Sequential treatment of rainwater with a fixed bedadsorption column and ultrafiltration membrane

Authors

  • Jaqueline Costa Areas de Almeida Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente https://orcid.org/0000-0002-6104-1469
  • Letícia Delduque Alves Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente https://orcid.org/0000-0002-0739-6875
  • Caroline Moreira de Souza Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente https://orcid.org/0000-0003-0976-7155
  • Ana Beatriz Almeida de Souza Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente
  • Gustavo Nunes Pacheco Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente https://orcid.org/0009-0002-2031-5694
  • Thomaz de Magalhães Vieira Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente https://orcid.org/0009-0005-6803-2556
  • Marcelo Obraczka Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente https://orcid.org/0000-0002-7322-9223
  • Alfredo Akira Ohnuma Jr Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente https://orcid.org/0000-0002-0772-9334

DOI:

https://doi.org/10.18830/1679-09442024v17e47410

Keywords:

Rainwater technologies, Rainwater harvesting, Rainwater quality

Abstract

Rainwater systems (SAP) emerge as an alternative source of water, due to the possibility of supplying non-potable demands. However, the catchment surfaces and the lack of maintenance in the reservoirs can cause the contamination of the stored water, requiring technologies that guarantee greater health safety. This work evaluated a rainwater treatment system composed of an adsorption column (AD) associated with a portable ultrafiltration (UF) membrane system, with rainwater collection from the SAP located on the UERJ-Maracanã campus. Ten campaigns were carried out, with analysis of pH, turbidity, electrical conductivity and apparent color. There was an increase in the parameters pH, turbidity and apparent color after contact of the water with the catchment surface. The use of first flush – FF resulted in an improvement in the quality of the water stored in the reservoir (RR). The AD column increased the pH and electrical conductivity results, did not show good improvement in the turbidity parameter and indicated a decrease in apparent color. The UF membrane significantly improved the turbidity and apparent color parameters. There was a relevant improvement in the quality of rainwater with the use of FF, AD and UF technologies, with the need to improve the AD column.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Jaqueline Costa Areas de Almeida, Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente

Graduated in Environmental and Sanitary Engineering from the State University of Rio de Janeiro, with a Scientific Initiation scholarship from FAPERJ (2019) and CNPq (2021).

Letícia Delduque Alves, Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente

Graduated in Environmental and Sanitary Engineering from the State University of Rio de Janeiro, CNPq Scientific Initiation scholarship holder (2020).

Caroline Moreira de Souza, Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente

Graduated in Environmental and Sanitary Engineering from the State University of Rio de Janeiro, FAPERJ Scientific Initiation scholarship holder (2020).

Ana Beatriz Almeida de Souza, Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente

Undergraduate student in Environmental and Sanitary Engineering at Rio de Janeiro State University, CNPq Scientific Initiation scholarship holder (2022).

Gustavo Nunes Pacheco, Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente

Undergraduate student in Environmental and Sanitary Engineering at the State University of Rio de Janeiro, Complementary Internal Internship scholarship holder, UERJ (2022).

Thomaz de Magalhães Vieira, Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente

Undergraduate student in Environmental and Sanitary Engineering at Rio de Janeiro State University, FAPERJ Scientific Initiation scholarship holder (2022).

Marcelo Obraczka, