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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Aspectos técnicos e econômicos da dessalinização por nanofiltração de águas subterrâneas para abastecimento potável
Other Titles: Technical and economic aspects of groundwater nanofiltration desalination for drinking water supply
???metadata.dc.creator???: Rojas, Fernando Cuenca 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Brião, Vandré Barbosa
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: Pandolfo, Adalberto
???metadata.dc.description.resumo???: Os períodos de seca vêm se tornando um problema constante em diversas regiões do mundo, e não é diferente na América do Sul. Países como o Brasil, Argentina, Paraguai e Uruguai, partilham um imenso reservatório hídrico interior, o Sistema Aquífero Guarani (SAG). Entretanto, deve-se dar relevância à qualidade das águas subterrâneas do Guarani em algumas regiões, pois estas podem ser águas salobras e apresentar presença de sulfatos, fluoretos, cloretos e sólidos dissolvidos totais (SDT), desqualificando-as para a potabilidade. O objetivo é estudar o desempenho das membranas de nanofiltração (NF), para a dessalinização das águas do SAG do ponto de vista técnico e econômico com o intuito de buscar novas alternativas de tratamento para o abastecimento de água potável em populações com risco de escassez de água. Trabalhou-se com amostras sintéticas com o intuito de conhecer a permeabilidade e seletividade da membrana de NF a diferentes pressões e temperaturas. A água do SAG foi coletada num poço subterrâneo de 834 (m) de profundidade em Marcelino Ramos/RS, tanto as amostras do poço como o permeado foram caracterizadas através de 20 parâmetros físico-químicos, incluindo os metais pesados. Com à amostra do SAG as variáveis independentes foram as duas pressões (1 e 2 MPa) e os fatores de concentração do modulo (FC = 2, 3 e 4), para avaliar as variáveis dependentes com o fluxo permeado e rejeições dos parâmetros: sulfato, fluoreto, condutividade elétrica, cloreto e SDT. Utilizou-se uma membrana KMS 2538-SR3D-VYV da Koch Membrane Systems, com uma área unitária de 1,8 m² e realizou-se os experimentos no equipamento piloto ao longo de 70 minutos. Obtevese fluxos de permeado na melhor condição de operação (pressão de 2 MPa e temperatura de 30ºC) de 115,75±0,77 (Lm-2h-1); rejeições de sulfatos de 70%, cloretos 85%, fluoretos 95% e SDT 85%. Definiu-se quatro cenários de análise, tendo, dois modelos de mistura e as duas pressões de operação definidas. Desenhou-se um sistema com mistura para a otimização do processo com uma recuperação de 91,6% da água, com um fator de concentração de quatro (FC=4) e realizando uma avaliação técnica escolheu-se o cenário 1. Assumindo-se uma população de 10000 habitantes para uma cidade de pequeno porte no Rio Grande do Sul, as membranas necessárias para tratar a água salobra e abastecer dita cidade é de 314,16 m², para tanto são necessárias 10 membranas com uma área de 34,5 m² cada membrana do grupo KMS 8038 SR3-VYV. Fez-se uma avaliação da viabilidade econômica na condição de certeza dos 4 cenários, considerando os investimentos, custos de operação e manutenção, custos de construção da planta de dessalinização, entre outros, portanto o cenário 1 mostrou-se atrativo economicamente, obtendo-se um custo final de água tratada entre 0,28-0,46 U$/m³ equivalente a 0,90-1,49 R$/m³. O sistema PSM de nanofiltração representa uma nova alternativa para o tratamento de água subterrânea salobra e o abastecimento de água potável, sendo atrativo técnica e economicamente para o campo da dessalinização e as novas fontes de água no futuro.
Abstract: Dry periods are becoming a constant problem in many regions of the world, and it's no different in América do Sul. Countries like Brazil,Argentina, Paraguay, and Uruguay, share a huge indoor water reservoir, the Guarani Aquifer System (GAS). However, one should give importance to the quality of groundwater of the Guarani in some regions, as these can be brackish waters and the present presence of sulfates, fluorides, chlorides and total dissolved solids (TDS), disqualifying them for potability. The objective is to study the performance of nanofiltration membranes (NF), for desalination of water GAS technical and economic point of view in order to seek new alternatives of treatment for drinking water supply in populations at risk of shortages Water. Worked up with synthetic samples in order to meet the permeability and selectivity of NF membrane at various pressures and temperatures. The GAS water was collected in a subterranean well 834 (m) deep in Marcelino Ramos / RS, both samples as well the permeate 20 were characterized by physicochemical parameters, including heavy metals. With the sample of SAG independent variables were the two pressures (1 to 2 Mpa) and modulus volume reductionrate (VRR = 2, 3 and 4) to evaluate the dependent variable with the flow permeate and discards parameters: sulfate fluoride, electric conductivity, chloride, and SDT. We used a membrane KMS-2538-SR3D VYV Koch Membrane Systems with a unit area of 1.8 m² and was carried out in pilot experiments equipment over 70 minutes. The permeate fluxes were obtained in the best operating condition (pressure of 2 MPa and temperature of 30ºC) of 115.75 ± 0.77 (Lm-2h-1); sulfates rejections of 70%, 85% chlorides, fluorides and TDS 95% to 85%. Defined four scenarios analysis having two mixing models and the two operating pressures set. He designed a system with mixing to optimize the process with a recoveryof 91.6% of water, with a four-volume reduction rate (VRR = 4) and performing a technical assessment was chosen scenario 1. Assuming a population of 10,000 inhabitants for a small town in the Rio Grande do Sul, the necessary membranes to treat brackish water and pour this city is 314.16 m², for that requires 10 membranes with an area of 34.5 m² each membrane KMS-8038 SR3 VYV group. There was an evaluation of economic viability in the certainty condition of the four scenarios, considering the investment, operating and maintenance costs, construction costs of the desalination plant, among others, so scenario 1 was shown to be economically attractive, resulting in a final cost of treated water between 0.28 to 0.46 U$/m³ equivalent to 0.90 to 1,49 R$/m³. The nanofiltration PSM is a new alternative for the treatment of brackish groundwater and drinking water supplies, being attractive technically and economically to the field of desalination and new water sources in the future.
Keywords: Água
Purificação
Filtração
Águas subterrâneas
Dessalinização da água
Abastecimento de água
???metadata.dc.subject.cnpq???: ENGENHARIA DE AGUA E SOLO::CONSERVACAO DE SOLO E AGUA
???metadata.dc.language???: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade de Passo Fundo
???metadata.dc.publisher.initials???: UPF
???metadata.dc.publisher.department???: Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAR
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Citation: ROJAS, Fernando Cuenca. Aspectos técnicos e econômicos da dessalinização por nanofiltração de águas subterrâneas para abastecimento potável. 2017. 141 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2017.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://tede.upf.br/jspui/handle/tede/1365
Issue Date: 17-Apr-2017
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

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