Tratamento de água para consumo humano em comunidades rurais com utilização de moringa oleifera e desinfecção solar

Abstract

A utilização da Moringa oleifera (M.O) na clarificação de água seguida pela exposição solar como forma de desinfecção vem sendo usada em regiões desfavorecidas em infraestrutura e recursos financeiros. Essas tecnologias proporcionam as pessoas que habitam nessas regiões, água, de maneira fácil, autossustentável e a custo baixo. O objetivo do estudo foi de avaliar o uso conjunto da M.O na coagulação-floculação e do sistema solar na desinfeção da água para consumo humano. Os objetivos específicos da pesquisa foram: a) determinar a dose de M.O na remoção da turbidez e cor aparente da água bruta; b) determinar o tempo de exposição solar necessário para a remoção de E. coli e coliformes totais presentes na água clarificada com M.O; c) identificar com a técnica delineamento composto central rotacional (DCCR) quais variáveis independentes (pH, dosagem, tempo de mistura lenta e rápida) exerceram maior remoção da cor aparente e turbidez na água bruta. Na desinfeção solar foi considerado um tempo de exposição de 2, 4 e 6 horas, e para a determinação da dosagem e tempos ótimos foram realizados 28 ensaios em Jarteste. Os dados obtidos foram analisados através da Metodologia de Superfície de Resposta do DCCR do programa Statistic 8. As condições do ensaio que apresentou os melhores resultados foram: pH, 6,3; tempos de mistura rápida e lenta de 4 e 25 minutos, respectivamente; dosagem ótima de Moringa de 950 mg/L. Nestas condições, houve remoção de 80% da cor e 94% da turbidez. Adicionalmente, a clarificação com Moringa removeu 98,5 e 96,3% de coliformes totais e E. coli presentes na água bruta. A análise de variância mostrou que a dosagem ótima, os tempos de mistura rápida e lenta e a interação dos tempos de mistura lenta e rápida influenciaram na remoção da turbidez, enquanto a remoção de cor foi influenciada pela dosagem ótima e tempo de mistura lenta. As amostras com e sem filtração em filtro quantitativo de porosidade disforme (tecido de algodão de uso doméstico) foram expostas a desinfeção solar para a remoção de E. coli e coliformes totais. Houve eliminação de 64,8 e 59,7% em 2 horas; 100% e 99,7% em 4 horas e 100% em 6 horas para água não filtrada. Para água filtrada, as remoções foram de 70 e 19,2% (2 horas); 100 e 46% (4 horas) e 100% (6 horas). A desinfecção solar mostrou-se mais eficiente na exposição da água por 6 horas. Assim sendo, o uso conjunto da Moringa e da desinfeção solar em geral promoveram a clarificação e a desinfecção da água, reduzindo significativamente a turbidez e deixando-a livre de E. coli e coliformes totais.

The use of Moringa oleifera (M.O) in clarifying water followed by sunlight exposure as a means of disinfection has been used in disadvantaged areas with lack of infrastructure and financial resources. These technologies provide the people living in these regions, water in self-sustainable and cost-effective way. The objective of the study was to evaluate the combined use of M.O in coagulation-flocculation followed by solar disinfection to produce water suitable for human consumption. The specific objectives of the research were: a) to determine the optimal dose of M.O for removing turbidity and apparent color of the raw water; b) to determine the exposure time required for solar disinfection and removal from E. coli and total coliforms (TC) in the clarified water with M.O; c) to identify with the technical design central composite (CCRD) which independent variables (pH, dosage, slow and fast mixing time) had higher removal of apparent color and turbidity in the raw water. Exposure times tested in solar disinfection were 2, 4 and 6 hours. Twenty eight jartests were performed to determine the optimal dose, slow and fast mixing time and pH. Data were analyzed by CCRD Response Surface Methodology using the program Statistic 8. Test conditions that showed the best results were: pH, 6.3; fast and slow mixing times of 4 and 25 minutes, respectively; Moringa optimum dose of 950 mg/L. Under these optimal conditions, removals efficiencies for color and turbidity were, respectively, 80% of color and 94%. In additional, clarification with Moringa removed 98.5 and 96.3% of total coliforms and E. coli present in the raw water. Analysis of variance showed that the optimal dosage of the fast and slow mixing times, and the interaction of the fast and slow mixing times influenced the removal of turbidity, while the color removal was influenced by the optimum dosage and duration of slow mixing. The samples filtered in filter quantitative without unsightly porosity and were exposed to solar disinfection for removal of E. coli and total coliforms. There elimination 64.8 and 59.7% at 2 hours; 100% and 99.7% in 4 hours and 100% at 6 hours for unfiltered water. For filtered water removals were 70 and 19.2% (2 hours); 100 and 46% (4 hours) and 100% (6 h). Solar disinfection was more efficient in water exposure for 6 hours. It could be concluded that the joint use of the Moringa and solar disinfection generally promoted the clarification and disinfection of water, significantly reducing turbidity and leaving the water free of E. coli and total coliforms.