Coagulantes naturais e sistemas de filtração são tecnologias de tratamento de água, indicadas para comunidades rurais ou isoladas. Este estudo objetivou comparar duas formas de aplicação de coagulante extraído de sementes de Moringa oleifera. Utilizaram-se o coagulante líquido (10 mL L-1 a 20 g L-1) e sachê contendo 0,8 g de pó de sementes de Moringa oleifera. Após as etapas de dispersão da proteína presente nas sementes de Moringa oleifera, coagulação e floculação efetuaram-se pré-filtração ascendente e filtração lenta. Diferenças significativas foram observadas entre o uso do coagulante líquido e sachê na redução de turbidez e cor aparente. Com o uso dos sachês o pré-filtro foi menos eficiente notando-se reduções médias de turbidez igual 73 e 83% para os sachês e coagulante líquido, respectivamente. No filtro lento verificou-se redução média de 84 e 60% com o uso de sachês e coagulante líquido, respectivamente. Considerando todo o sistema de filtração, o uso dos sachês resultou em elevados percentuais de redução de turbidez e cor aparente; além de que seu preparo não requer o uso de água, condição que favorece sua aplicação em regiões em que há escassez de água com qualidade.

Natural coagulants and filtration systems are suitable water treatment technologies in rural or isolated communities. This research aimed to compare two forms of application of coagulant extracted from Moringa oleifera seeds. Coagulant liquid (10 mL L-1 at 2%) and pouches containing 0.8 g powder were used. The dispersion, coagulation and flocculation steps were performed prior to both up flow gravel pre-filtration and slow sand filtration. Significant differences were observed for the liquid coagulant and pouches regarding the reduction of turbidity and apparent color. Although the up flow gravel pre-filter was less effective with the use of pouches, with an average reduction of turbidity of 73.5 and 82.5% for the pouches and liquid coagulant, respectively, the effluent of the slow filter presented lower turbidity, with an average reduction of 83.9 and 60.1% for the pouches and liquid coagulant, respectively. Considering the filtration system (up flow gravel pre-filter and slow sand filter) the use of pouches showed high reduction of turbidity and apparent color. The preparation of pouches does not require the use of water, a condition that favors its application in areas with lack of water of acceptable quality.

Coagulantes naturais como Moringa oleifera e tanino podem ser usados em sistema de tratamento de água, com a finalidade da remoção de turbidez. Em testes de laboratório, simulou-se uma água bruta com turbidez na faixa de 101 a 110 NTU, que foi tratada utilizando-se de M. oleifera e tanino como coagulantes. Foi feita a filtração direta da água coagulada e floculada com uso de geotêxtil sintético não tecido como meio filtrante. Foram avaliados diferentes métodos para o preparo da solução do coagulante à base de M. oleifera. Também se comparou o comportamento dos dois coagulantes em relação à remoção de turbidez e à influência na variação do pH da água tratada. Os resultados obtidos na comparação entre os coagulantes demonstraram que o tanino (Tanfloc SG), por ser um produto industrializado e padronizado, apresenta comportamento mais estável ao longo da filtração em relação à M. oleifera. Embora tenham ocorrido variações nos valores de turbidez ao longo da filtração com o uso da M. oleifera, houve considerável redução no parâmetro, que permaneceu abaixo de 5 NTU em todos os ensaios, concluindo-se que o uso da M. oleifera é viável quando se considera a redução de turbidez.

Natural coagulants such as Moringa oleifera and tannin can be used in water treatment systems aiming to remove turbidity. Raw water with turbidity range from 101 to 110 NTU was simulated in laboratory tests, and treated using M. oleifera and tannin as coagulants. Coagulated and flocculated water was filtered directly through non-woven synthetics fabrics. Different methods of coagulating solution preparation were evaluated based on M. oleifera. Both coagulant behavior were also compared with respect to turbidity removal and their influence on treated water pH alteration. Comparison results for the two coagulants showed that tannin (Tanfloc SG), since it was an industrialized standardized product, presented a more stable behavior throughout filtration as compared to M. oleifera. Although variations in turbidity occurred during filtration with M. oleifera, there was a considerable reduction in this parameter, which remained below 5 NTU in all trials. Therefore, M. oleifera is feasible when considering turbidity reduction.

