63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 13. Engenharia Sanitária

ANALISE DE SISTEMA DE EVAPORAÇÃO COM PAINÉL DE POLIPROPILENO PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES

José Cássio Ferreira de Sales 1 Fernanda Filgueiras de Araújo 1 Marcelo Seleme Matias 2 Perboyre Barbosa Alcântara 3 Armando Borges de Castilhos Junior 4

1. Depto. de Engenharia Ambiental, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – IFCE 2. Depto. de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFSC 3. Prof.Dr./Orientador - Depto. de Engenharia Ambiental – IFCE 4. Prof. Dr./Orientador – Depto. de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFSC

INTRODUÇÃO:

As soluções para o tratamento de águas residuárias são muito diversificadas e vários fatores influenciam a sua escolha, desde o aspecto econômico até as características físicas, químicas e biológicas do efluente. O tratamento de efluentes por evaporação natural com o auxilio de painéis é uma tecnologia inovadora e a sua eficiência depende, fundamentalmente, das características climáticas da região, enquanto a eficiência da maioria dos outros métodos de tratamento está associada às características do efluente a ser tratado. Este sistema poderia ser aplicado com vantagens para o tratamento de diversos efluentes líquidos de origem agrícola, industrial e de aterros de resíduos, fornecendo uma solução alternativa aos sistemas de tratamentos tradicionais em regiões como elevadas temperaturas do ar, altos níveis de radiação solar e baixa umidade relativa. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo geral avaliar a instalação e a eficiência de um sistema em escala piloto utilizando a técnica de evaporação natural com o uso de painel evaporativo de elevada área superficial, instalado em uma área do semi-árido e que pode ser utilizado para o tratamento de águas residuárias.

METODOLOGIA:

O trabalho, caracterizado como uma pesquisa experimental aplicada, foi desenvolvido no IFCE – Campus Juazeiro do Norte. Para a pesquisa foi construído um sistema de evaporação, em escala piloto, que consiste basicamente de: i) um painel evaporativo composto por uma placa alveolar em polipropileno com dimensões de 1,0 m x 3,5 m x 0,3 m (base x altura x espessura). ii) tanque de evaporação em concreto armado com área de 18 m2; iii) dois reservatórios de fibra de vidro com volumes de 5000 L e 310 L e iv) sistema de aspersão composto de uma bomba centrífuga, tubos de PVC e quatro aspersores. O painel foi instalado no tanque de concreto, na direção do vento dominante e com uma inclinação de 60 graus em relação à horizontal que é ideal para a percolação do líquido no painel. No início de operação do sistema os reservatórios de fibra e o tanque de concreto de concreto são abastecidos com água. A água é bombeada continuamente do tanque para os aspersores instalados sobre o painel de polipropileno, uma parte da água evapora e o restante retorna ao tanque. A medida que a água evapora o nível de água no tanque é mantido constante pelos reservatórios de fibra. O monitoramento diário consiste na obtenção de dados meteorológicos do local e na medida do volume de água que entra no sistema.

RESULTADOS:

O sistema piloto de evaporação foi operado e monitorado de setembro a novembro de 2010, tendo funcionado efetivamente durante 61 dias. No referido período foram obtidos, de uma estação meteorológica instalada a 10 m do piloto, os valores médios de temperatura do ar (27,9°C), umidade relativa do ar (51,6 %), velocidade do vento (1,2 m/s) e a precipitação total 15,8 mm. Os dados de radiação solar e de evaporação foram obtidos de uma estação meteorológica do Instituto Nacional de Meteorologia - INMET, que fica a cerca de 12 km do experimento. Em média a radiação solar e a evaporação obtida em tanque classe A foi, respectivamente, de 302,5 W/m2.dia e 13,94 mm/dia. Considerando os dados de precipitação (m3), evaporação no tanque classe A (m3) e a leitura do volume de água que entra diariamente no sistema, calculamos que a evaporação total no período considerado foi equivalente a 22,05 m3. Desse total, 5,27 m3 corresponde à evaporação natural da água no tanque de concreto e 16,78 m3 representa à evaporação ocorrida no painel de polipropileno. Os valores diários de evaporação do sistema estão relacionados à radiação solar, a temperatura média diária e à umidade relativa do ar.

CONCLUSÃO:

A partir dos resultados obtidos durante o monitoramento do sistema e com base em dados da literatura, bem como na experiência acumulada durante a construção e operação do experimento é possível concluir que o sistema de evaporação por painéis é de operação bastante simples, de custo relativamente baixo e apresentou um ótimo desempenho. Os resultados revelaram que a evaporação média diária foi em torno de 3,5 vezes maior que aquela obtida em experimento similar instalado em clima subtropical úmido, o que sugere um elevado potencial de utilização de energia solar na região do semi-árido para o tratamento de efluentes líquidos, a exemplo de lixiviados de aterro sanitário. As condições climáticas no período de estudo e a elevada área superficial do painel de polipropileno, que aumenta a área de contato entre a água e o ar, contribuíram para os elevados valores de evaporação. De acordo com o monitoramento do piloto, no período de estudo, a contribuição de evaporação média do painel foi de 75,8 % em relação à evaporação total, resultando em um valor 3,1 vezes maior do que a evaporação natural obtida em tanque classe A. Finalmente, mesmo ocupando uma área de apenas 20 m2, o sistema teria capacidade de eliminar diariamente, em média, 0,361 m3 da fração liquida de um efluente.

Palavras-chave: Efluentes Residuários, Painel Evaporativo, Evaporação.