Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-05-17T22:15:33Z No. of bitstreams: 1 FranciscoPSA_TESE.pdf: 2398659 bytes, checksum: eb03ed2331e94952c28292ffae0fb7cd (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-05-24T11:15:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FranciscoPSA_TESE.pdf: 2398659 bytes, checksum: eb03ed2331e94952c28292ffae0fb7cd (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-05-24T11:16:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FranciscoPSA_TESE.pdf: 2398659 bytes, checksum: eb03ed2331e94952c28292ffae0fb7cd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-24T11:16:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoPSA_TESE.pdf: 2398659 bytes, checksum: eb03ed2331e94952c28292ffae0fb7cd (MD5) Previous issue date: 2017-01-31 / In the semi-arid region, due to the predominance of the crystalline basement, the ground waters usually have high concentration of salts. To make these waters suitable for consumption, desalination plants have been installed in rural communities and settlements to meet the water demand. However, regardless of the efficiency of the membrane and installed structure of the desalinators, the reverse osmosis system will always produce not only potable water, but also a residue (brine or concentrated reject) with salt concentration higher than that of the original water. Our first objective was to investigate the efficiency of reverse osmosis in the purification of water from brackish and saline wells in desalination plants installed in Rural Communities and Settlements in Western Rio Grande do Norte. Second, we aimed was to study hydrochemical properties of the waters from the desalination process (well water, saline reject and purified water). The third objective was to propose a relative quality index for the waters from the reverse osmosis treatment plants for irrigation purposes. Four campaigns were carried out to collect samples of well water, purified water and reject brine, from October 2013 to November 2014, in 7 inland desalination plants of Rural Communities and/or Settlements in Western Rio Grande do Norte. The following parameters were determined: reverse osmosis efficiency in water purification and the quality parameters electrical conductivity (EC), pH, cations (sodium, potassium, calcium and magnesium) and anions (chloride, carbonate and bicarbonate), Sodium Adsorption Ratio (SAR), Langelier Saturation Index (LSI), Ryznar Stability Index (RSI) and Calcium/Magnesium ratio. In addition, the influence of LSI and RSI on the recovery rate of the reverse osmosis desalination systems was also investigated. The analyses of the results indicate that the mean recovery rate of the desalination systems was equal to 32.11% for October/November 2013, 52.42% for February/March 2014, 41.41% for June/July 2014 and 33.60% for October/November 2014. High values of Index Assessment of a desalination plant's water quality are shown as possible delineators of risk of soil salinization and groundwater deterioration. The highest degree of land use impact upon on the water quality from desalination plant was recorded in reject brine samples followed by well water. As to the classification of the waters, 17.86% of the analyzed water samples were classified as excellent (Class I), 22.62% as good (Class II), 22.62% as intermediate (Class III), 10.71% as poor (Class IV) and 26.19% as very poor (Class V) / No semiárido, devido a predominância do embasamento cristalino, as águas subterrâneas, geralmente, alta concentração de sais. A fim de tornar estas águas próprias para consumo, dessalinizadores têm sido instalados em comunidades e assentamentos rurais para suprir a demanda hídrica. Porém, independentemente da eficiência da membrana e da estrutura instalada dos dessalinizadores, o sistema de osmose reversa produzirá sempre a água potável, mas também a resíduo (rejeito salmoura ou concentrado) com concentração de sais superior à salinidade da água original. Nosso primeiro objetivo foi investigar a eficiência da osmose reversa na purificação das águas de poços salobros e salinos em estações de tratamento instaladas em Comunidades e Assentamentos rurais do Oeste Potiguar. Em segundo lugar, objetivou-se estudar as propriedades hidroquímicas das águas do processo de dessalinização (águas de poços, rejeito salino e purificadas). O terceiro objetivo, propôs um índice relativo de qualidade das águas das estações de tratamento por osmose reversa para fins de irrigação. Foram realizadas 4 campanhas de coletas de amostras de águas de poços, purificadas e de rejeito salino, entre os períodos de outubro de 2013 a novembro 2014, em 7 estações de tratamentos de água de Comunidades e/ou Assentamentos rurais do Oeste potiguar. Determinaram-se a eficiência da osmose reversa na purificação da água e os parâmetros de qualidade Condutividade