Esta pesquisa teve como finalidade mostrar a variação da qualidade da água e sua influência na perda de carga de dois sistemas de filtragem (filtro de disco e manta sintética não tecida) utilizados em um sistema de irrigação localizada por gotejamento. Utilizou-se água de um reservatório aberto, onde foi instalado um módulo de irrigação localizada para o estudo. Para melhor comparação dos filtros, foram utilizados dois índices de uniformidade de distribuição de água para verificar o grau de entupimento dos gotejadores. A pesquisa foi desenvolvida em quatro etapas de 30 dias, realizadas em diferentes estações do ano. Em cada etapa, foram analisados os principais parâmetros físicos, químicos e biológicos da água de irrigação que causam problemas de entupimento nos emissores: sólidos suspensos, turbidez, pH, ferro, manganês, sulfetos, condutividade elétrica, sólidos dissolvidos, dureza, índice de Langelier, algas e bactérias. Os resultados mostraram que os parâmetros químicos que apresentaram médio risco de obstrução aos emissores, foram: pH, ferro e sulfetos. Os parâmetros físicos e biológicos analisados apresentaram baixo risco de entupimento nos gotejadores. No filtro de manta sintética não tecida, a evolução da perda de carga foi mais acentuada e mais rápida em relação ao de disco.

The research had as objective to show the variation of water quality and its influence in the head loss of two filtration systems (disc filter and non-woven synthetic fabrics) used in a dripper irrigation system. For a better comparison of the filters were used two water uniformity distribution index to estimate the obstructions of emitters and analyzed the main physical, chemical and biological parameters of the irrigation water causing problem of obstruction in drippers during of the period of one year.. The evaluation criterions of the impurities in the irrigation water were based on the studies of the trickle irrigation systems. The parameters analyzed were: pH, turbidity, suspended solids, dissolved solids, EC, hardness, Langelier index, total iron, sulphites, algae and bacterium. The source of water used in this experiment was from an open reservoir, where it has been installed an experimental trickle irrigation system. The research was developed in four phases of 30 days each, in different seasons of year. The interpretation of the results showed that the chemical factors, which presented medium risk of clogging for the emitters, were pH and the concentration of iron and sulphites. The physical and biological analyzed parameters of water quality showed low risk of clogging in the drippers. In the filter of non-woven synthetic fabrics the evolution of head loss was sharper and faster than in the disc filter.

O trabalho apresenta uma avaliação do sistema-piloto de filtração em múltiplas etapas, com aplicação de diferentes dosagens (131 mg L-1 e 106 mg L-1) do coagulante natural extraído de sementes de Moringa oleifera, nas etapas de pré-filtração e filtração lenta, respectivamente. O sistema foi constituído por uma unidade de pré-filtro dinâmico, duas unidades de pré-filtros de fluxo ascendente em paralelo e quatro unidades de filtros lentos em paralelo, sendo que, em um dos filtros lentos, houve variação do meio filtrante. O desempenho do sistema foi avaliado por meio de parâmetros como turbidez, cor aparente e perda de carga dos filtros lentos. As etapas que receberam a solução coagulante tiveram maior eficiência de tratamento se comparadas com as etapas sem o recebimento da mesma. Entretanto, a aplicação direta da suspensão coagulante no filtro lento causou rápida colmatação da manta e menor tempo de duração da carreira.

This study presents an evaluation of a pilot multistage filtration system (MSF) with different dosages, 131 mg L-1 and 106 mg L-1, of the natural coagulant extracted from Moringa oleifera seeds in pre-filtration and slow filtration stages, respectively. The system was comprised by a dynamic pre-filter unit, two upflow filters in parallel and four slow filters in parallel, and in one of the four filters had the filter media altered. The performance of the system was evaluated by monitoring some water quality parameters such as: turbidity, apparent color and slow filter load loss. The stages that have received the coagulant solution had better treatment efficiency compared with the steps without it. However, the direct application of the coagulant solution in the slow filter caused rapid clogging of the non-woven blanket and shorter career length.

Desenvolveu-se este trabalho para avaliar o uso de quatro equipamentos no processamento das sementes de Moringa oleifera, visando à produção de solução coagulante a ser empregada no tratamento de água com turbidez obtida sinteticamente. Seis soluções coagulantes com diferentes tipos de processamento foram utilizadas em ensaios de coagulação, floculação e sedimentação em equipamento Jar-Test. A dosagem da solução coagulante utilizada foi 500 mg L-1 e os parâmetros avaliados foram turbidez e cor aparente; verificou-se, após 30 min de sedimentação, que para redução de turbidez e cor aparente os melhores processamentos foram com pilão e máquina de moer, respectivamente, sendo que em ambos os casos o peneiramento do pó foi essencial para a redução dos parâmetros em questão. Através de liquidificador e mixer, os índices de redução de turbidez e cor aparente foram os menores encontrados e a trituração das sementes durante o processamento na máquina de moer e no pilão remove parte do óleo neles presente, o que não ocorre com o uso do liquidificador e mixer, evidenciando que a retirada do óleo presente nas sementes resulta em solução coagulante com maior eficiência.

This work was condcted to assess four different equipments used in processing seeds of Moringa oleifera to produce a coagulant solution to be used in water treatment with the turbidity obtained synthetically. Six coagulant solutions with different types of processing were used in assays of coagulation, flocculation and sedimentation in Jar-Test equipment. The dose of coagulant solution was 500 mg L-1 and the evaluated parameters were turbidity and apparent color. After 30 min of sedimentation, it was clear that the best processes to reduce turbidity and apparent color were the pestle and grinder, respectively, however, in both cases the sieving of the powder was essential in reducing the parameters in question. Using a blender and a mixer the reduction rates of turbidity and apparent color were the lowest. The grinding of the seeds during processing in the grinder and the pestle remove part of the oil present in them, which does not occur when using the blender and mixer, stating that the removal of oil present in the seeds result in a more efficient coagulant solution.

O presente trabalho teve como objetivo comparar sistemas de filtragem, composto de pré-filtro de pedregulho seguido de filtro lento com o meio filtrante areia e no topo manta sintética não tecida e pré-filtro de pedregulho seguido de filtro lento com meio filtrante areia e carvão ativado granular e no topo manta sintética não tecida, para polimento de efluentes domésticos tratados em leitos cultivados, visando à aplicação na fertirrigação. Na comparação dos sistemas de filtragem, avaliou-se a eficiência de remoção dos parâmetros: sólidos em suspensão, turbidez, cor aparente, demanda química de oxigênio, oxigênio dissolvido, ferro, manganês, coliformes totais e E. coli. Os dois sistemas operavam 24 horas por dia, com a mesma taxa de aplicação, tratando uma vazão total final de 1,5 m³ dia-1, sendo que a taxa de aplicação para a unidade de pré-filtração era, em média, de 8,4 m³ m-2 dia-1 e para cada uma das unidades de filtração lenta era, em media, de 2,7 m³ m-2 dia-1. As unidades de pré-filtração e filtração lenta mostraram-se eficientes na redução das concentrações de sólidos suspensos, turbidez, cor aparente e DQO, como polimento de esgotos domésticos previamente tratados. O uso de carvão ativado granular, em combinação com areia, proporcionou ao filtro lento maior eficiência na remoção de sólidos suspensos, cor, turbidez, coliformes totais e E. Coli., sem com isso aumentar a perda de carga inicial. Existe a possibilidade de utilização dos efluentes para a prática da fertirrigação, sendo necessário o processo de desinfecção ou não, dependendo da cultura e o sistema de irrigação utilizado.

The objective of this study was the comparison between two filtration systems, being one composed of a boulder pre-filter followed by a slow filter with sand as filtration media and a non-woven synthetic fabric in the upper part, and the other one composed of a boulder pre-filter followed by a slow filter with sand as filtration media and granular activated charcoal and a non-woven synthetic fabric in the upper part, for the purification of household effluents treated in cultivated beds, to be applied in fertigation. The filtration systems were compared to assess the efficiency in the removal of the parameters: suspended solids, turbidity, apparent color, chemical oxygen demand, dissolved oxygen, iron, manganese, total coliforms and E. coli. The two systems operated 24 hours a day, with the same application rate, treating a total final flow of 1.5 m³ day-1, while the application rate for the pre-filtration unit was 8.4 m³ m-2 day-1 on average and for each of the slow filtration units it was 2.7 m³ m-2 day-1 on average. The pre-filtration and slow filtration units were efficient in the reduction of suspended solids concentrations, turbidity, apparent color and COD, for the purification of previously treated domestic sewage. The use of granular activated charcoal combined with sand in the slow filter allowed a higher efficiency in the removal of suspended solids, color, turbidity, total coliforms and E. Coli., without increasing the initial head loss. The use of effluents is possible in the fertigation practice, where the disinfection process may be necessary or not, depending on the cultivation and the irrigation system adopted.

