Carlos l. Capitao-UEM-TCC, Teses (TCC) de Hidráulica

Baixe Carlos l. Capitao-UEM-TCC e outras Teses (TCC) em PDF para Hidráulica, somente na Docsity! UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE ESCOLA SUPERIOR DE DESENVOLVIMENTO RURAL DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL Avaliação da Eficiência da combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Engenharia Rural Especialização em Água e Saneamento Carlos Lopes Capitão UEM-ESUDER VILANCULOS, 2014 Carlos Lopes Capitão Avaliação da Eficiência da Combinação do processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Supervisor: MSc. Catine Chimene UEM-ESUDER VILANKULO, 2014 Pesquisa aplicada apresentada na Escola Superior de Desenvolvimento Rural para obtenção do Grau de Licenciatura em Engenharia Rural especialização em Água e Saneamento iii AGRADECIMENTOS Um trabalho de licenciatura é pela sua finalidade académica um trabalho individual, porém há contributos de natureza diversa que não devem deixar de ser realçados, por essa razão, desejo expressar os meus sinceros agradecimentos: A DEUS em primeiro lugar por ter me dado à vida e por ter me dado forças para seguir em frente nesta minha caminhada; Aos meus pais pela paciência, compreensão, oportunidades de poder frequentar um ensino superior. Sou muito grato a vocês por tudo o que conquistei até hoje; Um agradecimento especial ao MSc. Catine Chimen, meu mentor, pela oportunidade de realizar este trabalho, pelo empenho, rigor cientifico e, paciência que sempre demonstrou e apoiou ao longo de todo o trabalho, acreditando neste projecto desde o início e, por todos os conhecimentos que transmitiu, fica aqui minha gratidão e respeito; Ao FIPAG – Lichinga pela concessão do estágio, em especial ao pessoal do departamento de exploração pelos ensinamentos e companhia. Ao senhor Patrício Paulo da DPS - Lichinga, por conceder-me assistência no laboratório de análise de água; A UEM e a todos os docentes que leccionaram no curso de Engenharia Rural especialização em Agua Saneamento; Aos meus irmãos Calton e Milda pelo apoio, momentos de companheirismo, pelas brincadeiras engraçada, por sempre acreditarem em mim e incentivarem-me a seguir avante, desde a nossa infância até hoje, “valeu irmãos”. E estou muito grato aos meus primos, que alegraram de forma ternurenta e sempre levantaram a minha moral e merecem um distaque: Damião, Denya, Inora e Ranito, Aos meus colegas e amigos, que estiveram sempre ao meu lado, em todos os momentos, tanto de alegria como de nervosismo, tendo sempre uma palavra de apoio ou simplesmente contribuindo para momentos de distracção e diversão. A todos que mencionei, e aos que não mencionei e que interferiram de forma positiva na minha vida, o meu muito obrigado, que ALLAH vos abençoe. iv LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SIMBOLOS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANE Administração Nacional de Estradas AWWA American Water Works Association C0 Concentração inicial Cf Concentração final D Diâmetro efectivo DPD N, N-diethyl-p-phenylenediamine E Coeficiente de expansão ETA Estação de Tratamento de Água FUNASA Fundo Nacional de Saúde G Gravidade H Hora INE Instituto Nacional de Estatística K Coeficiente de correcção L Litro LMA Limite Máximo Admissível mm Milímetro M Metro m 2 Metro quadrado m 3 Metro cúbico m.c.a Metro de coluna de água mg Miligrama min Minuto ml Mililitro m/s Metro por segundo MAE Ministério de Administração Estatal MISAU Ministério de Saúde MLSB Membrane Lauring Sulfate Brot NBR 12216 Normativa Brasileira 12216 NMP/100 ml Número Mais Provável em cada 100 ml de água NTU Neflometric Turbidity Unit pH Potencial de Hidrogénio PROSAB Programa de Saneamento Básico R Coeficiente de correlação v R 2 Coeficiente de determinação SAAE Serviço Autónomo de Saneamento e Água SANEAGO Saneamento de Goías SDT Sólidos Dissolvidos Totais WHO World Health Organization μS/cm Microsiemens por centímetro μa Viscosidade da água ρa Densidade da água ΔH Perda de carga ºC Graus centígrados ε Taxa de expansão V0 Velocidade inicial do meio filtrante ψ Coeficiente de esfericidade viii LISTA DE APÊNDECES Apêndice nº 1: Determinação da perda de carga máxima admissível do filtro .............................. I Apêndice nº 2: Determinação do coeficiente de expansão............................................................ I Apêndice nº 3: Determinação da eficiência do filtro na remoção de turbidez e coliformes .......... II Apêndice nº 3.1: Resultados da eficiência da filtração da remoção da turbidez ........................... II Apêndice nº 3.2: Resultados da eficiência da filtração na remoção de coliformes Totais ............ III Apêndice nº 3.3: Resultados da eficiência da desinfecção na remoção de coliformes totais ........ III Apêndice nº 4: Evolução da redução da turbidez, quando a turbidez da agua bruta é menor que 18 NTU ..................................................................................................................................... III Apêndice nº 5: Evolução da redução da turbidez, quando a turbidez da agua bruta é maior que 18 NTU ..................................................................................................................................... III Apêndice nº 6: Evolução da redução de coliformes totais, quando a turbidez da água bruta é menor que 18 NTU ...................................................................................................................IV Apêndice nº 7: Evolução da redução de coliformes totais, quando a turbidez da agua bruta é maior que 18 NTU ....................................................................................................................IV Apêndice nº 8: Filtros rápidos sob pressão de fluxo descendente ...............................................IV Apêndice nº 9: Doseador da solução de cloro ............................................................................. V Apêndice nº 10: Rede de abastecimento de água e pontos de colecta de amostras ....................... V Apêndice nº 11: Rede de abastecimento de água ........................................................................ V ix LISTA DE ANEXOS Anexo nº 1: Parâmetros de qualidade de água destinada ao consumo humano e seus riscos para saúde .................................................................................................................................VI Anexo nº 2: Recomendações dos limites máximos dos efluentes de filtração e desinfecção .......VI Anexo nº 3: Formação de HOCl (acido hipoclorito) em função da temperatura e pH na água .. VII Anexo n˚ 4: Factores que Inibem a Eficiência de Filtração Rápida .......................................... VII Anexo nº 5: Recomendações para o uso da filtração rápida ..................................................... VII Anexo nº 6: Filtro sob pressão ................................................................................................ VIII x GLOSSÁRIO Camada filtrante ou leito filtrante: espessura do meio filtrante granular, geralmente de areia responsável pela remoção de impurezas num filtro. Carga hidráulica: diferença entre o nível de água no interior do filtro e o nível de água sobre a válvula de água filtrada. Carreira de filtração: intervalo de tempo decorrido entre o momento que um filtro é colocado em operação e o momento em que ele é retirado de operação para limpeza. Cloro residual: restante do cloro livre após a sua dissociação, com objectivo de assegurar a adequada protecção a água contra eventuais contaminações na rede de distribuição. Colmatação do filtro: entupimento do filtro a medida que retêm as impurezas provenientes da água bruta. Diâmetro efectivo: diâmetro da abertura da peneira, através da qual apenas 10% em peso do material filtrante passa. Força de cisalhamento: tensão gerada por forças aplicadas em sentidos iguais ou opostos em direcções semelhantes, mas com intensidades diferentes em material analisado. Incrustação: crosta de matéria sólida proveniente de matéria de carácter alcalino, depositada por dissolução numa conduta. Perda de carga: energia consumida durante o processo de deslocamento dum fluido. Tempo de contacto: unidade do tempo que a água filtrada permanece em contacto com o cloro, de modo a garantir a desinfecção. Taxa de filtração: relação entre a vazão de água a ser filtrada e a área superficial do filtro. Transpasse: piora progressiva da qualidade da água durante o processo de filtração, caracterizado por nula retenção de impurezas pela camada filtrante. 2.6.3.Clorinação da água ........................................................................................................... 18 2.6.4.Reacções de cloro na água ................................................................................................ 19 III.METODOLOGIA ................................................................................................................ 20 3.1.Características físicas e geográficas do local de estudo ........................................................ 20 3.2.Descrição do sistema de abastecimento ............................................................................... 22 3.3.Levantamento de dados para revisão bibliográfica ............................................................... 23 3.4.Levantamento de campo ...................................................................................................... 23 3.4.1.Observação directa ........................................................................................................... 23 3.4.2.Descrição dos ensaios de filtração .................................................................................... 23 3.4.3.Descrição do processo de desinfecção .............................................................................. 25 3.4.4.Colecta de amostras .......................................................................................................... 26 3.4.5.Procedimento de colecta das amostras .............................................................................. 27 3.5.Análises laboratoriais das amostras ..................................................................................... 28 3.5.1.Materiais .......................................................................................................................... 28 3.5.2.Reagentes ......................................................................................................................... 29 3.5.3.Procedimento de análises físico-químicas da qualidade da água ........................................ 29 3.5.4.Procedimentos de análise microbiológica da água............................................................. 30 3.6.Análise estatística das amostras ........................................................................................... 31 3.6.1.Estatística descritiva ......................................................................................................... 31 3.6.2.Regressão linear simples .................................................................................................. 32 IV.RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................................ 33 4.1.Caracterização da água bruta ............................................................................................... 33 4.2.Parâmetros operacionais dos filtros rápidos ......................................................................... 36 4.3.Duração das carreiras de filtração e perda de carga .............................................................. 37 4.4.Qualidade de água durante a carreira de filtração ................................................................. 40 4.5.Eficiência da filtração rápida na remoção de turbidez e coliformes totais ............................. 44 4.6.Avaliação do processo de desinfecção ................................................................................. 45 4.7.Análise da qualidade da água produzida na estação de tratamento ....................................... 47 4.8.Avaliação da qualidade de água na rede de abastecimento ................................................... 49 V.CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .............................................................................. 52 5.1.Conclusões .......................................................................................................................... 52 5.2.Recomendações................................................................................................................... 52 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................... 53 Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 1 I. INTRODUÇÃO A água é um recurso essencial à sobrevivência de todos os seres vivos e o seu fornecimento em quantidade e qualidade é fundamental para a perfeita manutenção da vida humana. Grande parte das substâncias e elementos presentes nas águas superficiais, são facilmente absorvidos pelo organismo, constituindo portanto, fonte essencial ao desenvolvimento do ser humano, já que a maior parte da água utilizada é ingerida na forma líquida. Por outro lado, podem conter microrganismos, substâncias, compostos e elementos prejudiciais à saúde. O tratamento de água de consumo humano esta tornando-se indispensável em função da intensificação da contaminação dos mananciais, o que origina problemas de saúde (GAILY & DIXON, 2006). A WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO) estimou em 1996, que a cada 8 segundos morre uma criança de infecção relacionada com a água e que, a cada ano, mais de cinco milhões de pessoas morrem de doenças ligadas à água insegura para consumo ou saneamento inadequado (RIBEIRO, 2003). Os aspectos mais importantes no que se refere ao fornecimento de água potável são a ausência de microrganismos patogénicos e produtos químicos nocivos. Pelo estudo da concentração de bactérias coliformes nas águas pode-se estabelecer um parâmetro (coliformes totais) indicador da existência de possíveis microrganismos patogénicos que são responsáveis pela transmissão de doenças. Para que a água seja considerada microbiologicamente potável a ocorrência de coliformes deve ser de 0 NMP/100 ml (BARRETO et al., 2008). Grande parte de microrganismos patogénicos é removida da água em tratamento pela filtração. Entretanto, alguns deles mesmo após a filtração continuam, presentes na água filtrada. Por este motivo, a água filtrada é desinfectada de modo a inactivar os microrganismos patogénicos, processo feito maioritariamente por cloro (SOUSA, 2001). Por isso a combinação da filtração com pôs desinfecção tem sido uma união extremamente usada, por ostentar resultados excelentes, ser pouco dispendioso por usar menos produtos químicos. É um sistema em que a filtração remove quase na totalidade a turbidez, aproximadamente 99% e uma parte de microrganismos, facilitando o processo de desinfecção na eliminação por completo de microrganismos patogénicos. O único inconveniente desta combinação é por não poder operar com água bruta de turbidez maior que 50 ppm (DI BERNARDO et al., 2002). Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 2 1.1. Problema do estudo O sistema de tratamento de água existente na cidade de Lichinga, composto por filtração rápida e desinfecção está obsoleto, dado que, foi construído no tempo colonial precisamente em 1957, apenas em 1996 é que teve a sua primeira e última reabilitação. Actualmente, devido a dificuldades de manutenção do meio filtrante, por falta da areia filtrante para substituição da antiga areia, que existe a 18 anos e recomendar-se a sua troca a cada 5 anos (recomendação da NBR12216/92), o sistema de filtração tem dificuldades na remoção de coliformes totais. Devido a este mau funcionamento dos filtros, por vezes a água não é filtrada e para não deixar os habitantes da cidade de Lichinga sem água recorre-se ao uso de “bypass” para contornar os filtros e uso de cloro para desinfecção, deixando de lado o processo indispensável no tratamento da água superficial para o abastecimento, a filtração. As consequências do mau funcionamento dos filtros são a ineficiência da inactivação de coliformes totais devido a presença da turbidez, que agi como escudo na eliminação de microrganismo durante o processo de desinfecção por cloro e a repugnância no uso da água pelos consumidores, visto que, por vezes tem jorrado água turva nas torneiras dos consumidores com ocorrência de coliformes totais principalmente no período chuvoso. Facto que dá a água uma aparência, esteticamente indesejável e potencialmente perigosa pelo facto de ocultar microrganismo patogénicos e possibilitar crescimento microbiano nas condutas. É importante mencionar que os coliformes totais não são prejudiciais, mas a sua presença na água indica uma contaminação fecal, isto é, existência de microrganismos fecais nocivos a saúde. A eficiência alcançada pela filtração e desinfecção na remoção coliformes totais permitem a potabilidade da água? Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 5 II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1. Qualidade da água Ao longo do ciclo hidrológico o movimento da água é acompanhado de transformações na sua qualidade resultantes da mistura da água com diferentes materiais de origem natural e artificial. Devido a esta efectiva propriedade de solvência e ao seu alto poder de transportar partículas em seu meio, podem ser encontrados diversas impurezas (sólidos em suspensão, coloidal ou dissolvido, matéria orgânica e inorgânica e microrganismos de reinos vegetal, animal e protista) que normalmente definem a sua qualidade (MEDEIROS FILHO, 2009). A qualidade de água deve-se entender como um conjunto de características intrínsecas geralmente mensuráveis, de natureza física, química e biológica, essas características, mantidas dentro de certos limites, viabilizam um determinado uso da água (SOUSA, 2001). 2.2. Coliformes totais Os coliformes totais são bactérias Gram-negativas, com forma de bacilos não esporulados, aeróbias ou anaeróbicas facultativas, com capacidade de fermentar a lactose a 37 ºC, num espaço de 48 horas, produzindo ácido e gás. Como bactérias deste grupo estão as do género Escherichia, Enterobacter, Klebsielal, Citrobacter e Aerobacter (MENDES & OLIVEIRA, 2004). Conforme a WHO (2011), as bactérias do grupo coliforme habitam normalmente o intestino de homens e de animais, servindo portanto como indicadoras da contaminação de uma amostra de água por fezes. Como a maior parte das doenças associadas com a água é transmitida por via fecal, isto é, os organismos patogénicos, ao serem eliminados pelas fezes, atingem o ambiente aquático, podendo vir a contaminar as pessoas que se abasteçam de forma inadequada dessa água, conclui-se que as bactérias coliformes podem ser usadas como indicadoras dessa contaminação. Pelo estudo da concentração dos Coliformes nas águas pode-se estabelecer um parâmetro indicador da existência de possíveis microrganismos patogénicos que são responsáveis pela transmissão de doenças pelo uso ou ingestão da água, tais como a febre tifóide, febre paratifóide, disenteria bacilar e cólera (SOUSA, 2001). Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 6 Uma grande vantagem no uso de bactérias coliformes como indicadoras de contaminação fecal é sua presença em grandes quantidades nos esgotos domésticos, já que cada pessoa elimina bilhões dessas bactérias diariamente. Dessa forma, havendo contaminação da água por esgotos domésticos, a chance de se encontrar coliformes em qualquer parte e em qualquer amostra de água é muito grande FUNDO NACIONAL DE SAÚDE (FUNASA, 2008). O exame de coliformes é empregado para o controle de sistemas de abastecimento da água e assim determinam a eficiência do tratamento (SANTOS, 2007). 2.3. Normas e padrões Moçambicanos de potabilidade da água Com o objectivo de fixar os parâmetros de qualidade de água destinadas ao consumo humano e as modalidades de realização do seu controlo, visando proteger a saúde humana dos efeitos nocivos resultantes de qualquer contaminação que possa ocorrer nas diferentes etapas do sistema de abastecimento de água desde a captação até a disponibilidade do consumidor, instituiu-se decretos e resoluções que delimitam padrões de qualidade das águas, e na exigência quanto ao cumprimento destas legislações (ALLEY, 2007). Cada país tem os seus padrões e normas de potabilidade de água, no entanto são baseadas em padrões internacionais de potabilidade de água (Guidelines for drinking water quality) que são editados pela WHO (MATSINHE & RIETVELD, 1992). O Ministério da Saúde, no âmbito das políticas do governo em curso visando aumentar o abastecimento de água nas zonas rurais e urbanas para a satisfação das necessidades básicas da população, impõe-se a tomada de medidas para que a água disponibilizada, tenha uma qualidade aceitável para o consumo humano, o que irá contribuir para redução das doenças associadas a água. A lei n. 0 16/91, de 3 de Agosto (Lei das Águas) atribui ao Ministério da Saúde estabelecer parâmetros através dos quais se deverá reger controlo da qualidade da água para o consumo humano e o seu padrão de potabilidade, que se define como um conjunto de valores máximos permissíveis, das características de qualidade da água, acima da qual ela é considerada não potável (MISAU, 2004). Os objectivos propostos para uma estação de tratamento são normalmente traduzidos para o projecto e regras de operação em termos de qualidade da água obtida ou a obter no efluente da estação de tratamento, esses objectivos são alcançados pelas normas e padrões de potabilidade (BARRETO et al., 2008) Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 7 De acordo com LAWRENCE & RAVI (2011), para ser considerada potável, a água destinada ao abastecimento da população humana deve atender as características de qualidade que estejam de acordo com os valores permissíveis dos parâmetros químicos, físicos, organolépticas e microbiológicos. 2.3.1. Parâmetros físicos e organolépticos a) Turbidez A turbidez é um parâmetro que mede maior ou menor interferência, que a água apresenta para a passagem dos raios luminosos, devido a existência de partículas suspensas na água, tais partículas apresentam tamanhos variados e a sua presença provoca a dispersão e absorção da luz, dando a água uma aparência nebulosa, esteticamente indesejável e potencialmente perigosa, pois a desinfecção da água, principalmente de vírus, torna-se melhor quanto menor é a turbidez da água. Sendo expressa por meio de unidades de turbidez (uT) também denominadas unidades de Jackson ou nefelométricas, que também é conhecida como neflometric turbidity unit (NTU). A turbidez pode ser observada a olho nú, inicialmente quando o seu valor é de 4,0 NTU, MINISTÉRIO DA SAÚDE (MISAU, 2006). Segundo MISAU (2004), o limite máximo permissível da turbidez na água destinada ao consumo humano é de 5,0 NTU. b) Condutividade eléctrica A água pura é um meio isolante, porém sua capacidade de solvência das substâncias, principalmente de sais, faz com que as águas naturais tenham, em geral, alto poder de condutividade eléctrica. Esta condutividade depende do tipo de mineral dissolvido bem como da sua concentração. De forma que é um parâmetro que indica a presença de cargas iónicas sobre uma amostra, e não depende somente da concentração de substância ionizadas, mas também da temperatura. O aumento da temperatura também eleva a condutividade (MEDEIROS FILHO, 2009). Em termos de saúde pública a condutividade não representa por si só um problema, desde que os limites máximos não sejam ultrapassados, contudo, alguns compostos responsáveis pela condutividade, e em função da sua natureza e características específicas, podem pôr em causa a saúde do consumidor (MENDES & OLIVEIRA, 2004). Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 10 Nem toda água requer tratamento para abastecimento público. Depende da sua qualidade em comparação com os padrões de consumo e também da aceitação dos usuários. Normalmente as águas de superfície são as que mais necessitam de tratamento, porque se apresentam com qualidades físicas e bacteriológicas impróprias, em virtude de sua exposição contínua a uma gama muito maior de processos de poluição. Apenas na captação superficial de águas de nascentes, a simples protecção das cabeceiras e o emprego de um processo de desinfecção, podem garantir uma água de boa qualidade do ponto de vista de potabilidade (DAVIS, 2010). Segundo FREITAS (2001), a técnica para o tratamento será determinada em função das características físico-químicas, e microbiológicas, assim como os custos e pessoal para operar as plantas de potabilização. Normalmente diferentes unidades de tratamento podem ser escolhidas, mas a filtração é um processo indispensável no tratamento de águas superficiais. 2.5. Filtração A filtração de água consiste em fazê-la passar através de substâncias porosas capazes de reter ou remover as impurezas, com a passagem da água através do leito filtrante, ocorre a remoção de materiais em suspensão e substâncias coloidais, ocorre também a redução de microrganismo (DI BERNARDO et al., 2002). 2.5.1. Teoria de filtração A filtração da água para fins de abastecimento público é um processo de remoção de material particulado, já presente na água bruta ou gerado durante os processos de tratamento. Neste processo a água passa através do leito filtrante, e os materiais particulados são retidos na superfície do leito ou são colectados dentro de sua profundidade. Os filtros têm sido efectivos na remoção de material particulado de todos os tamanhos incluindo algas, compostos húmicos coloidais, vírus, fibras e particulados coloidais de argila (LAWRENCE & RAVI, 2011). O material particulado na água causa aumento de turbidez. O nível de turbidez seleccionado para assegurar uma desinfecção adequada, raramente pode ser obtido apenas pela etapa de coagulação e sedimentação. Assim, a filtração assume o papel da barreira final do tratamento para remoção de partículas indesejáveis em tratamento de água (MEDEIROS FILHO, 2009). De acordo com BARRETO et al., (2007), até a década de 50, acreditava-se que os principais mecanismos de filtração eram puramente físicos. Além das partículas do leito granular, as Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 11 partículas que aderem ao meio granular são também responsáveis pela filtração. Em 1964, O'Melia passou a caracterizar o processo de filtração como uma combinação entre processos físicos e químicos, onde a eficiência de remoção da partícula é determinada por várias variáveis como o tipo do meio filtrante (tamanho, profundidade e material), a composição química da superfície do leito filtrante (PÁDUA, 2009). É comummente aceite que a captura de pequenas partículas durante a filtração é através de um meio poroso é dividida em duas etapas distintas, porém complementares: um mecanismo de transporte, que envolve a passagem da partícula da fase líquida até a superfície do meio filtrante, e um mecanismo de aderência, que caracteriza as forças superficiais envolvidas entre as partículas e os grãos que compõem o meio filtrante (FREITAS, 2001). a) Mecanismos de transporte Os mecanismos de transporte são responsáveis por conduzir as partículas suspensas para as proximidades das superfícies dos colectores (material granular que compõem o leito filtrante), podendo permanecer aderidas a estes por meio de forças superficiais, que resistem as forças de cisalhamento resultantes das características de escoamento ao longo do meio filtrante (PÁDUA, 2009). Consoante AZEVEDO NETTO (2005), quando tais forcas superam as forcas de aderência têm se o desprendimento. Os mais importantes mecanismos de transporte são: efeito de coar, difusão, sedimentação, interceptação, acção hidrodinâmica e inércia. b) Mecanismos de aderência As partículas podem aderir directamente as superfícies dos grãos com as partículas previamente retidas. O facto de as partículas suspensas através dos mecanismos de transporte serem carregadas para a superfície dos grãos de areia não significa que estas permanecerão aderidas a essas superfícies (MATSINHE & RIETVEL, 1992). Se não houver uma afinidade físico-química entre as superfícies dos grãos de areia e das partículas, e se determinadas condições não forem satisfeitas, as partículas poderão retornar as linhas de corrente e serem carregadas leito abaixo, onde terão novamente a possibilidade de serem retidas ou atravessarão a camada filtrante, saindo com o efluente do filtro. Os principais Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 12 mecanismos de aderência que permitem essa permanência da partícula junto aos grãos de areia são: atracção electrostática, forças de van der waals reacções de hidratação, absorção mútua e mecanismo de soltura (GUEDES & CARVALHO, 1997). 