Elétrica (CE), pH, cátions (sódio, potássio, cálcio e magnésio) e ânions (cloreto, carbonato e bicarbonato), Razão de Adsorção de Sódio (RAS), Índices de Saturação de Langelier (ISL), de Estabilidade de Ryznar (IER) e a relação Cálcio/Magnésio. Além disso, investigou-se a influência dos Índice de Saturação de Langelier e do Índice de Estabilidade de Ryznar com a taxa de recuperação dos sistemas dessalinização por osmose reversa. As análises dos resultados indicam que a taxa de recuperação média dos sistemas de dessalinização foi de 32,11% para os meses de outubro/novembro/2013; 52,42% para os meses de fevereiro/março/2014; 41,41% para os meses de junho/julho/2014 e 33,60 % para os meses de outubro/novembro/2014. Os altos valores de Índice Relativo de Qualidade das águas das estações de dessalinização são apontados como indicadores de possíveis riscos de salinização de solos e de contaminação de aquíferos subterrâneos. O maior grau de impacto do uso da terra em consequência da qualidade das águas de estações de dessalinização foi registrado em amostras de rejeito salino seguidas das águas de poços. Com relação à classificação das águas, registraram que em 17,86 % das amostras de água analisadas foram classificadas como excelentes (Classe I), 22,62 % como boas (Classe II); 22,62 % como razoáveis (Classe III); 10,71% como ruins (Classe IV) e 26,19 % das amostras foram classificadas como péssimas (Classe V) / 2017-05-17

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / This work presents two new prototypes of a circular desalinator operation in a solar cooker for indirect heating. The first prototype, called Type A, produces desalinated water from brackish water deposited in the pan solar cooker. In the second prototype, the Type B, the brackish water pan is used only as a means of transfering heat to the first tray tower desalination. These prototypes were fabricated and tested in LESGN (Solar Energy Laboratory and Natural Gas). Its structure consists of stainless steel plates, trays with circular and inclined downwards (with circular trays to facilitate the flow of condensed water) and "pipes" (that harvest desalinated water and take out the stages and side rails, harvesting the water that condenses the side walls). The desalting tower was formed by a set of trays to facilitate the handling and operation. The experiments were conducted between 7.00am and 5.00pm and the maximum number of stages was three. Experiments with 2 and 3 stages confirmed the heat recovery process, in other words, the repeated use of the heat stored in the desalinated water in a lower stage by stage above. The experimental results showed that the maximum production were daily for the Type A, 4.72 L with 3 stages, and the desalinator Type B 3.50 L also with 3 stages. It was found that the efficiency of desalination type A was greater than that of Type B, which explains why Type B has a further resistance to heat transfer. On the other hand, Type B prototype allows continued operation of the desalination tower, not requiring the dismantling after each emptying process of the water in the pan / Este trabalho apresenta dois novos protÃtipos de um dessalinizador circular para operaÃÃo em um fogÃo solar de aquecimento indireto. O primeiro protÃtipo, denominado Tipo A, produz Ãgua dessalinizada a partir da Ãgua salobra depositada na panela do fogÃo solar. No segundo protÃtipo, o Tipo B, a Ãgua salobra da panela à usada apenas como meio de transferÃncia de calor para a primeira bandeja da torre de dessalinizaÃÃo. Estes protÃtipos foram fabricados e testados no LESGN (LaboratÃrio de Energia Solar e GÃs Natural). Sua estrutura à formada por chapas de aÃo inoxidÃvel com bandejas circulares e inclinadas para baixo, com bandejas circulares para facilitar o escoamento da Ãgua condensada, âcachimbosâ, que colhem a Ãgua dessalinizada e levam para fora dos estÃgios e calhas laterais, que colhem a Ãgua que condensa pelas paredes laterais. A torre de dessalinizaÃÃo foi formada por um conjunto de bandejas para facilitar o manuseio e operaÃÃo. Os experimentos foram realizados entre 7 e 17 hs e o nÃmero mÃximo de estÃgios foi trÃs. Os experimentos com 2 e 3 estÃgios confirmaram o processo de recuperaÃÃo de calor, ou seja, a utilizaÃÃo repetida do calor armazenado na Ãgua dessalinizada em um estÃgio inferior pelo estÃgio superior. Os resultados experimentais mostraram que as mÃximas produÃÃes diÃrias foram, para o Tipo A, de 4,72 L com 3 estÃgios, e para o dessalinizador Tipo B, 3,50 L com 3 estÃgios. Verificou-se que a eficiÃncia do dessalinizador Tipo A era superior ao do Tipo B, o que se explica por o Tipo B ter uma resistÃncia a transferÃncia de calor a mais. Por outro lado, o protÃtipo Tipo B permite uma operaÃÃo continuada da torre de dessalinizaÃÃo, nÃo sendo necessÃrio a sua desmontagem apÃs cada esvaziamento da Ãgua na panela.