APLICAÇÃO DO SOFTWARE DEFLUORIDATION NO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DESFLUORETAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS UTILIZANDO CARVÃO ATIVADO DE OSSO GRANULADO

Resumo

Muitas comunidades brasileiras, em particular no interior do estado do Rio Grande do Sul, consomem água com altas concentrações de fluoreto. A ingestão de água com níveis acima do permitido pela Portaria nº 2914/2011, do Ministério da Saúde (1,5 mg L^-1) causa uma patologia chamada de fluorose dental (mineralização defeituosa do esmalte, originada da exposição do germe dentário durante o seu processo de formação, diretamente associada à quantidade ingerida por altas concentrações de fluoreto). Diante disso, foi desenvolvido um sistema de desfluoretação para o tratamento de águas subterrâneas, utilizando carvão ativado de osso granulado como meio filtrante, no qual, após sua saturação são adicionados sais de cálcio e fósforo a fim de auxiliar no processo de desfluoretação. O sistema foi dimensionado utilizando o software Defluoridation, proposto pelo grupo de pesquisa e foi constituído por um tanque (filtro) Poly Glass® com revestimento de polietileno transparente de alta densidade e encapsulado com polímero de engenharia, que foi preenchido com 25 kg de carvão ativado de osso de diâmetro de partícula de 20 x 50 mesh, duas bombas dosadoras de reagentes, um filtro auxiliar de fibra de celulose e um reator em espiral. Instalado na Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC), bloco 12, o sistema é abastecido com água subterrânea que apresenta concentração de fluoreto entre 2,4 e 3,0 mg L^-1, com uma vazão média de 38 L/h. O mecanismo de adsorção saturou após o tratamento de 13.000 litros de água, cujos resultados médios de pH, fluoreto, condutividade elétrica, turbidez, sódio, potássio, dureza, fosfato e sólidos totais dissolvidos foram (média±desvio-padrão): 9,2±0,2, 0,17±0,32, 586,1±263,5, <0,02, 103,5±74,5, 5,0±25,5, 2,2±1,5, 3,27±3,93 e 424,9±191,0 respectivamente. A elevada variação dos resultados de fluoreto, condutividade elétrica, sódio, potássio, dureza, fosfato e sólidos totais dissolvidos é resultante dos processos de adsorção e dessorção de íons que ocorrem, especialmente no início da operação do sistema. Contudo, todos os resultados estão de acordo com os limites determinados na Portaria nº 2914/2011. Após a saturação do sistema de desfluoretação, o monitoramento foi mantido até que a concentração de fluoreto na água tratada fosse equivalente ao da agua bruta (2,4 e 3,0 mg L^-1), para completa saturação do meio adsorvente. Neste período extra, foram filtrados mais 7.000 litros, cujos valores médios de flúor foram 2,10±0,32. Cabe destacar, que no início do processo 180 litros de água foram utilizados para a purga do sistema, removendo extraíveis da coluna de carvão ativado. Na sequência deste estudo, será implementado o processo de desfluoretação por precipitação por contato, por meio da dosagem das soluções de CaCl₂ e K₂HPO₄, cujo dimensionamento de operação será realizado utilizando o software Defluoridation, desenvolvido pelo grupo de pesquisa.