). Um fator preponderante na utilização correta deste tipo de membranas é a adequação da água utilizada a níveis de qualidade satisfatórios às membranas de OI. Dentro deste contexto, a presente dissertação tem por objetivo avaliar a técnica de filtração em areia de praia, como um pré-tratamento à OI na produção de água potável. A técnica tem o intuito de preparar a água para as membranas de OI, utilizando a areia do mar como meio filtrante. Dessa forma, foram analisados dois sistemas de captação de água salina: um poço de captação vertical e um sistema de captação angular, ambos situados na Barra da Lagoa, Município de Florianópolis, SC. Foram realizadas análises da água bruta e da água após a filtração nos bancos de areia pelos dois sistemas. A caracterização da água foi feita por meio da análise de parâmetros físico-químicos, SDI (silt density index) e óleos e graxas. O sistema de captação vertical não apresentou resultados satisfatórios às membranas de OI, uma vez que a mistura da água salina com o lençol de água doce provocou um aumento nos parâmetros que relacionam a quantidade de matéria orgânica na água produzida. Este fato que pode ser verificado pela cor verdadeira que apresentou valores entre 100 e 550 uH e o carbono orgânico dissolvido que apresentou valores entre 5 e 16 mg.L-1. Por sua vez, o sistema de captação angular apresentou remoção maior de sólidos suspensos com média de 0,15 uT e 5,3 uH para turbidez e cor aparente, respectivamente. O sistema de filtração angular também apresentou remoção de 16,25% para o carbono orgânico dissolvido e nesta pesquisa apresentou resultados de qualidade mais satisfatórios quando comparado ao sistema vertical.

Abstract : Considering the global concern about the scarcity of fresh water due to pollution by human activity and unbridled population growth, fresh water proper to human consumption is a natural resource found in shortage. Thus, others sources such as ocean water (salinity above 30?) shows as alternative to lack of fresh water (salinity less than 0,5?). To become proper for human consumption oceans water need to be treated by desalination process. This process can be carried out by thermal separation techniques or membrane separation techniques, both processes uses non-conventional processes for water treatment. Among the desalination techniques, the Reverse Osmosis (RO) shows as one of the main ways in obtaining fresh water. A preponderant factor in the correct use of this type of technology, is the adequacy of the raw water to required quality levels of RO membranes. In this context, the present dissertation aims to evaluate the technique of sand beach filtration, as a pretreatment to RO membranes in the production of drinking water. The technique of sand beach filtration is used to produce water for RO membranes, using the sea sand as filter media. In this way, two systems of saline water abstraction will be analyzed: a vertical abstraction well and a horizontal abstraction system, both located in Barra da Lagoa, Florianópolis, SC. Raw water and water analysis will be carried out after filtration in the sandbanks by the two systems. The characterization of the water will be done through the analysis of physical-chemical parameters, SDI (silt density index) and oils and greases. The vertical intake system did not present satisfactory results to the OI membranes, while the blending saline water with the under groundwater caused an increase in the parameters that relate the amount of organic matter in the water produced by the well. This fact can be verified by the true color that presented values between 100 and 550 uH and the dissolved organic carbon that presented values between 5 and 16 mg.L-1. In turn, the angular intake system showed efficient removal of suspended solids and also more stable results over time. This fact can be verified by turbidity and apparent color, which presented a mean of 0.15 uT and 5.3 uH, respectively. The angular filtration system also presented removal of 16,25% for dissolved organic carbon and in this research presented more satisfactory quality results when compared to the vertical system.