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Universidade do Minho

Escola de Engenharia

André da Silva Rodrigues

Desempenho de um sistema de filtração

lenta de água em argila expandida e geotêxtil

Novembro de 2014

Dissertação de Mestrado

Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Trabalho Efetuado sob a orientação do

Professor Doutor Júlio F. Ferreira da Silva

André da Silva Rodrigues

Desempenho de um sistema de filtração

lenta de água em argila expandida e geotêxtil

Novembro de 2014

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

i

AGRADECIMENTOS

A presente dissertação de mestrado assinala o desfecho de uma etapa relevante e longa do

meu percurso académico e, assim, não posso deixar de agradecer a algumas pessoas e

entidades que contribuíram de forma importante e essencial para o meu sucesso.

Primeiramente, ao Professor Doutor Júlio Fernando Ferreira da Silva, pela sua orientação

ao longo da realização desta dissertação. O seu apoio e disponibilidade foi uma constante

em todo o processo.

Ao Técnico de Laboratório de Hidráulica, João Rui Mendes Oliveira, pela sua cooperação

em vários momentos importantes e pelo acompanhamento dos trabalhos experimentais.

À ARGEX pela disponibilização da argila expandida utilizada neste estudo, pela brevidade

de resposta quando solicitada e pelos dados disponibilizados, essenciais para a

compreensão de alguns resultados obtidos.

Aos docentes do Mestrado de Engenharia Civil da Universidade do Minho, pela passagem de conhecimentos, essenciais para a conclusão do curso e para a vida profissional.

Aos meus amigos Diogo Sousa, Julien Domingues, João Gonçalves, Luís Freitas e Luís

Silva, colegas de curso, pelo apoio, pela amizade e pelo incentivo em todo este trajeto e à

Raquel Monteiro e Sara Ferreira, pela amizade.

Por fim, aos meus pais pelo esforço e dedicação, aos meus irmãos e à minha família, pelo

apoio dado em todas as fases da minha vida.

iii

RESUMO

A filtração lenta é um processo de tratamento de água com uma vasta aplicação desde há

bastantes anos a esta parte. A presente dissertação destina-se a estudar o desempenho de

um filtro lento de argila expandida com mantas geotêxtil, mais concretamente avaliar a

variação de alguns parâmetros indicadores da qualidade da água, antes e após a filtração.

A instalação experimental foi realizada no Laboratório de Hidráulica e Recursos Hídricos

do Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Minho, em Azurém, Guimarães.

Os parâmetros de qualidade da água medidos foram a turvação, o pH, a condutividade

elétrica, a temperatura e o oxigénio dissolvido. A turvação da água foi conseguida pela

adição de lodo ao sistema.

O caudal médio do filtro foi de cerca de 0,37 m3/h, variando entre 0,22 e 0,73 m3/h. A taxa

de filtração manteve-se entre 4,13 e 13,90 m/dia.

Relativamente à turvação medida, obteve-se eficiências de redução máximas superiores a

90%, mas a eficiência de redução mínima foi apenas 37%, aproximadamente. O maior pico

de turvação da água recirculada foi cerca de 64 UNT, mantendo-se a média deste parâmetro

em cerca de 8 UNT. Apesar da turvação elevada do tanque de água bruta, conseguiu-se

obter um efluente com turvação média de 0,62 UNT e de mínimo 0,22 UNT.

Os valores médios do pH obtidos durante o estudo foram 9,89, tanto para a água filtrada

como para a água recirculada.

Palavras-chave: filtração de água, biofiltração, argila expandida, filtração lenta com argila

expandida, Filtração com mantas geotextil.

v

ABSTRACT

The slow filtration is a water treatment process with a broad application since many years

ago. The purpose of this dissertation is to study the performance of a slow filter made with

expanded clay and geotextile, more specifically, to evaluate the variation of some water

quality parameters, before and after filtration.

The experimental installation was installed in Azurém, Guimarães. Turbidity, pH, electrical

conductivity, temperature and dissolved oxygen were the water quality parameters

measured. The turbidity of water was achieved by the addition of mud to the system.

The average flow was approximately 0,37 m3/h, ranging between 0,22 and 0,73 m3/h. The

filtration rate remained between 4,13 and 13,90 m/dia.

The maximum reduction of turbidity was higher than 90%, but the minimum was just about

37%. The higher turbidity of the raw water was about 64 NTU and the average of this

parameter was, approximately, 8 NTU. Despite high turbidity in raw water tank, the

turbidity effluent average was 0,62 NTU and the minimum was 0,22 NTU

In this study, the pH average was 9,89 in raw water and filtered water.

Keywords: water filtration, biofiltration, expanded clay, slow filtration with expanded clay,

filtration with geotextile.

vii

ÍNDICE GERAL

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 1

1.1. Enquadramento e relevância do tema.................................................................... 1

1.2. Objetivos ............................................................................................................... 2

1.3. Estrutura da dissertação ......................................................................................... 2

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................... 5

2.1 Caraterísticas da água bruta e a necessidade do tratamento da mesma para consumo

humano ............................................................................................................................. 5

2.1.1 Definição e origem da Turvação ......................................................................... 9

2.2 Filtração .................................................................................................................... 11

2.2.1 Filtração lenta em areia ...................................................................................... 12

2.2.2 Filtração em argila expandida ............................................................................ 17

2.2.3 Filtração com mantas ......................................................................................... 18

2.3 Operação e manutenção de filtros lentos de areia .................................................... 19

2.3.1 Limpeza de filtros lentos ................................................................................... 20

3. Procedimento Experimental ....................................................................................... 22

3.1 Introdução................................................................................................................. 22

3.2 Argila Expandida...................................................................................................... 22

3.3 Local de recolha da água bruta/lodo ........................................................................ 29

3.3.1 Qualidade da água bruta/lodo ............................................................................ 31

3.4 Equipamento de medição...................................................................................... 33

3.4.1 Medição da Turvação ........................................................................................ 34

3.4.2 Medição da Condutividade ................................................................................ 36

viii

3.4.3 Medição do pH .................................................................................................. 39

3.4.4 Medição do Oxigénio Dissolvido (OD) ............................................................. 40

3.4.5 Medição da Temperatura ................................................................................... 41

3.5 Material Utilizado nos procedimentos experimentais .............................................. 41

3.6 Tarefas Preliminares ................................................................................................. 42

3.6.1 Lavagem da argila expandida ............................................................................ 43

3.6.2 Calibração dos equipamentos de medição ......................................................... 45

3.7 Instalação Experimental ........................................................................................... 47

3.8 Descrição dos trabalhos realizados .......................................................................... 53

4. Resultados e discussão dos mesmos ........................................................................... 59

4.1 Turvação ................................................................................................................... 59

4.2 Parâmetros Físico – Químicos de Controlo.............................................................. 65

4.2.1 Condutividade elétrica ....................................................................................... 65

4.2.2 pH ...................................................................................................................... 71

4.2.3 Oxigénio dissolvido ........................................................................................... 75

4.2.4 Temperatura ....................................................................................................... 78

4.3 Caudal e taxa de filtração ......................................................................................... 81

5. Conclusões e desenvolvimentos futuros ..................................................................... 85

5.1 Conclusões ............................................................................................................... 85

5.2 Desenvolvimentos futuros ........................................................................................ 89

Bibliografia ........................................................................................................................ 91

Anexos ............................................................................................................................... 95

x

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 – Impurezas geralmente presentes na água bruta proveniente de massas de água

superficiais (Di Bernardo et al., 1999). ................................................................................ 6

Figura 2.2 – Dimensões das partículas presentes na água bruta e processos de tratamento

eficazes para a remoção das mesmas (Levine et al., 1985). .............................................. 11

Figura 2.3 – Timeline dos principais eventos relacionados com filtros lentos de areia (FLA)

(Adaptado de Haig et al., 2011). ........................................................................................ 12

Figura 2.4 – Configuração geral de um filtro lento. .......................................................... 14

Figura 2.5 – Esquema de reposição da areia no filtro lento (Slow Sand Filtration, 1991).

............................................................................................................................................ 21

Figura 3.1 – Sacos de 50 L de argila expandida 2-4 e 3-8. ................................................ 22

Figura 3.2 – Argila expandida ARGEX. ............................................................................ 23

Figura 3.3 – Argila expandida 0-2, 2-4 e 3-8. .................................................................... 29

Figura 3.4 – Local de recolha da água bruta/lodo e laboratório. ....................................... 30

Figura 3.5 – Pequeno trecho da ribeira. ............................................................................. 31

Figura 3.6 - Pequenos organismos presentes na água bruta da ribeira. ............................. 32

Figura 3.7 – Aspeto do lodo utilizado para as fases de turvação da água. ......................... 33

Figura 3.8 – HACH HQ 40d. ............................................................................................. 33

Figura 3.9 – Turbidímetro HACH 2100Q is e cubetas. ..................................................... 34

Figura 3.10 – Ecrã do turbidímetro HACH 2100Q is ........................................................ 36

Figura 3.11 – HYDROLAB MiniSonde 4a. ...................................................................... 38

Figura 3.12 – HYDROLAB MiniSonde 5. ........................................................................ 38

Figura 3.13 – Medidor multi-parâmetro HQ 40d e sonda CDC401 R............................... 39

Figura 3.14 – Medidor multi-parâmetro HQ 40d e sonda PHC301. .................................. 40

Figura 3.15 – Medidor multi-parâmetro HQ 40d e LDO R. .............................................. 40

Figura 3.16 – Medidor multi-parâmetro HQ 40d e LDO................................................... 41

Figura 3.17 – (a) Furos na parte inferior do saco; (b) Lavagem da argila com saco de pé.

............................................................................................................................................ 43

Figura 3.18 – Saco de filtro................................................................................................ 44

Figura 3.19 – (a) ARGEX 0-2 antes da lavagem; (b) ARGEX 0-2 depois de lavada. ...... 45

Figura 3.20 – Calibração da condutividade (Software Hydras 3LT). ................................ 46

Figura 3.21 – (a) Soluções para a calibração da condutividade (84 e 1413 μS/cm); (b)

Calibração do pH da sonda MS5. ...................................................................................... 46

xi

Figura 3.22 – Amostras de calibração de 10, 20, 100 e 800 UNT. .................................... 47

Figura 3.23 – Perfil do tanque (filtro de argila expandida). ............................................... 48

Figura 3.24 – (a) Colocação da primeira camada; (b) Colocação da última camada; (c) Filtro

de argila expandida depois da colocação das mantas geotêxtil. ........................................ 49

Figura 3.25 – Argila expandida fazendo as mantas geotêxtil flutuar. ............................... 50

Figura 3.26 - Configuração final do filtro de argila expandida. ........................................ 51

Figura 3.27 - Instalação experimental (Software SketchUp). ............................................ 52

Figura 3.28 – Colher de lodo para a turvação da água. ...................................................... 54

Figura 3.29 – (a) Garrafão de água antes da turvação; (b) Garrafão de água turvada, depois

de adicionado o lodo. ......................................................................................................... 54

Figura 3.30 – Limpeza das células de amostra com ácido nítrico 65% e pipeta. .............. 55

Figura A.1 – (a) Filtro de areia completo; (b) Filtro de areia sem camada de granulometria

fina. ...................................................................................................................................... 1

Figura A.2 – (a) Fundo do filtro com água e godo; (b) Fundo do filtro praticamente limpo.

.............................................................................................................................................. 2

Figura A.3 – Mantas geotêxtil antes da lavagem. ................................................................ 3

Figura A.4 – Manta geotêxtil depois da lavagem. ............................................................... 3

Figura A.5 – Mantas geotêxtil fixas à armadura de suporte. ............................................... 4

Figura A.6 – (a) Tanque de água bruta antes da limpeza; (b) Tanque de água bruta depois

da limpeza. ........................................................................................................................... 5

xii

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 2.1 – Alguns requisitos de qualidade das águas doces superficiais destinadas à

produção de água para consumo humano (Adaptado do Dec. Lei nº 236/98 de 1 de Agosto).

.............................................................................................................................................. 7

Tabela 2.2 – Alguns valores paramétricos para a água destinada ao consumo humano

(Adaptado do Dec. Lei nº 306/2007). .................................................................................. 8

Tabela 2.3 - Alguns requisitos de qualidade da água para consumo humano (Adaptado do

Dec. Lei nº 236/98). ............................................................................................................. 8

Tabela 2.4 – Qualidade recomendável da água para filtração lenta (Di Bernardo et al.,

1999). ................................................................................................................................... 8

Tabela 2.5 – Classificação de parâmetros das águas brutas superficiais (OPS/CEPIS, 2005).

.............................................................................................................................................. 9

Tabela 2.6 – Outros parâmetros indicadores da qualidade da água obtidos por Injai (2013)

............................................................................................................................................ 15

Tabela 2.7 – Atividades de operação e manutenção de filtros lentos (Di Bernardo et al.,

1999). ................................................................................................................................. 19

Tabela 3.1 – Caraterísticas Técnicas dos três tipos de ARGEX Filtrante (Adaptado de

(ARGEX)) .......................................................................................................................... 24

Tabela 3.2 – Propriedades das argilas expandidas utilizadas (Adaptado de catálogos da

ARGEX). ........................................................................................................................... 24

Tabela 3.3 – Composição química das argilas expandidas 0-2, 2-4 e 3-8 (Adaptado de

catálogos da ARGEX)........................................................................................................ 25

Tabela 3.4 – Dados para desenhar a curva granulométrica (ARGEX 0-2). ....................... 26



Tabela 3.7 – Resumo das frequências de medição para cada parâmetro de qualidade. ..... 56

Tabela 4.1 – Alguns valores relevantes acerca dos dados totais da turvação da água

recirculada/filtrada - Modo de leitura normal/média de sinal (Valores em UNT). ........... 61

Tabela 4.2 – Valores médios diários de turvação e reduções percentuais de turvação. .... 62

Tabela 4.3 – Valores médios diários da condutividade e temperatura (sonda CDC401 R).

............................................................................................................................................ 68

Tabela 4.4 – Valores médios diários da condutividade e temperatura do afluente e efluente

(MS5 e MS4a) (Valores da condutividade em µS/cm e de temperatura em °C). .............. 69

xiii

Tabela 4.5 – Valores médios diários do pH e temperatura (medidos com sensor PHC301).

............................................................................................................................................ 73

Tabela 4.6 – Valores de pH e temperatura do filtro de areia. ............................................ 75

Tabela 4.7 – Resumo dos valores mínimo, máximo e médio do oxigénio dissolvido. ...... 76

Tabela 4.8 – Valores mínimos, máximos e médios da temperatura. ................................. 81

Tabela 4.9 - Taxa de filtração média diária (m/dia). .......................................................... 82

xiv

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 3.1 – Curva granulométrica da ARGEX 0-2. ....................................................... 28



Gráfico 4.1 - Variação da turvação da água filtrada e da água recirculada (modo de leitura

normal). .............................................................................................................................. 59

Gráfico 4.2 - Valores médios diários de turvação da água filtrada e recirculada .............. 64

Gráfico 4.3 – Valores médios diários da eficiência de remoção da turvação. ................... 65

Gráfico 4.4 – Variação da condutividade elétrica e da temperatura ao longo do estudo

(sonda CDC401 R). ............................................................................................................ 66

Gráfico 4.5 - Tendência dos valores médios diários da condutividade e da temperatura

(MS5 e MS4a). ................................................................................................................... 70

Gráfico 4.6 - Variação do pH da água filtrada e da água recirculada. ............................... 71

Gráfico 4.7 - pH vs temperatura – linhas de tendência. ..................................................... 72

Gráfico 4.8 - Variação dos valores médios diários de pH e temperatura (medidos com

sensor PHC301). ................................................................................................................ 74

Gráfico 4.9 - Variação do oxigénio dissolvido e da temperatura (sonda LDO R)............. 76

Gráfico 4.10 - Variação do oxigénio dissolvido e da temperatura (sonda LDO). ............. 77

Gráfico 4.11 – Variação da temperatura da água filtrada (temperatura em °C). ............... 78

Gráfico 4.12 – Variação da temperatura da água recirculada (temperatura em °C). ......... 80

Gráfico 4.13 – Variação do caudal e da taxa de filtração. ................................................. 82

xv

SIMBOLOGIA � – Área de filtração (em planta)

Di – Abertura do peneiro � % - Eficiência de remoção da turvação, em percentagem

Q – Caudal

S – Área

– Taxa de filtração � – Tempo, em segundos, que demora a encher 1 litro, à saída do filtro de argila expandida � – Tempo, em segundos, que demora a encher 2 litros, à saída do filtro de argila expandida �á � � �� =� – Turvação da água recirculada no momento x, em UNT

�á � �� =� – Turvação da água filtrada no momento x, em UNT

v – Velocidade de escoamento

V – Volume

xvi

ABREVIATURAS

CAG – Carvão ativado granular

CQO – Carência química de oxigénio

ETA - Estação de Tratamento de Água

OD – Oxigénio Dissolvido

RST - Rapidly Settling Turbidity

UNT – Unidade Nefelométricas de Turvação

VMA – Valor máximo admissível

VMR – Valor máximo recomendado

1

1. INTRODUÇÃO

1.1. Enquadramento e relevância do tema

Desde há alguns séculos a esta parte, existe um cuidado acerca da qualidade da água

existente no planeta mas, com o desenvolvimento das civilizações, esta preocupação

tornou-se cada vez mais essencial. É importante destacar que as mais variadas formas de

vida existentes necessitam de água para sobreviver sendo que cerca de 75% do corpo

humano é constituído por água. A água funciona no nosso corpo como um regulador de

temperatura e como transporte de nutrientes, entre outros benefícios.

O acesso à água para consumo é, em muitos dos casos, difícil pois, nem toda a água

disponível no planeta é facilmente tratada para os mais diversos consumos. Vários autores

estimam que 97 % da água existente na Terra seja água salgada e apenas os restantes 3 %

representem a água doce disponível sendo que grande parte se encontra sob a forma de gelo

e apenas cerca de 0,3 % desta é diretamente aproveitável. A água que apresenta mais

facilidades no tratamento para consumo humano é a água doce pois a água salgada tem de

ser submetida a processos de tratamento complexos e de custo elevado. Em pleno século

XXI e, apesar de todos os esforços, ainda existem milhões de pessoas que têm dificuldades

em aceder a água tratada. Mesmo em cidades como o Dubai, devido ao rápido

desenvolvimento, o acesso à água potável para consumo nem sempre é facilitado devido às

condições climatéricas, estando-se a desenvolver esforços e novas técnicas para ultrapassar

este desafio. Torna-se essencial o acesso a água potável para consumo.

Para o consumo humano há a necessidade de uma água pura e saudável, isto é, livre de

matéria suspensa visível, cor, gosto e odor, de quaisquer organismos capazes de provocar

enfermidades e de quaisquer substâncias orgânicas ou inorgânicas que possam produzir

efeitos fisiológicos prejudiciais (Richter et al., 1991).

O tratamento da água para consumo é realizado nas Estações de Tratamento de Água (ETA)

depois de esta ser captada de uma dada massa de água bruta. A escolha do conjunto de

processos de tratamento é um sistema complexo que depende, em primeiro lugar, da

qualidade da água bruta captada. Logicamente, massas de água de baixa qualidade, com

concentrações elevadas de sólidos suspensos e bactérias por exemplo, terão de ser alvo de

processos de tratamento mais complexos em relação a uma água de boa qualidade e

2

límpida. Um dos processos de tratamento que se utiliza nas ETA para tratar a água bruta é

a filtração.

A filtração carateriza-se por um processo físico e biológico que pode ocorrer após outras

etapas de tratamento mas pode funcionar, também, como a única etapa de tratamento que

precede a desinfeção. A filtração pode se considerar como rápida ou lenta e pode conter

vários tipos de materiais como meio filtrante, para além de poder ser uma etapa de

tratamento mais eficaz com a inserção de carvão ativado granular, argila expandida ou

mantas geotêxtil, por exemplo.

Este trabalho irá debruçar-se sobre o processo de filtração lenta em argila expandida que

apresenta imensas vantagens quando aplicado de forma correta para tratar águas para

consumo humano. Existem imensos estudos sobre a filtração lenta mas nunca é de mais

perceber a evolução da remoção dos vários constituintes da água bruta e estudar novas

potencialidades deste processo de tratamento.

1.2. Objetivos

Neste trabalho de investigação pretende-se conhecer melhor as potencialidades da filtração

lenta. Como já existem muitos trabalhos acerca da filtração lenta em areia, além deste meio

filtrante, o objetivo passa por estudar este processo de tratamento com argila expandida

como meio filtrante. Sendo assim, os principais objetivos que se pretendem atingir são:

Desenvolvimento de um modelo da variação dos parâmetros indicadores da qualidade

da água pH, condutividade elétrica, oxigénio dissolvido (OD), temperatura e,

principalmente, a turvação para o meio filtrante – argila expandida;

Avaliação da eficiência de remoção da turvação na filtração lenta em argila expandida;

Avaliar a relação entre os vários parâmetros indicadores da qualidade da água em

estudo;

Comparação dos resultados obtidos com resultados anteriores.

É desejável que, no final deste estudo, este seja relevante para a perceção sobre a

importância e as capacidades/vantagens que a filtração lenta em argila expandida pode

oferecer.

1.3. Estrutura da dissertação

3

Além deste capítulo introdutório, onde se apresenta uma introdução ao tema em estudo, os

objetivos do estudo e a estrutura da dissertação, esta dissertação é constituída ainda por

mais 4 capítulos – Revisão bibliográfica, Procedimento experimental, Resultados e

discussões e, por ultimo, as conclusões e desenvolvimentos futuros.

No capítulo 2, revisão bibliográfica, apresenta-se uma pequena revisão do estado da arte

onde se pode atentar em alguns estudos de filtração lenta e conclusões de outros autores.

No capítulo 3, método experimental, são enumeradas as características da argila expandida,

é feita a caraterização do local onde se recolheu água bruta e o lodo e é feita a listagem e

caraterização dos vários equipamentos de medição utilizados na fase prática deste estudo.

Ainda neste capítulo, também se enumeram os vários materiais usados neste trabalho, bem

como as tarefas preliminares à operação do filtro. Por último, pode-se atentar à instalação

experimental e faz-se a descrição da metodologia experimental de modo a recolher os dados

necessários.

No capítulo 4, resultados e discussão dos mesmos, apresentam-se os dados recolhidos e

medidos pelos diferentes equipamentos de medição. Estes dados são apresentados em

forma de tabelas e gráficos sendo que a maior parte dos mesmos encontra-se em anexo.

Neste capítulo é feita, ainda, uma análise à evolução dos parâmetros de qualidade da água

medidos.

No capítulo 5, conclusões e recomendações, apresentam-se as principais conclusões da

dissertação e sugestões para desenvolvimentos futuros.

5

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Caraterísticas da água bruta e a necessidade do tratamento da

mesma para consumo humano

Segundo Brito et al. (2010) a oferta de água doce bruta para consumo pode ter origem em

águas subterrâneas ou massas de água superficiais. A escolha entre estas duas opções

prende-se com dois aspetos importantes:

Dimensão da população servida;

Presença de aquíferos e das suas funções estratégicas em zonas sujeitas a

secas.

De acordo com Coelho et al. (2002) e Brito et al. (2010) os constituintes prejudiciais à

saúde presentes na água para abastecimento podem ser de origem natural ou de origem

antropogénica como atividades industriais ou agrícolas. Ainda segundo Brito et al. (2010),

devido à presença destes contaminantes, a água bruta pode não cumprir os requisitos legais,

pelo que deve ser alvo de tratamento prévio antes de ser consumida.

As águas subterrâneas são geralmente isentas de microrganismos patogénicos e com

menores teores de matéria orgânica, mas podem conter elevados teores em sais dissolvidos,

ferro, manganês e nitratos. As de origem superficiais têm uma maior variedade e

variabilidade de contaminantes químicos e biológicos, em alguns casos potencialmente

patogénicos (Brito et al., 2010).

De acordo com Brito et al. (2010), a seleção do processo de tratamento é uma tarefa

complexa já que depende de alguns aspetos como:

As caraterísticas da água bruta;

Os requisitos de qualidade e quantidade exigidos à água tratada;

As condições físicas e económicas;

A flexibilização do tratamento com vista a alterações futuras e/ou ampliações;

A importância da minimização do impacto ambiental (energia consumida e resíduos

produzidos durante os processos de tratamento);

As caraterísticas dos sistemas de distribuição.

6

Segundo Di Bernardo et al. (1999), a água bruta proveniente de massas de água superficiais

contêm, geralmente, material flutuante, material em suspensão como areia fina, silte ou

argila e matéria orgânica natural, como se pode observar na Figura 2.1. Certos organismos

prejudiciais à saúde pública como vírus ou bactérias também podem fazer parte destes

mesmos corpos de água pelo que é essencial adotar um processo de tratamento eficaz.

Figura 2.1 – Impurezas geralmente presentes na água bruta proveniente de massas de água

superficiais (Di Bernardo et al., 1999).

De acordo com Richter et al. (1991), as impurezas em suspensão habitualmente presentes

nas águas brutas são as algas e os protozoários que podem causar sabor, odor, cor ou

turvação para além de resíduos industriais e domésticos. Além destas impurezas, a água

bruta também apresenta impurezas no estado coloidal como bactérias e vírus que podem

ser patogénicos além de substâncias de origem vegetal que provocam uma alteração de cor,

acidez e sabor na água bem como sílica e argilas que originam um aumento de turvação da

água. Os mesmos autores consideram, também, a presença de substâncias dissolvidas na

água, que originam a alteração da qualidade da mesma.

Sendo assim, é importante assegurar que a água captada apresente qualidade e respeite as

normas em vigor para que o processo de tratamento da mesma não seja interrompido, o que

poderia trazer transtornos às populações bem como contratempos, principalmente nos

custos, para as empresas gestoras das Estações de Tratamento de Água (ETA). O Dec. Lei

nº 236/98 de 1 de Agosto estabelece normas, critérios e objetivos de qualidade com a

finalidade de proteger o meio aquático e melhorar a qualidade das águas em função dos

seus principais usos. No Anexo I do Decreto-Lei supracitado podem-se conhecer os

parâmetros de qualidade que as águas doces superficiais destinadas à produção de água

para consumo humano devem respeitar. Consoante a sua qualidade, as águas superficiais

7

destinadas à produção de água para consumo humano são classificadas nas categorias A1,

A2 e A3, de acordo com as normas de qualidade fixadas no anexo I, a que correspondem

esquemas de tratamento tipo distintos, definidos no anexo II, para as tornar aptas para

consumo humano (Dec. Lei nº 236/98 de 1 de Agosto). As categorias ou classes a que

correspondem tipos de tratamento das águas superficiais são:

Classe A1 – Tratamento físico e desinfeção;

Classe A2 – Tratamento físico e químico e desinfeção;

Classe A3 – Tratamento físico, químico de afinação e desinfeção.

Na tabela 2.1, pode-se atentar em alguns dos mais importantes parâmetros de qualidade da

água superficial por classe de tratamento. É importante clarificar as siglas VMR e VMA

que representam, respetivamente, o valor máximo recomendado e o valor máximo

admissível de cada parâmetro.

Tabela 2.1 – Alguns requisitos de qualidade das águas doces superficiais destinadas à produção de água para consumo humano (Adaptado do Dec. Lei nº 236/98 de 1 de Agosto).

Parâmetro Classe A1 Classe A2 Classe A3

VMR VMA VMR VMA VMR VMA pH, 25 °C 6,5 – 8,5 - 5,5 – 9,0 - 5,5 – 9,0 Cor (mg/l) 10 20 50 100 50 200

Sólidos Suspensos Totais (SST) (mg/l) 25 - - - - - Temperatura (°C) 22 25 22 25 22 25

Condutividade (µS/cm) 1000 - 1000 - 1000 - Ferro dissolvido (mg/l Fe) 0,1 0,3 1 2 1 -

Manganês (mg/l Mn) 0,05 - 0,1 - 1 - Pesticidas Totais (µg/l) - 1 - 2,5 - 5

Carência Química de Oxigénio (CQO) (mg/l O2)

- - - - 30 -

Oxigénio Dissolvido (OD) (% de saturação de O2)

70 - 50 - 30 -

Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO5) (mg/l O2) 3 - 5 - 7 - Coliformes Totais (/100 ml) 50 - 5000 - 50000 -

Coliformes Fecais ou Termotolerantes (/100 ml)

20 - 2000 - 20000 -

O Dec. Lei nº 236/98 de 1 de Agosto não estabelece, diretamente, qualquer restrição quanto

à turvação da água bruta que será posteriormente tratada, fornecendo apenas valores limite

para parâmetros que estão intimamente relacionados com a turvação da água como é o caso

dos sólidos suspensos totais.

8

No que diz respeito à água para consumo, o Dec. Lei nº 306/2007 especifica os valores

paramétricos para a água destinada ao consumo humano. Na tabela 2.2 podem ver-se alguns

desses valores paramétricos.

Tabela 2.2 – Alguns valores paramétricos para a água destinada ao consumo humano (Adaptado do

Dec. Lei nº 306/2007).

Valor Paramétrico Cor mg/l (escala Pt-Co) 20

Turvação UNT 4,0 pH Escala de Sorensen 6,5 - 9,0

Condutividade µS/cm 2500 Ferro mg/l Fe 0,2

Manganês mg/l Mn 0,05

Por outro lado, segundo o Dec. Lei nº306/2007, no caso de águas superficiais, o valor

paramétrico da turvação aquando da saída do tratamento deve ser de 1,0 UNT.

Este Dec. Lei é omisso em relação a outros parâmetros de qualidade da água para consumo,

presentes no Dec. Lei nº 236/98, tal como se pode observar na tabela 2.3.