2.5.2. Filtração rápida A filtração rápida consiste na passagem de água através de um leito granular a altas taxas, normalmente varia de 120 a 180 m 3 / m 2 dia. Com o desenvolvimento de pesquisas conseguiu- se aumentar a taxa de filtração chegando atingir 360 m 3 /m 2 dia, através de emprego de filtros de dupla camada. Actualmente tem sido possível operar filtros com taxas de filtração de ordem de 400m 3 /m 2 .dia a 600 m 3 /m 2 dia, desde que se considere o aumento da granulométria e espessura do leito filtrante. Outra característica importante dos filtros rápidos é a granulométria que varia de 0,45 mm a 1,20 mm (DI BERNARDO & DANTAS, 2005). Segundo AZEVEDO NETTO (2005), na prática da filtração rápida, podemos distinguir diferentes tipos de filtros sendo estes: filtração por gravidade e filtração sob pressão. Todos os filtros mencionados podem funcionar com fluxos ascendentes ou descendentes também podem ter mais de uma camada se for necessário, dependendo da eficiência que se pretende adquirir. a) Filtração por gravidade Os filtros de areia rápidos, por gravidade, são utilizados no tratamento de água para a remoção de flocos não decantáveis, após a coagulação química e decantação. Em geral, durante a filtração a água passa de cima para baixo, através do filtro, devido a uma combinação de pressão somada à sucção do fundo. Os filtros são limpos por lavagem contra corrente, revertendo-se o fluxo do leito, PROGRAMA DE SANEAMENTO BÁSICO (PROSAB, 2003). Em termos de aplicabilidade, os filtros rápidos por gravidade são os mais comummente usados. Nestes filtros a perda de carga máxima durante o processo de filtração depende principalmente da profundidade da água supernatante. Deste modo, quando se exigem períodos de filtração entre duas lavagens mais longas, a profundidade desta água supernatante deverá ser aumentada, o que traz de imediato consequência sobre os custos de construção (RICHTER & AZEVEDO NETTO, 1991). Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 15 Segundo SERVIÇOS AUTONIMOS DE ÁGUA E ESGOTO (SAAE, 2006), a lavagem dum filtro rápido por pressão é normalmente feita por injecção de água tratada por contra corrente, e sob caudais muito superiores aos caudais de filtração. Este princípio de lavagem (inversão do sentido do fluxo) tem dois principais objectivos:  Retirar as impurezas aderidas a superfície dos grãos do material do filtro por acção do esforço cortante resultante da elevação do fluxo, ao que se seguem maiores velocidades de passagem de água pelos grãos em repouso;  Expandir a camada filtrante, para aumentar as dimensões dos poros o que permite que as impurezas sejam mais facilmente removidas e drenadas com água de lavagem; A expansão necessária durante a lavagem varia entre 10-30%. Durante o processo de lavagem dos filtros, quando não se conseguem uma boa distribuição de água de lavagem sobre o leito filtrante, podem ocorrer perturbações do leito que provocarão uma degradação da qualidade do efluente durante o processo de filtração subsequente a lavagem (PROSAB, 2003). A vazão de lavagem é cerca de 8 vezes maior que a de filtração. A água quando começa cair na canaleta apresenta-se bastante turva, e após 5 a 7 minutos começa-se a clarear indicado que a areia está limpa (LAWRENCE & RAVI, 2011). 2.6. Desinfecção O processo de desinfecção constitui a etapa do tratamento de água na qual ocorre a inactivação dos microrganismos patogénicos, realizado por intermédio de agentes físicos ou químicos. Os agentes desinfectantes provocam a destruição da estrutura celular, interferem no metabolismo, na biossintese e no crescimento celular, inactivam enzimas, bloqueiam a síntese de proteínas, ácidos nucleicos e coenzimas e, dependendo do agente pode haver combinação desses mecanismos (STEPHENSON, 1998). A desinfecção não implica, necessariamente, a destruição completa de todas as formas vivas (esterilização), embora muitas vezes o processo de desinfecção seja levado até o ponto de esterilização (LAWRENCE & RAVI, 2011). Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 16 2.6.1. Escolha do agente desinfectante Conforme DI BERNARDO et al., (2002), Diferentes desinfectantes podem ser utilizados na desinfecção da água de consumo, sendo que os mais comummente utilizados são: cloro e os seus compostos, ozono e a radiação ultravioleta (UV). A escolha do desinfectante deve levar em conta aspecto tais como:  Capacidade de destruir, ou inactivar, desde o ponto de vista de factibilidade técnica e económica, os diversos organismos patogénicos com ocorrência possível m mananciais de abastecimento de água;  Não ser tóxico ao ser humano na água, assegurando a qualidade da água contra eventuais contaminações nas diferentes partes do sistema de abastecimento;  Quando da formação de produtos secundários tóxicos, que estes sejam controláveis em níveis seguros a saúde;  Ter sua concentração na água medida de forma rápida por meio de métodos simples e confiáveis; Segundo ANDRADE (2010), Actualmente não existe um desinfectante que preenche todos esses requisitos e que, portanto pode ser considerado ideal. O cloro, ozono e os compostos de cloro são agentes químicos oxidantes e portanto, a inactivação e resultado de interacções químicas. Em geral, quanto maior o poder oxidante do agente químico, maior também é seu poder desinfectante e nesse sentido desinfectante químico mais poderoso é o ozono. Mas o mais comummente empregado é hipoclorito de cálcio. Esses agentes químicos em sua maioria são oxidantes muito fortes e podem gerar alguns subprodutos da desinfecção que, apesar da pequena concentração, podem ser danosos aos usuários de águas tratadas e ao meio ambiente como os compostos orgânicos halogenados, como trihalometanos, ácidos haloacéticos, halocetonas (WHITE, 1999). 2.6.2. Eficiência da desinfecção De uma maneira simplificada, podem ser destacados os factores a seguir relacionados, como sendo intervenientes na eficiência de um sistema de desinfecção de água destinada ao abastecimento público: Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 17 a) Características da água Em relação as características físicas, a turbidez desempenham papel preponderante na eficiência da desinfecção, promovendo efeito escudo sobre os microrganismos, protegendo-os da acção do desinfectante. Diversas pesquisas confirmaram menor inactivação de coliformes totais na desinfecção, com cloro, quando a turbidez eleva-se acima de 1,0 NTU (PÁDUA, 2009). A NBR 12216/92, recomenda para efluentes de filtros rápidos turbidez máxima de 1,0 NTU elevando-se para 2,0 NTU no uso da filtração lenta para 95% das amostras. Vale ressaltar que alguns estados dos Estados Unidos de América recomendam 0,20 NTU como forma de assegurar inactivação de vírus. De acordo com RIBEIRO (2003), Além da turbidez, interferem na eficiência da desinfecção:  Presença de matéria orgânica, frequentemente associada a cor verdadeira (que é resultante de SDT) aderindo aos microrganismos e protegendo os da acção do desinfectante ou reagir com este para formar subprodutos;  Presença de compostos inorgânicos que reagem com desinfectante;  pH e temperatura da agua, relacionando-se as formas de dissociação química do desinfectante, isto é, temperatura elevada e pH baixo favorecem a acção do desinfectante. b) A espécie e a concentração dos microrganismos A resistência de algumas espécies de microrganismos a desinfectantes específicos varia consideravelmente. Bactérias que não formam esporos são menos resistentes que as formadoras de esporos. Os vírus e alguns protozoários podem ser bastante resistentes em relação a bactérias sem esporos. A concentração de microrganismos é um outro factor importante, já que uma densidade elevada significa uma maior demanda de desinfectante. A aglomeração de organismos pode criar uma barreira para a penetração do desinfectante (NEWCOMB & DIXON, 2006). Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 20 III. METODOLOGIA De forma a identificar os problemas e as possíveis soluções, o estudo foi divido em quatro etapas: levantamento de dados na literatura, trabalho de campo, análise e discussão dos resultados obtidos e elaboração do relatório da pesquisa. A figura nº 2 demonstra os procedimentos metodológicos usados para realização da pesquisa. Figura n˚ 2: Esquema explicativo da metodologia. 3.1. Características físicas e geográficas do local de estudo A cidade de Lichinga localiza-se em Moçambique na parte oeste da província do Niassa. Esta situada a cerca de 2800 km de Maputo. A cidade de Lichinga tem uma área de 290 km², com uma população global de 142.253 habitantes, distribuídos em 4 Postos Administrativos e estruturados em 15 bairros comunais. Em termos de limites a cidade de Lichinga é contornada pelo distrito de Lichinga, designadamente: a Norte pela localidade de Lussanhando, a Este pelos Postos Administrativos de Lione e Meponda, a Sul e a Este pelo Posto Administrativo de Chimbonila INSTITUTO NACIONAL DE ESTATÍSTICA (INE, 2008). A figura nº 3 representa o mapa da cidade de Lichinga. Metodologia Trabalho de campo Revisão bibliográfica Observa ção Directa Colecta de amostras Análise laboratorial das amostras Levantamento através da internet Consulta bibliográfica de material físico Análise e discussão dos resultados Ensaios de filtração Análise estatística das amostras Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 21 Figura n˚ 3: Mapa da cidade de Lichinga Fonte: INE (2008) A temperatura média anual da cidade de Lichinga está compreendida entre 18 a 24 o C, mas em geral é inferior a 22 o C. O valor médio da precipitação é superior a 1200 mm podendo exceder este valor e atingir os 1400 mm de chuva. As deficiências hídricas são geralmente baixas e a evapotranspiracão potencial é igual ou inferir a 1300 mm (INE, 2008). A cidade é basicamente constituída por zonas planálticas e montanhosas. Correspondente as terras altas, estão acima dos 1000 m de altitude onde se encontra as zonas altiplanálticas e montanhosas com destaque para o planalto de Lichinga. A descida para o Lago Niassa é abrupta, passando-se, em menos de 15 Km, dos 1300 aos 480 m (AMOS, 2008). A cidade é caracterizada pela ocorrência de solos argilosos vermelhos (Rhodic Ferralsols ou Ferraliticos) das zonas planálticas embora possam ainda aparecer associados a solos ferraliticos de cor alaranjada, amarelada e cinzenta dependendo da sua posição no terreno MINISTÉRIO DE ADMINISTRAÇÃO ESTATAL (MAE, 2000). Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 22 3.2. Descrição do sistema de abastecimento A identidade responsável por abastecimento da água a cidade de Lichinga é o Fundo de Investimento Para Abastecimento de Água (FIPAG). O sistema de abastecimento da água à cidade de Lichinga foi integrado no quadro da gestão delegada em 2009, altura em que se iniciou com as acções para o melhoramento das infrastruturas de abastecimento desta cidade. A água abastecida a cidade é proveniente da barragem do Locume (com capacidade de 1.9 milhões de m 3 ) sob rio Luchringo. A captação é mediante a tomada directa por meio de gravidade por um conduto de ferro fundido com 250 mm de secção. O processo de captação obedece os princípios básicos da engenharia, simplicidade e sustentabilidade, visto que usa-se sifão para captação de água. O ponto de captação localiza-se a 6 m do sifão, e apresenta uma estrutura que acompanha as flutuações da barragem. Em certos bairros que não tem acesso a água tratada proviniente da barragem, usam fontes alternativas (água subterrânea). Após a captação a água percorre 4,50 km até a estacão de bombagem, que é constituído por um reservatório de 40 m 3 e um grupo de três bombas ligadas em paralelo, a capacidade total do grupo é de 120 m 3 /h, depois da estação de bombagem a água bruta percorre 800 m até a estacão de tratamento. A estação de tratamento funciona com quatro unidades de filtração rápida sob pressão de fluxo descendente. Os filtros rápidos são regulados para operarem com uma taxa de filtração constante de 140 m 3 /m 2 dia, e nível de água no seu interior variável. Além do processo de filtração existe uma unidade de desinfecção, que é realizada num tanque de contacto mediante o cloro. A quantidade de água bruta recebida diariamente pela estação de tratamento vária de 3749 m 3 a 4872 m 3 . Durante o processo de tratamento há muita perda de água, ocasionada por lavagem de filtros e tanque de contacto. Devido a estes factores a quantidade de água tratada produzida varia de 3644 a 4776 m 3 /dia. A rede de distribuição em composta por dois reservatórios elevados, condutas de PVC e condutas velhas de ferro fundido. Actualmente apenas 25% da população e que tem acesso a água tratada e a distribuição é feita de forma alternada entre os bairros e intermitente, durante 8 horas / dia, a um universo de 5000 ligações domiciliares. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 25 Onde:  ε é o coeficiente de expansão  e é a taxa de porosidade O cálculo do valor limite máximo das perdas de carga em um meio filtrante limpo, foi efectuado a partir da seguinte equação: (Equação 7) Onde:  μ é a viscosidade da agua (Kg/m.s);  ρ é a massa especifica da água (Kg/m 3 )  e é a porosidade do leito;  d é o diâmetro efectivo;  ψ é o coeficiente de esfericidade;  g é aceleração de gravidade;  V0 é a velocidade inicial de filtração (m/s);  ΔH são as perdas de cargas (m);  L é a espessura do meio filtrante (m);  K é o constante de correcção (0,176) Para o uso da equação foi necessário uma análise granulométricas da areia que compõe o meio filtrante, tal análise foi realizada no laboratório da ADMINISTRAÇÃO NACIONAL DE ESTRADAS (ANE) na cidade de Nampula, a partir duma amostra de areia de 1,0 Kg. 3.4.3. Descrição do processo de desinfecção Após a filtração a água flui até a um reservatório de 100 m 3 , que funciona como tanque de contacto. No processo de desinfecção adiciona-se o cloro em forma de hipocloreto de cálcio com 70% de teor de cloro em pó a vez em grãos a água bruta, mas antes de ser adicionado a água bruta, prepara-se a solução, que consiste numa mistura de água e hipocloreto de cálcio. Para o preparo da solução usa-se 7kg de hipocloreto de cálcio para um cilindro de água com capacidade de 500 l, que faz parte do doseador automático e posteriormente agita-se por um período de 120 segundos, em seguida regula-se o hidro-injector automático para uma vazão Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 26 de saída de 56 gotas por minuto da solução de hipocloreto de cálcio. A solução prepara-se duas vezes por dia a cada 12 hora. Durante a pesquisa era colhida uma amostra a cada minuto, por um período de 14 minutos (tempo do processo de desinfecção na ETA). 3.4.4. Colecta de amostras Durante a pesquisa foram colhidas no total 473 amostras de água dos quais 91 de água bruta, 291 nos processos de tratamento e 91 em diferentes pontos da rede de abastecimento. As amostras de água bruta foram recolhidas a 6 m do ponto de captação á uma profundidade 60 cm, foram submetidas a análises físicas (turbidez e temperatura), químicas (pH) e também a análise microbiológica (coliformes totais). As amostras de água resultante do processo de filtração foram colectadas logo a saída do filtro pela válvula de água filtrada e as amostras do processo de desinfecção foram retiradas do afluente do tanque de contacto. Todas amostras colhidas nos processos de tratamento foram analisadas quanto a pH, cloro residual, temperatura (os últimos dois apenas no processo de desinfecção) e coliformes totais. As amostras na rede abastecimento foram recolhidas nas válvulas e nas torneiras domiciliares existentes em diferentes bairros (Namacula, Muchenga, Sanjala, e Predio 24) e também foram submetidas a análises físicas (turbidez,), química (pH e cloro residual) e a análises microbiológicas (coliformes totais), no momento da recolha das amostras também verificava- se havia indícios de incrustação ou de corrosão na rede de abastecimento. Os parametros escolhidos são os mais influentes na eficiência do processo de filtração e desinfecção. Para o controle dos pontos de recolha das amostras na rede de abastecimento usou-se um Smartphone com aplicação de GPS, onde eram marcados e anotados os pontos de recolha para mapeamento no Google Earth. Todas as amostras foram colhidas no período das 6h as 10h e analisadas num período de 24 horas. Na estação de tratamento as amostras foram colectadas em garrafas plásticas de água mineral de 500 ml e as amostras de água bruta foram colectadas em garrafas PET de 1,0 l, concedidas pela Direcção Provincial de Saúde de Lichinga, onde foram posteriormente analisados. A figura nº 4 demonstra o tipo de recipientes usados para recolha de amostra. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 27 Figura n˚ 4: Recipientes usados para colecta de amostras As análises físicas e químicas das amostras foram realizadas a partir dos quites laboratoriais do FIPAG-Lichinga na estação de tratamento e as análises microbiológicas foram realizadas a partir dos quites laboratoriais da Direcção Provincial de Saúde de Lichinga. 3.4.5. Procedimento de colecta das amostras As amostras de água bruta foram tomadas aleatoriamente no manancial e extraídos em pontos fixos na estação de tratamento e de lugares seleccionados ao acaso na rede de distribuição. A recolha foi feita com frascos recomendados, previamente esterilizados. Antes do procedimento de colecta, os frascos foram lavados e secos e em seguida, foi adicionado a eles 0,2 ml de tiossulfato de sódio a 10% para água a ser colectada. A prévia preparação dos frascos com adição de tiossulfato impede a acção de cloro residual que possa existir na amostra, evitando resultados erróneos. As amostras de água bruta foram colhidas no manancial, colocando-se o recipiente no mesmo sentido ao da corrente, cuidadosamente de modo a evitar zonas de estagnação e não provocar a suspensão de partículas. Os procedimentos de colecta de amostras na estação de tratamento e dentro da rede de distribuição foram mais rígidas pois, implicaram a lavagem das mãos com água e sabão antes de abrir a válvula da torneira, limpar a torneira com um algodão embebido em álcool, abrir a torneira e deixar escorrer a água durante 1 ou 2 minutos, fechar a torneira e voltar abrir novamente deixar escorrer por mais 2 ou 3 minutos e por fim colectar a amostra de água encher pelo menos ¾ do volume do recipiente. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 30 Figura n˚ 5: Quites laboratoriais para análise físico-química da água 3.5.4. Procedimentos de análise microbiológica da água As análises microbiológicas consistiram na determinação do número mais provável (NMP) de coliformes totais. Para tal preparou-se o meio de cultura que consiste em uma mistura de 10 colheirinhas de caldo de Membrane Lauring Sulfate Brouth a 100 ml de água destilada num copo graduado e esterilizado. Em seguida preparou-se o campo de sementeira que consiste em pipetar 2 ml do meio de cultura para a almofada, que se encontra dentro da placa de petri. Em seguida coloca-se a membrana filtrante por cima do filtro de bronze no copo receptor e coloca-se sob a membrana filtrante o copo colector de 100 ml, previamente esterilizado com o processo de combustão de metanol, agita-se a amostra da água e faz-se passar 100 ml da água de amostra sob a membrana filtrante com ajuda da bomba de vácuo acelera-se o processo de filtração, com ajuda da pinça retira-se a membrana filtrante e coloca-se dentro da placa de petri por cima da almofada e tampa-se novamente e por fim coloca-se no suporte das placas dentro da incubadora e espera-se 4 horas na incubadora (tempo de ressurreição microbiana), depois do tempo de ressurreição liga-se a incubador a temperatura constante de 37 0 C durante 22 horas, após o período de incubação examina-se a membrana filtrante, com ajuda duma lupa faz-se a contagem das colónias. As colónias indicativas de coliformes totais típicas tem uma cor amarela com tendência a rosa, cada quadradinho da rede de uma membrana filtrante com um ponto amarelo com tendência a rosa representa um coliforme total. A figura nº 6 representa o processo de exame da presença de coliformes totais numa amostra de água. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 31 Figura n˚ 6: Quite laboratorial de análise microbiológica da água 3.6. Análise estatística das amostras Os resultados analíticos foram planilhados no software SPSS versão 16.0 e a partir deste foi organizada a matriz de dados referente a qualidade de água em diferentes partes do sistema de abastecimento. Cálculos estatísticos foram feitos para cada parâmetro em função dos pontos de amostragem, com o intuito de avaliar a variação da qualidade da água, também analisou-se cada parâmetro em função do tempo, para verificar a diferença das concentrações o comportamento dos dados em escala temporal. A população alvo nesta pesquisa é a água que faz parte do sistema de abastecimento, o nível de confiança estimado na determinação da amostra foi de 95% de modo que a probabilidade do desvio seja de 5% na realização da pesquisa com as mesmas condições. Como não se conhecia a percentagem da água que excedia o limite máximo admissível, considerou-se que o fenómeno de excepção ocorria em 50% das amostras para cada parâmetro analisado. 3.6.1. Estatística descritiva A estatística descritiva permitiu a produção de tabelas que estão neste trabalho, calculados em valores percentuais assim como a organização de dados até à análise e interpretação. Para cada parâmetro da qualidade da água bruta, foram obtidos os valores da média, mínima, máxima, moda, desvio médio e desvio padrão (ver apêndice nº4). Os valores obtidos foram pilotados em gráficos no formato de boxplots, que apresentam, ainda, os valores extremos Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 32 encontrados, devido ao tamanho das figuras que excede o papel de formato A4 não são apresentadas no trabalho. 3.6.2. Regressão linear simples A regressão línea simples foi usada com intuito de traduzir o comportamento gráfico da eficiência da eliminação de coliformes totais em presença de concentrações diferentes de turbidez. Também para análise da regressão usou-se o coeficiente de correlação (R), que varia de -1 a 1, sendo que os valores mais próximos de -1 indicam forte correlação inversa, os valores próximos de 1 indicam forte correlação directa e valores próximos de 0 apresentam fraca correlação. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 35 O valor médio mensal de pH da água bruta é de 9,81. Essa elevada amplitude é em função da composição química da água, que pode ter sido influenciada pela formação geológica do solo, pela vida aquática existente no manancial e pela contaminação de resíduos domésticos. Segundo o valor médio de pH pode se afirmar que água bruta tem um carácter alcalino, pois o pH é superior a 7, indica existência de matéria com carácter básico dissolvida na água. De acordo com a figura nº 8, pode se observar que os valores de pH rondam em volta da média excepto o valor observado no mês de Março, que foi mais crítico, com pH igual à 11,33 NTU. Estes valores mensais de pH com carácter alcalino podem influenciar negativamente no processo de desinfecção, pois tornam menor o grau de dissociação do cloro, o que causa pouca formação do cloro residual e consequentemente pouca eliminação de microrganismos. Há necessidade da correcção (redução) deste parâmetro, de modo que o seu valor não exceda 8,50 e nem seja menor que 6,50 (valor máximo e mínimo admissível preconizado pelo MISAU especificamente) na saída da estação de tratamento, para evitar danos na rede de abastecimento. Figura n˚ 9: Variação média mensal da temperatura da água bruta. A temperatura da água da barragem de locume é influenciada pela temperatura ambiente do local, visto que, a temperatura média da cidade de Lichinga é de 22 0 C, e os valores da temperatura de água bruta rondam em volta da média da temperatura ambiente, com excepções de alguns meses como Janeiro e Setembro devido as características topográficas da área e da cobertura vegetal. Sob o ponto de vista de potabilidade, a temperatura não tem muita importância, mas influencia na velocidade das reacções químicas entre o cloro e água, na taxa de crescimento de microrganismos e na formação do cloro residual. A temperatura média de 22 ºC é capaz de converter em 100 % o cloro em ácido hipocloroso (ver anexos tabela nº5). Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 36 Figura n˚ 10: Variação mensal de coliformes totais Todas as análises microbiológicas concretamente de coliformes totais da água bruta, apresentaram indícios de contaminação fecal. Os resultados das análises mostram que em média, o número mais provável é de 17,0 coliformes totais em cada 100 ml de água. conforme a figura nº 10, o ponto crítico foi visualizado no mês de Maio em que o máximo dos coliformes totais encontrado foi de 20,0 NMP/100 ml de água, facto causado pelo pH que estava em condições óptimas (9,5) para desenvolvimento de coliformes e a temperatura média mensal que estava aproximadamente ao ponto óptimo e possivelmente outros factores que não puderam ser analisados como a pressão, nutriente, matéria orgânica e predadores. O mínimo foi registado no primeiro mês do ano em que a media mensal de coliformes encontrados foi de 12,0 NMP/100 ml facto causado pelas condições não favoráveis para o seu desenvolvimento. Estes indícios de contaminação fecal observados, indicam a possibilidade de presença de microrganismos patogénicos na água bruta e a chance é muito maior no mês de Maio. 4.2. Parâmetros operacionais dos filtros rápidos Para melhor avaliação do desempenho dos filtros rápidos faz-se uma análise dos parâmetros operacionais dos filtros em estudo, esta análise fundamenta-se pelo facto de os parâmetros operacionais fazerem parte dos aspectos técnicos de dimensionamento, que contribuem taxativamente na eficiência da filtração, quer quanto ao tempo assim como na taxa de remoção de coliformes totais. A tabela nº. 2 demonstra uma comparação dos parâmetros operacionais dos filtros de pressão em estudo com os parâmetros recomendados pela NORMATIVA BRAZILEIRA 12216. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 37 Tabela n˚ 2: Parâmetros Operacionais dos Filtros Rápido em estudo e recomendações da NBR 12216 Parâmetros Filtros em estudo Recomendações da NBR 12216 * Camada filtrante de areia (cm) 70 Mínimo 75 Diâmetro efectivo (mm) 0,40 Mínimo: 0,45 Máximo: 0,55 Coeficiente de uniformidade 1,0 Mínimo: 1,40 Máximo: 1,60 Camada de suporte (cm) 40 Maior que 25 Taxa de filtração (m 3 /m 2 .dia) 140 Máximo: 180 Tempo de lavagem (min) 10 10 Velocidade de lavagem (m/s) 0,8 Mínimo: 0,01 * Adaptado pelo autor a partir da Associação Brasileira de Normas Técnicas-NBR-12216 De acordo coma a tabela nº 2, quase todos os parâmetros operacionais dos filtros em estudo estão de acordo com as especificações da Normativa Brasileira 12216, excepto a espessura da camada filtrante, o tamanho efectivo e o coeficiente de uniformidade, que diminuíram devido ao tempo, tendo em conta de que os filtros existem a mais 15 anos e nunca substituiu-se a camada filtrante (a NBR 12216, recomenda a substituição da areia a cada 5 ou 6 anos). Mais de 15 anos foi tempo suficiente para as forças de cesilhamento, dividirem os grãos de areia, consequentemente, diminuído o seu diâmetro efectivo e arrastando-os para fora do filtro, diminuindo desse jeito a camada filtrante. De acordo com os valores dos parâmetros dos filtros foi determinado a expansão máxima do meio filtrante que foi de 8%, o valor encontra- se abaixo do recomendado (a NBR12216 recomenda que o valor da expansão esteja entre 10% a 40%) e possibilita redução da eficiência do filtro na remoção de coliformes totais e turbidez e diminui o tempo das carreiras de filtração, uma vez que o nível de retenção das impurezas é menor. A redução do diâmetro efectivo e da camada filtrante também causou o aumenta das perdas de carga de 2,50 m.c.a fixados pelo fabricante, para 5,0 m.c.a. 4.3. Duração das carreiras de filtração e perda de carga Durante o tempo de monitoramento foi possível observar varias carreiras de filtração, mas para a análise do seu comportamento foram escolhidas seis carreiras de filtração do mês mais crítico do período de monitoramento. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 40 As ultimas três carreiras tiveram um comportamento semelhante verificou-se maiores perdas de carga, ultrapassando o máximo estabelecido de 5,0 m.c.a e tiveram que ser interrompidas antes de completarem 24 horas. Conforme a figura nº12, A carreira de filtração 4 foi a primeira a ser interrompida mas antes da sua interrupção, foi aumentada a carga hidráulica de 0,033 m/s para 0,042 m/s de modo aumentar o esforço cortante e a passagem da água, apesar do aumento da carga hidráulica o filtro terminou a sua carreira logo após 15 horas de filtração com perda de carga igual a 7,0 m.c.a. As carreiras de filtração 5 e 6 é que tiveram maiores perdas de carga (8,0 m.c.a), e quanto ao tempo de filtração foi de 14 horas e 15 horas respectivamente. Nestas carreiras também houve tentativas de aumento do esforço cortante (aumentando a carga hidráulica de 0,033 m/s para 0,042 m/s), apesar dessa tentativa não houve sucessos (as perdas de carga excederam o limite máximo) procurou-se saber o que estava obstruindo a passagem da água e concluiu-se que poderia ser a colmatação do meio filtrante devido qualidade da água bruta (sólidos suspensos) apresentado. 