DESFLUORETAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS POR ADSORÇÃO E PRECIPITAÇÃO POR CONTATO EM CARVÃO ATIVADO DE OSSO

Ronaldo Bastos dos Santos, Gisele Steil Rodrigues, Natália Bechi Meurer, Eduardo A. Lobo, Adilson Ben da Costa

Resumo


Muitas cidades brasileiras, principalmente no interior do estado do Rio Grande do Sul, utilizam água subterrânea como fonte para o sistema de abastecimento público, ao invés das águas de superfície. Estas águas podem apresentar altas concentrações de fluoreto e o consumo com concentração excessiva deste íon é apontado como a causa de uma patologia denominada fluorose dental. Desta forma, o objetivo deste estudo foi o desenvolvimento de um protótipo de sistema para desfluoretação parcial de águas subterrâneas, utilizando carvão ativado de osso como meio filtrante, no qual são adicionados sais de cálcio e fósforo a fim de auxiliar no processo de desfluoretação. Este mecanismo é descrito na literatura como precipitação por contato (DAHI, 1997; WHO, 2006). Lembrando que pela legislação vigente, Portaria nº 2914, de 12 de dezembro de 2011 do Ministério da Saúde, a concentração máxima permitida de íons fluoreto na água para consumo humano é de 1,5 mgL -1 . O sistema de desfluoretação foi construído utilizando um tanque Poly Glass®, de 23 cm de diâmetro interno, com revestimento de polietileno transparente de alta densidade e encapsulado com polímero de engenharia. Este tanque foi preenchido com 25 kg de carvão ativado de osso de diâmetro de partícula de 20 x 50 mesh, formando uma coluna de 95 cm de altura e foi instalado no campus sede da Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC), o qual é abastecido com água subterrânea que apresenta concentração de fluoreto entre 2,3 e 3,4 mgL -1 , submetido a uma vazão de operação de 300 Lh -1, correspondendo a uma taxa de filtração da ordem de 3,6 m 3 m -2 h -1 . O processo de desfluoretação iniciou pelo mecanismo de adsorção até a saturação do carvão ativado pelos íons do F - . A partir deste momento o processo foi conduzido pelo mecanismo de precipitação por contato. Para isso, foram acionadas as bombas dosadoras das soluções de CaCl 2  (4 gL -1 ) e K 2 HPO 4  (4 gL -1 ), com vazões de 1,3 e 2,0 Lh -1 , respectivamente. Um reator em espiral foi utilizado para auxiliar na mistura dos reagentes que, ao entrarem no filtro principal, promovem a reação de precipitação. Durante o processo de desfluoretação foram monitoradas as variáveis pH, condutividade elétrica, turbidez, fluoreto, cloreto, fosfato, sódio, cálcio e potássio na água subterrânea bruta e tratada, segundo as metodologias analíticas descritas em APHA (2005). Ao todo foram tratados 54.837 L de água, dos quais 39.948 L pelo mecanismo de adsorção e 14.889 L pelo mecanismo de precipitação por contato, dos quais 13.787 L ficaram dentro do limite permitido, sendo necessários apenas 1.102 L para estabilizar o sistema após a adição dos reagentes. O valor para montagem do sistema ficou em torno de R$ 2.095,00 e o custo de operação em 0,105 R$m -3 . Portanto, os resultados obtidos neste estudo comprovam a eficiência do processo de precipitação por contato e apontam como uma alternativa promissora para o desenvolvimento de sistemas de desfluoretação de águas subterrâneas, apresentando desempenho significativamente superior ao obtido por processos convencionais de adsorção em carvão ativado de osso. Cabe ressaltar que, estudos adicionais estão sendo desenvolvidos para avaliar este sistema mediante diferentes ciclos de tratamento, de forma a produzir um manual técnico de operação adequado as diferentes realidades de cada sistema de abastecimento público.

 

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