Tabela 2.3 - Alguns requisitos de qualidade da água para consumo humano (Adaptado do Dec. Lei nº 236/98).

VMR VMA

Parâmetros físico-químicos Sólidos suspensos totais mg/l - 1500

Temperatura °C 12 25

De acordo com Di Bernardo et al. (1999), a água antes de entrar num filtro, deve apresentar

as características que constam na tabela 2.4.

Tabela 2.4 – Qualidade recomendável da água para filtração lenta (Di Bernardo et al., 1999).

Caraterísticas da água (Di Bernardo, 1993) Cleasby (1991) Turvação (UNT) 10 5

Cor verdadeira (uC) 5 - Ferro (mg/l Fe) 1 0,3

Manganês (mg/l Mn) 0,2 0,05 Coliformes Totais (NMP/100ml) 1000 -

Na tabela 2.4, a cor é apresentada como unidades de cor e os coliformes totais são expressos

como número mais provável por 100 mililitros.

Segundo OPS/CEPIS (2005), no caso de a poluição industrial da água bruta ser nula ou

muito reduzida, os parâmetros de qualidade da água que se deve ter em conta são a turvação,

9

a cor e os coliformes fecais ou termotolerantes. Ainda de acordo com a mesma publicação,

estes mesmos parâmetros das águas brutas superficiais podem ser classificados segundo

um intervalo de valores específico como se pode verificar na tabela 2.5.

Tabela 2.5 – Classificação de parâmetros das águas brutas superficiais (OPS/CEPIS, 2005).

Baixo Intermédio Alto Turvação (UNT) < 10 10 – 20 20 – 70

Cor (mg/l) < 20 20 – 30 30 – 40 Coliformes fecais (/100 ml) < 500 500 – 10000 10000 – 20000

2.1.1 Definição e origem da Turvação

A turvação é um importante parâmetro visual da qualidade da água e será alvo de um estudo

cuidadoso no decorrer desta dissertação.

Von Sperling (1996) concluiu que a turvação representa o grau de interferência da

passagem da luz através da água sendo que os sólidos em suspensão de origem orgânica e

inorgânica conferem uma aparência turva à água.

A turbidez é uma caraterística da água devida à presença de partículas suspensas na água

com tamanho variando desde suspensões grosseiras aos coloides, dependendo do grau de

turbulência. A presença dessas partículas provoca a dispersão e a adsorção da luz, dando à

água uma aparência nebulosa, esteticamente indesejável e potencialmente perigosa (Richter

et al., 1991). Segundo Dantas (2004), a forma como a água interfere na transmissão da luz,

em amostras que contêm partículas em suspensão, está relacionada com as características

das partículas (tamanho, forma e composição) e com o comprimento de onda da luz

incidente.

Richter et al. (1991) concluíram que os aparelhos mais eficazes e mais utilizados que

medem a turvação são os nefelómetros. Estes são aparelhos que medem a reflexão da luz

incidente pelas partículas. O nefelómetro mais utilizado é o turbidímetro que mede a

turvação da água em unidades nefelométricas de turvação (UNT). Em alguma bibliografia,

a turvação pode estar expressa em NTU (Nephelometric Turbidity Units) ou em uT

(Unidades de turvação).

De acordo com Campos (2006), a turvação deve-se à presença de partículas de rocha como

argila, silte ou outros minerais além de algas e microrganismos que causam implicações

10

substanciais nos processos de tratamento da água para consumo humano, podendo afetar a

segurança e a aceitação da água por parte dos consumidores finais.

Brito et al. (2010), contrariando a tabela 2.5, considera que uma água tem uma turvação

alta quando o valor da turvação é 100 UNT ou superior.

Segundo Camplesi (2009), a turvação da água deve-se à presença de:

Partículas coloidais;

Partículas em suspensão;

Matéria orgânica (húmus);

Matéria inorgânica (óxidos), plâncton e algas;

Outros organismos microscópicos.

O conhecimento acerca das dimensões das partículas presentes na água bruta, segundo

Alcócer (1993), é de elevada importância pois águas com uma elevada quantidade de

material fino dificilmente conseguirão ser alvo de tratamento eficaz apenas por filtração

lenta. Na figura 2.2 pode-se atentar acerca da distribuição do tamanho das partículas bem

como os processos de tratamento que são eficazes na remoção dessas partículas além das

técnicas de determinação do tamanho das mesmas.

11

Figura 2.2 – Dimensões das partículas presentes na água bruta e processos de tratamento eficazes para a remoção das mesmas (Levine et al., 1985).

Segundo Di Bernardo et al. (2005), as massas de água superficiais podem apresentar

variações significativas de turvação durante as diferentes épocas do ano. De acordo com Di

Bernardo et al. (1999), nos países tropicais existem duas épocas do ano bem definidas – de

estiagem e de chuva. Durante a estiagem, a qual representa a maior fração do ano, a água

captada em massas de água localizadas em bacias hidrográficas sanitariamente protegidas

apresenta, na maior parte dos casos, uma qualidade aceitável para que seja tratada

eficientemente por filtração lenta e, posteriormente, desinfetada por meio de coloração. O

problema nestes países, segundo os mesmos autores, ocorre em épocas de chuva onde as

águas apresentam, habitualmente, maiores concentrações de microrganismos e de sólidos

suspensos e, consequentemente, valores elevados de turvação o que faz com que a filtração

lenta não se possa realizar convenientemente sendo necessário procurar outras formas de

pré-tratamento.

2.2 Filtração

A filtração é uma operação unitária que tem como objetivo a remoção do material em

suspensão que não foi removido durante a etapa de decantação (Rodrigo et al., 2007).

12

A filtração pode ser lenta ou rápida, dependendo da granulometria do material filtrante

utilizado e da própria configuração da unidade de filtração (Rodrigo et al., 2007).

Segundo Di Bernardo et al. (1999), os filtros lentos operam com taxas de filtração

normalmente inferiores a 6 m/dia. Por outro lado, no caso dos filtros rápidos, a taxa de

filtração pode variar entre 150 e 600 m/dia. Moody et al. (2002) consideram que a taxa de

filtração em filtros lentos deve ser mantida dentro de um intervalo de 2,4 a 7,2 m/dia para

que a atividade biológica possa ocorrer de forma eficaz e para proporcionar tempo

suficiente para que a água fique purificada.

2.2.1 Filtração lenta em areia

A filtração lenta em areia foi objeto de vários estudos realizados Devido a isto, é importante

dar uma atenção especial sobre este tipo de filtração. Na figura 2.3, podem-se observar

alguns eventos importantes relacionados com a filtração lenta em areia.

Figura 2.3 – Timeline dos principais eventos relacionados com filtros lentos de areia (FLA) (Adaptado de Haig et al., 2011).

A filtração lenta tem sido usada no tratamento de água para abastecimento público desde o

começo do século XIX e tem-se mostrado um sistema eficaz de tratamento, desde que

projetado de forma apropriada e aplicado nas situações corretas (Di Bernardo et al., 1999).

Ainda segundo os mesmos autores, a filtração lenta caiu um pouco em desuso devido à

substituição tecnológica e à deterioração das massas de água devido à opção de um

desenvolvimento económico baseado num modelo urbano industrial sem qualquer

preocupação em assegurar a qualidade dos meios hídricos.

Segundo Camplesi (2009), a necessidade de se realizarem estudos acerca da filtração lenta

em areia, prende-se com a necessidade de aperfeiçoar técnicas eficazes de tratamento de

água para consumo humano sem coagulação química e, também, pelo facto de este tipo de

filtração constituir uma alternativa sustentável para se aplicar em pequenas comunidades

rurais.

13

A filtração lenta é um sistema de tratamento de água de operação simplificada que, em

verdade, simula mecanismos naturais de depuração das águas, na sua percolação pelo

subsolo, sendo que, nesse percurso, são removidos microrganismos, partículas e

substâncias químicas (Camplesi, 2009).

Segundo Di Bernardo et al. (1999), a filtração lenta é um processo de tratamento que não

necessita da adoção de coagulantes, trabalha com taxas de filtração baixas e usa um meio

filtrante de granulometria fina.

No tratamento sem coagulação química, a filtração lenta e a cloração são os principais

processos capazes de assegurar a produção de água com qualidade adequada ao consumo

humano. Porém, a eficiência da filtração lenta pode ser comprometida, se a turbidez da

água bruta for superior a 10 UNT. Neste caso, a pré-filtração possibilita a redução das

impurezas da água antes da filtração lenta (Veras et al., 2008).

A eficiência da filtração lenta é substancialmente afetada pela turvação da água a ser

tratada, pois tal parâmetro de qualidade reflete a quantidade de partículas pequenas

presentes na água, às quais muitos microrganismos encontram-se aderidos (Di Bernardo et

al., 1999).

De acordo com Camplesi (2009) e Murtha et al. (2003), um filtro lento convencional é

composto pelos seguintes elementos:

Camada de água sobrenadante;

Camada Schmutzdecke (camada superficial de finos e biofilme);

Leito filtrante;

Camada suporte;

Sistema de drenagem;

Controlo de vazão.

Na figura 2.4 pode ver-se a configuração geral de um filtro lento.

14

Figura 2.4 – Configuração geral de um filtro lento.

A Schmutzdecke, é uma camada constituída por partículas inertes, matéria orgânica e

diversas variedades de bactérias, algas, protozoários, metazoários, entre outros, além de

precipitados de ferro e manganês quando se encontram dissolvidos no afluente e é formada

a partir da retenção de partículas suspensas e adesão de microrganismos. A atividade de

microrganismos no Schmutzdecke, no filtro lento, é um dos fatores chaves para se obter

água de boa qualidade (Di Bernardo et al., 2005). Segundo Campos (2006) considera que

o extenso período de retenção hidráulico da água acima da camada do leito filtrante de areia

permite o desenvolvimento desta comunidade biológica.

Campos et al. (2002) estudaram a importância da camada Schmutzdecke para a atividade

microbiológica dos filtros lentos. Durante este estudo, foi possível aos autores do mesmo,

concluir que a acumulação de biomassa na Schmutzdecke é bastante variável, não

apresentando quaisquer padrões específicos, quer temporal como espacialmente. Apesar

deste facto, foi possível verificar que, durante a pesquisa, a quantidade de biomassa na

camada do leito filtrante aumentou. Outra conclusão interessante neste trabalho é o facto

de a Schmutzdecke ser responsável pela entrada de substratos de carbono para a camada de

areia, que funciona como nutrientes para a atividade biológica que se desenvolve ao longo

do leito filtrante.

Com o passar do tempo de operação, a Schmutzdecke dificulta o escoamento nos filtros e,

consequentemente, o desempenho dos mesmos diminui temporariamente, sendo necessário

que essa camada seja removida (Dizer et al., 2004).

De acordo com Di Bernardo et al. (1999), o desempenho dos filtros lentos na remoção de

microrganismos depende de vários fatores como:

15

A taxa de filtração (remoção diminui com o aumento da taxa de filtração);

A temperatura (menores temperaturas resultam em taxas de remoção menores);

A espessura do meio filtrante (quanto mais espesso é o meio filtrante, geralmente, mais

eficiente é o processo);

O tamanho dos grãos de areia (maior granulometria resulta numa menor remoção);

A idade da Schmutzedecke;

A maturidade microbiológica do meio filtrante.

Dos fatores mencionados acima, Bellamy et al. (1985) consideram que o mais importante

é a maturidade microbiológica do meio filtrante.

Keijola et al. (1988) realizaram estudos em escala de laboratório e piloto e verificaram que

a filtração lenta apresentou maior eficiência de remoção de toxinas em relação ao

tratamento convencional mas a adsorção em carvão ativado mostrou ser ainda mais

eficiente.

Injai (2013) utilizou os mesmos tanques de filtração lenta que seriam utilizados neste estudo

mas com três granulometrias de areia (godo, areia grosseira e areia fina). Os resultados

obtidos pelo autor são esclarecedores das vantagens da utilização deste tipo de sistema de

tratamento de água. Relativamente ao parâmetro turvação, obteve uma remoção média

durante o estudo de cerca de 77,99% sendo a máxima remoção deste parâmetro 98,12%.

No que diz respeito à condutividade elétrica, este parâmetro apresentou um valor médio

para a água filtrada igual a 93,39 μS/cm e 101,14 μS/cm para a água recirculada, existindo,

assim, tendência para a condutividade elétrica diminuir durante a passagem pelo filtro.

Outros parâmetros medidos por Injai (2013), neste mesmo estudo, encontram-se na tabela

2.6.

Tabela 2.6 – Outros parâmetros indicadores da qualidade da água obtidos por Injai (2013)

Valores Médios

Água Filtrada Água Recirculada

pH 6,80 7,01

Temperatura (°C) 23,12 23,09

OD (mg/L) 8,75 9,03

Camplesi (2009) avaliou a eficiência da remoção de vários parâmetros da qualidade da água

quando tratada pela FiME (Filtração em múltiplas etapas) com duas taxas de filtração (3 e

16

6 m/dia). A autora concluiu que o aumento da taxa de filtração no FLA (Filtro lento de

areia) afetou negativamente a remoção de turvação e cor aparente mas, por outro lado,

houve um aumento da eficiência de remoção para os parâmetros coliformes e sólidos

suspensos totais.

Camplesi (2009) concluiu, com base no seu trabalho, que o desempenho do sistema de

FiME na remoção de turvação e sólidos suspensos totais foi bastante aceitável sendo

superior a 90% tal como a remoção de cor aparente. A mesma autora concluiu ainda que o

filtro lento de areia (FLA) e o filtro lento de areia com carvão ativado (FLAC) mostraram

ser as unidades mais importantes do sistema FiME.

Ellis (1985) concluiu que é possível aumentar a taxa de filtração sem afetar a eficácia do

processo se o pré-tratamento da água bruta e a desinfeção após a filtração lenta ocorrerem

sem problemas.

Murtha et al. (2003) testaram filtros lentos de areia com diferentes taxas de filtração e dois

sentidos de fluxo para aferir qual a eficácia de remoção dos parâmetros turvação, cor

verdadeira, cor aparente, coliformes totais e Escherichia Coli (E. Coli). Os dois autores

concluíram que as taxas de filtração não apresentaram uma influência significante na

remoção dos vários parâmetros estudados. A filtração lenta apresentou uma elevada

eficiência na remoção de sólidos coloidais e em suspensão, medidos pelo parâmetro

turvação. Os valores efluentes da turvação apresentaram-se consistentemente inferiores a

1,0 UNT e quase totalmente inferiores a 2,0 UNT. Por outro lado, a remoção mediana de

cor verdadeira variou para os filtros-piloto entre 35 e 52% sendo ligeiramente mais elevada

para os filtros com menores taxas de filtração. A filtração lenta constitui-se como um

processo com excelente índice de remoção de E. Coli, sendo frequente a completa remoção.

Para ampliar a utilização da filtração lenta para águas de qualidade inferior à recomendada

na Tabela 2, faz-se necessária a adoção de sistemas de pré-tratamento que permitam

condicionar a qualidade da água bruta às limitações das unidades de filtração lenta (Di

Bernardo et al., 1999).

O filtro lento pode se configurar como uma alternativa sustentável no tratamento de águas

de abastecimento para comunidades de pequeno e médio portes, representando um

potencial subutilizado de contribuição para a universalização do suprimento de água e

melhoria dos indicadores sanitários e de saúde pública (Murtha et al., 2003).

17

2.2.2 Filtração em argila expandida

Ao contrário da filtração em areia, a filtração com material filtrante como argila expandida

ainda não foi tão aprofundada pelo que se mostra de bastante valor todos os trabalhos acerca

desta temática.

A argila expandida, denominada por agregados leves, são abundantemente utilizados na

construção civil. Estes agregados têm como caraterísticas importantes a leveza,

propriedades de isolante térmico, baixa absorção de água, inércia química e resistência à

compressão considerável (Albuquerque, 2005).

Dordio et al. (2007) avaliaram a eficiência de adsorção de três compostos farmacêuticos

ativos – ácido clofíbrico, ibuprofeno e diclofenac. Os três materiais utilizados foram argila

expandida LECA de duas granulometrias diferentes e areia. A LECA revelou ser um

material com uma elevada capacidade de adsorção destes compostos enquanto que a areia

não exibiu qualquer capacidade de adsorção dos mesmos compostos. Concluíram, também,

que a LECA de granulometria mais fina apresentou uma eficiência superior à LECA de

granulometria maior.

Albuquerque (2005) estudou a eficiência de remoção de alguns contaminantes da água

como o níquel e chumbo por parte de agregados leves de argila expandida, como leitos

filtrantes. A argila expandida apresentou um desempenho superior ao CAG e à areia.

Relativamente à remoção de turvação, a fração mais fina da argila expandida mostrou ser

mais eficiente que a areia. A argila expandida também teve um comportamento mais

satisfatório que o CAG, na remoção de metais pesados.

Karabelnik et al. (2012) estudaram um sistema de filtro compacto, com área de implantação

reduzida, para o tratamento de águas residuais de uma família de 5 pessoas. A água residual

foi recolhida em chuveiros, lavatórios, lavandaria e na cozinha e os materiais filtrantes

usados foram argilas expandidas Filtralite e um subproduto industrial – cinzas de xisto

betuminoso. O sistema filtralite (argila expandida) mostrou ser o mais eficiente na redução

de CQO (83 – 88%) mas as cinzas de xisto betuminoso mostraram ser mais aconselhadas

para a remoção de fósforo total. À saída do filtro do sistema Filtralite o pH da água foi 8,5

(Escala de Sorensen). Kasak et al. (2011), no mesmo estudo, concluiu, igualmente, uma

18

maior eficiência das cinzas de xisto betuminoso na remoção de fósforo total (até cerca de

95%).

2.2.3 Filtração com mantas

Londe (2002) no seu trabalho avaliou a eficiência de remoção de filtros lentos de areia

juntamente com mantas sintéticas não tecidas, utilizando taxas de filtração de 3 e 6 m/dia.

A autora chegou a resultados contrários ao estudo realizado por Camplesi (2009) pois

verificou que, com o aumento da taxa de filtração, os parâmetros de qualidade turvação e

cor apresentaram maior percentagem de remoção.

Paterniani et al. (2001) concluíram que, utilizando mantas sintéticas, é possível aumentar

as taxas de filtração. O trabalho dos mesmos autores permitiu-lhes verificar que as taxas de

filtração podem aumentar até cerca de 9 a 12 m/dia com a inclusão de mantas sintéticas.

Segundo Di Bernardo et al. (2005), o facto de se juntar, na etapa da filtração lenta em areia,

carvão ativado granular ou mantas sintéticas, favorece a remoção de matéria orgânica

dissolvida na água bruta que é menos visível quando se utiliza um meio filtrante constituído

apenas por areia. Os compostos orgânicos presentes na água originam odor e gosto na

mesma e o carvão ativado granular consegue adsorver estes compostos além da remoção

de produtos orgânicos sintéticos como pesticidas.

Veras et al. (2008) avaliaram um sistema FiME utilizando instalação piloto composta por

duas unidades de pré-filtros dinâmicos em série, três linhas de pré-filtros de escoamento

ascendente e quatro filtros lentos com diferentes meios filtrantes. Os quatro filtros lentos

(FL) apresentavam diferentes configurações: FL1 – Apenas areia como meio filtrante; FL2

– Areia e duas mantas; FL3 – Carvão ativado granular (CAG) no meio da camada de areia;

FL4 – CAG no meio da camada de areia e duas mantas. Os autores concluíram que, no que

concerne à remoção de sólidos suspensos totais, os quatro filtros lentos não apresentaram

diferenças significativas não sendo muito eficientes na remoção dos mesmos o que significa

que o uso de mantas ou carvão ativado granular não interferiu na eficiência dos filtros. Por

outro lado, os filtros 3 e 4 mostraram uma maior eficiência na remoção de coliformes totais

e fecais em relação aos demais filtros o que sugere que o carvão ativado granular e as

mantas ajudam a aumentar a eficiência de remoção de coliformes. No caso do ferro, todos

os filtros lentos apresentaram elevadas percentagens de remoção. Quanto à remoção de

turvação, os filtros 3 e 4 mostraram-se os mais eficientes.

19

2.3 Operação e manutenção de filtros lentos de areia

Na tabela seguinte podem-se observar as atividades diárias, periódicas e eventuais de

operação e manutenção de filtros lentos.

Tabela 2.7 – Atividades de operação e manutenção de filtros lentos (Di Bernardo et al., 1999).

Atividades Diárias Periódicas Eventuais

Controlo e registo da vazão

afluente;

Medição e registro da

qualidade (turvação) da

água filtrada;

Remoção do material

flutuante;

Medição e registo da perda

de carga.

Limpeza das tubagens e

da câmara de entrada;

Limpeza entre carreiras

(câmaras de entrada e

saída, e raspagem do topo

do meio filtrante);

Execução de exames para

determinação do NMP de

coliformes totais e fecais.

Remoção do material

granular, lavagem e

recomposição das

camadas filtrantes.

O controlo da vazão afluente ao filtro lento é fundamental pois, tanto a eficiência do filtro,

principalmente no que toca à remoção de microrganismos patogênicos, como o

desenvolvimento da perda de carga dependem da taxa de aplicação adotada (Di Bernardo

et al., 1999).

De acordo com Veras (1999), a perda de carga carateriza-se pela diferença entre o nível

máximo da água sobre o leito filtrante e o de descarga da estrutura de saída. A mesma

autora recomenda que deve haver um nível mínimo sobre o leito filtrante de areia para

evitar perturbações na camada biológica.

A capacidade de remoção de impurezas no filtro lento depende do adequado

amadurecimento do filtro, ou seja, do desenvolvimento da Schmutzdecke e da maturidade

biológica do meio filtrante. Por esta razão, o início da operação do filtro lento caracteriza-

se pela produção de água filtrada com qualidade insatisfatória. O período de

amadurecimento do filtro pode variar de alguns dias até cerca de dois meses em função da

qualidade da água e de fatores como o procedimento de limpeza adotado (Di Bernardo et

al., 1999).

20

Durante o período de amadurecimento, além da turvação relativamente alta, a água filtrada

geralmente apresenta um elevado número de microrganismos e desta forma a desinfeção

pode ser comprometida. Com o passar dos dias observa-se a gradual melhora da qualidade

da água produzida pelo filtro lento, de modo que o momento a partir do qual a água poderá

ser encaminhada para a etapa final de desinfeção, e consequentemente fornecida para a

população, dependerá do valor da turvação da água filtrada (Di Bernardo et al., 1999).

Ainda segundo os mesmos autores, a qualidade bacteriológica é mais importante que a

turvação, logo, é recomendável que a água filtrada apresente turvação menor que 5 UNT e

valores de coliformes totais e fecais inferiores a 100 e 25 NMP/100 ml, respetivamente,

para que a etapa de desinfeção ocorra corretamente.

Campos ( 2006) verificou que após o período de operação, que pode variar entre semanas

a meses, devido à deposição de sólidos suspensos a área superficial do meio filtrante

colmata. A deposição de partículas inertes e microrganismos, juntamente com o

crescimento das populações biológicas, dá origem a uma resistência hidráulica superior que

se manifesta como um aumento da perda de carga. A perda de carga final ocorre quando,

com a máxima pressão sobre a areia e a válvula de saída totalmente aberta, já não é possível

atingir a vazão de projeto. Neste caso, a limpeza do filtro é indispensável para restabelecer

a taxa de filtração. É necessário remover cerca de 2-3 cm da parte superior do meio filtrante

incluindo a Schmutzdecke.

2.3.1 Limpeza de filtros lentos

De acordo com Campos (2006), quando um filtro lento está colmatado é necessário

proceder à remoção de cerca de 2 a 3 cm da parte superior do meio filtrante incluindo a

Schmutzdecke. Por outro lado, Veras et al. (2008) consideram que a operação de limpeza

consiste na raspagem de 1 a 3 cm da camada superior do leito filtrante e a areia deve ser

encaminhada para fora dos filtros onde é lavada, seca, homogeneizada e guardada para

reposição futura. Segundo Cullen et al. (1985), a operação de lavagem da areia não deve

ultrapassar as 24 horas.

Campos (2006) concluiu que após sucessivas raspagens, a profundidade do camada filtrante

de areia é reduzida para o seu nível mínimo e é necessário repor areia.

Finalizada a limpeza, para o filtro entrar em operação, é necessário que seja reposta água

filtrada de outras unidades e no sentido ascensional para evitar a permanência de ar nos

interstícios do meio filtrante. Após esse processo, a água afluente fica escorrendo sobre o

21

filtro para maturar por um período de 1 a 3 dias, até que a comunidade biológica se

estabeleça no filtro para que a filtração ocorra adequadamente e produza efluente de

qualidade (Camplesi, 2009). Na figura 2.5, pode observar-se o esquema de reposição de

areia nos filtros lentos segundo (Slow Sand Filtration, 1991).

Figura 2.5 – Esquema de reposição da areia no filtro lento (Slow Sand Filtration, 1991).

22

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1 Introdução

Neste capítulo apresentam-se as características das argilas expandidas ARGEX bem como

o local da recolha da água bruta/lodo além dos equipamentos de medição utilizados. Ainda

neste capítulo, descrevem-se as tarefas preliminares, a instalação experimental e a

metodologia experimental adotada para este estudo.

3.2 Argila Expandida

A argila expandida utilizada neste trabalho experimental foi fornecida pela ARGEX. No

filtro em causa optou-se por colocar três camadas de diferentes granulometrias,

correspondentes às referências:

0-2: + Resistente;

2-4: + Resistente;

3-8: Enchimentos leves.

A utilização destas referências/granulometrias prende-se com o facto de serem aquelas que

a ARGEX disponibilizou. As argilas expandidas ARGEX 2-4 e 3-8 foram disponibilizadas

em sacos de 50 L, como se pode ver na figura 3.1.

Figura 3.1 – Sacos de 50 L de argila expandida 2-4 e 3-8.

A argila expandida ARGEX é produzida através do aquecimento de argila natural em

fornos, a cerca de 1200 ºC. Devido à temperatura, formam-se gases que fazem com que a

argila se expanda, criando um núcleo constituído por uma espuma cerâmica com

micróporos que oferecem um maior volume mas, ao mesmo tempo, uma leveza ao material

final. Os agregados formados apresentam um formato relativamente esférico (ARGEX).

23

Na figura 3.2, podem ver-se grãos de argila expandida onde se nota claramente o seu

interior poroso e uma crosta exterior rígida e resistente.

Figura 3.2 – Argila expandida ARGEX.

Segundo a ARGEX, algumas das principais características destas argilas expandidas estão

enumeradas a seguir:

Leveza e estabilidade do peso;

Resistência e estabilidade dimensional;

Isolante térmico;

Isolante acústico;

Resistência ao fogo;

Não inflamável, inodoro, eletricamente neutro e hipoalérgico;

Baixo custo;

Fácil aplicação;

Inalterável com o tempo – Reutilizável;

Produto 100% natural;

Não poluente – Ecológico.

São estas características, acima mencionadas, que permitem uma vasta aplicação das argilas

expandidas. Estes agregados podem ser ligados a pasta de cimento para produzir betões

leves mas de resistência mecânica elevada. A sua utilização em obras de reabilitação, que

atualmente ocupam uma parcela significativa na construção civil em Portugal, pode trazer

inúmeros benefícios quer na resistência, na estética ou no custo do material. Além destas

24

aplicações, as argilas expandidas da ARGEX podem ser utilizadas na regularização de

pisos, na execução de lajes ou rebocos (ARGEX). A empresa oferece um produto

apropriado para filtração – ARGEX Filtrante, composto por partículas cerâmicas de argila

expandida resistentes e de porosidade elevada, propriedade importante durante a fase de

filtração. Na tabela seguinte (tabela 3.1) constam as caraterísticas técnicas das três ARGEX

Filtrante disponíveis no mercado.

Tabela 3.1 – Caraterísticas Técnicas dos três tipos de ARGEX Filtrante (Adaptado de (ARGEX))

Como referido anteriormente, o estudo foi realizado com as argilas com as referências 0-2,

2-4, 3-8 pelo simples facto de que eram estas as disponibilizadas pelo fabricante. Nas

tabelas 3.2 e 3.3, constam algumas das propriedades das argilas expandidas, bem como a

sua composição química, utilizadas como material filtrante, tendo em conta que a referência

0-2 é a menos grosseira e a 3-8 a argila expandida que apresenta uma granulometria maior.

Na tabela 3.2 pode-se conhecer algumas propriedades importantes das argilas expandidas

utilizadadas.

Tabela 3.2 – Propriedades das argilas expandidas utilizadas (Adaptado de catálogos da ARGEX).

25

A composição química das argilas expandidas ARGEX podem ser vistas na tabela 3.3.

Tabela 3.3 – Composição química das argilas expandidas 0-2, 2-4 e 3-8 (Adaptado de catálogos da ARGEX)

Composição Química Sais de cloreto solúveis em água <0,004

Sulfatos solúveis em ácido <0,05 Enxofre total <0,04

Através do contacto com a empresa que forneceu as argilas expandidas, foi possível,

também, saber os valores do pH das diferentes frações granulométricas. Sendo assim, as

argilas expandidas 0-2, 2-4 e 3-8 apresentam, respetivamente, um pH de cerca de 10,30,

10,51 e 9,07. Estes dados foram bastante úteis para perceber os valores de pH da água

filtrada que poderão ser observados mais à frente.

Atentando às caraterísticas das argilas expandidas, é possível retirar algumas conclusões.