Visou-se, no presente trabalho, estudar o uso de sementes de Moringa oleifera para tratamento de água superficiais por filtração lenta direta em mantas sintéticas não tecidas e por sedimentação simples. Nos países em desenvolvimento, como o Brasil, as tecnologias para tratamento de água devem proporcionar às pessoas que habitam em regiões carentes de água potável, a possibilidade de sua clarificação, de maneira fácil, auto-sustentável e a baixo custo. Os estudos referidos no presente trabalho sugerem haver potencial de aplicação da Moringa oleifera. Utilizaram-se, no tratamento da água com Filtração Lenta Direta, um floculador constituído de garrafa Pet e três filtros, do mesmo material, com mantas sintéticas não tecidas, empregadas na filtração lenta, com vazão de água afluente aos filtros de aproximadamente 4 m³ m-2 d-1. No processo de tratamento de água em que se avaliou a eficiência da operação de sedimentação, o floculador era de garrafas pet e um tanque de sedimentação. A água bruta empregada na realização dos experimentos foi a água sintética obtida por Bentonita, a qual apresenta características qualitativas adequadas aos ensaios.

This research had as its main purpose the evaluation of the use of natural coagulate, obtained from Moringa oleifera seeds and their efficiency in the slow direct filtration and sedimentation processes for the treatment of highly turbid water. In developing countries such as Brazil, technologies for water treatment must provide the possibility of water purification in an easy, self-maintainable and low cost process, for people who live in regions characterized by shortage of drinking water. Studies so far suggest that there is a potential application of Moringa oleifera in the water treatment with slow direct filtration. A flocker composed of a PET bottle and three filters composed of similar bottles with non-woven synthetic blanket were used in the slow filtration, with a discharge of affluent water to the filters of approximately 4 m³ m-2 d-1. In the water treatment process evaluation of the sedimentation efficiency, a flocker composed of PET bottles and a sedimentation tank was used. The water used for these experiments was the synthetic water obtained by bentonite, which presents adequate qualitative characteristics for the analysis.

Uma investigação experimental para se comparar o desempenho dos meios filtrantes disco (130 microns) e manta sintética não-tecida na filtração da água utilizada em um sistema de irrigação por gotejamento com tratamento químico, foi o que se objetivou através deste trabalho analisando-se, também, a variação temporal durante um ano, dos principais parâmetros da água que causam problemas de entupimento nos emissores. Utilizou-se a técnica da fertirrigação com um fertilizante organico-mineral e o tratamento químico foi feito através da cloração. A comparação dos dois meios filtrantes foi realizada através da análise da água afluente e efluente dos filtros. A água de irrigação mostrou que somente os parâmetros químicos pH e o ferro apresentaram médio risco de entupimento. Os demais parâmetros resultaram em valores que não apresentaram risco de entupimento dos gotejadores. A injeção da solução com fertilizante alterou a qualidade da água em relação à concentração de sólidos suspensos e turbidez. Não houve diferença no desempenho do filtro de manta e de disco com relação aos parâmetros físicos e biológicos de seus efluentes. A concentração de cloro livre foi maior no efluente do filtro de disco.

An experimental investigation was accomplished in order to compare the performance of disc filters (130 microns) and non-woven synthetic fabric in the filtration of water, used in trickle irrigation systems, with chemical treatment. The temporal variation of the principal parameters of the irrigation water that cause obstruction problems in the emitters were also analyzed during the year: the fertirrigation technique was utilized with organic mineral fertilizer, and the chemical treatment was done with chlorine. The comparison between the two filter elements was done through the analysis of affluent and effluent. The results showed that only the chemical parameters: pH and total iron presented medium risk to obstruction. All the others parameters, resulted in values that did not present obstruction risk to the emitters. The fertilizer solution injection changed the water quality, due to the concentration of suspended solids and turbity. There was no difference in the performance disc filters (130 microns) and non-woven synthetic fabric, related to the physical and biological parameters of their effluent. The free chlorine concentration was higher in the filter disc effluent.

