Aplicação do processo de eletrocoagulação (utilizando eletrodos de alumínio e energia fotovoltaica) no tratamento da água de abastecimento

Descrição

Resumo Em quase toda região semiárida do nordeste do Brasil, são recorrentes: o crescimento desordenando, principalmente das pequenas comunidades; a falta de serviços de saneamento, especialmente o abastecimento público com água potável e a ausência de um controle efetivo dos resíduos sólidos domésticos e industriais. Com relação ao abastecimento, os problemas de qualidade da água para o consumo humano tem se tornado mais graves principalmente por causa da baixa disponibilidade hídrica superficial em decorrência das frequentes secas devido à ausência, a escassez e a alta variabilidade espacial e temporal das chuvas. Com a intermitência dos corpos hídricos, nos períodos de secas prolongadas, os mananciais superficiais perdem suas recargas por precipitação, tornando-se mais vulneráveis ao processo de salinização, bem como aos riscos de poluição por perderem, nestes períodos, suas capacidades de autodepuração. Nesse contexto, os mananciais subterrâneos têm representado uma das principais fontes alternativas de abastecimento de água para o consumo humano, se tornando uma estratégia recorrente no estado da Paraíba como no nordeste brasileiro como um todo. No entanto, esses mananciais estão altamente vulneráveis a riscos de contaminação devido à infiltração de poluentes no solo em função do descarte de efluentes sem tratamento, uso excessivo de agrotóxicos e sistemas sanitários inadequados. Notadamente, o nitrato (NO-3) é uma preocupação ambiental em escala global e, possivelmente, é o contaminante mais difundido na água, em especial, a subterrânea do mundo inteiro, resultando em séria ameaça para o abastecimento de água potável. Assim, os desafios presentes e futuros no tratamento de água, notadamente na região semiárida do nordeste, têm exigido o desenvolvimento de estudos sobre tecnologias alternativas, considerando o aumento da demanda de água, a escassez de água de qualidade, a dificuldade de gestão dos resíduos e dos produtos gerados. Tais tecnologias devem conduzir ao menor custo sem, contudo, deixar de lado a segurança na produção de água potável e os impactos ambientais. Além disso, fatores como condições sócias e econômicas da comunidade, disponibilidade de recursos próprios ou capacidade de endividamento através de financiamento, existência de pessoal qualificado para construção, operação e manutenção devem ser considerados. Esse projeto de pesquisa de Iniciação Científica – PIBIC, iniciado na vigência do PIBIC 2023 -2024, estuda os aspectos ambientais, técnicos e econômicos sobre a possibilidade do emprego da eletrocoagulação, utilizando energia solar, no tratamento da água pra consumo humano com foco, principalmente, no atendimento as pequenas comunidades sem acesso a um sistema de abastecimento, inseridas no estado da Paraíba. Assim, na avaliação da adequação ambiental e da viabilidade técnica e econômica da aplicação do projeto citado, nessa etapa do estudo da eletrocoagulação será dada atenção à eficiência na remoção de compostos de nitrogênio, em especial o nitrato (com foco na água subterrânea) como principal variável resposta. Além disso, serão avaliados: a liberação de alumínio na água tratada, o residual de nitrato no lodo gerado no processo; a eficiência do processo na remoção da cor, da turbidez, e da dureza da água. Dessa forma, os planos de trabalho terão como objetivos: i) Avaliação da remoção de compostos de nitrogênio, em especial o nitrato, com foco na água subterrânea a partir da aplicação do processo de eletrocoagulação (utilizando eletrodos de alumínio; ii) Otimização do processo de eletrocoagulação no tratamento da água frente a eficiência na remoção do nitrato e seus intermediários; iii) Avaliação do residual de nitrato no lodo do tratamento da água pelo processo de eletrocoagulação (utilizando eletrodos de alumínio); iv) Realização da análise de custo do processo de eletrocoagulação para remoção de nitrato na água considerando o desgaste dos eletrodos de alumínio e a aquisição do sistema voltaico, com foco na aplicação em pequenas comunidades. Na avaliação dos resultados do desenvolvimento dos planos de trabalho também serão levados em consideração às vantagens ambientais da eletrofloculação (volume e características do lodo gerado). O trabalho está sendo desenvolvido no Laboratório de Saneamento Ambiental da Universidade Federal da Paraíba – LABSAM/UFPB. Espera-se obter mais resultados positivos no estudo e recursos financeiros para, posteriormente, ser testado em uma comunidade rural paraibana a ser selecionada.