Pode-se dizer que, em termos de granulometria, a ARGEX Filtrante F é equivalente à

ARGEX 2-4 e a baridade de ambas corrobora esta afirmação, no entanto, quando se atende

à absorção de água, verifica-se que a ARGEX 2-4 absorve uma menor quantidade de água

comparando com a ARGEX Filtrante F. Comparando as restantes argilas expandidas,

verifica-se, novamente, que a ARGEX Filtrante absorve maior quantidade de água em

relação às argilas expandidas usadas. Este facto significa que a ARGEX Filtrante F

apresenta uma porosidade maior, fazendo com que seja mais indicada para filtração pois

absorveria, também, mais partículas presentes na água. Por outro lado, sabe-se que as

argilas mais grosseiras apresentam uma porosidade menor, sendo, assim, mais permeáveis,

não absorvendo tanta quantidade de água tal como mostram os valores de absorção das

tabelas 3.1 e 3.2.

Considerando os valores das resistências obtidos, constata-se que quanto mais grosseiro é

o material, menor é a sua resistência ao esmagamento ou resistência mecânica. Estes

valores parecem ter coerência pois, quanto maior a argila expandida, menos poros esta

apresenta mas de tamanho maior quando se compara com as argilas mais finas. O facto de

as argilas mais grosseiras terem menos poros mas maiores, significa que os grãos são mais

instáveis e mais suscetíveis a deformações devido a carregamentos.

Atentando à densidade aparente das argilas expandidas, verifica-se que o seu valor é

bastante reduzido quando comparada com a densidade aparente de outros materiais

utilizados em Engenharia Civil como a areia. Até a água, líquido de referência, tem uma

26

densidade aparente mais elevada que a argila expandida, fazendo com que a argila

expandida em água consiga flutuar. Este facto irá ser importante aquando da conceção do

filtro de argila expandida e será mais aprofundado na secção 3.7.

Tendo em conta os valores da condutividade térmica, pode-se concluir que, para as argilas

utilizadas, os valores são muito próximos, 0,11 - 0,14 W/m.ºC, embora, no caso da ARGEX

2-4, o seu valor real pode ser de cerca de 0,13 W/m.ºC, segundo outros catálogos. Estes

valores são relativamente baixos, confirmando as propriedades de isolamento térmico que

o material apresenta.

Quanto às caraterísticas químicas, estas não variam nas argilas expandidas ARGEX 0-2, 2-

4 e 3-8 e apresentam valores bem aproximados aos obtidos na ARGEX Filtrante.

Para uma correta análise granulométrica, torna-se de elevado valor consultar as curvas

granulométricas das argilas em causa. As curvas granulométricas não estavam disponíveis

no sítio on-line da ARGEX pelo que, foram cedidas gentilmente depois de feito o pedido.

Nas tabelas seguintes podem ver-se os dados que levaram à obtenção das curvas

granulométricas das argilas.

Tabela 3.4 – Dados para desenhar a curva granulométrica (ARGEX 0-2).

ARGEX 0-2 Massa seca do provete – 285,6 g

di (mm) Retidos

(g) Retidos

(%) Retidos Acumulados

(%) Passados Acumulados

(%) 6,3 0,00 0,00 0,00 100,00 4,0 0,30 0,11 0,11 99,89 2,0 169,80 59,45 59,66 40,44 1,0 87,80 30,74 90,30 9,70 0,5 17,00 5,95 96,25 3,75 0,25 4,00 1,40 97,65 2,35 0,125 3,10 1,09 98,74 1,26 0,063 2,50 0,88 99,61 0,39

27



di (mm) Retidos

(g) Retidos



(%) 12,5 0,0 0,00 0,00 100,00 8,0 22,9 9,94 9,94 90,06 6,3 125,9 54,67 64,61 35,39 4,0 77,5 33,65 98,26 1,74 2,0 2,3 1,00 99,26 0,74 1,0 0,0 0,00 99,26 0,74 0,5 0,0 0,00 99,26 0,74



di (mm) Retidos

(g) Retidos



(%) 16,0 0,0 0,00 0,00 100,00 12,5 8,6 5,17 5,17 94,83 8,0 131,0 78,73 83,89 14,30 6,3 24,3 14,60 98,50 1,50 4,0 1,3 0,78 99,28 0,72 2,0 0,0 0,00 99,28 0,72

É importante referir que a análise granulométrica das argilas expandidas ARGEX 2-4 e 3-

8 foi feita no laboratório da ARGEX no dia 21/08/2014. Por outro lado, no caso da ARGEX

0-2, a análise granulométrica foi realizada a 11/09/2014. Apesar de estas argilas serem

posteriores às argilas utilizadas como meio filtrante, podem-se aceitar estas análises

granulométricas pois a empresa utiliza sempre os mesmos procedimentos de fabrico,

garantindo uma uniformidade das características das argilas expandidas a longo prazo. O

método de peneiração utilizado foi a peneiração a seco e, este, tal como a análise

granulométrica seguiram os termos dispostos na norma Europeia NP EN 933-1:2000.

28

Nos gráficos 3.1, 3.2 e 3.3, pode-se atentar nas curvas granulométricas obtidas na fase de

peneiração de amostras das argilas expandidas. Nota para o facto de o gráfico 3.1 se

encontrar numa escala diferente dos gráficos 3.2 e 3.3.

Gráfico 3.1 – Curva granulométrica da ARGEX 0-2.


29


Através da observação das curvas granulométricas em forma de um “S” aproximado, pode

concluir-se que, sendo a curva da ARGEX 2-4 a curva mais vertical, significa que esta

granulometria de argila expandida é a que foi melhor calibrada. Por outro lado, a argila

mais fina apresenta uma curva mais suavizada que as restantes pelo que se pode afirmar

que se trata da argila expandida menos calibrada.

Nas figuras abaixo, podem ver-se o aspeto das argilas expandidas que serviram de material

filtrante e que permitiram a realização do trabalho experimental.

Figura 3.3 – Argila expandida 0-2, 2-4 e 3-8.

3.3 Local de recolha da água bruta/lodo

Para a realização deste estudo experimental optou-se por utilizar como água bruta, uma

água recolhida diretamente num pequeno trecho fluvial perto do Campus de Azurém, da

Universidade do Minho. Trata-se de uma pequena ribeira, adjacente ao Campus de Azurém

e que desagua na ribeira de Couros.

30

Numa primeira tentativa de avaliar o funcionamento do filtro de argila expandida com uma

água não tratada optou-se por recolher, cerca de 300 litros, da mesma com recurso a

garrafões que depois seriam despejados no tanque de água bruta (descrito no capítulo 3.7).

No mesmo local foi também recolhido lodo, mais tarde, para se proceder à turvação da água

e, assim, obter picos de turvação elevados. Na figura 3.4 é visível o Campus de Azurém e,

a vermelho, o local onde a água bruta foi recolhida. Para se ter uma ideia da distância entre

este local e o local onde se encontrava o filtro, na mesma figura pode ver-se, representado

a azul, o Laboratório de Hidráulica e Recursos Hídricos do Departamento de Engenharia

Civil da Universidade do Minho, local este onde foi realizada a parte prática deste estudo.

Figura 3.4 – Local de recolha da água bruta/lodo e laboratório.

A pequena ribeira flui de Nordeste para Sudoeste, em direção ao centro da cidade de

Guimarães e, na zona de recolha, apresenta uma secção bastante irregular. Pela observação

do local, a largura da secção desta ribeira não apresentará muito mais do que 1 metro. Este

curso de água pode ser classificado como perene com caudal reduzido pois, nas estações

de estiagem, em certos locais, a altura de água não será maior do que 5 centímetros, com

um caudal muito diminuto. Na figura 3.5, pode observar-se o local onde foi recolhida a

água bruta.

31

Figura 3.5 – Pequeno trecho da ribeira.

Na mesma figura pode verificar-se o perfil acidentado da secção, contendo bastantes

pedras, além de outro tipo de objetos perto deste local. Também se consegue perceber que,

devido à secção e ao caudal quase nulo, a velocidade de escoamento é muito baixa, fazendo

com que a água esteja praticamente parada. Além destas caraterísticas, o mesmo curso de

água, apresenta estreitamentos e quedas de água irregulares o que faz com que o

estudo/modelação deste trecho seja de difícil execução e os resultados seriam sempre

duvidosos.

3.3.1 Qualidade da água bruta/lodo

Verificou-se, pela observação no local, que a água bruta recolhida na ribeira apresentava

caraterísticas físicas que não permitiam o seu consumo. Foi possível observar o nível

excessivo de turvação e cor, além do odor que se fazia sentir pelo simples facto de se estar

perto da ribeira. Foi fácil perceber, assim, que esta água bruta seria indicada para ser filtrada

e para promover o amadurecimento do filtro. Através de medições feitas a duas amostras

desta água chegou-se a valores de turvação superiores a 10,0 UNT e a valores médios de

pH de cerca de 7,4. Também foi medido o valor da condutividade e obteve-se um valor de

363 μS/cm. Além destas caraterísticas, facilmente se observou que havia milhares de

pequenos organismos (invertebrados bentónicos) de diferentes tamanhos (figura 3.6) que

se encontravam junto das margens da ribeira, principalmente em zonas onde a água se

encontrava parada.

32

Figura 3.6 - Pequenos organismos presentes na água bruta da ribeira.

Para evitar o transporte de grandes quantidades de água para o laboratório, esta tarefa

apenas foi realizada no início dos trabalhos e, nas restantes semanas de operação do filtro

optou-se por misturar lodo da ribeira em causa com água de abastecimento e, assim,

aumentar a turvação da água no tanque de água bruta que, devido à recirculação, ia ficando

com água cada vez menos turva. No capítulo da instalação experimental será explicado

mais exaustivamente o funcionamento do filtro, mais concretamente a recirculação da água.

Como referido anteriormente, a ribeira apresenta bastantes irregularidades e é notório o seu

diminuto caudal, na época do ano em que foi realizado o estudo, fazendo com que a

velocidade de escoamento seja muito reduzida. Esta caraterística, juntamente com a fraca

qualidade da água, fazem com que seja propícia a deposição de sedimentos que dão origem

ao lodo.

O lodo carateriza-se por uma massa de solo inundada e rica em partículas de matéria

orgânica decomposta e em suspensão no curso de água. Muitas das vezes, o lodo apresenta

certos nutrientes, provocando o desenvolvimento de pequenos seres vivos, como

microrganismos. Na figura 3.7 pode observar-se o aspeto do lodo, numa das ocasiões de

recolha do mesmo, na ribeira.

33

Figura 3.7 – Aspeto do lodo utilizado para as fases de turvação da água.

3.4 Equipamento de medição

Neste capítulo dá-se uma especial atenção aos aparelhos/equipamentos de medição dos

parâmetros de qualidade da água - turvação, pH, OD, condutividade e temperatura. Para

medir a turvação, principal parâmetro deste estudo, optou-se por usar o turbidímetro portátil

HACH 2100Q is. Os restantes parâmetros foram medidos com o medidor multi-parâmetros

HACH HQ 40d (figura 3.8) e com os seus medidores de pH (PHC301 Padrão/Standard),

de condutividade (CDC401 Resistente (Rugged)), de OD (LDO101 Resistente (Rugged) e

LDO101 Padrão). O medidor multi-parâmetro HACH HQ 40d não é um sensor mas sim

um medidor ao qual se pode ligar uma sonda e, assim, visualizar os valores medidos. A

condutividade foi medida, também, com as sondas HYDROLAB MiniSonde 5 e

HYDROLAB MiniSonde 4a. Quanto à temperatura, tanto a HYDROLAB MiniSonde 5

como a HYDROLAB MiniSonde 4a e a HACH HQ 40d fizeram a medição da mesma.

Estes equipamentos foram os utilizados por serem de qualidade e por serem estes os

equipamentos disponíveis.

Figura 3.8 – HACH HQ 40d.

34

Para simplificar a escrita e a leitura, as sondas Resistentes (Rugged) serão expressas com a

letra “R”. As designações das sondas HYDROLAB também serão simplificadas. Assim,

no restante do documento em causa ter em atenção que:

PHC301 Padrão/Standard > PHC301;

CDC401 Resistente > CDC401 R;

LDO101 Resistente > LDO R;

LDO101 Padrão > LDO;

HYDROLAB MiniSonde 5 > MS5;

HYDROLAB MiniSonde 4a > MS4a.

3.4.1 Medição da Turvação Como referido anteriormente, a turvação é o principal parâmetro a ser estudado nesta

dissertação e, o mesmo, é medido com o turbidímetro HACH 2100Q is.

O turbidímetro em causa permite medições da turvação entre 0 e 1000 UNT e a sua

calibração é feita de forma bastante simples para o utilizador. Este turbidímetro é portátil,

por isso, existe uma grande facilidade em transportá-lo e usá-lo in situ para avaliar no

momento o nível de turvação de uma água, seja pluvial, de abastecimento ou residual. Na

figura 3.9, pode-se ver o aspeto do turbidímetro bem como das células de amostra (cubetas).

Figura 3.9 – Turbidímetro HACH 2100Q is e cubetas.

O turbidímetro em causa tem um modo de funcionamento bastante simples. Depois de se

colocar uma célula de amostra no seu interior, um feixe de luz tentará atravessar a mesma

e, o aparelho medirá a quantidade de luz que consegue atravessar a célula de amostra e

35

aquela que é absorvida/desviada. Através da quantificação da luz transmitida através da

célula da amostra é possível relacionar a mesma com a turvação da solução (Hach

Company, 2013). Assim, quanto maior a quantidade de luz que consegue ser transmitida,

menor será a turvação da água ou do líquido em causa.

O turbidímetro HACH 2100Q is permite que o utilizador escolha três modos de leitura –

Normal (Padrão), Média de Sinal e RST (Rapidly Settling Turbidity). O modo de leitura

normal é o mais usado e, neste caso, o turbidímetro faz três medições da turvação, dando

ao utilizador a média desses mesmos valores. O segundo modo de leitura, média de sinal,

faz 12 leituras da turvação da água, começando a exibir a média das leituras a partir da

terceira. Este modo de leitura parece ser mais exato comparando com o modo normal pois

faz uma medição mais vasta do parâmetro em causa. Por vezes, a água apresenta partículas

em suspensão que podem fazer com que a turvação apresente valores dispersos e, com este

modo de leitura podem ser compensadas estas flutuações. Quanto ao terceiro modo de

leitura, RST, na teoria, é o mais eficaz para turvações acima de 20 UNT e para amostras

com partículas em suspensão que sedimentam depressa, mudando continuadamente o seu

valor de turvação. Tal como a média de sinal, o RST calcula várias vezes a turvação da

amostra e apresenta a média com uma confiabilidade de mais de 95%, tendo em conta a

tendência acumulada dos valores da turvação lidos em tempo real (Hach Company, 2013)

No início do trabalho experimental, pensou-se e tentou-se medir o parâmetro turvação com

os três modos de leitura disponíveis no turbidímetro HACH 2100Q is, no entanto, não foi

possível porque a frequência com que se retirava amostras dos tanques era de 10 em 10

minutos e o modo de leitura RST faz uma leitura bastante demorada da turvação, não dando

tempo suficiente para se fazer as várias leituras. Sendo assim, optou-se apenas por medir a

turvação através do modo normal e da média de sinal. Na figura 3.10 pode-se observar o

ecrã do aparelho em causa.

36

Figura 3.10 – Ecrã do turbidímetro HACH 2100Q is

No ecrã do turbidímetro, são apresentados vários dados importantes como a hora, a bateria

do equipamento, o modo de leitura e o nome do utilizador. Além disso, no canto superior

esquerdo pode-se verificar se a calibração está correta. Neste caso, o OK significa que o

aparelho está calibrado e pronto a ser utilizado.

O turbidímetro e a forma como a medição da turvação é realizada são sensíveis e as

medições podem ficar comprometidas facilmente. Sendo assim, foi necessário tomar alguns

cuidados no manuseamento do turbidímetro. Em primeiro lugar, para as medições serem o

mais corretamente feitas, o turbidímetro deve estar pousado numa superfície plana, onde

não haja muita incidência de raios solares. Tanto as células de amostra como as suas tampas

devem estar sempre o mais limpo e seco possível antes de colocar no equipamento, além

do interior do turbidímetro ter de estar limpo e livre de poeiras. O manuseamento das

células de amostra tem de ser adequado para evitar pequenos riscos ou imperfeições que

podem comprometer as medições. Para atenuar possíveis riscos ou imperfeições nas

cubetas que poderiam contribuir para a dispersão da luz, de vez em quando foi aplicada

uma fina camada de óleo de silicone, com o mesmo índice refrativo que o vidro das cubetas.

Antes de cada medição, tem de se limpar as células de amostra e agitar levemente para

homogeneizar a amostra. Uma agitação excessiva poderia criar bolsas de ar na amostra, o

que poderia originar medições incorretas. Outro procedimento importante que foi aplicado

aquando da medição da turvação foi a rejeição das duas primeiras amostras – Ao encher

uma cubeta de amostra, apenas foi considerada a terceira amostra já que as duas primeiras

serviram para limpar a cubeta com as características da água em causa.

3.4.2 Medição da Condutividade

37

A medição da condutividade da água recirculada (água do tanque de água bruta) e filtrada

foi feita com três diferentes equipamentos - medidor multi-parâmetros HACH HQ 40d com

a sonda CDC401 R e as sondas MS5 e MS4a. As sondas HYDROLAB apresentam

caraterísticas muito idênticas, trata-se apenas de outra versão da mesma sonda.

As sondas da HYDROLAB englobam várias sondas numa e permitem ao utilizador

medições em contínuo dos parâmetros de interesse, já que as mesmas possuem

internamente capacidade para armazenar dados. As mesmas estão preparadas para fazer

medições em campo. Além disso, permitem fazer a medição de cerca de 10 parâmetros ao

mesmo tempo, com um intervalo de tempo definido pelo utilizador no software Hydras

3LT.

O software Hydras 3LT possibilita ao utilizador, num computador, modificar as definições

das sondas HYDROLAB. É possível definir os parâmetros a ser medidos, o intervalo de

tempo entre medições, a hora e data do começo e do fim das medições e verificar em tempo

real os valores dos parâmetros medidos. Além disso, permite fazer a calibração das várias

sondas entre outras operações. Através deste software, pode-se transferir para um

computador os dados armazenados nas sondas HYDROLAB.

Das sondas disponíveis apenas a MS4a permitiria medir vários parâmetros pois, no caso da

HYDROLAB MS5, faltavam sondas de medição. Além disso, como vai ser possível

verificar à frente, as sondas MS4a não dão garantias dos valores medidos, principalmente

pela dificuldade em fazer a calibração dos vários parâmetros. Sendo assim, visto que

estavam disponíveis soluções de calibração com condutividade definida, foi possível

calibrar este parâmetro das sondas HYDROLAB e apenas este foi medido pelas mesmas.

Como o objetivo do estudo consistiria na comparação de parâmetros da água recirculada

com a água filtrada, mesmo que se medissem outros parâmetros através da MS4a seria

necessário fazer a medição dos mesmos com outra sonda e o mesmo não seria possível.

Além da condutividade, estas sondas HYDROLAB fizeram a medição da temperatura. Nas

figuras seguintes (figuras 3.11 e 3.12) podem ver-se as sondas HYDROLAB utilizadas

neste estudo.

38

Figura 3.11 – HYDROLAB MiniSonde 4a.

Figura 3.12 – HYDROLAB MiniSonde 5.

Por outro lado, tal como mencionado anteriormente, também se mediu a condutividade com

a sonda CDC401 R. Esta sonda é mais pequena que as sondas HYDROLAB e permite um

fácil transporte para utilização em campo. O facto de ser em aço inoxidável permite-lhe ser

resistente o suficiente para que possa ser utilizada em vários locais, com condições

climatéricas adversas e com temperaturas variando entre -10 e 110 ºC. Esta sonda é,

também, à prova de água até cerca de 30 metros, para uma utilização máxima de 24 horas.

A mesma permite ao utilizador fazer medições de condutividade numa gama de valores

39

compreendida entre 0,01 μS/cm e 200 mS/cm (200000 μS/cm). Na figura seguinte, figura

3.13, pode ver-se o aspeto da sonda medidora da condutividade CDC401 R.

Figura 3.13 – Medidor multi-parâmetro HQ 40d e sonda CDC401 R.

Faz todo o sentido a figura anterior exibir o medidor multi-parâmetro HQ 40d juntamente

com a sonda CDC401 R pois a sonda necessita do medidor para apresentar os dados ao

utilizador.

3.4.3 Medição do pH

Para a medição do pH das águas bruta e filtrada, o objetivo seria aproveitar as capacidades

das sondas HYDROLAB, além da sonda PHC301 (Figura 3.14). Como as sondas

HYDROLAB tinham o sensor de pH indisponível, só foi possível a medição do mesmo

parâmetro com a sonda PHC301. Esta sonda permite medições de pH entre 2 e 14 e

funciona corretamente para temperaturas positivas mas inferiores a 80ºC. Para que os

valores de pH medidos correspondessem aos valores reais, foi possível fazer a calibração

da sonda com soluções de pH de 4,01 e 7,01.

40

Figura 3.14 – Medidor multi-parâmetro HQ 40d e sonda PHC301.

3.4.4 Medição do Oxigénio Dissolvido (OD)

Para a medição do oxigénio dissolvido, optou-se pela utilização de duas sondas (LDO R e

LDO). Estas sondas são idênticas e têm de ser utilizadas conectadas ao medidor multi-

parâmetros HACH HQ 40d. As mesmas, fazem a medição do OD em mg/L e em

percentagem de saturação, através de tecnologia luminescente de oxigénio dissolvido, além

da medição da temperatura. A gama de valores medidos por estes aparelhos varia entre 0,1

e 20 mg/L e entre 1 e 200 % de percentagem de saturação. Por outro lado, o seu correto

funcionamento requer temperaturas entre 0 e 50ºC. Nas figuras seguintes podem-se ver as

sondas medidoras do OD.

Figura 3.15 – Medidor multi-parâmetro HQ 40d e LDO R.

41

Figura 3.16 – Medidor multi-parâmetro HQ 40d e LDO.

Na teoria, a única diferença entre ambas as sondas de medição de OD prende-se com a sua

robustez já que a LDO R é maior e mais indicada para utilização em condições menos

favoráveis. O facto de se utilizar ambas, deve-se à não calibração destas sondas, logo, havia

a necessidade de perceber a diferença de valores medidos entre ambas. Mais à frente, ver-

se-ão estas diferenças quer na água recirculada quer na água filtrada.

3.4.5 Medição da Temperatura

Todos os sensores utilizados, para a medição da condutividade, do pH e do OD, fazem, ao

mesmo tempo, a medição da temperatura. Seria de esperar valores diferentes dos vários

sensores pois a calibração dos mesmos pode não ter sido feita da mesma forma, no entanto,

os valores de temperatura, medidos pelos vários sensores, deverão variar pouco.

3.5 Material Utilizado nos procedimentos experimentais

Nesta subsecção são expostos os materiais/equipamentos utilizados, aquando do trabalho

experimental, no laboratório de Hidráulica da Universidade do Minho. Foram necessários

vários tipos de materiais para diversas como para a desmontagem/montagem do filtro, para

operar o filtro, para vedar algumas tubagens, e outros trabalhos paralelos e essenciais para

o sucesso deste estudo. Sendo assim, os materiais utilizados mais importantes utilizados

neste estudo experimental foram os seguintes:

Argila Expandida ARGEX;

Mantas geotêxtil;

Computador + Software Hydras 3LT;

2 Tanques de aço inoxidável (filtros);

42

1 Tanque de aço inoxidável (tanque de água bruta);

Tubagens de limpeza de fundo de 1” em PVC;

Tubagens de descarga superior de 2” em PVC;

Tubagens de PVC de 1 ½’’;

2 Poços de 135 milímetros em PVC (Recolha da água filtrada);

Vazadouros metálicos;

Bomba hidráulica a jusante dos filtros;

Armadura de suporte para mantas geotêxtil;

Braçadeiras de plástico;

Saco de filtro para a lavagem da argila expandida ARGEX 0-2;

Colher para dosear lodo;

Gobelés;

Garrafões de 5 litros;

Copo graduado de 2 litros e recipiente para receber a água filtrada;

Dreno de 35 milímetros envolvido por manta geotêxtil;

Válvulas de esfera;

Pipeta de 2 mililitros DR Lange;

Ácido Nítrico 65%;

Sondas de medição e medidores multi-parâmetros;

Turbidímetro;

Soluções de calibração:

Cronómetro;

Godo.

Nos capítulos seguintes serão apresentados outros materiais, utilizados de forma menos

frequente.

3.6 Tarefas Preliminares

Antes da montagem do filtro de argila expandida foi necessário realizar alguns trabalhos

preliminares que se iniciaram em meados de Abril de 2014. Estes trabalhos preliminares

foram essenciais para um correto funcionamento do sistema e foram ocorrendo de forma

sucessiva ou em simultâneo. No anexo A pode-se atentar nas restantes tarefas realizadas

sendo que nesta secção apenas se expõe a lavagem da argila expandida e a calibração dos

equipamentos de medição.

43

3.6.1 Lavagem da argila expandida

A argila expandida ARGEX apresentava alguma poeira causada, talvez, por alguma

desintegração do material aquando do transporte ou fabrico. Assim, achou-se apropriado

fazer a lavagem da mesma pois, durante a etapa de filtração, corria-se o risco de a água

levar consigo algum deste material fino e, em vez de se produzir uma água mais límpida,

poder-se-ia estar a degradar a qualidade da mesma. Além disto, o papel da argila expandida

seria absorver/adsorver sólidos presentes na água recirculada e, no caso de já estarem com

material fino agarrado, a sua capacidade de absorver/adsorver poderia diminuir.

A limpeza da argila expandida ARGEX 2-4 e 3-8 foi feita de forma bastante simples.

Optou-se por fazer pequenos furos com um distanciamento entre si variado e, fazendo a

água escoar pela argila expandida, a mesma sairia com alguns finos.

Teve de se ter o cuidado de não fazer furos demasiado largos, sob pena de o material mais

fino também ser escoado juntamente com a água da lavagem. Os sacos foram furados na

sua base, estando os mesmos colocados na vertical, isto é, a parte com menor área do saco

em contacto com o chão. Ao adotar este procedimento para realizar os furos e fazendo a

água escoar por gravidade, estava-se a garantir uma menor área de passagem da água, logo,

uma maior velocidade de escoamento. Assim, conseguiu-se realizar uma lavagem mais

eficiente das argilas expandidas. Nas figuras 3.17 (a) e (b) podem ver-se os furos realizados

como referido anteriormente e a lavagem das argilas expandidas ARGEX 2-4 e 3-8.

(a) (b)

Figura 3.17 – (a) Furos na parte inferior do saco; (b) Lavagem da argila com saco de pé.

44

Este procedimento de lavagem da argila expandida não seria o mais apropriado mas notou-

se uma grande diminuição da quantidade de finos na argila além de ser um procedimento

que poupou algum tempo de trabalho comparando com outros procedimentos de lavagem.

No que concerne à argila expandida de granulometria mais fina, a ARGEX 0-2, a lavagem

da mesma realizou-se de forma diferente. O facto de esta ser demasiado fina (ver gráfico

3.1) e, realizando uma lavagem procedendo da mesma forma que no caso das outras argilas

expandidas, faria com que parte considerável do material passasse através dos furos,

havendo perda de material filtrante importante. Então, optou-se por usar um saco de filtro

em que as suas aberturas eram bastante reduzidas, permitindo que o material fino escoasse

com a água mas mantendo a argila expandida dentro do saco. Na figura 3.18, pode observar-

se o formato do saco em causa.

Figura 3.18 – Saco de filtro.

Depois de lavada, a argila expandida adquiriu uma cor mais escura, devido a alguma água

que conseguiu absorver/adsorver. Na figura 3.19 (a) e (b), é possível ver-se o aspeto da

argila expandida 0-2 antes e após a sua lavagem.

45

(a) (b)

Figura 3.19 – (a) ARGEX 0-2 antes da lavagem; (b) ARGEX 0-2 depois de lavada.

É notório na figura 3.19 (a), nas paredes do saco de filtro, a quantidade de material fino

presente na argila expandida 0-2.

Como se pode verificar pela tabela 3.2, a argila expandida é bastante leve, fazendo com

que a mesma flutue quando mergulhada em água. Ao ser lavada, a argila expandida vai

absorver/adsorver alguma água e fica um pouco mais pesada, podendo este facto ser

importante para a mesma não flutuar. Mais à frente, neste documento, vai ser percetível

que realmente a argila expandida do filtro lento consegue flutuar, explicando-se o

procedimento que permitiu atenuar esta situação.

3.6.2 Calibração dos equipamentos de medição

Antes de se iniciar a filtração, mais concretamente, antes de se iniciarem as medições dos

vários parâmetros, foi necessário verificar se as sondas estariam a medir corretamente ou

se seria necessário proceder à sua calibração.

As primeiras sondas a ser verificadas foram as HYDROLAB MS5 e MS4a. Verificou-se

que as mesmas não estavam corretamente calibradas pois mediam valores distintos. Além

disto, quando as sondas não estavam mergulhadas em água, ou seja, quando estavam em

contacto direto com o ar, a condutividade teria de ser 0 μS/cm, valor esse que não se

verificou. Recorrendo ao software Hydras 3LT foi possível calibrar as sondas, atribuindo

valores da condutividade, em soluções de valor de condutividade pré-definida (figura 3.20).

46

Figura 3.20 – Calibração da condutividade (Software Hydras 3LT).

Verificou-se que, durante a calibração, o software não aceitava a solução de 84 μS/cm, pelo

que se optou por calibrar as sondas com 1413 μS/cm. As sondas HYDROLAB também

foram calibradas com 0 μS/cm, aquando do contacto direto com o ar. Além da

condutividade, também se calibrou o pH destas sondas com uma solução de 7,01 de pH

(figura 3.21 (b)).