O presente trabalho teve como objetivo pesquisar, uma fonte hídrica superficial utilizada em um sistema de irrigação por gotejamento, com o fim de se analisar a variação temporal, durante um ano, dos principais parâmetros físicos, químicos e biológicos da sua água e que causam problemas de entupimento nos emissores: sólidos suspensos, turbidez, pH, ferro, sulfetos, condutividade elétrica, sólidos dissolvidos, dureza, índice de Langelier, algas e bactérias Os critérios para avaliação das impurezas presentes na água de irrigação se basearam em estudos realizados por Bucks & Nakayama (1986), no sentido de dar uma orientação de caracter quantitativo que propuseram uma classificação da água, indicando critérios para avaliação do risco de entupimento dos emissores nos sistemas de irrigação localizada. Os resultados mostraram que os parâmetros químicos apresentaram médio risco de obstrução aos emissores, foram pH, ferro e sulfetos, enquanto os parâmetros físicos e biológicos analisados indicaram baixo risco de entupimento dos emissores. Constatou-se correlação dos resultados entre os parâmetros físicos, turbidez e sólidos suspensos totais e o parâmetro biológico algas, com sólidos suspensos totais.

This work had the objective to study a superficial water source utilized in a trickle irrigation system. The principal physical, chemical and biological parameters of the irrigation water that caused problems of obstrution in emitters: pH, turbidity, suspensded solids, dissolved solids, EC, hardness, Langelier index, algae and bacterium were analysed during the year. The evaluation criterion of the impurities present in the irrigation water were based on the studies conducted by Bucks & Nakayama (1986), in order to give quantitative orientation of risk of obstruction of drippers in trickle irrigation systems. The chemical factors which showed moderate clogging risk to the emitters were: pH, total iron and sulphite concentration. All the other analysed parameters resulted in values that did not present obstruction risk to the emitters. A correlation was found between the physical parameters-turbidity and suspended solids and the biological parameters- algae and total suspended solids.

O presente trabalho teve como objetivo apresentar a investigação experimental de uma fonte hídrica superficial utilizada em um sistema de irrigação por gotejamento e sua influência na evolução da perda de carga de dois filtros, um de disco e outro de manta sintética não-tecida, na filtragem da água. Analisou-se a variação temporal dos principais parâmetros físicos, químicos e biológicos da água de irrigação que causam problemas de entupimento nos emissores. Os critérios para avaliação das impurezas presentes na água de irrigação basearam-se em estudos realizados nos sistemas de irrigação localizada. A pesquisa foi desenvolvida em quatro etapas de 30 dias, em diferentes estações do ano. Os resultados mostraram que os parâmetros químicos que apresentaram médio risco de obstrução aos emissores, foram: pH, ferro e sulfetos. Os parâmetros físicos e biológicos analisados apresentaram baixo risco de entupimento dos emissores. Fez-se o acompanhamento da evolução da perda de carga em função do volume filtrado, objetivando uma análise comparativa. No filtro de manta sintética não-tecida a evolução da perda de carga foi mais acentuada e mais rápida em relação à de disco.

This study had the objective to conduct an experimental enquiry on a surface water source utilized in a trickle irrigation system and its influence on the head loss evolution in two filters - a disc filter (130 micra) and a non-woven synthetic fabric in filtration of water. The temporal variation of physical, chemical and biological parameters of the irrigation water causing problem of obstruction in drippers were analysed. The evaluation criterion of the impurities present in the irrigation water were based on the studies of the trickle irrigation systems. The research was executed in four phases of 30 days each, in different seasons. The results showed that the chemical factors, which presented medium risk of clogging for emitters, were pH and the concentration of iron and sulphites. The physical and biological parameters of water quality showed low risk of clogging the drippers. The evolution of head loss, according to the volume filtered was also followed up for the sake of comparison. It was observed that the non woven synthetic fabric showed higher and faster head loss evolution than the disc filter.

Com vistas à eficiência de remoção de sólidos em suspensão, quando utilizados em filtros para irrigação localizada, empregaram-se três tipos diferentes de manta sintética não tecida, além de elemento de tela e de disco. Como resultado, as mantas tiveram desempenho superior, ou seja, 27 a 29% de remoção de sólidos em suspensão, enquanto os elementos de tela e disco apresentaram apenas 19 a 20%; contudo, dentre as três mantas avaliadas não foram observadas diferenças significativas, o mesmo ocorrendo entre os elementos de tela e disco.

The objective of this work was to verify the efficiency of trickle irrigation filters on the removal of suspended solids using as filter elements three different types of non-woven synthetic fabrics. Also, was conducted an experiment with disk and screen elements in order to compare with the non woven synthetic fabric element. The results have demonstrated that non-woven synthetic fabrics presented better performance, removing 27 to 29% of suspended solids, while screen and disk elements presented 19 to 20% removal. No significant differences were observed among the three fabrics evaluated as well as between the screen and disk elements