4.4. Qualidade de água durante a carreira de filtração Geralmente após limpeza os filtros rápidos, nas primeiras horas de filtração produzem água de qualidade insatisfatório, a fim de avaliar a recuperação da qualidade da água, após a limpeza referente as seis careiras de filtração foi monitorado a qualidade da água em termos turbidez e coliformes totais. Figura n˚ 13: Evolução da remoção de turbidez durante a 1 a , 2 a e 3 a carreira de filtração Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 41 Observa-se na figura nº 13, que para o parâmetro turbidez a primeira carreira de filtração levou menos de 2 horas para alcançar 5,0 NTU e findou o processo após 24 horas de operação com 2,40 NTU de turbidez, simbolizando uma eficiência de 67,60%. Na segunda carreira de filtração verifica-se que após 1 hora e 20 minutos de operação o parâmetro excede o valor de 5,0 NTU e atinge o pico (6,80 NTU) em seguida decresce e alcança 5,0 NTU e finda o processo quando o tempo é igual a 25 horas com turbidez de 3,30 NTU, representando uma eficiência de remoção de 59,30%. A terceira carreira teve quase um comportamento exponencial decrescente e foi a mais eficiente em termos de tempo de filtração, constatou-se que o filtro levou menos de 80 minutos para alcançar a turbidez de 5,0 NTU e encerou o processo com turbidez igual a 3,30 NTU, demonstrando uma eficiência de 67,32%. Este comportamento que se considera minimamente satisfatório deveu-se a qualidade da água (em que a turbidez da água que entrava no filtro era menor que 18,0 NTU) e também a expansão do leito filtrante que não foi satisfatório (apenas 8,0%). Apesar das carreiras terem terminado com turbidez menor que 5,0 NTU, a filtração não alcançou o valor ideal para um efluente de filtração com pós clorinação. Segundo WHO (2011), para água filtrada o valor de turbidez deve ser menor ou igual a 1,0 NTU, para garantir a eliminação dos microrganismos pelo processo de desinfecção. Figura n˚14: Evolução da remoção de turbidez durante a 4 a , 5 a e 6 a carreira de filtração Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 42 Observa-se na figura nº 15, que as ultimas três carreiras de filtrações tiveram quase o mesmo comportamento, caracterizado por uma curta carreira de filtração (menor ou igual a 15 horas). É de notar que valores superiores a 18,0 NTU, os filtros produzem água com qualidade insatisfatória devido a curta espessura do leito filtrante, que consequentemente diminui o processo de retenção de partículas. No inicio da carreira, o filtro comportou-se dum modo aceitável (havia redução da turbidez em função do tempo), mas depois de 7 horas começa a deterioração da qualidade da água na 5º carreira de filtração, isto é começou o processo de transpasse e no final da carreira o filtro apresentou uma eficiência de 0%, ou melhor, não houve redução da turbidez. Observa-se que quarta e sexta carreira de filtração atingem o transpasse exactamente a 8 horas de filtração, quando a turbidez de água filtrada era de 11,40 NTU e 14,70 NTU respectivamente, ambas as carreiras tiveram uma eficiência de 0%. Facto causado em parte pelas forças de cisalhamento que forem maiores do que as forças de aderência, e ocorrendo o arrastamento das partículas suspensas para as subcamadas inferiores do meio filtrante, até aparecerem na água filtrada e também pela qualidade da agua bruta. Como consequência as carreiras tiveram que ser interrompidas para a lavagem dos filtros. Figura n˚15: Evolução da remoção de coliformes totais durante a 1 a , 2 a e 3 a carreira de filtração A remoção de coliformes totais depende da turbidez, visto que, a turbidez obstrui o meio filtrante obrigando o filtro atingir a perda de carga máxima antes da remoção total dos Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 45 menores ou iguais a 1,0 NTU de turbidez, pois níveis de turbidez acima de 1,0 NTU dificultam o processo eliminação de microrganismos pela clorinação. Nota-se uma considerável redução de coliformes totais na água depois de ser submetida a filtração rápida. A água bruta entra no filtro com o NMP elevado de coliformes totais, em média de 17,0 NMP/100 ml, com o decorrer da carreira de filtração, o filtro apresenta no final da carreira uma média de 9,0 NMP/100 ml de coliformes totais, esta redução indica uma eficiência na remoção de 47,05%, valor aceitável para a filtração rápida. Segundo PROSAB (2003), a máxima eficiência observado nos estudos deste método de tratamento foi de 50 %. 4.6. Avaliação do processo de desinfecção Quando o hipoclorito de cálcio é aplicado a água bruta, observa-se um decaimento da população de coliformes totais, mas após 5 minutos nota-se uma sobrevivência por um tempo de aproximadamente 3 minutos e em seguida a população de coliformes volta a aumentar. Figura nº17: Evolução da redução de coliformes totais durante o processo de desinfecção A partir da figura nº 17, pode-se observa que, quando a quantidade de coliformes totais é maior, a desinfecção torna-se menos eficiente, visto que, durante os 14 minutos, o processo de desinfecção 4, 5 e 6 teve varias oscilações na redução de coliformes totais, acabando por produzir água com presença de coliformes totais, com probabilidade de existência de diversos microrganismos patogénicos, facto causado pelo tempo de contacto que foi curto (14 minutos), pelo método usado para aplicação do cloro (aplica-se directamente no tanque enquanto que quando usa-se doseadores automáticos, recomenda-se aplicação antes do tanque Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 46 do contacto) e pela turbidez que não foi removida até ao nível aceitável para realização de desinfecção. Também partir da figura nº17 observa-se que os processos de desinfecção 2 e 3 foram mais eficientes, por terminarem a desinfecção sem ocorrência de coliformes totais, devido ao facto de a concentração de coliformes totais e da turbidez ser reduzido e a inactivação ser mais fácil. A desinfecção 1 é a típica da estacão de tratamento, em que no princípio da desinfecção há redução da coliformes totais mais depois de algum tempo a quantidade coliformes totais é de 3,0 NMP/100 ml, permanecendo contaste por três minutos, mas depois deste tempo há uma variação que termina com 5,0 NMP/ 100 ml de coliformes totais. A tabela nº 5 demonstra os intervenientes na inactivação de coliformes totais e os seus valore durante o processo de desinfecção da água filtrada. Tabela n˚ 5: Factores Intervenientes no Processo de Desinfecção Parâmetro Processo de desinfecção 1 2 3 4 5 6 Turbidez (NTU) 2,43 3,41 3,30 19,25 16,92 18,90 pH 10,60 8,19 8,01 9.80 8,10 9,01 Temperatura (°C) 18,67 22,6 21,8 22,4 20,9 23,4 Coliformes totais (NMP/100 ml) 3,0 0,0 0,0 8,0 6,0 8,0 Cloro residual (mg/l) 0,19 0,4 0,6 0,4 0,55 0,32 Apartir da tabela nº5, observa-se que quando a turbidez e menor que 4,0 NTU e o cloro residual produzido é maior ou igual 0,30 mg/l, verifica-se ausência de coliformes totais, caso observado no processo de desinfecção 2 e 3, mas quando a turbidez é maior ou igual a 16,92 NTU e a concentração do cloro residual maior que 0,30 m/l, verifica-se a ocorrência de coliformes totais. O processo de desinfecção 1 com turbidez menor que 3 NTU, teve alguma ocorrência de coliformes totais, devido ao pH que era muito alto (10,60) e temperatura que era muito baixa (18,67 ºC), facto que condicionou a formação de apenas 0,19 mg/l do acido hipocloroso, o verdadeira composto de cloro residual responsável pela inactivação de microrganismos. Observar que em todos os casos excepto na desinfecção 1 houve formação de cloro residual suficiente para eliminação de microrganismos mas devido a turbidez a desinfecção não foi satisfatória. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 47 Os coliformes totais não foram removidos na totalidade, a remoção foi em média de 66,97% no processo de desinfecção 4, 5 e 6. Os processos de desinfecção 2 e 3, tiveram uma eficiência excelente, a remoção foi de 100%. O processo de desinfecção 1 teve uma eficiência de 66,70%, este fraco resultado além de ter sido causado pelos factores pH e temperatura pode ter sido originado pela aplicação de quantidade não suficientes de hiploclorito de cálcio, há dias na estação de tratamento em que não há cloro e também devido a negligência por vezes aplica-se quantidade não ideal. Para confirmar se o parâmetro turbidez é o mais influente na eficiência da desinfecção fez-se uma regressão linear. Conforme a figura nº 18 é notável que os dados ajustam-se muito bem a recta da regressão, visto que o coeficiente de determinação (R 2 ) é igual a 0,935, isto é 93,2 % da variabilidade da eliminação de coliformes totais é explicada pela presença de diferentes quantidades de turbidez na água e o coeficiente de correlação (R) é de 0,967. O coeficiente R indica uma forte relação entre a turbidez e o rendimento na eliminação de microrganismos e os demais parâmetros contribuem em uma porção não significante de apenas 0,033. Figura nº 18: Relação entre turbidez e eficiência do processo de desinfecção 4.7. Análise da qualidade da água produzida na estação de tratamento Os resultados obtidos após o tratamento foram comparados com os propostos pelo Diploma Ministerial número 180/2004 de 15 de Setembro, do Ministério da Saúde, que define o padrão de potabilidade de água para o consumo humano. A tabela nº 6 ilustra a qualidade do efluente da ETA, no que concerne a parâmetro turbidez, pH, cloro residual e coliformes totais durante os três meses de pesquisa. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 50 relacionado com o aumento do pH, que facilita a solubilização dos metais e consequentemente elevação dos teores de matéria na água. Com a figura nº 19, observar-se que o bairro de Muchenga é o ponto onde regista-se maior concentração de matéria dissolvida, pois é o ponto onde a turbidez atinge o pico (9,01 NTU) e em seguida decresce. Porem em nenhum ponto da rede o valor de turbidez esta de acordo com Diploma Ministerial n o . 180/2004 do Ministério da Saúde. Figura n˚20: pH médio ao longo da rede de distribuição Verifica-se que os valores médios obtidos para o pH da água tratada em diferentes bairros, tende a diminuir gradualmente, em média num valor de 2.3% (referenciando a estacão de tratamento como ponto de partida e o bairro mais distante como ponto de chegada), visto que os bairros mais próximos (Muchenga e Namacula) têm elevado pH em relação aos menos próximos (Prédio 24 e Sanjala). A justificativa para o facto está relacionada com a concentração de cloro na água. O cloro eleva o pH da água, isto é, quanto maior for a concentração do cloro maior será o pH, porém a medida que a concentração do cloro residual vai diminuindo o pH também vai decrescendo. Em nenhum bairro o valor médio obtido de pH foi satisfatório, visto que, os valores obtidos transcendem a variação de pH recomendado pelo Ministério de Saúde. E como consequência algumas condutas da rede no bairro de Muchenga e Namacula estão incrustados (ver figura nº 21). Figura n˚ 21: Cloro residual médio ao longo da rede de distribuição Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 51 A média dos valores obtidos para o cloro residual da água tratada ao longo da rede em comparação com a água tratada da estação de tratamento mostra uma diminuição gradual de 0.10 mg/l. A diminuição da concentração do cloro residual ao longo da rede deve-se a oxidação da matéria orgânica e inorgânica. Os valores obtidos estão de acordo com Diploma Ministerial n o . 180/2004 do Ministério da Saúde, excepto o valor médio obtido no bairro Prédio 24, que foi de 0.14 mg/l. Valor muito baixo do mínimo recomendado. A WHO (2011), determina a obrigatoriedade de se manter na saída do tratamento (após desinfecção) concentração de cloro residual livre de 0.50 mg/l e em qualquer ponto na rede de distribuição 0.20 mg/l. Figura n˚ 22: Concentração média de coliformes totais ao longo da rede As médias observadas em diferentes pontos da rede no que concerne a concertação de coliformes totais, demonstram que houve um aumento na concentração de coliformes totais nos bairros em relação a estacão de tratamento. De acordo com a figura nº22, na estação de tratamento a concentração de coliformes totais em média foi de 3,0 NMP/100 ml e no ponto mais distante da ETA (bairro Prédio 24) a concentração foi de 6,0 NMP/100 ml. O fraco resultado foi causada pela ineficiência da desinfecção, que possibilitou a sobrevivência de alguns microrganismos. Foi verificada uma re-contaminação da rede de distribuição nos pontos 3, 4 e 5, acredita-se que a causa da re-contaminacao seja a infiltração. De acordo com o regulamento Moçambicano sobre a qualidade de água para o consumo humano, esta água não é potável pois está fora dos padrões de potabilidade. O MISAU (2004), diz que a água para o consumo humano deve estar ausente de coliformes totais. Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 52 V. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 5.1. Conclusões Com os resultados obtidos concluiu-se o seguinte:  A duração das carreiras de filtração vária de 14 a 24 horas. Os filtros produzem água com 5,0 NTU de turbidez, após, 100 minutos de filtração quando não há ocorrência do processo de transpasse, que impede a remoção de coliformes totais pelo filtro.  A eficiência média da filtração rápida na remoção na remoção de coliformes totais é de 47,1%.  A eficiência média na eliminação de coliformes totais por desinfecção é de 82,5%. A eficiência da desinfecção depende maioritariamente da quantidade da turbidez presente na água e o grau de relacionamento entre a turbidez e a eliminação de coliformes totais é de 96,7%.  A eficiência alcançada pela combinação de filtração rápida e desinfecção não é satisfatória, visto que, os parâmetros coliformes totais, pH e turbidez apresentaram valores acima do máximo admissível do recomendado pelo MISAU na saída da estação de tratamento 8,21NTU, 10,39 e 3 NMP/100 ml respectivamente. Foi registada uma re-contaminação por coliformes totais na rede de abastecimento, no bairro Sanjala e Prédio 24 e algumas condutas da rede de abastecimento no bairro Muchenga estão incrustadas. 5.2. Recomendações  Aconselha-se adopção de filtração lenta, por exigir menor consume de cloro e menor envolvimento de pessoal qualificado e as carreiras podem durar mais de 24 dias;  Recomenda-se a substituição do meio filtrante, por areia com diâmetro efectivo de 0,50 mm e coeficiente de uniformidade de 1,60 e deve ocupar uma altura de 0,75 m;  Instalação de um tanque de contacto para reacções de cloro e água e o tempo de contacto deve ser de 30 minutos;  Recomenda-se instalação de um ponto de correcção de cloro no bairro Sanjala e Prédio 24, visto que a quantidade de cloro adicionado na ETA não é suficiente para toda a rede de abastecimento;  Avaliar o potencial de formação de subprodutos da desinfecção; Avaliação da Eficiência da Combinação do Processo de Filtração Rápida e Desinfecção na Remoção de Coliformes Totais: Estudo do Caso da Cidade de Lichinga Carlos L. Capitão UEM-ESUDER 55 PROSAB. (2003). Tratamento de água para abastecimento por filtração directa. Rima. 1 a ed. São Paulo. Brasil. REPÚBLICA DE MOCAMBIQUE. Regulamento sobre qualidade da água para o consumo humano. Boletim da Republica: 180/2004. De 15 de Setembro de 2004. REPÚBLICA DE MOҪ AMBIQUE. INSTITUTO NACIONAL DE ESTATISTICA (2008). Estatísticas do Distrito de Lichinga. Lichinga. RIBEIRO, N. E. (2006) Sistemas de desinfecção. Disponível em: http://www.freepatentsomline.com/4911831.pdf. acesso em: 26 de Outubro de 2013. SAAE. (2006). Sistemas de tratamento de água. Portugal. SANEAGO. (2006). Operação de estacão de tratamento de água. Brasil. SANTOS, S. R. (2007). Tratamento da água: Monitoramento das características de qualidade de água. Curitiba. Brasil. STEPHENSON, D. (1998). Water Supply Management. Kluwer Academic Publishers. Vol. 29. Johannesburg. SOUSA, E. R. (2001). Saneamento ambiental 1: nocões sobre qualidade de agua. Lisboa. Portugal. WORLD HILTH ORGANIZATION. (2011). Guidelines for Drinking-water Quality. WHO. 4 a ed. New York. Estados Unidos de America. WHITE, G. C. (1999). Handbook of chlorination and alternative disinfectants. Jhon Wiley & sons. New York. United States of America. ZUANE, D. J. (1997). Drinking water quality. Johan & Sons. 2 a Ed. Canada. 59 APÊNDECES & ANEXOS I APÊNDICES Apêndice nº 1: Determinação da perda de carga máxima admissível do filtro Dados:  Viscosidade da água (μ) = 0,001 Kg/m.s;  Massa específica da água (ρ) =1000 Kg/m 3  Porosidade do leito (e ou f) = 0,56  Diâmetro efectivo (d) = 0,0004 m  Coeficiente de esfericidade (ψ) = 0,95  Aceleração de gravidade (g) =9,80 m/s2  Velocidade inicial de filtração (V0) = 0,336 m/s  Perdas de cargas (ΔH) =?  Espessura do meio filtrante (L) = 0,70 m  Constante de correcção (K) = 0,176  Coeficiente de uniformidade (CU) = 1 Equação: Resolução: A perda de carga máxima admissível do filtro é de 5,0 m.c.a Apêndice nº 2: Determinação do coeficiente de expansão Dados:  Coeficiente de expansão (ε) =?  Taxa de porosidade ( f) = 0,56 m Equação: IV Apêndice nº 6: Evolução da redução da turbidez, quando a turbidez da agua bruta é maior que 18 NTU Apêndice nº 7: Evolução da redução de coliformes totais, quando a turbidez da água bruta é menor que 18 NTU Apêndice nº 8: Evolução da redução de coliformes totais, quando a turbidez da agua bruta é maior que 18 NTU 0 20 40 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 P er ce n ta g em (% ) Tempo (h) Evolução da redução de turbidez Turbidez 0 20 40 60 80 0 5 10 15 20 25 30P er ce n ta g em ( % ) Tempo (h) Evolução da redução de coliformes totais Coliformes totais 0 10 20 30 40 50 0 5 10 15 20 P er ce n ta g em ( % ) Tempo (h) Evolução da redução coliformes totais Coliformes totais V Apêndice nº 9: Filtros rápidos sob pressão de fluxo descendente Apêndice nº 10: Doseador da solução de cloro Apêndice nº 11: Rede de abastecimento de água e pontos de colecta de amostras VI ANEXOS Anexo nº 1: Parâmetros de qualidade de água destinada ao consumo humano e seus riscos para saúde Parâmetros Limite máximo admissível Unidade Riscos para a saúde pH 6,50-8,50 Sabor, corrosão, irritação da pele Condutividade eléctrica 50-2000 (μS/cm) Sólidos totais 1000 mg/l Sabor, corrosão Cloro residual total 0,20-0,50 mg/l Sabor e cheiro desagradável Ferro total 0,30 mg/l Necrose hemorrágica Manganês 0,10 mg/l Anemia, afecta o sistema nervoso Coliformes totais Ausente NMP/100 ml Doenças gastrointestinais Turbidez 5,0 NTU Aparência dificulta desinfecção Fonte: MISAU (2004) Anexo nº 2: Recomendações dos limites máximos dos efluentes de filtração e desinfecção Parâmetro Unidade Filtração Desinfecção pH 7,20 - 7,60 Turbidez NTU < 1 Coliformes totais NMP/100 ml Ausente Cloro residual total mg/l 0,5 Ferro mg/l < 0,30 Manganês mg/l < 0,10 Fonte: ABNT (1995)