I UTILIZAÇÃO DA PRÉ-FILTRAÇÃO E FILTRAÇÃO LENTA NO TRATAMENTO DE ÁGUA PARA PISCICULTURA

Transcrição

1 I-7 - UTILIZAÇÃO DA PRÉ-FILTRAÇÃO E FILTRAÇÃO LENTA NO TRATAMENTO DE ÁGUA PARA PISCICULTURA José Euclides Stipp Paterniani (1) Engenheiro Civil, Mestre em Hidráulica e Saneamento pela USP, 1986, Doutor em Hidráulica e Saneamento pela USP, 1991, Professor da faculdade de Engenharia de Ilha Solteira - UNESP, de 1982 a 1989, Professor Associado da Faculdade de Engenharia Agrícola - UNICAMP, desde Atua na Área de Qualidade da Água. Celso Henrique Zuppi da Conceição Bacharel em Química, Professor da Faculdade de Engenharia Agronômica - CREUPI, Centro Universitário de Espírito Santo do Pinhal, Pós-graduando a nível de Mestrado na Faculdade de Engenharia Agrícola - UNICAMP. Endereço (1) : Rua Benedita do Amaral Pinto, 57, Jd. Santa Genebra, CEP 138-8, Campinas, SP, Fone: (xx19) ou , Fax: (xx19) , pater@agr.unicamp.br RESUMO Embora a produção de peixes venha apresentando um crescimento acelerado nos últimos anos no Brasil, não há, em geral, preocupação em se tratar a água utilizada na atividade aquícola. Uma água de boa qualidade é fundamental para o crescimento, reprodução e sobrevivência das diferentes espécies de peixes. Buscando uma tecnologia simples, eficiente e de baixo custo, optou-se por estudar a eficiência da utilização da pré-filtração sucedida pela filtração lenta no tratamento de água para a Piscicultura, em uma instalação piloto com produção de pacus (Piaractus mesopotamicus) construída no Campo Experimental da Faculdade de Agronomia do Centro Regional Universitário de Espírito Santo de Pinhal - SP. A fim de tornar o projeto viável economicamente, foram empregados materiais alternativos na construção da instalação, tais como manta sintética não tecida no topo da camada de areia e materiais alternativos da construção civil. Operando taxas de filtração de 2, e 4, m 3 /m 2 xdia, monitorou-se a turbidez, cor aparente e coliformes totais da água. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência do tratamento de água para a Psicultura através do emprego da filtração lenta precedida de pré-filtração. Obteve-se reduções de turbidez, cor aparente e coliformes totais da ordem de 9% ou mais. Os filtros lentos apresentaram excelente eficiência na remoção de coliformes totais, com reduções de 99,9%. PALAVRAS-CHAVE: Qualidade de Água, Pré-Filtração, Filtração Lenta, Piscicultura. INTRODUÇÃO As águas utilizadas pelos piscicultores pertencentes ao meio rural, na quase totalidade dos casos, não sofrem nenhum tipo de tratamento. Viabilizar um sistema que proporcione o tratamento da água em propriedades agrícolas, implicará diretamente na melhoria da qualidade e produção de alevinos. Segundo DELBIN e PATERNIANI (1998) a qualidade da água, um item de elevada importância para a produção de peixes, é fundamental ao crescimento, reprodução e sobrevivência das espécies. Nos últimos anos, o Brasil vivenciou acelerado ritmo de crescimento na produção aquícola, com um crescimento de 19% em cinco anos. As características físicas e químicas da água são fundamentais para os organismos aquáticos, pois determinam as condições ambientais que propiciam o crescimento e a sobrevivência de espécies vegetais e animais aquáticos. As águas naturais apresentam grandes variações nas suas características físicas e químicas. Estas variações são determinadas pela localização geográfica do corpo d água, pelas características geológicas da região em que se situa, a vegetação que circunda suas margens e, também, pela influência antrópica sobre estes ecossistemas aquáticos. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 As diferentes características físicas e químicas dos corpos d água naturais propiciam diferenças na qualidade e quantidade de organismos aquáticos e constituem-se em verdadeiras barreiras para determinadas espécies que se adaptam a águas mais frias ou mais quentes, mais ácidas ou alcalinas. É fundamental o conhecimento das características das águas, tanto para a compreensão do ambiente aquático como para o cultivo dos organismos aquáticos. Destacam-se os fatores climatológicos como: temperatura, precipitação pluviométrica, umidade relativa, pressão atmosférica e ventos, que exercem influência direta sobre a cor, temperatura e turbidez e estas, por sua vez, podem alterar características químicas da água como a riqueza em nutrientes (principalmente o nitrogênio e o fósforo),o ph o teor dos gases oxigênio e carbônico dissolvidos. Desta forma, vão exercer influência direta sobre a produção primária (fitoplâncton), secundária (zooplâncton) e, como conseqüência, sobre os peixes. A filtração lenta é um processo de tratamento, que através da passagem da água por um meio granular, geralmente areia, possibilita a melhoria de suas características química, físicas e biológicas, a ponto de tornála mais adequada para a reprodução de peixes e outros usos. Esse processo de tratamento de águas, apresenta algumas vantagens sobre outras tecnologias, destacando-se principalmente a não necessidade do emprego de produtos químicos, nem a exigência de equipamentos sofisticados para controle do processo, a não necessidade de operadores qualificados, além de ser de simples construção e de produzir pouco lodo. Essas vantagens aliadas ao uso de materiais alternativos e, de mão de obra simples, podem reduzir os custos iniciais de implantação, operação e manutenção desse sistema, possibilitando um processo de tratamento de água bastante eficiente e acessível. A necessidade de se encontrar uma técnica, que atenuasse os efeitos das variações sazonais da qualidade da água bruta, no desempenho dos filtros, além de propiciar condições para se conseguir realizar a limpeza mais rapidamente, levou alguns pesquisadores a investigar, o uso da manta sintética não tecida no topo da camada de areia, destacando-se os trabalhos de DI BERNARDO e colaboradores (199 ) e PATERNIANI (1992). Uma vez terminada a carreira de filtração, essa manta é facilmente retirada do filtro e lavada, removendo a schmutzdecke nela desenvolvida. Uma vez limpa, a manta é então colocada de volta no filtro. As pesquisas realizadas pelos autores acima, demonstraram que o uso de mantas no topo da camada de areia dos filtros lentos, além de facilitar o trabalho de limpeza contribuem para um aumento da carreira de filtração. O pré-tratamento com pré-filtros de pedregulhos, também vem sendo recomendado por diversos pesquisadores no sentido de atenuar os picos de cor e turbidez do afluente ao filtro lento. A presente pesquisa tem como objetivo, avaliar o desempenho da filtração lenta, com utilização de mantas não tecidas, no topo da camada de areia, e também a utilização de materiais alternativos da construção civil, como forma de elaborar um sistema de tratamento de água, viável para a piscicultura. MATERIAIS E MÉTODOS A instalação piloto para os ensaios experimentais, cujo esquema é apresentado na Figura 1, foi montada nas dependências do Campo Experimental da Faculdade de Agronomia do Centro Regional Universitário de Espírito Santo do Pinhal SP. O pré-filtro de fluxo ascendente era constituído por um reservatório de água de uso doméstico de plástico com capacidade de 3 litros, sendo usado com meio filtrante pedregulhos de granulometria variando de 2,38mm a 38,1 mm, distribuídos em seis camadas. O filtro lento foi construído em alvenaria medindo 4, m de largura, 4,2 m de comprimento e 1,8 m de altura. Revestido internamente por impermeabilizante, dotado de um sistema de drenagem constituído por tubos de PVC de 3 perfurados. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Como camada suporte foi utilizada uma manta não tecida de polipropileno com as seguintes características: porosidade 95%, superfície específica 253 m 2 /m 3, espessura 3mm, gramatura 4 g/m 2, sobre uma camada de pedregulho de 2 cm de espessura e como meio filtrante, areia grossa de construção civil, peneirada a fim de retirar grãos maiores que 1 mm. No topo da camada de areia foram instaladas duas camadas de mantas não tecidas com as mesmas característica daquela usada na camada suporte. A espessura total do meio filtrante era de 6 cm, propiciando uma carga hidráulica disponível de 1,m. O filtro lento foi operado com taxas de filtração de 2 m 3 /m 2.dia e 4 m 3 /m 2.dia e os seguintes parâmetros qualitativos forma monitorados: Turbidez, Cor aparente e Coliformes totais. O filtro lento abastecia um tanque com pacus (Piaractus mesopotamicus). Figura 1: Esquema da instalação experimental. RESULTADOS As Figuras 2, 3 e 4 mostram os resultados de eficiência de remoção de turbidez, cor aparente e coliformes totais, respectivamente para as duas taxas de filtração empregadas no filtro lento (2 m 3 /m 2.dia e 4 m 3 /m 2.dia). Nestes gráficos são apresentados os valores médios obtidos para os parâmetros avaliados, durante os ensaios. É possível, no entanto notar uma grande eficiência do sistema na redução dos valores dos parâmetros avaliados. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Figura 2: Valores médios de turbidez (NTU) na água bruta (AF) e efluentes do pré-filtro (PF) e filtro lento (FL), para taxa de filtração de 2 m 3 /m 2.dia e taxa de filtração de 4 m 3 /m 2.dia TURBIDEZ (NTU) TURBIDEZ (NTU) Figura 3: Valores médios de cor aparente (UC) na água bruta (AF) e efluentes do pré-filtro (PF) e filtro lento (FL), para taxa de filtração de 2 m 3 /m 2.dia e taxa de filtração de 4 m 3 /m 2.dia COR APARENTE (UC) COR APARENTE (UC) Figura 4: Valores médios de coliformes totais (NMP/ ml) na água bruta (AF) e efluentes do préfiltro (PF) e filtro lento (FL), para taxa de filtração de 2 m 3 /m 2.dia e taxa de filtração de 4 m 3 /m 2.dia COLIF. TOTAIS (NMP/ml) 1 COLIF. TOTAIS (NMP/ml) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 A turbidez foi reduzida em média 54% pelo pré-filtro em relação a água bruta e 96% pelo filtro lento em relação a água bruta para a taxa de filtração de 2 m 3 /m 2.dia no filtro lento. Para a taxa de 4 m 3 /m 2.dia, a redução média da turbidez obtida em relação a água bruta foi de 62% no pré-filtro e 93% no filtro lento. Embora a qualidade da água bruta, avaliada pela turbidez tenha sido ligeiramente inferior no ensaio com a taxa de filtração no filtro lento de 4 m 3 /m 2.dia a eficiência de redução deste parâmetro de controle não foi significativamente afetada pela variação da taxa de filtração. Com relação a cor aparente nota-se que as reduções médias obtidas pelo pré-filtro e pelo filtro lento com a taxa de filtração no filtro lento de 2 m 3 /m 2.dia foram 47% e 9%, respectivamente. Com a taxa de filtração no filtro lento elevada para 4 m 3 /m 2.dia as reduções médias da cor aparente obtidas pelo pré-filtro e pelo filtro lento foram 48% e 87%, respectivamente. Analogamente à turbidez, a redução média da cor aparente não sofreu conseqüências da alteração da taxa de filtração no filtro lento. Quanto à remoção média de coliformes totais o filtro lento se mostrou bem mais eficiente que o pré-filtro, tanto para a taxa de filtração de 2 m 3 /m 2.dia quanto para a de 4 m 3 /m 2.dia. As reduções médias de coliformes obtidas pelo pré-filtro e pelo filtro lento para as taxas de filtração de 2 m 3 /m 2.dia e 4 m 3 /m 2.dia foram 5% e 2%, respectivamente, indicando uma baixa eficiência, principalmente para a taxa de filtração mais alta (4 m 3 /m 2.dia). Já as reduções de coliformes totais obtidas pelo filtro lento tanto para a taxa de filtração de 2 m 3 /m 2.dia quanto para a taxa de 4 m 3 /m 2.dia foram de 99,9%. Esses índices de redução correspondem àqueles observados na literatura e indicam grande eficiência da filtração lenta na redução de microrganismos. A obtenção de água de melhor qualidade físico-química e bacteriológica para piscicultura impede que a produção seja prejudicada por deficiência respiratória dos peixes provocada por excesso de matéria orgânica em decomposição ou partículas sólidas em suspensão na água e até mesmo pela invasão de peixes de espécies competidoras que eventualmente possam afluir para os tanques de produção pelo sistema de bombeamento. Assim, a adoção de um sistema simples de baixo custo operacional e eficiente na remoção de turbidez, cor e microrganismos da água garantirá melhores condições de produção aquícola. CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos conclui-se que: A filtração lenta precedida de pré-filtração empregando materiais alternativos e de simples obtenção (areia de construção civil e mantas não tecidas mostrou-se eficiente para o tratamento de água para piscicultura Com o uso de pré-filtros obteve-se reduções de turbidez, cor aparente e coliformes totais da ordem de 9% ou mais. Os filtros lentos apresentaram excelente eficiência na remoção de coliformes totais, obtendo-se reduções de 99,9%. O aumento da taxa de filtração de 2 para 4 m 3 /m 2.dia, no filtro lento não implicou em redução significativa na eficiência do sistema. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. DELBIN, C.T.; PATERNIANI, J.E.S. Diagnóstico da qualidade da água de viveiros de peixes destinados a pesca no Estado de São Paulo e sul de Minas Gerais Resultados preliminares. Anais: I Congresso Sul Americano de Aquicultura, X Simpósio Brasileiro de Aquicultura, V Simpósio Brasileiro sobre Cultivo de Camarões, II Feira de Tecnologia e produtos para Aquicultura. paper No. 198, Recife, Pernambuco, novembro, DI BERNARDO, L.; GRAHAN, N. J. D.; PATERNIANI, J. E. S. Investigação Experimental sobre Desempenho de Mantas Sintéticas na Filtração Lenta de Águas de Abastecimento. XXII CONGRESSO INTERAMERICANO DE INGENIERIA SANITÁRIA Y AMBIENTAL. San Juan, Puerto Rico, p. 3. PATERNIANI, J. E. S. Utilização de Mantas Sintéticas não Tecidas na Filtração Lenta em Areia de Águas de Abastecimento. São Carlos, p. Tese (Dout. Hidr. San.)- Escola de Engenharia de São Carlos-USP. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5