(a) (b)

Figura 3.21 – (a) Soluções para a calibração da condutividade (84 e 1413 μS/cm); (b) Calibração do

pH da sonda MS5.

Relativamente à sonda CDC401 R, durante a calibração desta, o equipamento requeria uma

solução de 1000 μS/cm. Assim, a sonda em causa foi calibrada com 1000 μS/cm e com o

47

valor de 0 μS/cm. Após as calibrações terem sido concluídas, verificou-se que as sondas

CDC401 R, MS5 e MS4a estavam a medir valores muito aproximados de condutividade.

Quanto ao turbidímetro, optou-se por calibrar o aparelho com padrões de calibração

StablCal para permitir medições aproveitando a gama máxima de valores que o

turbidímetro consegue medir (0-1000 UNT). Para calibrar o turbidímetro bastou seguir as

indicações do aparelho, colocando, no mesmo, cubetas de amostras com 4 diferentes

valores de turvação (10, 20, 100 e 800 UNT), uma de cada vez à medida que o turbidímetro

ia executando a calibração. As amostras de calibração são fornecidas pela HACH e teve de

se ter algum cuidado para agitar suavemente as mesmas antes da medição, de forma a

homogeneizar a solução. Na figura 3.22 podem ver-se as amostras de calibração de 10, 20,

100 e 800 UNT. Na mesma figura, é possível visualizar as diferentes quantidades de

turvação da solução, tendo em conta o valor da mesma. É importante, ainda, referir que esta

operação de calibração foi feita cerca de uma vez por semana.

Figura 3.22 – Amostras de calibração de 10, 20, 100 e 800 UNT.

Não foi feita a calibração das sondas que fariam as medições do oxigénio dissolvido. Por

outro lado, a sonda PHC301 estava já calibrada. Para confirmar esse facto mediu-se o pH

de soluções de pH conhecido (4,01 e 7,01) e os resultados obtidos foram muito parecidos

– 4,16 e 7,04. Sendo assim, confirma-se que a sonda PHC301 estaria corretamente calibrada

e pronta a medir o pH das amostras de água recirculada e filtrada.

3.7 Instalação Experimental

48

A instalação experimental foi realizada no Laboratório de Hidráulica e Recursos Hídricos

do Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Minho, em Azurém, Guimarães.

Uma vez que, em anos transatos, outros alunos já haviam estudado o desempenho de filtros

lentos, aproveitou-se a instalação experimental já existente. A mesma é constituída por dois

tanques em aço inoxidável paralelepipédicos, abertos na face superior para ser possível a

entrada de água e um outro tanque do mesmo material mas com uma configuração

específica. Este tanque seria, no estudo em causa, aproveitado para abastecer os dois

tanques paralelepipédicos que serviram de filtros. Os tanques de filtração apresentam

dimensões de 60 centímetros de altura, 140 centímetros de comprimento e 90 centímetros

de largura.

Primeiramente, foi necessário definir a espessura de cada camada de argila expandida,

material filtrante do filtro lento. Tendo em conta o material disponível definiu-se que a

camada da base do filtro seria de 10 centímetros de ARGEX 3-8, a camada intermédia teria

espessura de 3 centímetros de ARGEX 2-4 e a camada mais fina teria 15 centímetros de

espessura de ARGEX 0-2. Estas espessuras também foram as adotadas no trabalho de Injai

(2013), com areia como material filtrante (godo, areia grosseira e areia fina). Na figura

3.23, pode observar-se um esquema do filtro lento de argila expandida.

Figura 3.23 – Perfil do tanque (filtro de argila expandida).

É, ainda, possível ver-se na figura 3.23, a localização das mantas geotêxtil bem como do

dreno de 35 milímetros, situado na base do filtro.

49

Como referido anteriormente, a argila expandida teve de ser lavada para saírem alguns

finos. Depois desta tarefa preliminar (secção 3.6.1), foi possível encher o tanque com a

argila expandida em causa, tendo o cuidado de respeitar as espessuras das camadas que

foram definidas anteriormente, tentando nivelar cada camada o melhor possível. Sendo

assim, nas figuras 3.24 (a), (b) e (c) é possível observar algumas fases da montagem do

filtro de argila expandida.

(a) (b) (c)

Figura 3.24 – (a) Colocação da primeira camada; (b) Colocação da última camada; (c) Filtro de

argila expandida depois da colocação das mantas geotêxtil.

Aquando da colocação em funcionamento do filtro de argila expandida, foi possível

perceber, tal como era previsível, que os grãos de argila expandida conseguem flutuar. À

medida que a água circulava no filtro, seria de esperar que a argila expandida absorve-se

alguma água, ganhando peso e assentando mas o mesmo não sucedeu. Ao flutuar, a argila

expandida conseguia levantar as mantas geotêxtil formando uma superfície irregular pois,

devido à armadura das mantas geotêxtil, estas só levantavam no centro do filtro. É possível

ver-se na figura 3.25 o material a levantar as mantas geotêxtil.

50

Figura 3.25 – Argila expandida fazendo as mantas geotêxtil flutuar.

Além deste facto, como o tanque apresentava uma espessura reduzida (cerca de 2

milímetros), e devido à pressão exercida pela argila expandida e pela água, o mesmo

deformava-se um pouco nas laterais, deixando que algum material fino conseguisse passar

pelas mantas geotêxtil e chegar à superfície da água. Para resolver estes problemas optou-

se por colocar duas cunhas – uma entre a parede e o tanque de argila expandida e uma outra

entre os tanques de filtração. Com estas soluções, a deformação do filtro já não seria

significativa e já se poderia garantir que nenhum material se perderia.

Para evitar que o material flutuasse, lavou-se algum godo que se retirou da base do filtro

de areia e colocou-se no topo das mantas geotêxtil. Este godo foi peneirado no peneiro de

9,5 milímetros, aproveitando-se os retidos, para se utilizar somente o material mais

grosseiro. O facto de esta pequena camada de godo ser acrescentada ao sistema não faria

prever uma diminuição do desempenho do filtro de argila expandida. Na figura 3.26 é

possível ver-se o filtro de argila expandida pronto a ser utilizado, já depois da colocação do

godo.

51

Figura 3.26 - Configuração final do filtro de argila expandida.

Depois do filtro estar perfeitamente operacional, optou-se por usar água de abastecimento

durante cerca de uma semana para que o processo de limpeza da argila expandida fosse

melhorado. No fim da fase da limpeza, como citado anteriormente, abasteceu-se o tanque

de água bruta com cerca de 300 litros de água da ribeira, adjacente à Universidade do

Minho, para se começar a fazer as medições que são a base de partida deste estudo.

O objetivo seria medir os parâmetros de qualidade da água ao mesmo tempo, no filtro lento

de areia e no filtro lento de argila expandida e, no final, fazer a comparação das suas

eficiências de tratamento. Devido à quantidade de medições dos parâmetros de qualidade

da água (ver capitulo 4), não foi possível usar em simultâneo ambos os filtros, sob pena de

não se realizar um correto estudo acerca do desempenho do filtro de argila expandida,

principal objetivo deste trabalho.

Este sistema de filtração lenta tem por base a recirculação da água entre o tanque de água

bruta e o filtro. Assim, depois de a água ser filtrada, ela é encaminhada pela bomba

hidráulica (através de mangueira) para o tanque de água bruta, de onde seguirá novamente

para o filtro. O afluente é encaminhado para o filtro através de tubagens em PVC de 1 ½’’.

Depois de filtrada, a água segue por tubagens de PVC de 1 ½’’ até ao poço vertical de 160

milímetros de diâmetro. O mesmo tem uma saída de limpeza de fundo de 1’’. Além destas

tubagens, em caso de caudais elevados ou avaria do sistema, o tanque de filtração tem duas

descargas de superfície de 2’’. Na figura 3.27 pode observar-se a instalação experimental,

desenhada no software SketchUp. São visíveis os tanques de filtração (esquerda – argila

expandida; direita – areia), além do tanque de água bruta, elevado em relação aos restantes.

Pode observar-se na mesma imagem as tubagens mais importantes, descritas acima, bem

52

como o recipiente que recebe a água filtrada e a mangueira por onde a mesma volta para o

tanque de água bruta. O filtro de areia foi deixado propositadamente vazio para se puder

ver o dreno, idêntico ao que existe no filtro de argila expandida.

Figura 3.27 - Instalação experimental (Software SketchUp).

Como a bomba hidráulica utilizada apenas funciona para alturas de água de pelo menos 5

centímetros, optou-se por colocar um recipiente a jusante do poço de saída e, assim, a água

passa numa tubagem de PVC de 1’’, entrando no recipiente. A bomba hidráulica foi

colocada dentro do recipiente para as alturas de água serem constantemente superiores a 5

centímetros. Todas as tubagens possuem uma válvula de esfera para se poder facilmente

desligar o sistema em caso de alguma anomalia/avaria. Neste caso, e ao contrário de

trabalhos anteriores, os vazadouros metálicos servem apenas como um coletor de água em

caso de caudal elevado ou avaria da bomba.

Este sistema de filtração funciona tendo em conta os passos seguintes: Primeiramente a

água bruta sai do tanque por gravidade, seguindo um trajeto horizontal ao nível do solo

para, seguidamente, seguir de forma ascendente na vertical, de onde seguirá,

horizontalmente para o tanque de filtração. Esta água passa a ter a designação de água

recirculada e é distribuída em chuveiro pelo filtro (figura 3.26) para evitar possíveis

agitações na camada superficial do filtro, minimizando, assim, a perturbação do filme

53

formado pela deposição de materiais presentes na água. Depois de passar pelas três

camadas do filtro e pelas mantas geotêxtil, a água filtrada é recolhida por um dreno que a

encaminha até um poço, que provoca um fluxo vertical ascendente, até a mesma seguir,

horizontalmente por uma tubagem, fluindo por gravidade para um recipiente. De seguida,

a bomba hidráulica força a água filtrada a entrar no tanque de água bruta, fazendo com que

os fluidos se misturem, antes de voltarem a seguir para o filtro de argila expandida. Este

processo é contínuo, tal como referido anteriormente.

3.8 Descrição dos trabalhos realizados

Descreve-se seguidamente a metodologia experimental adotada. Antes de cada conjunto de

ensaios, isto é, a cada dia de ensaios, era necessário ligar corretamente todos os aparelhos

de medição usados, excetuando as sondas MS5 e MS4a que estavam ligadas 24 horas por

dia, e verificar que estavam em condições desde a utilização anterior.

No início dos trabalhos, devido a possíveis inundações do laboratório, o sistema não ficou

em funcionamento durante 24 horas. Sendo assim, a água era filtrada apenas aquando das

idas ao laboratório para que, assim, no caso de inundações, se pudesse resolver logo o

problema. A partir do momento em que não haveria perigo de inundações, o sistema

funcionaria 24 horas por dia enquanto as sondas HYDROLAB MS5 e MS4a faziam as

medições a cada 5 minutos (intervalo de tempo definido no inicio dos trabalhos).

Todos os dias de manhã era retirada uma amostra de água recirculada e outra de água

filtrada no tanque de argila expandida para medir os parâmetros de qualidade turvação, pH,

OD, condutividade e temperatura. Depois das medições feitas, procedia-se à turvação da

água recirculada misturando uma quantidade variável de lodo num garrafão de 5 litros de

água que posteriormente seria despejado no tanque de água bruta. A quantidade de lodo

que se adicionava à água foi variando – por vezes 2, outras vezes 3 ou até 4 ou 5 colheres

de lodo em 5 litros de água de abastecimento. Na figura 3.28, pode ver-se uma colher de

lodo, antes da turvação da água. Era habitual, misturado com o lodo, aparecer algumas

pequenas folhas ou plantas.

54

Figura 3.28 – Colher de lodo para a turvação da água.

Foi possível reparar, também, que o lodo poderia estar mais ou menos diluído, fazendo

variar a turvação com que ficaria o tanque de água bruta. Esta evidência é importante pois

permitiu obter dados de turvação variáveis tendo em conta a quantidade de lodo adicionada.

Deste modo, conseguia-se atingir picos de turvação devido aos sólidos em suspensão,

materiais esses que iriam amadurecer o filtro lento de argila expandida. É possível observar,

na figura 3.29, a diferença entre um garrafão de 5 litros de água, antes e depois da sua

turvação.

(a) (b)

Figura 3.29 – (a) Garrafão de água antes da turvação; (b) Garrafão de água turvada, depois de

adicionado o lodo.

O intervalo entre episódios de turvação era variável – normalmente voltava-se a turvar a

água quando a turvação da água recirculada atingisse valores entre 3 e 4 UNT. No intervalo

entre os episódios de turvação eram retiradas amostras de água recirculada e de água

filtrada, com uma frequência de 10 minutos. As amostras eram retiradas com as células de

amostra, rejeitando as duas primeiras amostras de cada tanque e aproveitando apenas a

terceira. Antes da retirada da amostra do tanque de água bruta, este era agitado, tentando

sempre que esta agitação fosse branda e equivalente em cada amostra. Durante os 10

minutos entre as recolhas de amostras, era medido a turvação da amostra bruta e filtrada

tendo em conta os dois modos de medição referidos anteriormente – normal e média de

55

sinal. Em cada um dos dois modos de medição, fazia-se a leitura de três valores para se

aproveitar a média final. Esporadicamente, como se poderá ver nos resultados obtidos, foi

medida a turvação uma quarta ou quinta vez para atenuar as variações de valores que, por

vezes, eram elevadas. Assim, considerando duas amostras (água recirculada e filtrada), os

dois modos de medição e as três medições em cada modo, era necessário fazer 12 leituras

de turvação a cada 10 minutos, pelo menos. Teve de se ter o cuidado de agitar suavemente

cada célula de amostra, antes de introduzir no turbidímetro, para homogeneizar a mesma.

As células de amostra foram limpas com papel absorvente, antes de cada ensaio, para

impedir que as gotas de água interferissem nas medições.

Para que os resultados não fossem afetados, procedeu-se à limpeza das células de amostra

pois, estas, poderiam sofrer de incrustações, fruto do pH elevado da água. Para ultrapassar

este problema, começou-se a limpar as células de amostra cerca de uma vez por semana,

mergulhando as mesmas numa solução de água com cerca de 2 mililitros de ácido nítrico

65%, durante cerca de 10 minutos como se pode observar na figura 3.30. Na mesma figura

é possível ver-se a pipeta utilizada para medir os 2 mililitros de ácido nítrico 65%. Para

este procedimento teve de se ter especial atenção, considerando que o ácido nítrico é

altamente corrosivo.

Figura 3.30 – Limpeza das células de amostra com ácido nítrico 65% e pipeta.

Quanto ao pH da água recirculada e filtrada, este era medido, também, a cada 10 minutos,

depois de se medir a turvação de cada amostra. No caso do pH, foram feitas apenas duas

leituras para cada amostra, perfazendo quatro leituras a cada 10 minutos. Aquando da

medição do pH, o mesmo sensor também media a temperatura da amostra. Os restantes

parâmetros – condutividade e OD, eram medidos com uma frequência menor devido ao

curto período entre medições de turvação não ser suficiente para fazer todas as medições

56

desejáveis. Portanto, o intervalo de medição da condutividade e do OD era variável – por

vezes poderia ser de hora em hora ou mais. Como as sondas MS5 e MS4a faziam a medição

da condutividade a cada 5 minutos, não é preocupante o facto de não se conseguir medir o

mesmo parâmetro com a sonda CDC401 R com uma frequência menor. Na tabela 3.7, pode-

se ver um resumo das frequências de medição consideradas para cada parâmetro de

qualidade.

Tabela 3.7 – Resumo das frequências de medição para cada parâmetro de qualidade.

Parâmetro Equipamento Frequência de

leituras Amostras (Água)

Nº de leituras

Turvação HACH 2100Q is 10 minutos Recirculada + Filtrada 6 + 6 pH PHC301 10 minutos* Recirculada + Filtrada 2 + 2

Condutividade CDC401 R Variável Recirculada + Filtrada 2 + 2

MS5 5 minutos Recirculada 1 MS4a 5 minutos Filtrada 1

OD LDO R Variável Recirculada + Filtrada 2 + 2

LDO101 Variável Recirculada + Filtrada 2 + 2

Temperatura

PHC301 10 minutos* Recirculada + Filtrada 2 + 2 CDC401 R Variável Recirculada + Filtrada 2 + 2

MS5 5 minutos Recirculada 1 MS4a 5 minutos Filtrada 1

LDO R Variável Recirculada + Filtrada 2 + 2 LDO101 Variável Recirculada + Filtrada 2 + 2

* Excetuando os dois primeiros dias de medições

Ainda na tabela 3.7 pode-se ver, também, o equipamento utilizado para a medição de cada

parâmetro e o número de leituras realizadas para cada amostra (recirculada ou filtrada).

Durante a realização deste estudo, também foi feita a medição do caudal do sistema. A

frequência da medição do mesmo foi bastante variável, tentando-se fazer pelo menos duas

medições por dia de medição, excetuando os dias em que só se faria medições de manhã

ou de tarde. É importante referir que este caudal se refere ao caudal medido à saída do filtro

de argila expandida. No início dos trabalhos, a medição do caudal foi realizado

contabilizando o tempo (em segundos) que demoraria a encher-se um volume de 2 litros

mas, a partir de um certo momento, começou-se a medir o tempo que demoraria a encher

1 litro de água e 2 litros de água, fazendo-se no final a média. Ao adotar este procedimento

de medição estava-se, em princípio, a minimizar os erros óbvios de uma medição tendo em

57

conta a capacidade da vista humana. Sendo assim, a expressão que permite calcular o

caudal à saída do filtro de argila expandida é a seguinte:

� = � = [ � �� + � �� ] × 6 [ 3/ℎ] Sendo � correspondente ao tempo, em segundos, que demora a encher um volume de

1 litro e � o tempo, em segundos, que demora a encher um volume de 2 litros. Sabendo-

se o caudal do sistema, era possível calcular a taxa de filtração, fazendo o quociente entre

o caudal e a área de filtração (em planta). A expressão seguinte traduz o cálculo desta taxa:

= �� = [ � �� + � �� ] × 6, 6 [ /ℎ]

A área de filtração, visto que o tanque apresenta comprimento e largura de 1,4 e 0,9 metros,

é 1,26 m2.

59

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO DOS MESMOS

Neste capítulo será apresentada a tendência de variação dos parâmetros medidos (turvação,

condutividade elétrica, pH, oxigénio dissolvido, temperatura e caudal/taxa de filtração), em

tabelas e em gráficos de modo a ser percetivel a variação dos mesmos. Também serão

realizados comentários e conclusões acerca dos resultados obtidos. Nota para o facto de a

grande generalidade dos dados medidos se encontrar em anexo.

4.1 Turvação

A amplitude temporal das medições foi bastante extensa. Assim, os dados obtidos foram

igualmente extensos e desta forma optou-se por colocar os mesmos no anexo B.

O facto de se considerar dois modos de leitura para a turvação (ver capitulo 3.4.1), não

demonstrou diferenças significativas entre os mesmos, pelo que, na análise deste

parâmetro, apenas se considera o modo de leitura normal.

Seguidamente, pode observar-se o gráfico 4.1 onde é apresentada a tendência da turvação

da água filtrada e da água recirculada, ao longo do estudo.

Gráfico 4.1 - Variação da turvação da água filtrada e da água recirculada (modo de leitura normal).

Ao longo do estudo, é possível verificar um aumento da turvação da água filtrada mas, a

dada altura (cerca de 18 a 21 de Agosto), a turvação atinge os valores mais elevados. Este

aumento prende-se com o não amadurecimento do filtro, deixando, assim, que pequenas

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,0010,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

06-0

8-20

1406

-08-

2014

06-0

8-20

1407

-08-

2014

07-0

8-20

1408

-08-

2014

08-0

8-20

1411

-08-

2014

13-0

8-20

1413

-08-

2014

15-0

8-20

1415

-08-

2014

18-0

8-20

1420

-08-

2014

20-0

8-20

1421

-08-

2014

27-0

8-20

1427

-08-

2014

28-0

8-20

1428

-08-

2014

29-0

8-20

1402

-09-

2014

03-0

9-20

1408

-09-

2014

09-0

9-20

14

Tur

vaçã

o da

águ

a fi

ltra

da (U

NT

)

Tur

vaçã

o da

águ

a re

circ

ulad

a (U

NT

)

Água Recirculada Água filtrada

60

partículas dissolvidas na água passassem mais facilmente na etapa de filtração. A partir de

21 de Agosto, nota-se uma diminuição e uma menor variabilidade diária dos valores da

turvação da água filtrada. Nesta fase final, o filtro estaria mais amadurecido a e a sua

eficiência aumentaria, tal como se poderá ver no gráfico 4.3. Portanto, verifica-se que a

água filtrada apresenta uma tendência de remoção mais afinada com o decorrer do estudo,

como seria de esperar.

O valor máximo da turvação da água filtrada obtido foi de 2,98 UNT. Por outro lado, o

valor mínimo foi de 0,22 UNT.

Tendo em conta o disposto na Tabela 2.2, o valor paramétrico da turvação da água para

consumo humano é 4,0 UNT. Tendo em conta este valor e, considerando a totalidade dos

dados da turvação da água filtrada, todos os valores encontram-se abaixo de 4,0 UNT. Por

outro lado, segundo o Dec. Lei nº 306/2007, no caso de águas superficiais, o valor

paramétrico da turvação aquando da saída do tratamento deve ser de 1,0 UNT e verificou-

se que a turvação da água filtrada é inferior a este valor em 90,83% e 91,28% quando se

trata, respetivamente, do modo de leitura normal e média de sinal.

Relativamente à variação dos valores da turvação da água recirculada, os mesmos parecem

ter coerência pois, podem-se observar os picos de turvação aquando da introdução de lodo

no tanque e a diminuição deste parâmetro à medida que a etapa de filtração é realizada e

até se voltar a introduzir lodo no tanque, voltando a aumentar a turvação do mesmo.

Os máximos valores de turvação da água recirculada ou picos de turvação, não são

constantes devido ao doseamento variável do lodo e, também, devido à agitação manual do

tanque de água bruta, antes da retirada de amostras. O valor máximo e mínimo de turvação

da água recirculada obtidos foram, 64,07 e 0,85 UNT. Estes são valores limite, sendo que

a generalidade dos restantes valores encontram-se bastante afastados destes. O valor de

0,85 UNT pode-se ter devido à ausência de agitação ou a um erro de medições.

Tal como apresentado na tabela 2.4, Di Bernardo recomenda que uma água pode ser tratada

por filtração lenta em areia se a mesma tiver uma turvação inferior a 10 UNT. Tendo em

conta este valor de 10 UNT, foi possível perceber que, no caso do estudo em causa, 74,77%

e 77,06% das amostras de água recirculada são inferiores a este valor de turvação quando

se considera, respetivamente, os modos de leitura normal e média de sinal. É possível fazer

uma analogia entre um filtro lento de areia e um filtro lento de argila expandida, no entanto,

61

verificou-se que, neste trabalho, conseguiu-se obter valores de turvação da água filtrada

inferiores aos limites legais mesmo com água recirculada apresentando turvação superior a

10 UNT.

Ainda pela observação do gráfico 4.1, pode-se constatar que, na fase final, continuou-se a

turvar a água recirculada já que continuam a existir picos acentuados de turvação. Mesmo

assim, a turvação da água filtrada parece sofrer aumentos menos significativos com esse

facto, significando que o filtro estaria a amadurecer.

Na tabela 4.1, apresenta-se um quadro geral de alguns valores importantes deste estudo.

Tabela 4.1 – Alguns valores relevantes acerca dos dados totais da turvação da água recirculada/filtrada - Modo de leitura normal/média de sinal (Valores em UNT).

Mínimo Máximo Média Desvio-Padrão

1ºQuartil Mediana 3ºQuartil

Água Recirculada 0,85 62,77 8,21/7,61 7,40/6,95 3,78/3,56 6,01/5,53 9,99/9,48 Água Filtrada 0,22 2,98 0,62 0,44 0,37/0,36 0,54 0,66

Relativamente à eficiência do filtro de argila expandida no que concerne à diminuição da

turvação é importante referir que o cálculo da eficiência fez-se tendo em conta o valor da

turvação da água filtrada e bruta, no mesmo momento tal como se pode verificar na

expressão seguinte:

� % = �á � � �� =� − �á � �� =��á � � �� =� × %

O facto de se considerar esta expressão causa um erro nas eficiências de remoção pois,

estas, deveriam ser calculadas com o valor da turvação máxima da água recirculada e o

valor da turvação máxima da água filtrada, para cada intervalo de turvação. Assim, obter-

se-ia apenas uma eficiência de remoção da turvação para cada intervalo entre turvações da

água recirculada. Quantificar o valor da turvação máxima da água recirculada é simples

pois esse valor corresponde à turvação medida imediatamente após a turvação da água, no

entanto, com um intervalo de medições de 10 minutos, torna-se impossível quantificar o

valor máximo da turvação da água filtrada. Os dados recolhidos, mostram, na grande

generalidade dos mesmos, um crescendo da turvação da água filtrada após a turvação,

chegando a um momento (turvação máxima da água filtrada) em que o mesmo parâmetro

começa a decrescer. Sendo assim, não se consegue recolher o máximo valor da turvação da

62

água filtrada. A solução para ultrapassar este obstáculo seria fazer medições da turvação de

1 em 1 minuto ou menos, para encontrar o exato momento em que a água filtrada atinge o

seu ponto de turvação mais elevado em cada etapa de turvação.

Considerando, então, a expressão da eficiência de remoção de turvação, obteve-se os

valores de 36,64% e 35,63% de eficiência mínima e 99,60% e 99,61% de eficiência máxima

de remoção para o modo de leitura normal e média de sinal, respetivamente. Durante mais

de metade do estudo, as eficiências de remoção da turvação ultrapassaram os 90%. A

eficiência média de remoção da turvação foi de cerca de 87 %, valor superior ao obtido no

estudo de Injai (2013).

Para uma melhor perceção dos valores médios, optou-se por apresentar, seguidamente, os

dados anteriores mas em valores médios diários. Na tabela 4.2, são apresentados os valores

médios diários de turvação bem como as eficiências de remoção, além dos valores mínimos,

máximos, médios e dos desvios-padrão.

Tabela 4.2 – Valores médios diários de turvação e reduções percentuais de turvação.

Modo de Leitura Normal Média Sinal

63

Data Filtrada Recirculada Redução (%) Filtrada Recirculada Redução (%) 06-08-2014 0,55 5,84 90,58 0,57 5,41 89,46 07-08-2014 0,57 4,64 87,72 0,57 4,40 87,05 08-08-2014 0,79 5,56 85,79 0,79 5,31 85,12 11-08-2014 0,86 19,18 95,52 0,85 17,77 95,22 13-08-2014 0,60 5,49 89,07 0,60 4,64 87,07 14-08-2014 0,88 3,99 77,94 0,90 3,70 75,68 15-08-2014 0,59 9,57 93,83 0,60 8,87 93,24 18-08-2014 1,36 6,77 79,91 1,35 6,28 78,50 20-08-2014 1,32 7,58 82,59 1,31 7,09 81,52 21-08-2014 0,48 9,43 94,91 0,48 8,91 94,61 27-08-2014 0,30 7,96 96,23 0,30 7,17 95,82 28-08-2014 0,37 8,38 95,58 0,37 7,58 95,12 29-08-2014 0,28 8,51 96,71 0,27 7,37 96,34 02-09-2014 0,31 13,21 97,65 0,31 11,51 97,31 03-09-2014 0,35 19,42 98,20 0,35 18,59 98,12 08-09-2014 0,43 7,54 94,30 0,43 7,53 94,29 09-09-2014 0,31 6,82 95,45 0,31 8,66 96,42

Mínimo 0,28 3,99 77,94 0,27 3,70 75,68 Máximo 1,36 19,42 98,20 1,35 18,59 98,12 Média 0,61 8,82 91,29 0,61 8,28 90,64

Desv. Padrão 0,33 4,36 6,21 0,32 4,08 6,78

Pela observação da tabela 4.2, é possível perceber quais os dias onde a turvação da água

filtrada e bruta é máxima ou mínima. Pode, também, concluir-se quais os dias de eficiência

máxima e mínima de remoção da turvação. Confirma-se, pela mesma tabela, que o dia de

média mais elevada de eficiência de remoção foi o dia 3 de Setembro. Foi, também, neste

dia que se obteve o máximo valor de remoção da turvação (cerca de 99,60%). Por outro

lado, o dia 14 de Agosto foi o dia em que a média diária de eficiência de remoção de

turvação foi menor mas, foi no dia 18 de Agosto, pelas 16:20h, que se atingiu o menor valor

de eficiência (cerca de 36%).

Seguidamente, pode observar-se o gráfico 4.2, para melhor compreender os valores

presentes na tabela 4.2.

64

Gráfico 4.2 - Valores médios diários de turvação da água filtrada e recirculada

Tal como se tinha observado no gráfico 4.1, no gráfico 4.2 também é percetível que a partir

do dia 21 de Agosto, os valores da turvação da água filtrada diminuíram consideravelmente,

depois de, na fase inicial, haver um aumento da turvação, fruto da idade do filtro.

Relativamente à água recirculada, são percetíveis os picos de turvação diária sendo que há

dois valores bastante elevados que se destacam dos restantes (dia 11 de Agosto e 3 de

Setembro). No dia 11 de Agosto, numa tentativa de aumentar de forma brusca o

amadurecimento do filtro/colmatação do geotêxtil foi adicionada uma quantidade de lodo

bastante mais elevada que nas restantes etapas de turvação da água recirculada, fazendo

com que este dia se destaque no que diz respeito à quantidade de turvação de água

recirculada. No dia 3 de Setembro, o valor elevado de turvação diária de água recirculada

pode dever-se a um erro de medições ou ao baixo caudal do dia em causa.

No gráfico 4.3 pode-se observar os valores médios diários da eficiência de remoção da

turvação.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

06-0

8-20

14

08-0

8-20

14

10-0

8-20

14

12-0

8-20

14

14-0

8-20

14

16-0

8-20

14

18-0

8-20

14

20-0

8-20

14

22-0

8-20

14

24-0

8-20

14

26-0

8-20

14

28-0

8-20

14

30-0

8-20

14

01-0

9-20

14

03-0

9-20

14

05-0

9-20

14

07-0

9-20

14

09-0

9-20

14

Tur

vaçã

o da

águ

a fi

ltra

da (U

NT

)

Tur

vaçã

o da

águ

a re

circ

ulad

a (U

NT

)

Afluente Efluente

65

Gráfico 4.3 – Valores médios diários da eficiência de remoção da turvação.

É notório no gráfico 4.3, a estabilização da eficiência do filtro de argila expandida a partir

do dia 21 de Agosto. É, também, a partir deste dia que as eficiências diárias de remoção

atingem os valores máximos, salvo o dia 11 de Agosto. No dia 8 de Setembro, a eficiência

diária de remoção atinge um valor abaixo dos dias anteriores, mas a eficiência volta a

aumentar logo a seguir. As linhas de tendência polinomiais (a tracejado) dão uma ideia um

pouco aproximada da evolução das eficiências diárias de remoção de turvação. Excetuando

o último dia de medições, a eficiência calculada com os valores da turvação obtidos pelo

modo de leitura normal apresenta valores um pouco mais elevados, quando comparados

com o outro modo de leitura. Esta pequena diferença deve-se, essencialmente, devido ao

valor mais elevado da turvação da água recirculada aquando da consideração do modo de

leitura normal.

4.2 Parâmetros Físico – Químicos de Controlo

4.2.1 Condutividade elétrica

Tal como referido anteriormente, a condutividade foi medida com as sondas MS5, MS4a e

CDC401 R. As sondas MS5 e MS4a mediram automaticamente a temperatura e a

condutividade, de 10 em 10 minutos, e com a sonda CDC401 R realizaram-se algumas

75%

80%

85%

90%

95%

100%E

fici

ênci

a de

rem

oção

da

turv

ação

(%)

Redução da Turvação (normal)Redução da Turvação (média sinal)Polinomial (Redução da Turvação (normal))Polinomial (Redução da Turvação (média sinal))

66

medições nos dias de presença efetiva no laboratório. O desgaste das sondas MS5 e MS4a,

que se desligavam bastantes vezes, conduziu a que as medições automáticas da

condutividade da água filtrada fossem escassas, no entanto, existem as medições com a

sonda CDC401 R.

Apresenta-se, seguidamente, o gráfico 4.4, com a variação da condutividade da água

filtrada e bruta, medida com o sensor CDC401 R. Salienta-se que foram eliminados dois

valores de condutividade de cerca de 800 µS/cm por se tratar de valores únicos e bastante

distantes dos restantes valores. Os valores mínimo e máximo, medidos com esta sonda,

foram 397 C e 595 µS/cm, respetivamente.

Gráfico 4.4 – Variação da condutividade elétrica e da temperatura ao longo do estudo (sonda CDC401 R).

16,00

18,00

20,00

22,00

24,00

26,00

28,00

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

600

06-0

8-20

1406

-08-

2014

07-0

8-20

1407

-08-

2014

08-0

8-20

1411

-08-

2014

11-0

8-20

1413

-08-

2014

13-0

8-20

1414

-08-

2014

15-0

8-20

1415

-08-

2014

18-0

8-20

1418

-08-

2014

20-0

8-20

1420

-08-

2014

21-0

8-20

1427

-08-

2014

28-0

8-20

1428

-08-

2014

29-0

8-20

1402

-09-

2014

03-0

9-20

1403

-09-

2014

08-0

9-20

1409

-09-

2014

09-0

9-20

14

Tem

pera

tura

(°C

)

Con

duti

vida

de (µ

S/cm

)

Condutividade (Água Filtrada)

Condutividade (Água Recirculada)

Temp. (Água filtrada)

Temp. (Água recirculada)

Polinomial (Condutividade (Água Filtrada))

Polinomial (Condutividade (Água Recirculada))

Polinomial (Temp. (Água filtrada))

Polinomial (Temp. (Água recirculada))

67

É possível concluir, pelo gráfico 4.4 e pelas linhas de tendência, uma ligeira superioridade

da condutividade elétrica da água filtrada em relação à água recirculada, no entanto, a

diferença do parâmetro entre o afluente e efluente não é muito acentuado. Pelos dados

totais, disponíveis no anexo C, a média da condutividade elétrica da água filtrada e

recirculada é, respetivamente, 467,02 e 459,20 µS/cm, corroborando as linhas de tendência

do gráfico 4.4. O aumento da condutividade aquando da passagem pelo filtro de argila

expandida parece dever-se justamente ao material filtrante. A argila expandida contém

algum material fino que se dissolve na água, aquando da passagem da mesma, fazendo

aumentar a condutividade elétrica. É notório no gráfico 4.6, na parte final do estudo, uma

diminuição acentuada da condutividade, tanto da água filtrada como da água recirculada.

Esta diminuição pode dever-se à influência das mantas geotêxtil que, com o decorrer da

filtração, conseguem filtrar as pequenas partículas da argila expandida. Além deste fator,

ao proceder-se à turvação da água, estava-se a introduzir uma água com uma condutividade

bastante mais baixa (cerca de 114 µS/cm em média), levando à diminuição da

condutividade da água do sistema.

Relativamente à temperatura, não é possível fazer a distinção entre o afluente e o efluente

e pode-se verificar isso pelas linhas de tendência da temperatura. Parece haver uma

correlação entre a temperatura e a condutividade elétrica (o aumento da temperatura

corresponde ao aumento da condutividade), pelo menos até cerca de 28 de Agosto, altura

em que a temperatura continua a aumentar e a condutividade começa a decrescer.

Seguidamente apresenta-se a tabela 4.3, com a variação da condutividade elétrica e da

temperatura ao longo do tempo, em termos de médias diárias, medido com a sonda CDC401

R (os dados encontram-se no anexo C).

68

Tabela 4.3 – Valores médios diários da condutividade e temperatura (sonda CDC401 R).

Condutividade (µS/cm) e Temperatura (°C)

Data Médias Diárias

Filtrada Recirculada 06-08-2014 417,50 24,60 402,25 24,48 07-08-2014 479,50 25,20 461,50 25,35 08-08-2014 471,33 24,67 467,33 24,73 11-08-2014 449,50 24,35 438,25 24,28 13-08-2014 440,00 22,93 437,00 23,07 14-08-2014 478,50 22,85 476,50 23,20 15-08-2014 482,25 23,03 470,00 22,93 18-08-2014 483,00 24,20 487,00 24,05 20-08-2014 473,75 23,85 471,75 23,80 21-08-2014 468,50 23,55 467,50 23,70 27-08-2014 469,50 25,80 465,50 25,75 28-08-2014 500,50 25,18 466,50 25,20 29-08-2014 473,00 23,30 467,33 23,37 02-09-2014 506,50 26,35 507,00 26,55 03-09-2014 514,00 24,83 512,67 24,80 08-09-2014 404,33 25,27 403,33 25,37 09-09-2014 440,33 25,00 437,33 25,17

Mínimo 404,33 22,85 402,25 22,93 Máximo 514,00 26,35 512,67 26,55 Média 467,76 24,41 461,10 24,46

Relativamente às sondas MS5 e MS4a, tal como referido anteriormente, alguns parâmetros

não foram medidos, principalmente da água filtrada. Sendo assim, apresentam-se na tabela

4.4, as médias diárias da condutividade e temperatura do afluente e efluente, medidos com

as sondas em causa.

69

Tabela 4.4 – Valores médios diários da condutividade e temperatura do afluente e efluente (MS5 e MS4a) (Valores da condutividade em µS/cm e de temperatura em °C).

Data Filtrada Recirculada

Data Filtrada Recirculada

Cond. Temp. Cond. Temp. Cond. Temp. Cond. Temp.

06-08-2014 423,79 23,90 26-08-2014 470,91 24,31

07-08-2014 466,05 24,60 27-08-2014 472,37 25,12

08-08-2014 456,70 24,34 28-08-2014 472,03 25,01

09-08-2014 429,08 23,86 29-08-2014 473,77 23,50

14-08-2014 478,72 22,39 482,03 22,54 30-08-2014 480,48 23,42

15-08-2014 461,23 22,15 437,93 21,63 31-08-2014 490,46 23,73

16-08-2014 398,93 21,75 01-09-2014 499,86 24,32

17-08-2014 382,96 22,20 02-09-2014 509,18 25,26

18-08-2014 466,50 24,15 470,77 24,37 03-09-2014 516,50 25,28

19-08-2014 473,42 24,26 479,86 24,11 04-09-2014 523,34 24,63

20-08-2014 470,86 23,50 478,54 23,68 05-09-2014 531,78 24,02

21-08-2014 474,13 23,42 06-09-2014 540,18 24,34

22-08-2014 473,44 23,48 07-09-2014 548,57 24,37

23-08-2014 471,34 23,32 08-09-2014 520,07 24,03

24-08-2014 469,55 23,28 09-09-2014 435,99 24,57

25-08-2014 468,92 23,25

No gráfico seguinte, gráfico 4.5, apresenta-se a tendência dos dados da tabela 4.4. É notória

a falta de dados da água filtrada, pelo que se consegue apenas tirar conclusões dos valores

da condutividade da água recirculada.

70

Gráfico 4.5 - Tendência dos valores médios diários da condutividade e da temperatura (MS5 e MS4a).

Confirmando os dados da sonda CDC401 R, há uma relação direta entre a temperatura e a

condutividade da água recirculada, já que o aumento da temperatura traduz-se num

aumento da condutividade, embora, na parte final do estudo, esta relação não seja tão óbvia.

Comparando estes resultados da condutividade elétrica com dados anteriores Injai (2013),

aquando da utilização de areia como material filtrante, verifica-se que os mesmos são

bastante elevados.

Apesar da condutividade elétrica da água recirculada da ribeira apresentar, no momento da

captação, uma condutividade elevada (363 µS/cm), a condutividade elétrica da água do

sistema manteve-se sempre acima desse valor, logo, a argila expandida aumenta a

condutividade da água do sistema.

Conclui-se que a filtração em argila expandida não diminui, na generalidade dos dados

medidos, a condutividade elétrica da água. Pelo contrário, a condutividade da água parece

aumentar aquando da passagem pelo filtro de argila expandida. Relativamente à legislação

em vigor, na tabela 2.2, pode-se ver que o valor paramétrico da condutividade elétrica, para

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

380

400

420

440

460

480

500

520

540

06-0

8-20

14

08-0

8-20

14

10-0

8-20

14

12-0

8-20

14

14-0

8-20

14

16-0

8-20

14

18-0

8-20

14

20-0

8-20

14

22-0

8-20

14

24-0

8-20

14

26-0

8-20

14

28-0

8-20

14

30-0

8-20

14

01-0

9-20

14

03-0

9-20

14

05-0

9-20

14

07-0

9-20

14

09-0

9-20

14

Tem

pera

tura

(°C

)

Con

duti

vida

de (µ

S/cm

)

Condutividade (Água filtrada)

Condutividade (Água recirculada)

Temperatura (Água filtrada)

Temperatura (Água recirculada)

Polinomial (Condutividade (Água recirculada))

Polinomial (Temperatura (Água recirculada))

71

consumo humano, é 2500 µS/cm. Tendo em conta este valor, verifica-se que a água filtrada

apresentou sempre uma condutividade elétrica inferior.

4.2.2 pH

Devido ao número elevado de dados de pH, os mesmos encontram-se no anexo D. No anexo

em causa apenas se poderá ver um valor de pH em cada medição, no entanto, tal como

supracitado, este parâmetro foi medido duas vezes. Na tabela em anexo apenas consta o

valor da média entre os dois valores medidos. O mesmo acontece no caso da temperatura,

também medida duas vezes em cada amostra mas só se apresenta o seu valor médio. Os

valores do pH e da temperatura foram sempre arredondados para o valor acima, às

centésimas.

O pH medido durante este estudo mostrou valores bastante irregulares, não havendo uma

tendência para o pH da água recirculada ser superior ao pH da água filtrada, nem o oposto.

De um modo geral, tendo em conta todos os dados obtidos, o pH da água filtrada é igual

ou superior ao pH da água recirculada em 52,46% dos valores medidos. Sendo assim, neste

estudo, pode-se afirmar que o pH da água filtrada é maior ou igual ao pH da água

recirculada. Estes valores podem-se dever aos valores de pH das argilas expandidas. No

gráfico 4.6, pode ver-se a tendência dos valores de pH medidos.

Gráfico 4.6 - Variação do pH da água filtrada e da água recirculada.

8,30

8,80

9,30

9,80

10,30

6-8-

14 1

1:06

8-8-

14 1

1:58

8-8-

14 1

2:50

8-8-

14 1

7:00

11-8

-14

11:2

011

-8-1

4 16

:30

13-8

-14

11:5

013

-8-1

4 13

:00

14-8

-14

12:2

018

-8-1

4 12

:20

18-8

-14

15:2

520

-8-1

4 11

:55

20-8

-14

13:4

020

-8-1

4 15

:00

21-8

-14

13:4

027

-8-1

4 12

:30

27-8

-14

13:3

028

-8-1

4 10

:30

28-8

-14

12:0

028

-8-1

4 13

:20

29-8

-14

11:3

029

-8-1

4 13

:30

2-9-

14 1

7:00

2-9-

14 1

8:10

3-9-

14 1

7:40

8-9-

14 1

7:30

8-9-

14 1

8:30

9-9-

14 1

8:10

pH

Água filtrada Água recirculada

Polinomial (Água filtrada) Polinomial (Água recirculada)

72

É possível ver que não há uma constância nos valores do pH. As linhas de tendência

polinomiais ajudam a mostrar de uma forma aproximada a tendência geral do pH da água

filtrada e da água recirculada. O pH da água filtrada variou entre 8,34 e 10,46, ou seja, a

sua variabilidade é de 2,12. Por outro lado, o pH da água recirculada encontra-se

compreendido entre 8,96 e 10,48 apresentando uma variabilidade de 1,52 valores na escala

de Sorensen. O valor mais baixo do gráfico 4.6 (pH da água filtrada) tem o valor de 8,34 e

está bastante distante dos restantes valores. Parece ter havido um problema de medição, ou

do aparelho ou do operador. Os valores de pH obtidos neste estudo são superiores aos

obtidos no trabalho de Injai (2013), utilizando a mesma instalação experimental, apenas

variando o material filtrante.

No gráfico seguinte, gráfico 4.7, pode-se atentar na tendência do pH e da temperatura

medida com o sensor PHC301.

Gráfico 4.7 - pH vs temperatura – linhas de tendência.

No gráfico 4.7 pode-se verificar a evolução do pH ao longo do estudo, mas com a

comparação da evolução da temperatura medida. Pode-se afirmar que o pH, ao longo do

estudo, foi diminuindo e a temperatura foi aumentando mas com uma variação mais

acentuada. Apesar da diminuição do pH e do aumento da temperatura em termos globais,

não parece existir uma relação relevante entre ambos os parâmetros, sendo que a variação

da temperatura parece ter-se devido mais à variação da temperatura ambiente do que

propriamente devido ao funcionamento do filtro de argila expandida.

8,00

8,50

9,00

9,50

10,00

10,50

22,0022,5023,0023,5024,0024,5025,0025,5026,0026,5027,00

01-0

1-19

0007

-01-

1900

13-0

1-19

0019

-01-

1900

25-0

1-19

0031

-01-

1900

06-0

2-19

0012

-02-

1900

18-0

2-19

0024

-02-

1900

01-0

3-19

0007

-03-

1900

13-0

3-19

0019

-03-

1900

25-0

3-19

0031

-03-

1900

06-0

4-19

0012

-04-

1900

18-0

4-19

0024

-04-

1900

30-0

4-19

0006

-05-

1900

12-0

5-19

0018

-05-

1900

24-0

5-19

0030

-05-

1900

05-0

6-19

0011

-06-

1900

pH

Tem

pera

tura

(°C

)

Polinomial (Água filtrada (temperatura))

Polinomial (Água recirculada (temperatura))

Polinomial (Água filtrada (pH))

Polinomial (Água recirculada (pH))

pH

Temperatura

73

Segundo a tabela 2.2, o valor máximo admissível do pH para consumo humano é 9,0 (escala

de Sorensen) e o valor mínimo é 6,5. É possível ver-se no gráfico 4.6, que o valor do pH

da água filtrada é superior a 9,0 - mais concretamente em cerca de 98,80% das medições.

Apesar desta percentagem elevada de pH superior ao limite da legislação pode-se, também,

perceber que este parâmetro foi diminuindo à medida que se ia filtrando a água. Mesmo

considerando apenas a percentagem de valores de pH da água filtrada superiores a 9,0, este

parâmetro não influencia preponderantemente a qualidade da água para consumo como

outros parâmetros mais relevantes. O limite inferior e superior do pH da água para consumo

serve, na generalidade, para proteger as tubagens de abastecimento de água. Um pH

demasiado baixo pode provocar corrosões e, no caso de pH demasiado alto, pode-se

potenciar o aparecimento de incrustações nas tubagens. Contudo, salienta-se que o controlo

do pH nas ETA não é feito neste tratamento primário, mas sim em tratamentos mais

avançados.

Para uma melhor perceção dos dados, apresentam-se seguidamente, na tabela 4.5, os

valores do pH e da temperatura em termos de valores médios diários.

Tabela 4.5 – Valores médios diários do pH e temperatura (medidos com sensor PHC301).

Dia pH (Água filtrada)

pH (Água recirculada)

Temperatura (Água filtrada) (°C)

Temperatura (Água recirculada) (°C)

06-08-2014 10,03 10,03 24,45 24,55 07-08-2014 10,37 10,38 25,18 25,2 08-08-2014 10,32 10,33 24,68 24,72 11-08-2014 10,20 10,19 24,62 24,26 13-08-2014 10,17 10,16 22,93 22,99 14-08-2014 10,15 10,24 23,35 23,30 15-08-2014 10,16 10,19 22,95 22,85 18-08-2014 10,00 9,94 24,19 24,39 20-08-2014 10,05 10,04 24,02 24,11 21-08-2014 10,10 10,04 24,00 24,17 27-08-2014 9,75 9,75 25,96 26,05 28-08-2014 9,76 9,73 25,12 25,22 29-08-2014 9,68 9,71 23,44 23,55 02-09-2014 9,48 9,49 26,69 26,75 03-09-2014 9,58 9,55 24,95 25,21 08-09-2014 9,26 9,29 25,11 25,16 09-09-2014 9,28 9,33 25,21 25,38

74

No gráfico 4.8, pode se observar a variação dos valores médios do pH e da temperatura.

Gráfico 4.8 - Variação dos valores médios diários de pH e temperatura (medidos com sensor PHC301).

Novamente pode observar-se a tendência de diminuição do pH. Quanto à temperatura, não

parece haver relação com os valores de pH medidos, tal como foi verificado no gráfico 4.7.

Durante a etapa de filtração, depois de a água recirculada entrar em contacto com a argila

expandida, o seu pH aumenta ao entrar em contacto com a ARGEX 0-2 (pH de 10,30) e a

ARGEX 2-4 (pH de 10,51). A água recirculada ao passar na camada filtrante da base do

filtro (ARGEX 3-8 – pH de 9,07) deve diminuir o seu valor de pH, mas não o suficiente

para que o seu valor seja idêntico ao pH resultante da filtração em areia (Injai, 2013).

Com a finalidade de confirmar que os valores elevados de pH se deviam à argila expandida,

realizou-se, no final do trabalho laboratorial, cerca de duas horas de operação do filtro de

areia para se quantificar o pH deste filtro.

Seguidamente, pode-se atentar na tabela 4.6 para se perceber quais foram os valores de pH

obtidos aquando da operação do filtro de areia.

22,5

23

23,5

24

24,5

25

25,5

26

26,5

27

9

9,2

9,4

9,6

9,8

10

10,2

10,4

06-0

8-20

14

08-0

8-20

14

10-0

8-20

14

12-0

8-20

14

14-0

8-20

14

16-0

8-20

14

18-0

8-20

14

20-0

8-20

14

22-0

8-20

14

24-0

8-20

14

26-0

8-20

14

28-0

8-20

14

30-0

8-20

14

01-0

9-20

14

03-0

9-20

14

05-0

9-20

14

07-0

9-20

14

09-0

9-20

14

Tem

pera

tura

(°C

)

pH

Água filtrada (pH) Água recirculada (pH)

Água filtrada (temperatura) Água recirculada (temperatura)

75

Tabela 4.6 – Valores de pH e temperatura do filtro de areia.

Dia Hora pH e Temperatura (°C)

Filtrada Recirculada

23-09-2014

15:30:00 7,93 21,10 7,84 21,50 15:40:00 7,88 21,20 7,76 21,40 15:50:00 7,82 21,30 7,83 21,30 16:00:00 8,00 21,20 7,85 21,30 16:10:00 7,90 21,80 7,87 21,80 16:30:00 7,94 21,80 7,85 21,70 16:50:00 8,01 21,30 7,90 21,50 17:00:00 8,04 21,20 7,96 21,40 17:10:00 8,07 21,50 7,98 21,70 17:20:00 7,99 20,60 8,00 20,80

Mínimo 7,82 20,60 7,76 20,80 Máximo 8,07 21,80 8,00 21,80 Média 7,96 21,30 7,88 21,44

Como seria de esperar, e confirmando o estudo anterior de Injai (2013), o valor do pH da

água filtrada pela areia é bastante inferior ao pH obtido com a argila expandida. Sendo

assim, confirma-se que os elevados valores de pH obtidos no filtro de argila expandida

devem-se ao material filtrante – a argila expandida. Além do pH e da temperatura, também

se mediu a turvação, a condutividade e o OD da água filtrada no filtro de areia mas os

valores não são importantes para a comparação do pH.

4.2.3 Oxigénio dissolvido

Como referido anteriormente, o oxigénio dissolvido foi medido com as sondas LDO R e

LDO. As medições realizadas encontram-se em forma de tabela no anexo E. Estas sondas

não foram calibradas, pelo que os resultados obtidos são um pouco diferentes. A totalidade

das medições encontra-se em anexo. Antes do início dos trabalhos, esperava-se que o OD

da água filtrada apresentasse valores mais baixos relativamente à água recirculada, fruto do

consumo de oxigénio por parte dos microrganismos que iriam ficar alojadas no topo das

mantas geotêxtil.

Na tabela 4.7 podem observar-se os valores mínimo, máximo e médio do oxigénio

dissolvido.

76

Tabela 4.7 – Resumo dos valores mínimo, máximo e médio do oxigénio dissolvido.

OD (mg/L) e Temperatura (°C) LDO R LDO Água filtrada Água recirculada Água filtrada Água recirculada

Mínimo 8,17 22,10 8,06 22,00 7,79 22,60 7,78 22,30 Máximo 9,34 26,70 9,30 26,80 8,50 27,00 8,52 26,80 Média 8,81 24,34 8,77 24,36 8,06 24,68 8,15 24,64

No gráfico 4.9 pode-se observar a variação do oxigénio dissolvido e da temperatura,

medidos com a sonda LDO R.

Gráfico 4.9 - Variação do oxigénio dissolvido e da temperatura (sonda LDO R).

Tendo em conta a tendência dos dados medidos pela sonda LDO R, o oxigénio dissolvido

foi aumentando ao longo do estudo. Consegue-se perceber, também, que o oxigénio

dissolvido da água recirculada é quase sempre maior do que o OD da água filtrada,

excetuando os últimos dias de medições. Relativamente à temperatura, não é percetível

uma relação direta com o OD.

15,00

17,00

19,00

21,00

23,00

25,00

27,00

29,00

8,10

8,30

8,50

8,70

8,90

9,10

9,30

6-8-

14 1

1:06

6-8-

14 1

8:00

7-8-

14 1

3:53

7-8-

14 1

7:55

8-8-

14 1

6:18

11-8

-14

10:4

011

-8-1

4 16

:10

13-8

-14

10:3

513

-8-1

4 15

:40

14-8

-14

16:0

015

-8-1

4 11

:30

15-8

-14

16:0

018

-8-1

4 12

:10

18-8

-14

15:2

520

-8-1

4 11

:55

20-8

-14

15:2

021

-8-1

4 14

:10

27-8

-14

13:3

028

-8-1

4 12

:10

28-8

-14

15:5

029

-8-1

4 13

:40

2-9-

14 1

7:00

3-9-

14 1

6:40

3-9-

14 1

8:40

8-9-

14 1

8:10

9-9-

14 1

7:30

9-9-

14 1

8:40

Tem

pera

tura

(°C

)

OD

(m

g/L

)


Temp. (Água filtrada) Temp. (Água recirculada)


Polinomial (Temp. (Água recirculada)) Polinomial (Temp. (Água recirculada))

77

Seguidamente, no gráfico 4.10, apresenta-se a variação do OD e da temperatura medidos

com a sonda LDO.

Gráfico 4.10 - Variação do oxigénio dissolvido e da temperatura (sonda LDO).

Nas medições feitas com a sonda LDO é claramente percetível que o OD da água

recirculada é maior do que o OD da água filtrada. Esta evidência foi notória à medida que

se iam fazendo as medições no laboratório e permite concluir que a sonda LDO está a

funcionar corretamente, ao contrário da sonda LDO R. Além desta evidência, é percetível

através das linhas de tendência da temperatura (gráfico 4.10), que este parâmetro apresenta

uma relação inversa com o OD, ou seja, à medida que a temperatura aumenta, o OD

diminui. Esta relação inversa é coincidente com os resultados obtidos no estudo para a tese

de doutoramento de Faria (2014).

Os dados do oxigénio dissolvido obtidos pela sonda LDO vêm confirmar o trabalho de Injai

(2013) que utilizou a areia como material filtrante. Embora os dados de OD deste estudo

15,00

17,00

19,00

21,00

23,00

25,00

27,00

29,00

7,70

7,90

8,10

8,30

8,50

8,70

8,907

-8-1

4 1

1:3

3

7-8

-14

16

:19

8-8

-14

14

:40

8-8

-14

17

:40

11

-8-1

4 1

2:5

5

11

-8-1

4 1

7:0

0

13

-8-1

4 1

3:0

0

14

-8-1

4 1

2:0

0

15

-8-1

4 1

0:1

5

15

-8-1

4 1

4:3

5

18

-8-1

4 1

0:0

0

18

-8-1

4 1

3:1

0

20

-8-1

4 1

0:0

0

20

-8-1

4 1

3:5

0

21

-8-1

4 1

0:3

0

27

-8-1

4 1

1:0

0

28

-8-1

4 1

0:3

0

28

-8-1

4 1

3:3

0

29

-8-1

4 1

1:3

0

29

-8-1

4 1

5:4

0

2-9

-14

18

:20

3-9

-14

17

:40

8-9

-14

17

:30

8-9

-14

18

:40

9-9

-14

17

:40

Tem

pera

tura

(°C

)

OD

(m

g/L

)


Temp. (Água filtrada) Temp. (Água recirculada)


Polinomial (Temp. (Água filtrada)) Polinomial (Temp. (Água recirculada))

78

sejam inferiores aos obtidos pelo autor supracitado, em ambos os casos o OD da água

filtrada é inferior ao OD da água recirculada.

4.2.4 Temperatura

As medições da temperatura medida pelas várias sondas encontram-se em anexo. Na

análise da condutividade elétrica, do pH e do oxigénio dissolvido já se fez uma análise à

temperatura obtida e a sua influência na variação dos vários parâmetros medidos.

Os gráficos seguintes mostram a variação da temperatura da água filtrada e recirculada,

variando o sensor. O gráfico 4.11 mostra a variação da temperatura da água filtrada.

Gráfico 4.11 – Variação da temperatura da água filtrada (temperatura em °C).

21,90

22,90

23,90

24,90

25,90

26,90

06-0

8-20

1407

-08-

2014

08-0

8-20

1408

-08-

2014

08-0

8-20

1411

-08-

2014

11-0

8-20

1413

-08-

2014

13-0

8-20

1413

-08-

2014

14-0

8-20

1415

-08-

2014

15-0

8-20

1415

-08-

2014

18-0

8-20

1418

-08-

2014

18-0

8-20

1420

-08-

2014

20-0

8-20

1420

-08-

2014

21-0

8-20

1421

-08-

2014

27-0

8-20

1427

-08-

2014

28-0

8-20

1428

-08-

2014

28-0

8-20

1428

-08-

2014

29-0

8-20

1429

-08-

2014

02-0

9-20

1402

-09-

2014

03-0

9-20

1403

-09-

2014

08-0

9-20

1408

-09-

2014

09-0

9-20

14

Tem

pera

tura

(°C

)

Água filtrada (pH) Água filtrada (LDO R)

Água filtrada (LDO) Água filtrada (CDC401 R)

Água filtrada (MS5/MS4a) Polinomial (Água filtrada (pH))

Polinomial (Água filtrada (LDO R)) Polinomial (Água filtrada (LDO))

Polinomial (Água filtrada (CDC401 R))

79

De referir novamente que não foram medidos bastantes valores da condutividade da água

filtrada com as sondas MS5/MS4a, logo, também não foram medidos alguns valores da

temperatura. Apesar dos poucos valores destas sondas, pode-se concluir que, quando

usadas, obtém-se um valor mais baixo da temperatura, comparando com as outras sondas.

As linhas de tendência mostram que as sondas restantes medem valores muito próximos de

temperatura mas, em geral, as temperaturas mais altas foram medidas pela sonda LDO

(sonda medidora do oxigénio dissolvido).

No gráfico 4.12 pode observar-se a variação da temperatura da água recirculada.

80

Gráfico 4.12 – Variação da temperatura da água recirculada (temperatura em °C).

Nota-se, novamente, que as sondas MS5 e MS4a fazem leituras mais baixas da temperatura.

É possível confirmar este facto pela linha de tendência das sondas em causa que se encontra

quase sempre abaixo das restantes linhas de tendência. A sonda LDO, tal como no caso da

21,00

22,00

23,00

24,00

25,00

26,00

27,00

06-0

8-20

1407

-08-

2014

08-0

8-20

1408

-08-

2014

11-0

8-20

1411

-08-

2014

13-0

8-20

1413

-08-

2014

13-0

8-20

1415

-08-

2014

15-0

8-20

1415

-08-

2014

18-0

8-20

1418

-08-

2014

20-0

8-20

1420

-08-

2014

20-0

8-20

1421

-08-

2014

27-0

8-20

1427

-08-

2014

28-0

8-20

1428

-08-

2014

28-0

8-20

1429

-08-

2014

29-0

8-20

1402

-09-

2014

02-0

9-20

1403

-09-

2014

08-0

9-20

1408

-09-

2014

09-0

9-20

14

Tem

pera

tura

(°C

)

Água recirculada (pH)Água recirculada (LDO R)Água recirculada (LDO)Água recirculada (CDC401 R)Água recirculada (MS5/MS4a)Polinomial (Água recirculada (pH))Polinomial (Água recirculada (LDO R))Polinomial (Água recirculada (LDO))Polinomial (Água recirculada (CDC401 R))Polinomial (Água recirculada (MS5/MS4a))

81

água filtrada, faz medições da temperatura acima das sondas restantes. Excetuando as MS5

e MS4a, as restantes sondas parecem medir a temperatura de forma bastante aproximada.

Na tabela 4.8 pode atentar-se nos valores mínimos, máximos e médios da temperatura,

variando o sensor.

Tabela 4.8 – Valores mínimos, máximos e médios da temperatura.

Temperatura da água (°C) Água filtrada Água recirculada Mínimo Máximo Média Mínimo Máximo Média

PHC301 22,00 27,40 24,44 22,10 27,20 24,50 LDO R 22,10 26,70 24,34 22,00 26,80 24,33 LDO 22,60 27,00 24,68 22,30 26,80 24,63

CDC401 R 22,20 26,70 24,43 22,00 26,80 24,44 MS5/MS4a 21,71 23,66 22,34 21,05 25,74 23,91

A tabela 4.8 serve para confirmar o que parecia percetível nos gráficos 4.11 e 4.12.

Confirma-se que a sonda LDO mede temperaturas médias mais elevadas do que as outras

sondas e que as sondas MS5 e MS4a medem temperaturas mais baixas. Esta tabela serve,

também, para se ver a reduzida diferença de medições dos vários sensores.

Não é percetível qual a água, se a filtrada ou a bruta, que apresenta uma temperatura mais

elevada. Seria de esperar uma temperatura maior do efluente, no entanto, o efluente passa

pela bomba antes de entrar no tanque de água bruta, provocando o aquecimento da mesma,

devido à operação da bomba hidráulica.

Injai (2013) também obteve valores próximos de temperatura da água filtrada e da água

recirculada, e a diferença entre ambos os estudos não é visível neste aspeto.

4.3 Caudal e taxa de filtração

Os dados do caudal e da taxa de filtração encontram-se no anexo F. No gráfico 4.13, pode-

se observar a tendência da taxa de filtração e do caudal. Nota para o facto de o caudal ser

medido à saída do filtro de argila expandida.

82

Gráfico 4.13 – Variação do caudal e da taxa de filtração.

A taxa de filtração depende do caudal e da área de filtração que é constante, pelo que a

variação dos dois parâmetros do gráfico 4.13 também é constante. A taxa de filtração e o

caudal foram decrescendo ao longo do trabalho devido ao amadurecimento do filtro e

também, provavelmente, devido a alguma água que se ia perdendo no sistema. Os picos de

caudal verificaram-se nos dias em que foi adicionada uma maior quantidade de água e lodo

para o tanque de água bruta.

Na tabela seguinte pode ver-se quais foram as taxas de filtração médias diárias.

Tabela 4.9 - Taxa de filtração média diária (m/dia).

Data Taxa de Filtração (m/dia) Data Taxa de Filtração (m/dia)

06-08-2014 10,19 21-08-2014 5,93

07-08-2014 9,51 27-08-2014 4,98

08-08-2014 9,04 28-08-2014 4,89

11-08-2014 9,80 29-08-2014 4,87

13-08-2014 9,44 02-09-2014 4,22

14-08-2014 7,79 03-09-2014 4,12

15-08-2014 7,85 08-09-2014 6,80

18-08-2014 8,01 09-09-2014 5,99

20-08-2014 6,62

Segundo (Moody et al., 2002), a taxa de filtração em filtros lentos deve ser mantida dentro

de um intervalo de 2,4 a 7,2 m/dia. Durante toda a fase de operação dos filtros, a taxa de

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

Tax

a de

Filt

raçã

o (m

/dia

)

Cau

dal (

m3 /

h)

Caudal Taxa de Filtração

83

filtração mínima de 2,4 m/dia foi cumprida, no entanto, em quase 50% dos dias a taxa de

filtração ultrapassou o valor de 7,2 m/dia. Considerando a utilização de mantas geotêxtil, a

taxa de filtração de um filtro lento pode atingir valores de 9 a 12 m/dia sem colocar em

causa o bom funcionamento do filtro (Paterniani, et al., 2001). Sendo assim, pode-se

concluir que as taxas de filtração do filtro de argila expandida com mantas geotêxtil se

mantiveram dentro de valores que permitem o bom funcionamento do sistema, tal como se

pode verificar nas eficiências elevadas de remoção da turvação.

85

5. CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS

5.1 Conclusões

Esta dissertação incidiu sobre a temática da filtração lenta para tratamento de águas

residuais ou para consumo. Mais concretamente, estudou-se um filtro lento de argila

expandida como material filtrante e com duas camadas de mantas geotêxtil, na superfície

do filtro. Durante a parte experimental deste estudo, foram medidos vários parâmetros

indicadores da qualidade da água – turvação, pH, temperatura, condutividade elétrica e

oxigénio dissolvido e a análise dos mesmos encontra-se no capítulo 4 desta dissertação, em

forma de tabelas e gráficos, de forma a puder ser mais clara a sua perceção.

Foi percetível que, ao longo do trabalho experimental, à medida que se ia filtrando a água,

a qualidade média da água recirculada usada nesta instalação foi melhorando.

Na análise dos dados obtidos, a organização dos mesmos em gráficos, adicionando linhas

de tendência, ajudou na compreensão dos mesmos. Assim, podem retirar-se algumas

conclusões deste estudo. Numa primeira fase, foi notório o aumento da turvação do

efluente, à medida que se ia turvando a água com lodo, devido ao não amadurecimento do

filtro.

Verificou-se que, no caso da água filtrada, em cerca de 91% dos dados medidos, a mesma

apresentava turvação inferior a 1.0 UNT, valor paramétrico da turvação aquando da saída

do tratamento, segundo o Dec. Lei nº 306/2007. O valor mínimo medido foi de 0,22 UNT

e, na etapa final do trabalho, notou-se uma estabilização dos resultados no que concerne a

valores baixos de turvação, podendo-se afirmar que o filtro foi ficando maduro e eficiente

na redução da turvação. A média do parâmetro turvação da água filtrada situou-se em cerca

de 0,62 UNT.

Relativamente à eficiência de remoção de turvação, a mesma atingiu picos superiores a

99%, no entanto, a média da mesma situou-se em cerca de 87%. Concluiu-se, também, que,

mais de metade dos valores medidos, originaram uma eficiência de remoção da turvação

superior a 90%. Por outro lado, a eficiência de remoção da turvação mínima obtida foi de

cerca de 36%, no entanto, este valor foi isolado tendo em conta que apenas três medições

atingiram eficiências de remoção inferiores a 50%. Através dos resultados obtidos, é

possível afirmar-se que um filtro lento de argila expandida com mantas geotêxtil apresenta

uma eficiência elevada na remoção da turvação.

86

O parâmetro condutividade elétrica permitiu concluir que não existiu, geralmente, uma

diminuição da condutividade elétrica aquando da passagem pelo filtro, havendo sim um

aumento deste parâmetro. Dos valores medidos pela sonda CDC401 R resultaram valores

médios de 467,02 e 459,20 µS/cm na água filtrada e na água recirculada, respetivamente.

Quanto aos valores mínimo e máximo obtidos foram 397 e 595 µS/cm, respetivamente. Os

valores elevados da condutividade elétrica devem-se, não só à água bruta inicial, mas,

principalmente, à argila expandida que contem várias pequenas partículas que se dissolvem

na água, aumentando a condutividade elétrica da água filtrada e, seguidamente, da água

recirculada já que se trata de um sistema de recirculação. Relacionando a temperatura

medida com esta sonda, notou-se uma relação entre este parâmetro e a condutividade

elétrica em grande parte do estudo – ao aumento da temperatura correspondeu, geralmente,

um aumento da condutividade elétrica, excetuando a fase final do trabalho. Nesta fase final,

a condutividade parece diminuir de forma significativa, provavelmente devido à eficiência

das mantas geotêxtil que iam filtrando as pequenas partículas presentes na argila expandida.

Devido ao equipamento, vários valores não foram medidos pelas sondas MS5 e MS4a,

principalmente os valores da condutividade elétrica da água filtrada. Relativamente à água

recirculada, a tendência parece idêntica à obtida pela sonda CDC401 R. A relação da

temperatura com a condutividade da água recirculada medida por estas sondas também

apresenta a mesma relação que no caso da sonda CDC401 R.

Apesar dos elevados valores da condutividade, estes respeitam o valor paramétrico de

controlo da qualidade da água destinada ao consumo humano – 2500 µS/cm, segundo o

Dec. Lei nº 306/2007. Por outro lado, o Dec. Lei nº 236/98 estabelece um VMR da

qualidade da água para consumo, para a condutividade elétrica, de 400 µS/cm mas não

restringe um VMA. Pode-se concluir, assim, que os valores obtidos não são prejudiciais

para o consumo humano.

Relativamente ao parâmetro pH, os valores medidos são irregulares não sendo possível

concluir qual a água - se a filtrada ou a recirculada, que apresenta pH mais elevado até

porque a média do pH de ambas é idêntico - 9,92 e 9.91 (Escala de Sorensen). Ao longo do

tempo de estudo, nota-se uma tendência regular de decréscimo deste parâmetro, obtendo-

se no final valores inferiores a 9.0. O pH da água filtrada variou entre 8,34 e 10,46 e o da

água recirculada variou entre 8,96 e 10,48.

87

Contrariando estudos anteriores, os valores do pH da água são elevados e podem-se

explicar os mesmos pelo pH da argila expandida utilizada – ARGEX 0-2, 2-4 e 3-8

apresentam pH de 10,30, 10,51 e 9,07, respetivamente. Provavelmente, a água recirculada

ao entrar no filtro, atravessa as ARGEX 0-2 e 2-4 com pH bastante elevado, provocando

um aumento do pH da água que, ao passar pela ARGEX 3-8 não tem tempo de contacto

suficiente para que este parâmetro se reduza para valores mais habituais. Parece dar-se uma

reação química entre a água e a argila expandida, capaz de aumentar o pH da água que

inicialmente se introduziu no sistema. Para confirmar a influência da argila expandida no

incremento de pH, realizou-se a mesma metodologia mas com um filtro lento de areia,

obtendo-se valores médios de pH de cerca de 7,9. Assim, confirmou-se a influência da

argila expandida nos valores elevados de pH da água filtrada e, posteriormente, da água

recirculada.

Segundo o Dec. Lei nº 306/2007, o pH da água para consumo deve ser mantido entre 6,5 e

9,0, verificando-se, neste estudo, que 98,80% dos valores do pH da água filtrada são

superiores a 9,0. O limite imposto para o pH da água para consumo humano serve,

principalmente, para proteger as tubagens, pelo que o pH não é um parâmetro de qualidade

tão preponderante como outros. Noutras etapas de tratamento de uma ETA, o pH poderia

ser corrigido mas, mesmo com estes valores, não é de prever que a água filtrada em causa

seja prejudicial ao consumo humano, no que respeita ao valor do pH.

O facto de a argila expandida provocar um aumento do pH da água pode não ser prejudicial

ao sistema e aos habitantes servidos. No caso de se tratar de uma região com uma água

agressiva no que concerne ao pH baixo, a utilização deste tipo de material poderá originar

uma água mais apropriada ao consumo humano e menos prejudicial para as tubagens de

abastecimento.

Relativamente ao oxigénio dissolvido, este foi medido com as sondas LDO R e LDO

obtendo-se valores médios da água filtrada de 8,81 e 8,06. Quanto à média da água

recirculada obteve-se valores médios de 8,77 e 8,15, nas sondas LDO R e LDO,

respetivamente. Estas sondas não foram calibradas pelo que a adoção de ambas permitiria

concluir qual a que estaria a funcionar mais corretamente. Esperava-se que a água

recirculada apresentasse um OD superior ao da água filtrada devido ao consumo de

oxigénio por parte dos organismos presentes na Schmutzdecke. Os valores obtidos pela

sonda LDO R não corresponderam a esta premissa, ao contrário dos valores obtidos pela

88

sonda LDO em que os valores medidos de OD da água filtrada são quase sempre inferiores

aos valores do OD da água recirculada.

Os valores mínimo e máximo do OD da água filtrada obtidos pela LDO são 7,79 e 8,50,

respetivamente. Por outro lado, os valores mínimo e máximo do OD da água recirculada

obtidos pela mesma sonda são 7,78 e 8,52, respetivamente. Através dos valores medidos

pela sonda LDO foi possível observar a existência de uma relação inversa entre a

temperatura e o OD – o aumento da temperatura corresponde a um abaixamento do OD,

geralmente.

Verificou-se que a temperatura medida pelas várias sondas (PHC301, CDC401 R, LDO R

e LDO) é bastante idêntica. A temperatura medida por estas sondas varia entre cerca de 22

°C e cerca de 27 °C. Por outro lado, as sondas MS5 e MS4a fazem medições mais baixas

da temperatura, mas a tendência de variação parece idêntica às tendências das restantes

temperaturas. Foi possível, concluir, também que, não se verificou uma temperatura maior

da água filtrada em relação à água recirculada, como seria de esperar. Este facto deve-se ao

funcionamento da bomba hidráulica que aquece a água depois desta passar pelo filtro.

Relativamente ao caudal, este variou entre 0,217 e 0,730 m3/h, mantendo-se a média deste

parâmetro em cerca de 0,367 m3/h. A taxa de filtração foi variando da mesma forma que o

caudal, variando entre 4,124 e 13,896 m/dia, com uma média de 6,983 m/dia. Estes

parâmetros foram diminuindo com a filtração, fruto de alguma água que o sistema ia

perdendo e, também, pelo amadurecimento do filtro.

Em jeito de conclusão, pode afirmar-se que os objetivos definidos para este trabalho no

capítulo introdutório foram alcançados com sucesso. Não foi possível utilizar-se em

simultâneo o filtro de argila expandida e o de areia pelas razões supracitadas, no entanto,

os dados anteriores acerca da filtração lenta em areia ajudaram na comparação e na

compreensão dos dados obtidos neste estudo.

Os dados obtidos neste estudo e a sua análise, permitem concluir que a argila expandida

comporta-se como um meio filtrante bastante interessante e que merece ser considerado em

detrimento de outros materiais filtrantes. As eficiências de remoção de turvação obtidas são

bastante elevadas e superiores às obtidas em estudos considerando a areia como material

filtrante. Os restantes parâmetros medidos cumprem a legislação em vigor excetuando o

pH, que pode ser corrigido noutras etapas de tratamento.

89

Deu-se um contributo importante para o aumento da ponderação acerca da utilização da

argila expandida em filtros lentos, principalmente para pequenos aglomerados humanos,

aproveitando o preço baixo do material em causa, bem como as suas propriedades para o

tratamento de água para consumo.

5.2 Desenvolvimentos futuros

Neste trabalho, foi dado algum contributo no que diz respeito ao estudo da filtração lenta.

Relativamente à filtração lenta em areia, já foram feitos bastantes estudos, pelo que é

necessário dar alguma atenção a outros meios filtrantes de custo reduzido como é o caso da

argila expandida.

Este estudo foi realizado com o equipamento/espaço disponível pelo que seria de enorme

valor fazer um estudo semelhante com uma área de filtração maior, indo de encontro a um

filtro real, aumentando-se também o caudal e a taxa de filtração.

Sugere-se, também, em termos de recomendações para desenvolvimentos futuros a

realização de estudos deste género mas com um intervalo temporal mais amplo. Por

exemplo, um estudo de um ano faria com que se considerassem as várias estações do ano

as diferentes temperaturas de cada uma, podendo-se, assim, avaliar a eficiência do filtro

tendo em conta as temperaturas das épocas mais frias. Seria relevante fazer a medição da

temperatura ambiente do laboratório onde estaria a instalação experimental para ser

possível a comparação da temperatura ambiente com a temperatura da água do sistema.

O facto de se considerar diferentes espessuras de material filtrante, bem como a

consideração de mais do que um material filtrante em cada filtro ou a variação do número

de mantas geotêxtil bem como a sua localização no filtro, poderia conduzir a resultados

mais amplos, mais completos e interessantes acerca do tema.

O facto de, neste estudo, se ter agitado o tanque manualmente, pode levar a erros

consideráveis. Em estudos futuros seria útil a utilização de um agitador automático para

uniformizar a água do tanque de água bruta, para que as amostras retiradas do mesmo sejam

realmente demonstradoras da qualidade da água em causa.

91

BIBLIOGRAFIA

Albuquerque, Cláudia A. M. (2005), "Remoção de contaminantes em meio aquoso por

leitos de argila expandida". Dissertação de Mestrado, Universidade de Aveiro, Aveiro

(Portugal).

Alcócer, C. N. K. S. (1993), "Comparação do desempenho de filtros lentos de areia

operados com nível constante e com nível variável". Dissertação de Mestrado,

Universidade de São Paulo, São Carlos (Brasil).

ARGEX, "Argex Filtrante", acedido a 2 de Setembro de 2014, em:

http://www.argex.pt/documentos/Argex_Filtrante.pdf

www.argex.pt. [Online] [Citação: 30 de Julho de 2014.] www.argex.pt.

Bellamy, W. D., Silverman, G. P., Hendricks, D. W., Logsdon, G. S. (1985), "Removing

Giardia cysts with slow sand filtration". pp. 52-60.

Brito, António G., Oliveira, J. M. e Peixoto, J. M. (2010), "Tratamento de água para

consumo humano e uso industrial: elementos teórico-práticos". Porto : Engenho e Média.

Camplesi, Daniela C. F. (2009), "Desempenho da tecnologia de filtração em múltiplas

etapas (FiME) no tratamento de águas de abastecimento em escala piloto". Dissertação de

Mestrado, Universidade Federal de Goiás, Goiânia (Brasil).

Campos, Luiza C. (2006), "Avaliação da filtração em múltiplas etapas para remoção de

turbidez em águas superficiais". Divisão de Engenharia de Saúde Pública, Coordenação

Regional de Goiás. Goiânia. Projeto FIMERTAS apresentado à FUNASA.

Campos, Luiza C., Su, M. F. J., Graham, N. J. D., Smith, S. R. (2002), "Biomass

Development in Slow Sand Filters". Water Research. 2002, Vol. 36, pp. 4543-4551.

Coelho, Edumar R. C. e L., Di Bernardo. (2002), "Avaliação da filtração lenta em leito de

areia e carvão ativado granular e da pré-ozonização na remoção de matéria orgânica,

microrganismos e atrazina". Congresso Interamericano de Engeniera Sanitária y

ambiental, Cancun (México), 2002.

Cullen, Thomas R. e Letterman, R. D. (1985), "The effect of slow sand filter maintenance

on water quality". JAWWA. 1985, Vol. 77, pp. 48-55.

92

Dantas, Angela D. B. (2004), "Desempenho de sistemas de dupla filtração no tratamento

de água com turbidez elevada". Dissertação de Douturamento, Universidade de São Paulo,

São Carlos (Brasil).

Di Bernardo, L. e Dantas, A. (2005), "Métodos e técnicas de tratamento de água". São

Carlos : RiMa, 2005. Vol. 2.

Di Bernardo, L. (1993), "Métodos e Técnicas de Tratamento de Água". Rio de Janeiro,

Brasil : ABES, 1993. Vol. 1.

Di Bernardo, L., Brandão, C. C. S. e Heller, L. (1999), "Tratamento de águas de

abastecimento por filtração em múltiplas etapas". PROSAB. 1999, Filtração em múltiplas

etapas.

Dizer, H., Grützmacher, G., Bartel, H., Wiese, H. B., Szewzyk, R., López Pila, J. M. (2004),

"Contribution of the colmation layer to the elimination of coliphages by slow sand

filtration". Water Science & Technology. 2004, Vol. 50, pp. 211-214.

Dordio, Ana; Barreiros, M; Carvalho, A; Candeias, A. J.; Pinto, A. P. (2007). Using clay

materials to remove pharmaceuticals from waters. Porto : s.n., 2007.

ELLIS, K. V. (1985), "Slow Sand Filtration". CRC Critical Reviews in Environmental

Control. 1985, Vol. 15, pp. 315-354.

Faria, L. M. S. P. (2014), "Caracterização do desempenho de sistemas de captação/filtração

em sub-leito e na margem dum rio na melhoria da qualidade da água". Dissertação de

Douturamento, Universidade de Vigo, Vigo (Espanha).

Hach Company, "2100Q and 2100Qis - Basic User Manual", acedido em Junho de 2014,

em:

http://www.hach.com/asset-get.download.jsa?id=7639982325

Haig, S. J., Collins, G., Davies, R. L., Dorea, C. C., Quince, C. (2011), "Biological Aspects

of Slow Sand Filtration: Past, Present and Future". Water Science & Technology: Water

Supply. 2011, Vol. 11, pp. 468-472.

Injai, Sulai A. G. (2013), "Filtração Lenta (Biofiltração)". Dissertação de Mestrado,

Universidade do Minho, Guimarães (Portugal).

93

Karabelnik, K., Kõiv, M., Kasak, K., Jenssen, P. D., Mander, Ü. (2012), "High-strength

greywater treatment in compact hybrid filter systems with alternative substrates".

Ecological Engineering. 2012, Vol. 49, pp. 84-92.

Kasak, K., Karabelnik, K., Kõiv, M., Jenssen, P. D. (2011), "Phosphorus removal from

greywater in an experimental hybrid compact filter system". Water Resources Management

VI. s.l. : WIT Transactions on Ecology and the Environment, 2011, Vol. 145, pp. 649-657.

Keijola, A. M., Himberg, K., Esala, A. L., Sivonen, K., Hiisvirta, L. (1988), "Removal of

Cyanobacterial Toxins in Water Treatment Processes: Laboratory and Pilot-Scale

Experiments". Toxicity Assessement: An International Journal. 1988, Vol. 3, pp. 643-656.

Letterman, Raymond D. (1991), “Operation and Maintenance”. In: Logsdon, G.S. (ed.)

Slow Sand Filtration. pp. 149-164. ASCE, Nova Iorque (E.U.A).

Levine, Audrey D., Tchobanoglous, G. e Asano, T. (1985), "Characterization of the Size

Distribution of Contaminants in Wastewater: Treatment and Reuse Implications". Journal

Water Pollution Control Federation. 1985, Vol. 57, pp. 805-816.

Londe, Luciana R. (2002), "Eficiência da filtração lenta no tratamento de efluentes de leitos

cultivados". Dissertação de Mestrado, UNICAMP, Campinas (Brasil).

Moody, C., Garrett, B. e Holler, E. (2002), "Pilot investigation of slow sand filtration and

reverse osmosis treatment of Central Arizona". U.S. Department of the Interior Bureau of

reclamation. 2002. Project Water. Advanced Water Treatment Research Program.

Murtha, Ney A. e Heller, L. (2003), "Avaliação da influência de parâmetros de projeto e

das características da água bruta no comportamento de filtros lentos de areia". 2003, Vol.

8, pp. 257-267.

OPS/CEPIS. (2005), "Guia para diseño de sistemas de tratamiento de filtración em

múltiples etapas". 2005.

Paterniani, José E. S. e Conceição, C. H. Z. da. (2001), "Utilização da pré-filtração e

filtração lenta no tratamento de água para piscicultura". Revista Ecossistema. 2001, Vol.

26.

Richter, Carlos A. e Azevedo Netto, J. M. (1991), "Tratamento de água: Tecnologia

atualizada". São Paulo : Edgard Blücher, 1991.

94

Rodrigo, C., Lopes, J. L., Saúde, M., Mendes, R., Casimiro, R. (2007), "Controlo

operacional em sistemas públicos de abastecimento de água". Lisboa : Europress, Lda,

2007.

Veras, Luciana R. V. e Di Bernardo, L. (2008), "Tratamento de Água de Abastecimento

por meio da Tecnologia de Filtração em Múltiplas Etapas - FiME". Revista de Engenharia

Sanitária e Ambiental. Jan/Mar de 2008, Vol. 13, pp. 109-116.

Veras, Luciana R. V. (1999), "Tratamento de água superficial por meio de diferentes

alternativas da tecnologia de filtração em múltiplas etapas". Dissertação de Douturamento,

Universidade de São Paulo, São Carlos (Brasil).

Von Sperling, M. (1996), Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos". 2ª.

Belo Horizonte : UFMG, 1996. Vol. 1.

95

ANEXOS

1

ANEXO A – Restantes tarefas preliminares

ANEXO A.I – Limpeza do filtro de areia

Anteriormente a este estudo, foi realizado um outro para avaliar a eficiência de remoção de

um filtro de areia pelo que foi necessário retirar todo o material e lavar um filtro para se

voltar a encher mas com três camadas de argila expandida.

O filtro montado anteriormente tinha, como material filtrante, cerca de 15 centímetros de

areia fina, 3 centímetros de areia grossa e 10 centímetros de godo para suporte das camadas

filtrantes, o que totaliza cerca de 0,4 m3 de material que teve de ser retirado. Antes desta

operação, foi necessário tentar retirar o máximo de quantidade de água possível, além das

duas mantas geotêxtil que eram uma primeira barreira no filtro à passagem de

microrganismos e materiais em suspensão. Na figura A.1 pode-se atentar a alguns passos

deste processo.

(a) (b)

Figura A.0.1 – (a) Filtro de areia completo; (b) Filtro de areia sem camada de granulometria fina.

Na figura A.1 (a) pode observar-se o filtro de areia completo, logo após a remoção das

mantas geotêxtil. O facto de a areia parecer mais escura que na figura ao lado deve-se aos

sólidos suspensos da água bruta que conseguiram atravessar a manta geotêxtil e ficaram

retidos na camada superficial de areia fina. Na figura A.1 (b) pode observar-se a fase da

2

desmontagem do filtro em que estava a nu a areia grosseira, camada intermédia do filtro de

areia. Nas figuras abaixo pode ver-se as etapas finais da limpeza do filtro.

(a) (b)

Figura A.0.2 – (a) Fundo do filtro com água e godo; (b) Fundo do filtro praticamente limpo.

Na figura A.2 (a) é possível observar algum godo (material da camada inferior) que ainda

faltava retirar do filtro. Além disso, ainda havia alguma água que, devido à cota de saída

do filtro, a mesma não conseguiria ser escoada por gravidade. Devido à existência de alguns

grãos finos de areia nesta água, não foi possível retirar a mesma com recurso à bomba

hidráulica, sob pena de danificar a mesma. Sendo assim, com um instrumento auxiliar de

remoção conseguiu-se retirar esse excesso de água e material que ainda se encontrava no

filtro. Na figura A.2 (b) é possível observar o fundo do filtro, praticamente livre de areia

ou outros materiais sólidos. Nestas imagens, também se pode verificar a forma como a

água, depois de ser filtrada, é encaminhada para fora do filtro – através do dreno de 35

milímetros, envolto em manta geotêxtil. O recipiente e o elemento têxtil que se pode ver na

figura serviu para separar o material sólido da água.

Após a conclusão desta tarefa preliminar já seria possível colocar a argila expandida, que

serviria de material filtrante do filtro lento.

ANEXO A.II – Lavagem das mantas geotêxtil

Depois da retirada do material do filtro bem como depois da sua lavagem, foi necessário

proceder à lavagem das mantas geotêxtil. Estas, devido ao trabalho anterior, encontravam-

3

se com bastantes materiais aderidos (figura A.3) pelo que a sua lavagem era essencial para

voltarem a ser utilizadas sem o filtro colmatar rapidamente. Foram lavadas quatro mantas

geotêxtil (duas de cada filtro) embora, numa primeira fase, apenas interessariam apenas

duas mantas para o filtro de argila expandida que, entretanto, iria ser realizado.

Figura A.0.3 – Mantas geotêxtil antes da lavagem.

Para a lavagem das mantas geotêxtil optou-se por coloca-las de forma a facilitar o trabalho

de limpeza realizado por intermedio de uma lavadora de alta pressão e, assim, foi possível

retirar grande parte dos materiais. Nesta fase foi necessário ter algum cuidado com a

pressão do jato de água pois as mantas são finas e poderiam facilmente ser perfuradas. Na

figura A.4 pode observar-se o resultado da lavagem de uma das mantas geotêxtil.

Figura A.0.4 – Manta geotêxtil depois da lavagem.

De forma a fixar as mantas geotêxtil no filtro, sem vincos, uniformizando o seu efeito em

toda a área do filtro optou-se por utilizar uma armadura de suporte. Sendo assim, depois de

finalizada a lavagem das mantas, estas foram esticadas e fixas à armadura com braçadeiras

4

de plástico. Depois do filtro de argila expandida estar pronto, a armadura juntamente com

as mantas geotêxtil seria colocada acima das camadas de material filtrante. Na figura A.5

é visível a armadura com duas mantas geotêxtil fixas.

Figura A.0.5 – Mantas geotêxtil fixas à armadura de suporte.

ANEXO A.III – Lavagem do tanque de água bruta

Aquando do início dos trabalhos, devido ao estudo realizado no ano anterior, o tanque de

água bruta encontrava-se bastante sujo com areia e outros sólidos depositados no fundo,

além de alguma quantidade de água. Para que a qualidade desta água não interferisse no

estudo que se pretendia realizar, seria necessário proceder à limpeza do tanque em causa.

Primeiramente, com o auxílio da bomba hidráulica, conseguiu-se retirar grande parte da

água mas, quando a mesma era mínima, a bomba hidráulica não conseguiria ser ativada,

além do facto de poder ficar danificada pelos sólidos presentes no fundo do tanque. Sendo

assim, com um pequeno instrumento de remoção foram-se retirando pequenas quantidades

de água e material do fundo. Nas figuras A.6 (a) e (b) pode observar-se o tanque de água

bruta antes e após a sua limpeza.

5

(a) (b)

Figura A.0.6 – (a) Tanque de água bruta antes da limpeza; (b) Tanque de água bruta depois da

limpeza.

Outra opção para se limpar este tanque seria poder virá-lo, despejando a água noutro

recipiente e, assim, a água sairia por gravidade, poupando algum tempo e esforço. Este

procedimento não foi possível de ser realizado pois as tubagens que levariam a água do

tanque de água bruta para os filtros, estavam fixas e poderiam ficar danificadas em caso de

movimentos do tanque.

6

ANEXO B – Dados da turvação medidos (Valores em UNT).

Dia Hora Modo de leitura: Normal Redução

(%) Modo de leitura: Média de Sinal Redução

(%) Água Filtrada Água Recirculada Água Filtrada Água Recirculada

06-08-2014

10:50:00 0,52 0,58 0,59 0,56 13,00 15,50 15,70 14,73 96,18 0,63 0,60 0,61 0,61 14,30 13,60 13,80 13,90 95,59

10:55:00 0,36 0,38 0,41 0,38 14,20 12,20 16,80 14,40 97,34 0,48 1,11 0,92 0,84 11,20 12,30 10,30 11,27 92,57

11:06:00 0,57 0,74 0,63 0,65 5,21 5,38 4,91 5,17 87,48 0,55 0,57 0,62 0,58 4,72 4,54 5,10 4,79 87,88

11:15:00 0,64 0,63 0,64 0,64 5,12 6,81 6,81 6,25 89,81 0,68 0,65 0,63 0,65 5,37 6,47 6,10 5,98 89,07

11:20:00 0,71 0,71 0,73 0,72 4,61 4,69 5,87 5,06 85,83 0,69 0,67 0,68 0,68 3,46 4,28 4,70 4,88 4,33 84,30

11:27:00 0,63 0,63 0,63 0,63 3,39 3,23 4,15 3,59 82,45 0,65 0,62 0,60 0,62 3,94 3,98 4,30 4,07 84,70

11:32:00 0,67 0,63 0,64 0,65 3,31 4,44 4,02 3,92 83,52 0,64 0,65 0,66 0,65 3,19 3,38 3,00 3,19 79,62

11:38:00 0,58 0,57 0,56 0,57 4,29 6,48 2,98 3,28 4,26 86,61 0,58 0,60 0,57 0,58 3,52 2,86 6,02 4,43 4,21 86,14

11:45:00 0,62 0,61 0,62 0,62 3,21 4,35 3,54 3,70 83,33 0,62 0,61 0,63 0,62 2,43 2,96 3,09 2,83 78,07

11:51:00 0,55 0,54 0,56 0,55 2,53 3,80 4,43 3,59 3,59 84,67 0,57 0,57 0,56 0,57 3,05 4,99 2,87 2,66 3,39 83,30

12:14:00 0,53 0,55 0,56 0,55 3,43 5,11 3,80 4,09 4,11 86,69 0,54 0,57 0,57 0,54 0,56 4,49 4,34 5,16 6,83 5,21 89,34

16:06:00 0,49 0,44 0,46 0,46 4,00 3,92 3,84 3,92 88,18 0,48 0,47 0,47 0,47 4,02 3,26 3,30 3,53 86,58

16:48:00 0,39 0,46 0,47 0,44 13,80 14,60 14,30 14,23 96,91 0,43 0,43 0,39 0,42 13,70 13,90 14,60 14,07 97,04

16:56:00 0,46 0,48 0,48 0,47 9,43 8,85 9,70 9,33 94,92 0,53 0,55 0,55 0,54 7,20 7,76 7,84 7,60 92,85

17:05:00 0,54 0,51 0,45 0,50 00:28 6,28 7,48 6,59 92,42 0,46 0,45 0,46 0,46 5,66 5,52 5,47 5,55 91,77

17:12:00 0,47 0,51 0,51 0,50 7,36 7,28 6,83 7,16 93,06 0,53 0,51 0,50 0,51 7,36 5,74 8,20 5,55 6,71 92,35

17:20:00 0,60 0,59 0,56 0,58 5,94 6,09 6,81 6,28 90,71 0,56 0,55 0,59 0,57 5,50 4,82 7,24 5,85 90,32

17:28:00 0,54 0,55 0,52 0,54 3,97 3,41 2,23 3,46 3,27 83,58 0,51 0,51 0,51 0,51 5,83 2,86 3,27 3,99 3,99 87,21

17:37:00 0,56 0,56 0,60 0,57 01:12 2,49 3,28 2,94 80,50 0,58 0,54 0,54 0,55 2,49 2,47 2,82 2,59 78,66

17:45:00 0,55 0,52 0,58 0,55 2,36 1,89 2,11 2,12 74,06 0,56 0,53 0,59 0,56 1,88 2,26 2,83 2,12 2,27 75,36

17:53:00 0,58 0,51 0,59 0,56 2,11 1,69 2,47 2,09 73,21 0,52 0,52 0,55 0,53 1,93 1,88 1,68 1,83 71,04

18:00:00 0,49 0,50 0,50 0,50 1,64 21:07 2,04 1,85 73,20 0,52 0,50 0,56 0,53 1,71 1,56 2,20 1,82 71,12

7




07-08-2014

11:33:00 0,58 0,57 0,55 0,57 4,56 12:14 6,24 5,44 89,58 0,57 0,61 0,63 0,60 5,18 4,27 5,44 4,96 87,84

12:05:00 0,46 0,47 0,46 0,46 2,59 4,92 3,69 3,73 87,59 0,46 0,48 0,47 0,47 4,61 2,80 2,71 3,59 3,43 86,29

12:45:00 0,49 0,50 0,49 0,49 3,84 4,36 3,62 3,61 3,86 87,21 0,50 0,50 0,49 0,50 2,67 2,51 2,94 2,71 81,65

12:47:00 0,54 0,52 0,52 0,53 11,20 12,90 11,90 13,50 12,38 95,74 0,51 0,53 0,51 0,52 12,90 12,70 12,40 12,67 95,92

13:00:00 0,49 0,46 0,48 0,49 0,48 5,42 6,59 6,00 6,00 92,00 0,49 0,48 0,50 0,49 5,53 5,60 4,47 5,20 90,58

13:09:00 0,51 0,49 0,54 0,51 4,37 4,80 5,32 4,83 89,37 0,49 0,51 0,51 0,50 4,37 4,66 4,82 4,62 89,10

13:15:00 0,57 0,66 0,62 0,62 3,33 3,99 3,73 3,68 83,26 0,56 0,56 0,56 0,56 3,12 3,26 3,10 3,16 82,28

13:22:00 0,61 0,63 0,61 0,62 4,06 3,15 3,07 3,43 82,00 0,60 0,60 0,62 0,61 4,08 3,29 3,68 3,60 3,66 83,44

13:29:00 0,56 0,60 0,58 0,58 4,64 3,85 4,10 4,06 4,16 86,07 0,55 0,58 0,55 0,56 3,34 3,26 3,19 3,26 82,84

13:39:00 0,53 0,55 0,54 0,53 0,54 2,49 2,46 2,73 2,56 79,00 0,59 0,55 0,53 0,54 0,55 2,54 2,90 2,22 2,55 78,36

13:53:00 0,54 0,58 0,55 0,56 1,75 1,75 2,18 1,96 1,91 70,86 0,56 0,53 0,54 0,54 1,71 1,73 1,97 1,80 69,87

16:19:00 0,55 0,55 0,52 0,54 2,03 2,14 2,70 2,07 2,24 75,84 0,53 0,53 0,53 0,53 2,30 2,40 1,64 2,00 2,09 74,58

17:05:00 0,55 0,52 0,63 0,55 0,56 11,30 10,80 11,20 11,10 94,93 0,60 0,52 0,53 0,52 0,54 10,10 11,20 10,80 10,70 94,93

17:13:00 0,69 0,73 0,68 0,72 0,71 5,48 5,38 4,83 5,23 86,52 0,73 0,74 0,75 0,78 0,75 5,09 5,22 5,21 5,17 85,50

17:22:00 0,57 0,60 0,56 0,54 0,57 4,26 3,73 3,51 4,09 3,90 85,44 0,60 0,55 0,59 0,58 3,63 3,76 4,44 3,69 3,88 85,05

17:30:00 0,56 0,54 0,55 0,55 3,21 3,14 3,76 3,37 83,68 0,53 0,53 0,53 0,53 3,23 3,21 3,69 3,38 84,30

17:38:00 0,59 0,56 0,57 0,57 2,87 3,09 2,77 2,91 80,30 0,59 0,59 0,57 0,58 2,76 2,76 3,09 2,87 79,67

17:48:00 0,59 0,61 0,60 0,60 3,74 2,79 3,88 3,47 82,71 0,60 0,60 0,59 0,60 3,53 3,15 3,20 3,29 81,88

17:55:00 0,72 0,68 0,70 0,70 4,26 3,60 3,98 4,27 4,03 82,62 0,74 0,78 0,73 0,75 3,59 4,73 4,63 3,71 4,17 81,99

8




08-08-2014

11:58:00 0,69 0,67 0,69 0,66 0,68 2,02 2,79 1,64 1,97 2,11 67,81 0,61 0,60 0,58 0,62 0,60 1,51 1,70 1,87 1,69 64,42

12:00:00 1,52 1,62 1,84 1,66 21,50 19,00 22,80 21,10 92,13 1,66 1,87 1,62 1,72 20,80 19,70 21,10 20,53 91,64

12:10:00 0,47 0,54 0,56 0,50 0,52 6,05 6,12 5,88 6,02 91,40 0,49 0,46 0,50 0,47 0,48 5,52 4,93 4,89 5,15 5,12 90,63

12:20:00 0,55 0,57 0,52 0,52 0,54 2,53 2,78 2,89 2,86 2,77 80,47 0,62 0,61 0,56 0,57 0,59 2,87 3,25 3,11 3,03 3,07 80,75

12:30:00 0,61 0,59 0,63 0,61 4,49 4,45 4,78 4,21 4,48 86,39 0,62 0,60 0,58 0,60 3,90 4,23 4,28 3,57 4,00 84,98

12:40:00 1,02 1,06 0,90 1,06 1,01 6,43 6,95 6,51 6,63 84,77 0,99 1,05 0,98 1,14 1,04 6,70 7,10 7,22 6,94 6,99 85,12

12:50:00 0,64 0,62 0,64 0,64 0,64 2,65 2,61 2,15 2,01 2,36 73,04 0,63 0,64 0,66 0,66 0,65 1,87 1,99 2,16 2,01 67,73

13:00:00 0,61 0,60 0,61 0,61 1,16 1,19 1,08 1,14 46,94 0,62 0,62 0,60 0,61 1,33 1,09 1,09 1,17 47,58

14:40:00 0,80 0,73 0,78 0,80 0,78 2,07 1,22 1,50 1,60 51,30 0,70 0,73 0,70 0,73 0,72 1,83 1,81 1,34 1,66 56,93

16:18:00 1,00 1,04 0,98 1,01 4,55 4,25 3,75 3,90 4,11 75,52 1,05 1,00 1,16 1,07 3,50 3,17 3,50 3,76 3,48 69,27

16:40:00 0,69 0,64 0,66 0,64 0,66 14,50 16,70 17,50 15,90 16,15 95,93 0,66 0,62 0,66 0,63 0,64 14,70 15,60 14,90 15,07 95,74

16:50:00 0,68 0,62 0,62 0,68 0,65 6,74 7,18 7,33 7,08 90,82 0,63 0,61 0,63 0,62 7,07 7,66 7,36 7,36 91,53

17:00:00 1,00 0,95 0,97 0,97 5,42 4,78 6,34 5,51 82,35 0,97 0,94 1,06 0,99 4,82 4,99 5,39 5,07 80,46

17:10:00 0,89 1,01 1,00 0,91 0,95 4,41 3,58 3,43 3,95 3,84 75,21 0,89 0,85 0,85 1,12 0,93 3,43 3,69 3,76 3,63 74,43

17:20:00 0,83 0,78 0,84 0,82 2,78 3,40 2,65 2,87 2,93 72,08 0,78 0,74 0,77 0,76 2,64 2,79 2,74 2,72 71,97

17:30:00 0,77 0,74 0,75 0,75 3,33 3,99 3,59 3,64 79,29 0,77 0,75 0,75 0,76 4,09 3,47 3,50 3,39 3,61 79,05

17:40:00 0,64 0,64 0,66 0,65 3,25 3,01 3,18 3,15 79,45 0,67 0,65 0,65 0,66 2,85 3,15 3,19 3,06 78,56

11-08-2014

10:40:00 0,88 0,85 0,89 0,87 41,40 45,00 44,20 45,30 43,98 98,01 0,85 0,86 0,90 0,87 40,40 38,70 39,30 39,47 97,80

11:20:00 0,97 0,93 0,92 0,94 0,94 40,00 41,30 44,30 39,00 41,15 97,72 0,99 1,00 0,91 0,95 0,96 32,20 43,50 38,30 37,90 37,98 97,47

11:40:00 0,75 0,75 0,77 0,76 26,70 27,90 28,50 27,70 97,27 0,72 0,74 0,75 0,74 23,00 26,10 23,20 24,60 24,23 96,96

11:50:00 0,79 0,80 0,78 0,82 0,80 13,60 13,30 13,50 13,47 94,08 0,82 0,79 0,79 0,80 12,20 11,90 12,50 12,20 93,44

12:15:00 0,91 0,89 0,91 0,90 4,51 4,28 4,20 4,33 79,14 0,95 0,93 0,93 0,94 4,17 4,22 4,85 4,83 4,52 79,27

12:55:00 0,76 0,79 0,79 0,77 0,78 19,90 24,10 21,70 21,90 96,45 0,74 0,77 0,73 0,75 0,75 21,90 22,60 22,20 22,23 96,64

16:10:00 1,12 1,12 1,14 1,13 19,10 19,10 22,50 20,20 20,23 94,43 1,08 1,01 1,01 1,03 16,90 19,20 19,00 17,90 18,25 94,34

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9

16:50:00 0,70 0,75 0,71 0,72 3,96 5,02 4,40 4,08 4,37 83,51 0,70 0,75 0,71 0,73 0,72 5,16 4,12 4,11 3,67 4,27 83,06

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13-08-2014

10:35:00 0,72 0,73 0,75 0,73 6,93 7,80 6,39 6,62 6,94 89,43 0,70 0,63 0,72 0,67 0,68 7,80 5,82 8,35 8,04 7,50 90,94

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12:00:00 0,58 0,61 0,58 0,59 2,08 3,25 2,55 3,16 2,76 78,62 0,59 0,58 0,58 0,58 2,40 3,06 2,60 2,69 78,29

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15:50:00 0,64 0,62 0,64 0,63 2,58 3,28 4,18 3,71 3,44 81,58 0,63 0,64 0,65 0,64 3,16 2,69 3,46 3,10 79,38

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16:20:00 0,47 0,44 0,44 0,45 5,53 5,48 5,32 5,17 5,38 91,63 0,45 0,43 0,43 0,44 3,62 3,69 4,07 3,79 88,49

14-08-2014

12:20:00 0,80 0,83 0,74 0,79 6,26 6,14 6,72 6,37 87,60 0,82 0,82 0,83 0,82 4,37 5,44 5,03 6,98 5,46 84,91

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16:10:00 1,30 1,31 1,34 1,32 3,64 2,20 3,49 2,94 3,07 57,08 1,35 1,35 1,39 1,36 3,04 2,52 3,14 2,90 52,99

10




15-08-2014

10:15:00 0,73 0,74 0,75 0,74 4,02 4,34 4,22 4,19 82,35 0,70 0,69 0,71 0,70 4,01 3,21 3,45 3,56 80,32

10:30:00 0,53 0,57 0,58 0,56 13,56 12,98 13,75 13,43 95,83 0,57 0,59 0,62 0,59 13,59 14,57 14,06 14,07 95,78

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11:00:00 0,59 0,60 0,57 0,59 9,32 8,65 8,94 8,97 93,46 0,58 0,59 0,60 0,59 8,66 7,45 8,32 8,99 8,36 92,94

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11:20:00 0,63 0,62 0,60 0,62 7,88 4,35 4,17 4,08 5,12 87,96 0,60 0,62 0,65 0,62 5,56 4,89 5,45 5,25 5,29 88,21

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14:50:00 0,80 0,77 0,87 0,81 14,56 13,77 13,89 14,07 94,22 0,88 0,79 0,78 0,80 0,81 15,40 13,20 12,59 12,87 13,52 93,99

15:00:00 0,50 0,49 0,51 0,50 11,54 11,20 10,78 11,17 95,53 0,50 0,50 0,52 0,51 11,45 11,78 11,56 11,60 95,63

15:10:00 0,67 0,64 0,64 0,65 10,26 10,57 11,08 10,64 93,89 0,63 0,67 0,60 0,63 9,95 9,12 9,48 9,52 93,35

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15:30:00 0,60 0,60 0,59 0,60 9,98 7,45 7,12 7,03 7,90 92,44 0,59 0,57 0,60 0,59 7,98 7,44 7,59 7,67 92,35

15:40:00 0,48 0,47 0,44 0,46 7,10 6,54 6,10 6,12 6,47 92,83 0,45 0,45 0,46 0,45 6,23 6,21 6,54 6,33 92,83

15:50:00 0,47 0,49 0,50 0,49 4,45 4,12 4,44 4,34 88,78 0,48 0,49 0,45 0,47 3,99 4,12 4,56 4,22 88,79

16:00:00 0,50 0,49 0,50 0,50 3,56 3,99 3,10 3,55 86,01 0,56 0,51 0,52 0,53 4,12 3,56 3,87 3,85 86,23

11




18-08-2014

10:00:00 0,86 1,03 0,89 0,93 5,36 5,37 6,01 5,58 83,39 0,90 0,92 0,85 0,89 5,79 5,31 5,40 5,50 83,82

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12:30:00 1,81 1,83 1,84 1,83 8,76 8,85 7,58 8,61 8,45 78,38 1,78 1,78 1,88 1,81 9,27 8,00 4,43 7,23 74,93

12:40:00 0,60 0,58 0,57 0,58 6,33 5,89 6,45 6,22 90,63 0,59 0,58 0,59 0,59 6,62 6,17 5,94 6,24 90,60

12:50:00 1,65 1,57 1,28 1,50 4,33 5,17 4,56 4,69 67,99 1,45 1,35 1,34 1,38 3,73 3,75 3,76 3,75 63,17

13:00:00 1,66 1,61 1,63 1,63 2,47 3,04 3,30 2,94 44,38 1,67 1,67 1,70 1,68 2,89 3,23 2,93 3,02 44,31

13:10:00 0,68 0,64 0,68 0,67 3,39 2,91 2,92 3,07 78,31 0,66 0,68 0,66 0,67 2,93 3,12 2,44 2,83 76,44

15:25:00 0,75 0,75 0,71 0,74 3,18 3,34 3,89 3,47 78,77 0,74 0,76 0,73 0,74 2,70 3,48 3,12 3,10 76,02

15:50:00 1,63 1,61 1,67 1,64 14,90 14,10 12,20 13,73 88,08 1,51 1,59 1,65 1,58 12,30 10,90 13,60 12,27 87,09

16:00:00 1,66 1,57 1,61 1,61 12,80 11,70 10,10 11,53 86,01 1,62 1,54 1,60 1,59 10,30 11,30 11,90 11,17 85,79

16:10:00 1,59 1,67 1,52 1,59 6,96 7,68 6,44 7,03 77,32 1,66 1,63 1,73 1,67 6,92 8,03 7,70 7,55 77,84

16:20:00 2,41 2,27 2,48 2,39 3,47 4,16 3,67 3,77 36,64 2,46 2,42 2,40 2,43 4,00 3,58 3,73 3,77 35,63

12




20-08-2014

10:00:00 0,70 0,74 0,66 0,68 0,70 5,74 4,02 4,89 4,88 85,77 0,69 0,69 0,71 0,70 4,49 4,23 4,16 4,29 83,77

11:55:00 0,64 0,76 0,65 0,74 0,70 3,56 3,65 3,64 3,62 80,71 0,65 0,66 0,65 0,65 3,66 3,84 3,74 3,75 82,56

12:50:00 2,50 2,54 2,46 2,50 18,00 23,00 21,60 18,90 20,38 87,73 2,51 2,37 2,40 2,43 17,40 17,40 18,50 17,77 86,34

13:00:00 0,66 0,60 0,63 0,63 5,16 4,66 5,18 5,00 87,40 0,59 0,66 0,58 0,61 4,65 4,24 4,93 4,61 86,76

13:10:00 2,70 2,27 2,43 2,47 6,22 6,00 6,12 6,11 59,65 2,40 2,26 2,60 2,42 5,86 5,38 5,73 5,66 57,22

13:20:00 0,56 0,59 0,59 0,58 6,10 6,28 7,76 6,93 6,77 91,43 0,56 0,59 0,58 0,58 5,88 5,65 6,32 6,87 6,18 90,67

13:30:00 2,46 2,47 2,75 2,56 4,83 4,94 5,41 5,32 5,13 50,05 2,76 2,31 2,29 2,45 5,04 4,41 5,56 4,29 4,83 49,15

13:40:00 0,67 0,61 0,63 0,64 2,52 2,16 2,73 2,47 74,22 0,61 0,65 0,67 0,64 2,27 2,55 2,15 2,32 72,31

14:20:00 0,57 0,57 0,57 0,57 20,10 19,90 21,00 20,33 97,20 0,61 0,58 0,61 0,60 18,70 17,00 18,50 18,07 96,68

14:30:00 2,57 2,53 2,56 2,55 6,12 7,60 6,50 6,74 62,12 2,78 2,45 2,41 2,55 6,11 6,22 6,75 6,36 59,96

14:40:00 0,71 0,81 0,72 0,75 6,07 7,43 9,09 7,53 90,08 0,75 0,79 0,76 0,77 7,32 7,93 8,30 7,85 90,23

14:50:00 0,70 0,73 0,75 0,73 7,43 8,96 6,98 8,75 8,03 90,95 0,74 0,74 0,72 0,73 7,90 9,19 8,48 8,52 91,40

15:00:00 0,86 0,79 0,86 0,84 5,98 6,95 6,05 6,33 86,78 0,78 0,73 0,78 0,76 5,81 6,98 7,38 6,57 6,69 88,58

15:10:00 2,92 3,07 2,66 2,88 5,76 6,76 6,96 5,49 6,24 53,81 3,12 3,02 2,81 2,98 5,03 5,44 5,51 5,33 43,99

15:20:00 0,74 0,70 0,79 0,74 4,57 3,99 4,02 4,19 82,27 0,73 0,73 0,75 0,74 4,19 4,13 4,21 4,18 82,36

21-08-2014

10:30:00 0,98 1,06 1,05 1,03 5,55 5,51 5,81 5,62 81,68 1,11 0,89 1,02 1,01 5,32 5,24 4,50 5,02 79,95

13:20:00 0,30 0,39 0,38 0,36 16,60 17,90 17,50 17,33 97,94 0,32 0,33 0,38 0,34 17,70 17,20 16,00 16,97 97,98

13:30:00 0,40 0,35 0,42 0,39 14,70 17,80 16,80 17,50 16,70 97,66 0,34 0,39 0,38 0,37 17,10 13,60 16,00 13,70 15,10 97,55

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13:50:00 0,38 0,39 0,40 0,39 9,54 7,35 7,84 8,62 8,34 95,32 0,39 0,40 0,40 0,42 0,40 6,26 6,58 6,65 6,50 93,80

14:00:00 0,46 0,45 0,40 0,40 0,43 5,23 4,86 4,78 4,96 91,38 0,45 0,44 0,44 0,44 5,12 5,24 5,12 5,16 91,41

14:10:00 0,41 0,41 0,40 0,41 8,52 7,46 8,20 8,06 94,95 0,42 0,43 0,40 0,42 8,47 7,47 8,09 8,01 94,80

13




27-08-2014

11:00:00 0,25 0,26 0,25 0,25 14,60 14,90 11,70 16,60 14,45 98,25 0,26 0,25 0,27 0,26 14,10 10,80 15,20 12,10 13,05 98,01

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12:20:00 0,26 0,29 0,28 0,28 18,40 18,00 17,40 17,93 98,46 0,26 0,27 0,29 0,27 18,40 17,20 17,80 17,80 98,46

12:30:00 0,25 0,28 0,26 0,26 17,20 17,40 16,10 16,90 16,90 98,44 0,25 0,28 0,27 0,27 12,10 11,30 12,90 12,10 97,80

12:40:00 0,30 0,24 0,28 0,25 0,27 7,16 7,63 7,37 7,39 96,38 0,28 0,27 0,28 0,28 7,43 6,93 7,65 7,34 96,23

12:50:00 0,38 0,33 0,37 0,40 0,37 6,88 9,53 9,37 9,88 8,92 95,85 0,35 0,38 0,44 0,34 0,38 7,14 7,09 8,05 6,59 7,22 94,77

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13:30:00 0,34 0,37 0,34 0,35 1,92 2,24 2,60 2,25 84,47 0,35 0,39 0,35 0,36 1,33 2,09 2,52 2,26 2,05 82,28

15:05:00 0,35 0,33 0,33 0,34 4,31 3,66 2,30 4,65 3,73 90,97 0,32 0,32 0,32 0,32 3,02 3,24 2,70 2,99 89,29

15:30:00 0,25 0,26 0,26 0,26 15,70 11,70 15,10 14,30 14,20 98,19 0,27 0,28 0,26 0,27 10,10 11,00 9,91 11,60 10,65 97,47

15:40:00 0,25 0,25 0,23 0,24 7,00 8,80 6,72 8,54 7,77 96,87 0,23 0,23 0,22 0,23 6,59 7,59 8,89 8,07 7,79 97,09

15:50:00 0,22 0,23 0,22 0,22 4,99 5,98 6,40 4,38 5,44 95,89 0,22 0,22 0,22 0,22 5,74 4,22 4,99 6,25 5,30 95,85

16:00:00 0,24 0,24 0,25 0,24 3,09 3,87 3,50 3,49 93,02 0,25 0,23 0,24 0,24 2,83 3,21 2,98 3,01 92,02

14




28-08-2014

10:30:00 0,34 0,31 0,34 0,33 5,75 4,91 3,91 4,30 4,72 93,00 0,33 0,32 0,31 0,32 3,02 4,82 4,25 6,54 4,66 93,13

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12:40:00 0,35 0,34 0,36 0,35 11,40 11,60 11,50 11,50 96,96 0,36 0,32 0,33 0,32 0,33 11,00 11,20 10,70 10,97 96,97

12:50:00 0,34 0,37 0,37 0,40 0,37 10,40 10,40 11,70 11,60 11,03 96,64 0,35 0,37 0,36 0,36 9,51 9,91 9,38 9,60 96,25

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13:20:00 0,36 0,37 0,37 0,37 5,63 5,58 5,20 5,47 93,30 0,36 0,37 0,36 0,36 4,20 4,02 3,95 4,06 91,04

13:30:00 0,40 0,41 0,42 0,41 3,21 3,47 3,30 3,33 87,68 0,43 0,43 0,42 0,43 4,24 3,20 3,26 3,57 88,04

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15:30:00 0,44 0,44 0,46 0,45 12,30 5,74 11,10 9,71 95,40 0,46 0,45 0,45 0,45 10,10 7,94 7,58 8,54 94,69

15:40:00 0,34 0,39 0,41 0,36 0,38 7,79 6,29 8,82 7,63 95,09 0,39 0,38 0,34 0,37 6,44 4,61 4,93 5,33 93,05

15:50:00 0,33 0,34 0,39 0,39 0,36 6,60 6,84 6,40 6,61 94,52 0,33 0,40 0,38 0,37 5,96 6,12 6,48 6,19 94,02

15




29-08-2014

11:30:00 0,26 0,25 0,25 0,25 1,28 1,41 1,44 1,38 81,60 0,26 0,24 0,25 0,25 0,95 0,99 1,13 1,02 75,57

12:40:00 0,28 0,26 0,26 0,27 15,40 19,50 16,30 17,07 98,44 0,25 0,28 0,25 0,26 15,60 16,60 18,30 16,83 98,46

12:50:00 0,25 0,26 0,27 0,26 15,40 12,20 16,60 14,73 98,24 0,27 0,27 0,26 0,27 13,20 13,10 13,00 13,10 97,96

13:00:00 0,25 0,25 0,24 0,25 16,90 11,10 15,80 12,00 13,95 98,23 0,24 0,25 0,24 0,24 12,40 11,90 13,90 12,73 98,09

13:10:00 0,25 0,26 0,26 0,26 11,90 10,80 11,80 11,50 97,77 0,26 0,26 0,24 0,25 10,40 10,40 9,62 10,14 97,50

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13:30:00 0,27 0,28 0,28 0,28 5,66 3,05 6,47 5,06 94,53 0,28 0,28 0,27 0,28 2,73 2,96 3,56 3,08 91,03

13:40:00 0,29 0,30 0,31 0,30 1,69 1,73 1,55 1,66 81,89 0,29 0,29 0,29 0,29 1,96 1,71 1,77 1,81 84,01

15:00:00 0,29 0,30 0,30 0,30 3,61 4,19 5,58 4,46 93,35 0,31 0,29 0,28 0,29 2,17 2,95 2,57 2,56 88,56

15:20:00 0,28 0,26 0,27 0,27 7,32 12,50 13,60 11,14 97,58 0,26 0,25 0,25 0,25 8,60 8,10 10,20 8,97 97,17

15:30:00 0,32 0,30 0,31 0,31 5,44 5,40 6,02 5,62 94,48 0,32 0,29 0,29 0,30 4,72 4,09 3,64 4,78 4,31 93,04

15:40:00 0,25 0,26 0,26 0,26 5,55 8,57 5,63 7,15 6,73 96,18 0,25 0,25 0,26 0,25 5,12 7,43 5,48 6,01 95,78

02-09-2014

17:00:00 0,27 0,25 0,26 0,26 5,45 6,64 5,36 5,82 95,53 0,24 0,26 0,25 0,25 5,33 4,83 5,39 5,18 95,18

17:20:00 0,25 0,25 0,25 0,25 26,50 23,60 26,20 25,43 99,02 0,25 0,25 0,25 0,25 22,70 23,20 23,60 23,17 98,92

17:30:00 0,24 0,24 0,24 0,24 20,60 19,50 21,40 20,50 98,83 0,24 0,24 0,23 0,24 20,00 17,10 17,70 18,27 98,70

17:40:00 0,24 0,24 0,24 0,24 6,28 6,90 6,05 6,41 96,26 0,24 0,24 0,23 0,24 5,91 6,29 6,39 6,20 96,18

17:50:00 0,34 0,34 0,31 0,33 19,20 23,20 20,00 20,80 98,41 0,34 0,34 0,33 0,34 15,00 16,20 17,90 16,37 97,94

18:00:00 0,36 0,35 0,36 0,36 10,50 10,10 11,00 10,53 96,61 0,35 0,34 0,36 0,35 9,88 9,18 9,71 9,59 96,35

18:10:00 0,41 0,41 0,42 0,41 10,20 10,30 10,50 10,33 96,00 0,41 0,42 0,40 0,41 7,02 8,77 10,40 7,60 8,45 95,15

18:20:00 0,38 0,39 0,39 0,39 6,44 4,10 7,06 5,77 5,84 93,38 0,39 0,39 0,38 0,39 4,99 5,03 4,65 4,89 92,09

16




03-09-2014

16:40:00 0,24 0,24 0,24 0,24 10,80 11,40 11,10 11,10 97,84 0,26 0,23 0,23 0,24 10,10 8,44 10,70 8,31 9,39 97,44

17:00:00 0,25 0,27 0,25 0,26 67,30 58,90 66,00 64,07 99,60 0,23 0,26 0,25 0,25 64,60 63,60 60,10 62,77 99,61

17:20:00 0,23 0,25 0,26 0,25 24,20 22,50 22,00 27,00 23,93 98,97 0,28 0,25 0,25 0,26 22,90 26,40 22,40 24,70 24,10 98,92

17:30:00 0,28 0,28 0,28 0,28 20,70 20,70 23,20 26,80 22,85 98,77 0,29 0,28 0,28 0,28 20,80 21,10 20,70 20,87 98,64

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18:40:00 0,58 0,58 0,58 0,58 7,20 9,67 10,70 8,75 9,08 93,61 0,56 0,56 0,56 0,56 9,28 9,42 9,97 9,56 94,14

08-09-2014

17:30:00 0,44 0,46 0,45 0,45 9,69 6,42 8,83 7,37 8,08 94,43 0,48 0,50 0,49 0,49 7,43 7,00 7,14 7,19 93,18

17:40:00 0,37 0,37 0,37 0,37 21,40 22,40 22,40 22,07 98,32 0,37 0,38 0,37 0,37 22,70 22,30 22,60 22,53 98,34

17:50:00 0,37 0,39 0,38 0,38 10,00 10,50 9,52 10,01 96,20 0,38 0,42 0,38 0,39 9,91 10,20 9,79 9,97 96,05

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18:10:00 0,43 0,46 0,47 0,45 4,71 4,71 4,66 4,69 90,34 0,43 0,44 0,44 0,44 4,48 4,58 4,77 4,61 90,53

18:20:00 0,48 0,48 0,47 0,48 3,67 3,21 3,46 3,45 86,17 0,50 0,52 0,50 0,51 3,73 3,51 3,52 3,59 85,87

18:30:00 0,44 0,45 0,44 0,44 2,66 2,85 2,56 2,69 83,52 0,43 0,44 0,44 0,44 2,88 2,68 2,83 2,80 84,39

18:40:00 0,42 0,45 0,43 0,43 2,12 2,26 2,16 2,18 80,12 0,44 0,45 0,43 0,44 2,35 2,18 2,06 2,20 79,97

09-09-2014

17:30:00 0,39 0,44 0,42 0,42 0,92 0,87 0,85 0,88 52,65 0,41 0,41 0,42 0,41 0,96 0,86 0,72 0,85 51,18

17:40:00 0,31 0,29 0,30 0,30 25,70 25,50 26,80 26,00 98,85 0,34 0,30 0,31 0,32 22,70 25,30 24,60 24,20 98,69

17:50:00 0,26 0,27 0,28 0,27 9,92 9,91 9,94 9,92 97,28 0,25 0,27 0,26 0,26 9,85 10,10 10,20 10,05 97,41

18:00:00 0,26 0,28 0,29 0,28 6,26 5,97 6,28 6,17 95,52 0,27 0,27 0,26 0,27 5,85 6,30 5,85 6,00 95,56

18:10:00 0,29 0,28 0,29 0,29 3,99 4,08 4,07 4,05 92,92 0,28 0,29 0,27 0,28 3,94 4,03 3,96 3,98 92,96

18:20:00 0,32 0,31 0,32 0,32 3,08 3,14 3,05 3,09 89,75 0,34 0,33 0,30 0,32 3,02 2,96 2,97 2,98 89,16

18:30:00 0,30 0,31 0,32 0,31 2,63 2,60 2,63 2,62 88,17 0,31 0,31 0,31 0,31 2,74 2,70 2,70 2,71 88,57

18:40:00 0,32 0,31 0,31 0,31 1,81 1,85 1,81 1,82 82,82 0,30 0,31 0,30 0,30 1,82 1,85 1,90 1,86 83,66

17

ANEXO C – Dados da condutividade elétrica, medidos com a sonda CDC401 R.

CONDUTIVIDADE (μs/cm) e TEMPERATURA (°C) Dia Hora Água Filtrada Água Rec. Dia Hora Água Filtrada Água Rec.

06-08-2014

10:34:00 401 24,30 338 23,90

20-08-2014

10:00:00 477 23,60 473 23,70

11:06:00 403 24,50 415 24,40 11:55:00 478 23,80 474 23,70

12:14:00 410 24,20 405 24,30 13:50:00 471 23,90 472 23,80

18:00:00 456 25,40 451 25,30 15:20:00 469 24,10 468 24,00

07-08-2014

11:33:00 473 24,80 456 25,00 21-08-2014

10:30:00 469 23,40 467 23,60

13:53:00 459 24,90 455 24,80 14:10:00 468 23,70 468 23,80

16:19:00 514 25,70 465 25,90 27-08-2014

11:00:00 473 25,80 465 25,70

17:55:00 472 25,40 470 25,70 13:30:00 466 25,80 466 25,80

08-08-2014

14:40:00 461 24,90 463 25,00

28-08-2014

10:30:00 595 25,70 471 25,40

16:18:00 478 24,50 471 24,70 12:10:00 469 25,10 467 25,20

17:40:00 475 24,60 468 24,50 13:30:00 470 24,90 466 25,10

11-08-2014

10:40:00 455 24,10 422 23,70 15:50:00 468 25,00 462 25,10

12:55:00 433 24,40 431 24,30

29-08-2014

11:30:00 480 23,00 472 22,90

16:10:00 454 24,80 447 24,50 13:40:00 470 23,30 468 23,50

17:00:00 456 24,10 453 24,60 15:40:00 469 23,60 462 23,70

13-08-2014

10:35:00 422 22,20 420 22,50 02-09-2014

17:00:00 508 26,00 508 26,30

13:00:00 442 23,20 438 23,30 18:20:00 505 26,70 506 26,80

15:40:00 456 23,40 453 23,40

03-09-2014

16:40:00 515 24,90 514 24,60

14-08-2014 12:00:00 477 22,90 477 22,90 17:40:00 514 24,80 512 24,90

16:00:00 480 22,80 476 23,50 18:40:00 513 24,80 512 24,90

15-08-2014

10:15:00 468 22,20 456 22,00

08-09-2014

17:30:00 397 25,30 404 25,30

11:30:00 453 23,20 444 23,10 18:10:00 407 25,50 402 25,60

14:35:00 498 23,40 479 23,40 18:40:00 409 25,00 404 25,20

16:00:00 510 23,30 501 23,20

09-09-2014

17:30:00 440 25,10 437 25,10

18-08-2014

10:00:00 551 23,70 573 23,80 17:40:00 441 25,10 436 25,30

12:10:00 472 23,80 444 23,90 18:40:00 440 24,80 439 25,10

13:10:00 448 24,80 453 23,90 15:25:00 461 24,50 478 24,60

19

ANEXO D – Dados de pH e temperatura medidos com a sonda PHC301 (pH na escala

de Sorensen e temperatura em °C).

Dia Hora pH e temperatura


Água Filtrada Água Rec. Água Filtrada Água Rec.

06-08-2014 11:06:00 9,97 24,40 10,00 24,70

13-08-2014

10:35:00 10,11 22,20 9,99 22,40

12:14:00 10,08 24,50 10,06 24,40 10:50:00 10,13 22,20 10,12 22,60

07-08-2014

11:33:00 10,38 25,10 10,33 25,10 11:10:00 10,08 22,90 10,11 22,20

13:53:00 10,31 24,90 10,25 24,90 11:50:00 10,05 22,90 9,95 22,40

16:19:00 10,42 25,40 10,46 25,30 12:00:00 10,14 22,60 10,13 23,10

17:55:00 10,37 25,30 10,48 25,50 12:20:00 10,12 22,50 10,09 22,80

08-08-2014

11:58:00 10,18 25,00 10,15 24,90 12:30:00 10,17 22,30 10,17 22,70

12:00:00 10,15 24,80 10,19 24,70 12:40:00 10,17 22,70 10,19 23,30

12:10:00 10,28 24,80 10,26 24,60 12:50:00 10,25 23,20 10,16 22,80

12:20:00 10,33 24,80 10,31 24,80 13:00:00 10,15 22,00 10,18 22,10

12:30:00 10,32 24,50 10,38 24,80 15:40:00 9,99 22,70 10,22 22,80

12:40:00 10,39 24,20 10,38 24,20 15:50:00 10,29 24,40 10,26 24,00

12:50:00 10,41 24,00 10,35 24,30 16:00:00 10,33 23,70 10,27 24,00

13:00:00 10,36 24,70 10,34 24,20 16:10:00 10,24 23,20 10,25 23,90

14:40:00 9,99 24,80 10,24 24,70 16:20:00 10,30 24,40 10,35 23,70

16:18:00 10,20 24,70 10,24 24,70

14-08-2014

12:20:00 10,20 23,40 10,24 23,20

16:40:00 10,36 24,90 10,34 25,00 13:30:00 10,19 23,40 10,27 23,70

16:50:00 10,40 24,50 10,38 24,90 16:00:00 10,02 22,50 10,17 22,90

17:00:00 10,41 25,10 10,44 25,00 16:10:00 10,20 24,10 10,26 23,40

17:10:00 10,44 25,00 10,44 24,80

15-08-2014

10:15:00 10,10 22,90 10,13 23,00

17:20:00 10,39 24,80 10,43 25,00 10:30:00 10,15 23,20 10,17 23,20

17:30:00 10,42 24,70 10,41 25,20 10:40:00 10,05 23,40 10,00 23,40

17:40:00 10,46 24,20 10,40 24,50 10:50:00 10,03 23,40 9,99 23,50

11-08-2014

10:40:00 10,19 24,30 10,08 24,00 11:00:00 10,20 23,40 10,26 23,50

11:20:00 10,06 24,70 10,08 24,60 11:10:00 10,21 23,50 10,23 23,50

11:40:00 10,13 24,20 10,03 24,00 11:20:00 10,26 23,50 10,29 23,60

11:50:00 10,17 24,60 10,08 24,80 11:30:00 10,12 23,70 10,13 23,90

12:15:00 10,04 23,90 10,11 24,60 14:35:00 10,03 23,40 10,09 24,00

12:55:00 10,15 24,20 10,16 23,90 14:50:00 10,26 23,60 10,30 23,70

16:10:00 10,20 24,70 10,21 24,40 15:00:00 10,29 23,60 10,33 23,60

16:30:00 10,24 26,40 10,31 24,00 15:10:00 10,16 23,60 10,18 23,60

16:50:00 10,35 25,30 10,38 24,10 15:20:00 10,19 23,40 10,22 23,50

17:00:00 10,42 23,90 10,43 24,20 15:30:00 10,12 23,30 10,15 23,40

15:40:00 10,23 23,40 10,26 23,60

15:50:00 10,25 23,20 10,27 23,40

16:00:00 10,15 22,90 10,17 23,10

20




18-08-2014

10:00:00 10,20 23,10 9,69 23,30

27-08-2014

11:00:00 9,83 25,40 9,86 25,40

12:10:00 9,92 23,20 9,78 23,30 12:20:00 9,53 25,70 9,33 26,00

12:20:00 9,95 24,40 9,97 24,60 12:30:00 9,67 25,90 9,72 26,00

12:30:00 9,94 23,50 9,90 23,80 12:40:00 9,75 26,30 9,76 26,00

12:40:00 9,97 24,20 9,97 24,50 12:50:00 9,80 26,20 9,73 26,00

12:50:00 9,94 23,80 9,96 24,40 13:00:00 9,76 25,90 9,83 26,00

13:00:00 10,15 23,80 9,96 24,50 13:10:00 9,83 25,80 9,75 25,80

13:10:00 10,02 23,50 10,06 23,40 13:20:00 9,83 26,00 9,83 26,30

15:25:00 9,95 23,80 9,83 23,90 13:30:00 9,83 25,50 9,84 25,40

15:50:00 9,90 25,50 9,76 25,20 15:05:00 9,67 26,60 9,90 26,70

16:00:00 10,01 25,10 10,04 25,60 15:30:00 9,55 26,20 9,57 26,30

16:10:00 10,05 25,10 10,01 25,40 15:40:00 9,78 27,00 9,73 26,90

16:20:00 10,05 25,50 10,33 25,20 15:50:00 9,83 25,50 9,79 26,00

20-08-2014

10:00:00 9,95 23,20 9,92 23,20 16:00:00 9,83 25,50 9,82 25,90

11:55:00 9,74 23,10 9,92 23,50

28-08-2014

10:30:00 9,77 25,10 9,85 25,00

12:50:00 9,92 23,90 9,75 23,90 11:10:00 9,61 24,70 9,57 25,20

13:00:00 10,03 24,00 10,07 23,00 11:20:00 9,71 25,20 9,69 25,20

13:10:00 10,11 24,00 10,04 24,30 11:30:00 9,83 24,90 9,72 25,20

13:20:00 10,17 24,10 10,08 24,40 11:40:00 9,82 25,20 9,73 25,40

13:30:00 10,15 24,00 10,09 24,30 11:50:00 9,85 25,30 9,74 25,40

13:40:00 10,11 24,30 10,13 24,80 12:00:00 9,87 25,30 9,76 25,30

13:50:00 10,13 23,80 10,12 23,70 12:10:00 9,88 24,50 9,80 24,80

14:20:00 9,84 24,30 9,96 24,70 12:40:00 9,48 25,40 9,57 25,30

14:30:00 10,08 25,10 10,02 24,20 12:50:00 9,78 25,20 9,73 25,10

14:40:00 10,08 24,20 10,10 24,20 13:00:00 9,76 25,00 9,75 24,90

14:50:00 10,09 24,20 10,11 24,60 13:10:00 9,88 24,90 9,79 25,20

15:00:00 10,08 23,90 10,11 24,30 13:20:00 9,86 25,00 9,82 25,30

15:10:00 10,17 24,30 10,09 24,30 13:30:00 9,82 25,10 9,80 25,00

15:20:00 10,07 23,90 10,10 24,40 15:20:00 9,39 25,40 9,51 25,50

21-08-2014

10:30:00 10,18 23,30 10,12 23,20 15:30:00 9,76 25,50 9,71 25,50

13:20:00 10,04 24,40 9,73 24,70 15:40:00 9,83 25,50 9,74 25,60

13:30:00 10,11 24,30 10,06 24,70 15:50:00 9,85 24,90 9,81 25,00

13:40:00 10,10 24,60 10,06 24,00

13:50:00 10,14 24,20 10,08 24,50

14:00:00 10,08 23,80 10,09 24,60

14:10:00 10,07 23,40 10,17 23,50

21




29-08-2014

11:30:00 9,89 22,50 10,15 22,60

08-09-2014

17:30:00 8,81 24,60 8,97 24,70

12:40:00 9,44 23,30 9,53 23,50 17:40:00 9,15 25,30 9,24 25,50

12:50:00 9,74 23,20 9,70 23,40 17:50:00 9,25 25,20 9,29 25,40

13:00:00 9,83 23,20 9,73 23,40 18:00:00 9,37 25,50 9,30 25,40

13:10:00 9,80 22,80 9,77 23,30 18:10:00 9,28 25,00 9,31 24,80

13:20:00 9,80 23,20 9,80 23,40 18:20:00 9,40 25,00 9,40 25,60

13:30:00 9,90 23,40 9,78 23,50 18:30:00 9,40 25,40 9,39 25,10

13:40:00 9,86 23,00 9,80 23,20 18:40:00 9,38 24,90 9,42 24,80

15:00:00 9,44 23,50 9,56 23,40

09-09-2014

17:30:00 8,34 25,00 8,96 25,00

15:20:00 9,44 24,50 9,52 24,50 17:40:00 9,20 24,70 9,26 24,90

15:30:00 9,46 25,20 9,56 24,90 17:50:00 9,44 25,30 9,38 25,50

15:40:00 9,59 23,50 9,64 23,50 18:00:00 9,41 25,40 9,37 25,70

02-09-2014

17:00:00 9,33 27,40 9,42 27,20 18:10:00 9,44 25,40 9,38 25,60

17:20:00 9,60 26,70 9,47 26,90 18:20:00 9,46 25,40 9,40 25,50

17:30:00 9,40 26,60 9,49 26,60 18:30:00 9,49 25,40 9,43 25,80

17:40:00 9,42 26,60 9,45 26,60 18:40:00 9,48 25,10 9,49 25,00

17:50:00 9,45 27,00 9,41 27,00

18:00:00 9,41 27,00 9,49 27,00

18:10:00 9,62 26,50 9,55 26,60

18:20:00 9,59 25,70 9,60 26,10

03-09-2014

16:40:00 9,50 24,90 9,47 25,00

17:00:00 9,37 25,60 9,45 25,80

17:20:00 9,42 25,20 9,50 25,10

17:30:00 9,62 25,30 9,57 25,50

17:40:00 9,61 24,40 9,59 24,90

17:50:00 9,63 24,90 9,57 25,30

18:00:00 9,65 24,80 9,60 25,00

18:10:00 9,70 24,60 9,59 25,10

18:20:00 9,67 25,00 9,58 25,50

18:40:00 9,67 24,80 9,60 24,90

23

ANEXO E – Dados do oxigénio dissolvido e temperatura, medidos com as sondas LDO R e LDO. (OD em mg/L e temperatura em °C).

Dia Hora

OD e TEMPERATURA


LDO R LDO LDO R LDO

OD Temp. OD Temp OD Temp OD Temp.

06-08-2014

11:06:00 8,34 24,20 8,50 24,60

12:14:00 8,42 24,50 8,55 24,40

18:00:00 8,43 25,20 8,53 25,30

07-08-2014

11:33:00 8,45 24,90 7,97 25,40 8,40 24,70 8,03 25,00

13:53:00 8,46 24,60 7,97 25,10 8,55 24,60 8,09 25,10

16:19:00 8,38 25,20 7,93 25,80 8,48 25,40 8,09 25,50

17:55:00 8,46 25,00 7,95 25,70 8,58 25,40 8,06 26,00

08-08-2014

14:40:00 8,53 24,50 7,99 24,80 8,43 24,30 8,03 24,90

16:18:00 8,58 24,60 7,94 25,10 8,49 24,50 8,03 24,80

17:40:00 8,50 24,70 8,00 24,60 8,50 24,60 8,06 24,80

11-08-2014

10:40:00 8,60 24,00 8,07 24,30 8,32 23,80 7,78 24,20

12:55:00 8,50 24,10 7,84 24,50 8,63 24,40 8,04 24,50

16:10:00 8,63 24,40 7,84 24,50 8,72 24,00 8,16 24,70

17:00:00 8,66 24,50 8,07 24,50 8,67 24,10 8,20 24,90

13-08-2014

10:35:00 8,92 22,10 8,20 22,60 8,88 22,00 8,39 22,30

13:00:00 8,17 23,20 8,28 22,90 8,17 23,30 8,39 22,50

15:40:00 8,76 22,80 8,30 23,30 9,00 23,20 8,37 23,30

14-08-2014 12:00:00 9,09 22,50 8,50 23,00 9,25 22,70 8,52 22,80

16:00:00 8,91 23,00 8,31 23,20 8,98 23,30 8,36 23,70

15-08-2014

10:15:00 8,50 23,50 8,06 24,00 8,44 23,50 8.08 24,10

11:30:00 8,66 24,20 7,80 24,40 8,67 24,30 8,05 24,50

14:35:00 8,59 24,30 7,91 24,30 8,62 24,10 8,10 24,60

16:00:00 8,80 24,50 8,09 24,40 8,70 24,00 8,20 24,70

18-08-2014

10:00:00 8,92 22,10 8.08 22,60 8,73 23,50 8,20 23,40

12:10:00 8,63 23,70 8,25 23,90 8,83 23,80 8,20 23,50

13:10:00 8,54 25,00 7,94 24,50 8,73 24,20 8.19 24,00

15:25:00 8,65 24,30 8,05 24,60 8,79 24,40 8,22 24,20

24

Dia Hora

OD e TEMPERATURA


LDO R LDO LDO R LDO

OD Temp. OD Temp OD Temp OD Temp.

20-08-2014

10:00:00 8,89 23,30 8,22 23,60 8,88 23,60 8,26 23,70

11:55:00 8,95 23,70 8,29 23,70 9,04 23,50 8,47 23,90

13:50:00 8,89 23,90 8,30 24,00 8,90 23,80 8,24 24,00

15:20:00 8,91 24,00 8,15 24,40 8,92 23,70 8,28 24,40

21-08-2014 10:30:00 8,95 23,20 8,24 23,30 8,89 23,10 8,33 23,60

14:10:00 8,88 23,70 8,17 24,00 9,00 24,00 8,27 24,50

27-08-2014 11:00:00 8,68 25,70 8,00 25,90 8,77 25,40 8,11 25,60

13:30:00 8,75 25,40 7,93 26,00 8,79 25,50 8,06 26,40

28-08-2014

10:30:00 8,71 25,10 8,01 25,60 8,80 25,10 8,08 25,30

12:10:00 8,86 25,00 8,03 25,60 8,88 25,30 8,05 25,30

13:30:00 8,93 25,40 8,00 25,50 8,88 25,10 8,11 25,80

15:50:00 9,00 25,50 8,02 25,80 8,95 25,20 8,06 25,60

29-08-2014

11:30:00 9,23 22,60 8,36 23,20 9,30 22,60 8,43 22,90

13:40:00 9,25 23,10 8,32 23,40 9,30 23,40 8,33 23,40

15:40:00 9,34 23,80 8,26 24,00 9,14 23,60 8,29 23,80

02-09-2014 17:00:00 8,84 26,10 7,79 26,70 8,82 26,30 7,85 26,80

18:20:00 8,84 26,70 7,79 27,00 8,84 26,80 7,88 26,80

03-09-2014

16:40:00 9,08 24,70 7,98 25,10 8,90 24,70 8,04 25,00

17:40:00 9,08 24,80 8,03 25,50 8,94 24,80 8,02 25,20

18:40:00 9,23 24,80 8,05 25,30 9,14 25,10 8,06 24,80

08-09-2014

17:30:00 9,21 24,80 7,89 26,10 8,94 24,80 7,94 25,60

18:10:00 9,15 25,30 7,92 25,90 9,07 25,60 7,99 25,50

18:40:00 9,21 25,00 7,92 25,80 9,08 24,90 8,01 25,30

09-09-2014

17:30:00 9,22 24,90 7,99 25,80 9,14 25,00 8,08 25,50

17:40:00 9,28 25,10 8,05 25,10 8,88 25,10 8,13 25,40

18:40:00 9,25 25,00 7,96 25,50 9,11 25,00 8,07 25,90

25

ANEXO F – Caudal e taxa de filtração.

Dia Hora V=1L -

t (s) V=2L -

t (s) Caudal (m3/h)

Área de Filtração (m2)

Taxa de Filtração

(m/h)

Taxa de Filtração (m/dia)

06-08-2014 16:24:00 13,46 0,535 1,26 0,425 10,193

07-08-2014 12:39:00 13,28 0,542 1,26 0,430 10,324

17:00:00 15,77 0,457 1,26 0,362 8,699

08-08-2014 11:08:00 12,97 0,555 1,26 0,441 10,574

17:14:00 18,28 0,394 1,26 0,313 7,504

11-08-2014

12:04:00 27,83 0,259 1,26 0,205 4,928

12:56:00 9,87 0,730 1,26 0,579 13,896

17:30:00 12,97 0,555 1,26 0,441 10,576

13-08-2014

11:06:00 6,52 14,77 0,520 1,26 0,412 9,898

12:18:00 7,07 14,97 0,495 1,26 0,393 9,430

16:50:00 7,36 15,81 0,472 1,26 0,375 8,994

14-08-2014 15:58:00 8,52 18,24 0,409 1,26 0,324 7,786

15-08-2014 10:08:00 8,42 17,42 0,420 1,26 0,334 8,008

15:52:00 8,67 18,36 0,404 1,26 0,320 7,689

18-08-2014

13:45:00 8,01 17,02 0,436 1,26 0,346 8,306

15:22:00 8,65 17,53 0,414 1,26 0,328 7,877

16:07:00 8,63 17,65 0,412 1,26 0,327 7,856

20-08-2014

12:47:00 9,72 21,17 0,355 1,26 0,282 6,768

13:18:00 9,40 20,61 0,366 1,26 0,291 6,974

15:15:00 10,84 23,13 0,322 1,26 0,255 6,128

21-08-2014 13:15:00 11,20 23,92 0,311 1,26 0,247 5,929

27-08-2014 16:38:00 13,29 28,63 0,261 1,26 0,207 4,976

28-08-2014

11:00:00 14,34 29,70 0,247 1,26 0,196 4,699

11:59:00 14,02 28,56 0,254 1,26 0,202 4,846

13:32:00 13,75 28,49 0,257 1,26 0,204 4,901

14:55:00 13,67 29,06 0,256 1,26 0,203 4,867

16:05:00 12,89 27,87 0,269 1,26 0,213 5,120

29-08-2014

11:12:00 13,66 29,41 0,254 1,26 0,202 4,843

12:35:00 14,06 29,04 0,252 1,26 0,200 4,800

14:00:00 13,61 28,35 0,259 1,26 0,206 4,939

15:22:00 13,99 28,15 0,257 1,26 0,204 4,886

02-09-2014 17:05:00 16,66 32,86 0,218 1,26 0,173 4,145

18:02:00 15,85 32,02 0,226 1,26 0,179 4,304

03-09-2014 16:35:00 16,38 33,77 0,217 1,26 0,172 4,124

08-09-2014 17:58:00 9,54 19,95 0,369 1,26 0,293 7,031

19:00:00 10,21 21,36 0,345 1,26 0,274 6,568

09-09-2014 17:28:00 11,48 23,08 0,313 1,26 0,248 5,958

18:38:00 11,27 23,05 0,316 1,26 0,251 6,018

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