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Teoria 2017-12-08T16:43:21+00:00

Desinfecção por Radiação Ultravioleta – Tratamento de Água Potável e Água de Reuso

O tratamento primário dos efluentes ou de águas de abastecimento, faz a separação grosseira da água dos outros materiais; o tratamento secundário ou biológico diz respeito à redução de BDO (demanda biológica de oxigênio) cujos tratamentos podem ser Aeróbicos ou Anaeróbicos, seguidos pela decantação e filtração. O Tratamento Terciário faz a Desinfecção final. Com o aumento da exposição humana a esgotos domésticos e efluentes contaminados, coloca-se a saúde em risco pela possibilidade de contato ou ingestão de água com organismos infecciosos como bactérias, vírus, protozoários e helmintos.

Alguns dos microrganismos e doenças que causam

Entre as infecções principais citamos as diarréias/disenterias, causadas por bactérias, como o Vibrio cholerae, (Cólera) , ou protozoários, como a Giardia lamblia, (Giardíase). Estes organismos se encontram na água sendo sua ingestão fator importante para a instalação da doença. A qualidade de uma água de abastecimento é avaliada usando organismos indicadores. A probabilidade de existência das doenças na água passadas a ela por fezes do indivíduos doentes, se faz por contagem de microrganismos não patogênicos, produzidos em grande numero no intestino, sendo uma referência, ao invés de uma contagem verdadeira de patógenos, mais difíceis de identificar. Os organismos usados como referência pertencem a um grupo de bactérias chamados Coliformes dividido em três sub-grupos: coliformes totais, coliformes fecais e estreptococos fecais.

Principais razões do uso de organismos indicadores

• Aparecem em grande quantidade nas fezes humanas, bilhões produzidos por dia/indivíduo, com grande probabilidade de serem encontrados na água;

• São encontrados apenas nas fezes de animais de sangue quente ou homeotermos, classe que inclui o homem e todos os mamíferos. Essa característica é importante, pois uma vez identificada a sua presença, pode-se afirmar que a água teve contato com excretas desses animais;

• Do ponto de vista da resistência às condições ambientais (temperatura e outros agentes desinfetantes), são muito semelhantes aos microrganismos patogênicos intestinais. Trata-se de característica importante, pois se fossem mais suscetíveis (sobrevivessem menos tempo que os patogênicos), não poderiam ser identificados, isto é, não seriam indicadores. Se fossem menos suscetíveis (sobrevivessem por mais tempo), poderia aparecer em águas já livres dos patogênicos;

• Sua identificação, do ponto de vista laboratorial, requer técnicas simples e econômicas, ao contrário daquelas necessárias à identificação dos microrganismos patogênicos;

Coliformes Totais (CT):  Reúne um grande número de bactérias, entre elas a Eschrichia coli, de origem exclusivamente fecal e que dificilmente se multiplica fora do trato intestinal. O problema é que outras bactérias dos gêneros Citrobacter, Eriterobacter e Klebsiella, igualmente identificadas pelas técnicas laboratoriais como coliformes totais, podem existir no solo e nos vegetais. Desta forma, não é possível afirmar categoricamente que uma amostra de água com resultado positivo para coliformes totais tenha entrado em contato com fezes.

Coliformes Fecais: Pertencem a esse subgrupo os microorganismos que aparecem exclusivamente no trato intestinal. Em laboratório, a diferença entre coliformes totais e fecais é feita através da temperatura (os coliformes fecais continuam vivos mesmo a 44ºC, enquanto os coliformes totais têm crescimento a 35ºC). Sua identificação na água permite afirmar que houve presença de matéria fecal, embora não exclusivamente humana.

Estreptococos Fecais (EF): Embora sua identificação não seja rotina em laboratórios de análise de água, trata-se de um subgrupo importante, já que fazem parte dele as espécies do gênero Streptococcus spp. que ocorrem apenas no trato intestinal do homem e de animais de sangue quente, como os Coliformes Fecais. Existe uma correlação entre a ocorrência de Coliformes Fecais e Estreptococos Fecais. Normalmente empregada em cursos de água, consiste em quantificar o número de microrganismos de cada um dos subgrupos existentes em uma amostra. Se a relação CF/EF resultar maior que 4, diz-se que a amostra apresenta contaminação fecal predominantemente humana. Se essa relação for menor que 1 a contaminação fecal predominante será de animais de sangue quente. Os resultados que se encontrarem entre esses dois valores não permitem inferir nada a respeito da origem da contaminação fecal.

Padrão de Potabilidade – Portaria 36 GM/90

(*) Nos 5% restantes tolera-se até 3 Coliformes Totais, desde que não ocorra em duas amostras consecutivas coletadas no mesmo ponto. (**) Nos 2% restantes tolera-se até 3 Coliformes Totais, respeitadas as mesmas condições do item anterior. (***) Nos 5% restantes tolera-se até 10 Coliformes Totais, respeitadas as mesmas condições do item anterior. (****) UFC = Unidades Formadoras de Colônias. Contagem realizada em 20% das amostras coletadas no mês.

Alguns outros decretos estaduais e federais são dados a seguir e comparados com o que a Organização
Mundial da Saúde preconiza

Processos de Desinfecção

Para uma boa inativação/destruição dos patógenos e prevenção de epidemias, o tratamento da água deve ser precedido por um tratamento de redução de DBO – Demanda Biológica de Oxigênio e redução de sólidos. Sistemas de desinfecção mais usados: Cloro, Ozônio, Irradiação por Raios Ultra Violeta (UV), o Iodo, Permanganato de Potássio, a Prata, Dióxido de Cloro e Peróxido de Hidrogênio.

Escolha de um desinfetante depende

  • habilidade de controlar e destruir os diferentes agentes infecciosos sob condições normais de operação;
  • características que possam ameaçar pessoas e ambiente durante a aplicação e depois;
  • segurança de manuseio, estocagem e transporte;
  • custo.

Comentários

  • O cloro é o sistema mais antigo e ainda o mais usado; sua ação se dá por oxidação celular dos microrganismos e pode ser aplicado na forma de gás, soluções de hipoclorito, dióxido de cloro e outras;
  • O Ozônio, outro forte oxidante aplicado na forma de gás, se forma “in situ” por descarga elétrica através de ar seco ou oxigênio puro;
  • A Radiação Ultravioleta ( UV) é gerada também “in loco” por descarga elétrica através de lâmpadas de vapor de mercúrio. Esta radiação natural, parte do espectro não visível dos raios do sol, penetra no corpo dos microrganismos, altera seu código genético e impossibilita a reprodução;
  • O Cloro, apesar de ser o mais comum agente desinfetante, descobriu-se recentemente, reage com a matéria orgânica decomposta existente na água, para formar os Trihalometanos (THMs), produtos cancerígenos, em cuja molécula os três átomos de hidrogênio podem ser substituídos por halogênios (cloro, flúor, bromo ou iodo);
  • Entre os THM’s, citam-se o Clorofórmio (CHCl3), o mais comum, o Dibromo clorometano (CHBr2Cl), o Bromodiclorometano (CHBr2Cl2) e o Bromofórmio (CHBr3). Informações toxicológicas referem-se sempre ao Clorofórmio, permitindo um valor máximo de 100 mg/L;
  • O Ozônio, menos usado, é relativamente perigoso de usar, corrosivo, tem que ser produzido” ïn loco” e é considerado caro. Por outro lado, credita-se produz o que se chama de O3 perigoso, também cancerígeno;
  • Há hoje cerca de 60 000 equipamentos de UV instalados, tratando água municipais no mundo, o primeiro foi instalado em 1901 na Cidade de Marselha – França, mas seu uso só se incrementou a partir de 1955, quando se descobriram os Trihalometanos. Aparelhos domésticos de UV na Europa e EUA se tornaram populares.

Vantagens do Sistema UV

  • UV é eficiente para inativar bactérias, vírus, esporos e cistos;
  • Dosagens de 20-30 mW.s/cm2 são suficientes para controle de vírus; 30-40 mW.s/cm2 para controle de bactérias (coliformes fecais por ex.) e 40-60 mW.s/cm2 para controle de protozoários;
  • UV é um processo físico não utilizando/adiciona produtos químicos ao meio;
  • Não tem necessidade de transporte, armazenamento, manuseio de produtos tóxicos ou corrosivos;
  • Não há efeito residual que possa prejudicar humanos, meio ambiente ou vida aquática;
  • Não altera o pH ou qualquer propriedade físico-química da água;
  • É de fácil e segura operação para o usuário;
  • Ocupa menos espaço que a instalação de outros métodos;
  • Pode ser usado para controle de doenças e algas indesejáveis em aquicultura sem problema algum para os peixes, etc.;
  • Precisa de menor tempo de contato com a água para controlar os patógenos;
  • Preserva o gosto da água;
  • Preserva os sais minerais próprios da água.
  • Os organismos não criam resistência;
  • Ação rápida: 0,5 -5,0 seg contra 20 – 40 minutos no caso do cloro e/ou ozônio.

Processo UV

Processo UV

Dosagem e Controle

As dosagens recomendadas para controle, variam de acordo com o organismo e meio onde a radiação é aplicada. Na Alemanha se determinou, para desinfecção de água potável dosagens de 40 mW-seg/cm2, nos EUA para tratamento de efluentes industriais 30 mW-seg/cm2, para água de reuso 50-100 mW-seg/cm2. Ainda nos EUA, quando a água sofre uma filtração média (areia por ex.) a dosagem recomendada é de 100 mW-seg/cm2, uma filtração melhor, por membrana, por ex., permite uma dosagem menor de 80 mW-seg/cm2, se a água passar por um sistema de filtração por Osmose Reversa a dose pode baixar para 40 mW-seg/cm2.

Dosagem de UV requerida para controle de 99,9% (mW-seg/cm2)

  • A intensidade de luz e a quantidade ou tempo de exposição, que atinge efetivamente os microrganismos é afetada pela turbidez da água, pela temperatura e pelos depósitos de materiais que se acumulam sobre a lâmpada. É importante uma limpeza periódica, a cada 4 meses, por exemplo.
  • De forma geral a Amônia, os Nitratos e Nitritos além da DBO, não afetam a radiação; a dureza da água pode levar à precipitação de sais sobre a lâmpada; o Ferro e ácidos húmicos absorvem a radiação havendo necessidade de controle, o pH afeta a solubilidade dos metais e carbonatos e os sólidos em suspensão podem proteger os organismos da radiação, reduzindo a eficiência do tratamento.

Recomendações de tratabilidade com UV

A limpeza das lâmpadas ou dos tubos de quartzo pode ser feita com ácido cítrico, solução de vinagre ou álcool. A troca das lâmpadas é função do tempo de uso: 8000 horas ou uma vez ao ano é recomendável que se troquem. Os reatores podem ser trocados cada 10 anos.


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