Hydrologie

No que diz respeito aos parâmetros operacionais, primeiramente o efluente era encaminhado para os filtros através de uma bomba com vazão variável de 0,3 à 2m3/h. Um sistema de purga na tubulação foi automatizado para funcionamento de alguns minutos antes e depois da passagem do efluente em cada batelada, a fim de melhorar a qualidade do efluente que entrava no piloto e também evitar que o mesmo ficasse armazenado na tubulação. Da mesma forma, um sistema bypass, regido por duas válvulas (que operaram em sentido inverso), permitiu enviar o efluente diretamente à rede de esgoto.

O circuito de entrada e saída do efluente foi operado automaticamente. Sua instrumentação será descrita a seguir:

 Painel de controle

Um painel de controle foi instalado na fachada dos pilotos. Esse cofre foi projetado para conduzir a bomba principal e as três válvulas

motorizadas que separam diferentes circuitos de água e da bomba dosadora.

 Medidas de vazão

Em cada piloto foi instalado um medidor de vazão magnético (Endress Hauser®) a fim de contabilizar continuadamente a vazão de entrada. Esse medidor registrava em tempo real as informações necessárias de alimentação dos pilotos (taxa de fluxo e volume) e, posteriormente, enviava os valores capturados para a central analítica, onde então eram contabilizados e registrados.

Devido à vazão de saída ser inferior à de entrada, o controle da vazão de forma contínua tornou-se mais difícil quando medido por um sistema igual ao utilizado para medir a vazão de entrada. Assim, para medir a vazão de saída foi utilizado um sistema do tipo Medidor de balde de aço inoxidável de comunicação no princípio do Tudo-ou-nada (TOR).

Quando um dos lados do balde de volume conhecido era preenchido, ele basculava (alternância de lado), enviando neste momento um impulso observado por um sensor de pulso magnético. Esse processo ocorria para ambos os lados do balde. Desse modo, para cada passada do efluente, o seu volume era medido e registrado automaticamente. A vazão de saída pôde também ser medida através da redução do volume acumulado correspondente ao número de alternâncias por unidade de tempo. A calibração em triplicata do sistema foi feita utilizando uma proveta graduada e uma balança.

 Instrumentação Interna – Sondas  Sonda Redox

A fim de estudar a incidência do fundo saturado no desempenho do sistema, o conhecimento das condições redox do meio em diferentes profundidades do filtro se fez necessário visto que, a partir dessa análise, obtêm-se informações importantes para estimar as populações bacterianas majoritárias ativas e os processos biológicos predominantes em função da condição de oxigenação adotada. Dessa forma, três sondas de potencial redox foram colocadas no interior de cada piloto com o objetivo de avaliar o potencial redox em função da profundidade e das diferentes zonas de oxigenação.

O potencial redox foi monitorado de acordo com o método descrito por Veneman e Pickering (1983) por meio de três componentes

principais: sonda redox, eletrodos de referência e ponte salina, descritos abaixo.

- Sonda redox (Paleo Terra®): fabricada em fibra de vidro com um comprimento total de 30 cm ligado a um sensor de platina anular. Foram instalados dois tipos de sonda redox dentro do piloto:

i) Sonda redox simples — uma em cada piloto —, postas a uma profundidade de 49 cm no FPM/P1 e 46 cm no FPM/P2;

ii) Sonda redox com um sensor de temperatura Pt100 — duas por piloto —, postas a uma profundidade de 38 cm e 62,5 cm no FPM/P1 e, 35 cm e 68 cm de profundidade no FPM/P2.

Essas sondas foram colocadas na vertical, ligeiramente inclinadas dentro do material filtrante e envoltas por um tubo plexiglas, a fim de proporcionar proteção e permitir a manutenção. As extremidades dos tubos foram então cobertas por uma tela, assegurando o contato entre o sensor e o ambiente.

- Eletrodos de referência (ProSense®): também fabricados em fibra de vidro com dimensões 12*120 mm, compostos por Ag/AgCl saturado, KCl (3M). Somente um eletrodo de referência (QM714X) foi instalado em cada filtro e posto em contato com as sondas redox através da ponte salina.

- Ponte salina: utilizada para permitir o contato entre as sondas redox e o eletrodo de referência, garantindo um bom contato entre eles. Além disso, o uso de uma ponte salina melhora a estabilização do sinal, assegurando a obtenção de dados ―limpos‖, necessitando apenas que a sonda seja umedecida no mínimo uma vez por semana. A ponte salina era composta por 300 ml de solução saturada de KCl (350g/L), 8 mg de ágar-ágar e alguns cristais de fenol para evitar a colonização de micro- organismos indesejáveis. O conjunto desses componentes pode ser visualizado na Figura 28.

Todos os eletrodos envolvidos na medição do redox foram ligados à central de aquisição de dados Campbell CR1000.

Além das sondas redox internas, uma sonda redox com temperatura foi colocada no reservatório para efluente tratado a fim de acompanhar, em tempo real, a evolução das características do efluente de saída do filtro. Essa sonda é diretamente conectada à central de supervisão da plataforma experimental, onde os dados são registrados. Além disso, é possível acompanhar os resultados através de um monitor situado ao lado dos filtros.

Figura 28 – Sonda Redox.

Conjunto dos componentes para captação dos valores da sonda redox.

Fonte: autor.

 Sonda de Oxigênio

Instaladas a 10 e 25 cm da profundidades, as sondas (Apogee®) foram utilizadas com objetivo de acompanhar de forma contínua o teor de oxigênio na camada filtrante, o consumo de oxigênio após uma alimentação e os fenômenos de reoxigenação do filtro.

 Sonda de temperatura

Cada filtro recebeu em seu interior quatro sondas de temperatura. Estas sondas foram colocadas de modo a obter-se um perfil de toda a profundidade do filtro. Duas sondas foram posicionadas em 10 e 25 cm, respectivamente, no material filtrante, no mesmo nível que as sondas de oxigênio. Além disso, como descrito anteriormente, duas sondas redox por piloto com medidor de temperatura permitiram a análise da temperatura nas camadas mais inferiores do filtro.

As análises foram efetuadas de maneira contínua por sondas metálicas em platina. A resistência elétrica de um condutor metálico aumenta progressivamente à medida que a temperatura aumenta; dessa forma, é possível determinar a temperatura adjacente ao captor.

 Sonda ultrassom

Uma sonda ultrassom foi inserida a aproximadamente 30 cm de profundidade da superfície com o objetivo de observar a formação ou não de lâmina d’água na superfície do filtro e possível colmatação.

Além disso, essa sonda forneceu informações interessantes em relação à formação da camada de lodo depositada na superfície e sua mineralização, permitindo, assim, correlacionar esses dados com o desempenho de filtração do filtro. Essa sonda também emite seus valores diretamente para a central de supervisão. A instrumentação interna pode ser observada na Figura 29.

Figura 29– Instalações das sondas no interior dos filtros.

Fonte: autor.

 Central de aquisição de dados – Campbell CR1000

A central Campbell CR1000 foi utilizada pela maior parte dos instrumentos de análises e sondas — TDR, tensiômetros e sonda oxigênio —, que foram conectados diretamente à central. O guia da

central pode ser visualizado no seguinte link: