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Estudo de tratabilidade em estação de tratamento de água piloto para remoção de cistos de giárdia e oocistos de cryptosporidium

Resumo

O objetivo da pesquisa foi avaliar o tratamento de água na remoção de protozoários por meio da utilização de parâmetros adotados como indicadores indiretos destes patógenos. A pesquisa foi dividida em duas etapas, sendo a primeira (Etapa I) um estudo de tratabilidade em escala de bancada com a aplicação de diferentes coagulantes e os melhores resultados extrapolados para escala piloto (Etapa II) com duas configurações de filtração diferentes. Foi verificado a competência do tratamento em relação aos parâmetros avaliados. Foi possível verificar que o coagulante orgânico Tanfloc SL demonstrou a maior eficiência para a operação em escala piloto, com 52% de remoção turbidez para águas do Epitácio Pessoa e 43% para o Açude de Bodocongó em concentrações de 25 mg/L e 50 mg/L, respectivamente, em um valor de pH 8,0. Os resultados das análises microbiológicas mostraram que houve eficiência de remoção de 72% de EBA, 100% de coliformes termotolerantes e 100% de E. coli nas amostras do reservatório Epitácio Pessoa, e 75% de EBA, 94% de coliformes termotolerantes e 40% de E. coli nas águas do reservatório Bodocongó, obtidos por dupla filtração, na quarta hora de operação em escala piloto.

Introdução

Águas destinadas ao abastecimento humano possuem risco de serem poluídas por águas residuárias e dejetos de origem animal ou humano, deste modo, podem conter microrganismos patogênicos e se tornarem um veículo de transmissão de doenças. Assim, a qualidade microbiológica da água é frequentemente avaliada por meio de microrganismos presentes no trato intestinal, como a Escherichia coli.
De acordo com a Portaria de Consolidação nº 5/2017 do Ministério da Saúde (PRC nº5/2017), anexo XX, no Inciso I do Artigo 31 “quando for identificada média geométrica anual maior ou igual a 1000 Escherichia coli/100ml deve-se realizar monitoramento de cistos de Giárdia e oocistos de Cryptosporidium nos pontos de captação de água” (BRASIL, 2017).
O monitoramento de protozoários em águas tratadas é laborioso, principalmente devido à sua baixa concentração na massa líquida, à inabilidade em aumentar o número de indivíduos em cultura in vitro e às dificuldades de identificação quando misturados com outras partículas (LIBÂNIO, 2010). Por isso, devido às dimensões físicas dos protozoários apresentarem uma relação direta com o parâmetro turbidez, este indicador tornou-se um excelente referencial para avaliação da eficiência na remoção de protozoários em águas tratadas para abastecimento humano.
A turbidez tem sido correlacionada com a presença de protozoários uma vez que águas turvas podem proporcionar abrigo a estes microrganismos, já que os oocistos possuem boa capacidade de aderir a compostos orgânicos e inorgânicos. Portanto, quanto maior o grau de turbidez, maior a possibilidade destes patógenos serem encontrados tanto em águas tratadas, quanto em águas não tratadas (LIMA; STAMFORD, 2003).
Xagarokai et al. (2004) verificaram em escala piloto que, quanto menor a turbidez da água na pré-filtração, melhor a eficiência da remoção de protozoários, com uma significância de até 2 log de remoção em 0,5 uT de turbidez da água pré-filtrada. Libânio e Viana (2010) comprovaram que a elevação de 0,1 a 0,3 uT da turbidez da água filtrada está associada à redução de 1,0 log na remoção destes microrganismos. Pádua (2009) concluiu que as pesquisas mais atuais apontam que se devem buscar os menores valores possíveis de turbidez para garantir uma maior segurança hídrica quanto a remoção de protozoários.
No entanto, cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium, por apresentarem, respectivamente, dimensões de 8-15 µm e 4-6 µm, e possuírem características semelhantes às de partículas coloidais, com o potencial zeta negativo, são passíveis de remoção através das operações unitárias empregadas nas estações de tratamento de água, como coagulação, floculação, decantação e filtração. Porém, para que ocorra sucesso na remoção, é preciso um rigoroso controle operacional (SILVEIRA, 2018).
Mas, a principal barreira sanitária para garantir a distribuição da água isenta de protozoários é a filtração, em razão das dimensões dos espaços intersticiais do meio filtrante que favorecem a retenção desses microrganismos no seu processo de transporte.
Entretanto, existe uma necessidade de ampliação no que se diz respeito a estudos voltados a influência da turbidez como indicador de remoção de oocistos de protozoários, além de que, em estudos como os de Lopes (2009), Nascimento (2009) e Nieminski et al. (2010), é exposto que os indicadores microbiológicos de qualidade da água, como coliformes totais, termotolerantes e Escherichia coli, não possuem uma correlação relevante com a presença de Cryptosporidium e Giárdia
Com isto, é inevitável a busca por indicadores mais precisos em relação a ocorrência destes microrganismos, como é o caso dos esporos de bactérias aeróbias (EBA) que, segundo Brown e Cornwell (2007), são onipresentes em águas superficiais em todas as épocas do ano e apresentam-se em maiores concentrações que os protozoários, podendo ser utilizados como método de avaliação da capacidade de Estações de Tratamento de Água (ETA) em remover Cryptosporidium, demonstrando que oocistos de Cryptosporidium são mais eficientemente removidos que as EBA durante o tratamento de água envolvendo clarificação e filtração.
Neste contexto, foi observado que o monitoramento dos esporos destas bactérias oferece uma estimativa conservadora do potencial de remoção de Cryptosporidium, por possuírem um comportamento hidráulico e mecanismos de remoção análogos aos dos protozoários, assim como a metodologia de identificação e quantificação ser mais simples e de menor custo para a implementação do controle microbiológico da água nas ETA’s (MARTINS, 2012).
Diante do exposto, o presente trabalho propõe o estudo de técnicas de tratamento de água que indicam a remoção de protozoários ao longo do tempo de operação de uma estação de tratamento, por meio de parâmetros que podem ser direcionados como indicadores indiretos de remoção destes patógenos. Além disso, o trabalho apresenta os seguintes objetivos específicos:
• Estudar a influência de dosagens de diferentes agentes coagulantes (orgânicos e inorgânicos) e faixa de pH por meio de ensaios de tratabilidade em escala de bancada, empregando águas brutas de mananciais superficiais;
• Construir diagramas de coagulação para os diferentes coagulantes estudados e avaliar os mecanismos de coagulação mais adequados para a remoção de turbidez;
• Avaliar a eficiência dos diferentes coagulantes analisados durante os estudos de tratabilidade em escala de bancada, de acordo com as maiores eficiências de remoção de cor aparente e turbidez;
• Verificar a influência qualitativa das dosagens dos coagulantes nos resultados de água decantada por meio de parâmetros físico-químicos;
• Verificar a melhor concepção de tratamento de água para a remoção de turbidez, cor aparente, Escherichia coli e EBA da água filtrada.
Autores: Maria Gabriella Negromonte Barbosa e Weruska Brasileiro Ferreira.
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