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Previous issue date: 2017-03-09 / The high incidence of waterborne diseases is attributed to the inadequacy of sanitary sewage
systems in Brazilian rural areas. The use of solar radiation has low-cost, easy operation and
do not use chemicals in wastewater disinfection for agricultural use. Given the above, this
study aimed at developing and validating a solar reactor for the disinfection of gray water
from rural areas in the semiarid region, aiming at the reuse of the effluent. The experiments
were conducted in the experimental area of the Federal Rural University of the Semi-Arid
region in Mossoró, state of Rio Grande do Norte. The gray water treatment plant consists of
septic tank, anaerobic filter and solar reactor. In the solar reactor, 0.1 m layers of gray water
were exposed to solar radiation during the period between 8:00 AM to 4:00 PM, and aliquots
were taken every two hours. The experimental tests were performed from July to December
2015, in order to evaluate the efficiency of solar disinfection by means of pH, dissolved
oxygen, temperature, electrical conductivity, total suspended solids, turbidity, total
coliforms, E. coli and helminth eggs. At the same time, the following environmental
variables were monitored: air temperature and global solar radiation. For enumeration of
helminth eggs, we used the modified Bailenger technique. For determination of fecal
coliforms, we used the Colilert method. Data were subjected to descriptive statistics and
analysis of variance for all analyzed characteristics. Multivariate analysis such as principal
component analysis and hierarchical cluster analysis were also applied. A multiple
regression analysis proposed a mathematical model that represents the inactivation of
pathogens through solar disinfection. The results showed that the 8-hour solar exposure time
was not enough to reduce the E. coli population to the point of allowing unrestricted reuse
in irrigation, requiring longer exposure times or reduction in effluent color and turbidity.
Principal component analysis summarized the initial 11 variables to 7 variables, explaining
79.46% of the total variance. The analysis of hierarchical clustering indicated the formation
of four distinct groups, with determinant influence of seasonality and the time of exposure
to solar radiation. According to the regression analysis, the most important variables in the
solar disinfection process were cumulative solar radiation and conductivity / A elevada incidência de doenças de veiculação hídrica nas áreas rurais brasileiras é
atribuída a inadequação dos sistemas de esgotamento sanitário. O uso da radiação solar é
uma alternativa de baixo custo, fácil operação e não utilização de produtos químicos na
desinfecção de águas residuárias para fins de aproveitamento agrícola. Diante do exposto, o
presente trabalho tem a finalidade desenvolver e validar um reator solar para desinfecção de
águas cinza de áreas rurais no semiárido, visando o reúso agrícola do efluente. Os ensaios
foram realizados na área experimental da Universidade Federal Rural do Semi-árido em
Mossoró-RN. A estação de tratamento de águas cinza foi composta por tanque séptico, filtro
anaeróbio e reator solar. No reator solar foram mantidas lâminas de águas cinza de 0,1 m,
que ficaram expostas à radiação solar durante o período entre 8:00 às 16:00 h, e coletadas
alíquotas a cada duas horas. Os ensaios experimentais foram realizados no período de julho
a dezembro de 2015, no intuito de avaliar a eficiência da desinfecção solar por meio das
análises de: pH, oxigênio dissolvido, temperatura, condutividade elétrica, sólidos suspensos
totais, turbidez, coliformes totais, E.coli e ovos de helmintos. Paralelamente, foram
monitoradas, também, as seguintes variáveis ambientais: temperatura do ar e radiação solar
global. Para enumeração dos ovos de helmintos foi empregada a técnica de Bailenger
modificada, enquanto para determinação de coliformes fecais utilizou-se do método do
Colilert. Os dados obtidos mediante procedimentos laboratoriais analíticos foram
submetidos à estatística descritiva e análise de variância para todas as características
analisadas. Utilizando-se ainda das ferramentas estatísticas multivariadas, como a análise de
componentes principais e análise de agrupamento hierárquico, tal como da análise de
regressão múltipla, possibilitou a elaboração de um modelo matemático que representou a
inativação de patógenos através da desinfecção solar. O tempo de exposição solar de 8 horas
não foi suficiente para redução do nível populacional de E.coli a ponto de permitir o reúso
irrestrito para irrigação, necessitando de tempos de exposição prolongados ou redução nos
valores de cor e turbidez do efluente. A análise de componentes principais promoveu a
redução das 11 variáveis iniciais para 7 variáveis, explicando 79,46% da variância total. Já
a análise de agrupamento hierárquico formou quatro grupos distintos, sendo determinantes
a sazonalidade e o tempo de exposição solar à que as amostras foram submetidas. De acordo
com a análise de regressão as variáveis mais importantes no processo de desinfecção solar
foram a radiação solar acumulada e a condutividade elétrica / 2017-09-25
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.ufersa.edu.br:tede/813 |
| Date | 09 March 2017 |
| Creators | Cavalcante, Fernanda Lima |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/5596049030553183, Dombroski, Solange Aparecida Goularte, Diniz, Marineide Jussara, Bezerra, Joel Medeiros, Rocha, Francisco Angelo Gurgel da |
| Publisher | Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Programa de Pós-Graduação em Manejo de Solo e Água, UFERSA, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFERSA, instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido, instacron:UFERSA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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