Application of response surface methodology in the optimization of the clarification and filtration system for the treatment of water from Açude Grande (PB), Brazil

Millena Dayse Barbosa da Silva; Amanda Gondim Cabral Quirino; Laís Montenegro Teixeira; Elisângela Maria Rodrigues Rocha; Larissa Granjeiro Lucena

doi:10.5327/Z2176-94782411

Autores

Millena Dayse Barbosa da Silva Universidade Federal da Paraíba (UFPB) - Brasil https://orcid.org/0000-0002-3313-756X
Amanda Gondim Cabral Quirino Universidade Federal da Paraíba (UFPB) - Brasil https://orcid.org/0000-0002-0188-275X
Laís Montenegro Teixeira Universidade Federal da Paraíba (UFPB) - Brasil https://orcid.org/0000-0001-8146-5982
Elisângela Maria Rodrigues Rocha Universidade Federal da Paraíba (UFPB) - Brasil https://orcid.org/0000-0001-7024-6979
Larissa Granjeiro Lucena Universidade Federal da Paraíba (UFPB) - Brasil https://orcid.org/0000-0003-1246-4104

DOI:

https://doi.org/10.5327/Z2176-94782411

Resumo

A deterioração da qualidade ambiental das águas do Açude Grande agravou a disponibilidade hídrica na cidade de Cajazeiras (estado da Paraíba, Brasil) em períodos de estiagem. Assim, o presente trabalho buscou avaliar a clarificação seguida de filtração para tratamento das águas do Açude Grande. A pesquisa é inovadora na aplicação de métodos de otimização em técnicas convencionais para o tratamento de mananciais considerados impróprios para o consumo humano, em localidades com recursos hídricos limitados e restrições econômicas e operacionais. Desse modo, as variáveis de concentração de sulfato de alumínio e pH foram otimizadas em função da remoção de turbidez e cor aparente na etapa de clarificação (coagulação, floculação e decantação), utilizando o planejamento fatorial do tipo delineamento composto central rotacional associado à metodologia de superfície de resposta. Posteriormente, a etapa de filtração, composta por uma camada de areia e brita, foi simulada em escala de bancada. Os resultados demonstraram que a dosagem do coagulante de 60,0 mg.L^-1 e pH de 6 alcançaram a melhor remoção de turbidez (67,3%) e de cor aparente (78,1%), enquadrando o parâmetro turbidez nos limites da Portaria do Ministério da Saúde GM/MS n° 888/2021. Quanto ao processo de filtração, este apresentou uma boa eficiência na remoção dos parâmetros de turbidez (>77,0%), de cor aparente (>70,0%) e de demanda bioquímica de oxigênio (>46,0%) em comparação à amostra pós-clarificação. Conclui-se que o tratamento convencional tem potencial para adequar os parâmetros investigados aos padrões organolépticos de potabilidade, sendo sugerida a pré-oxidação para aumentar a remoção de matéria orgânica.

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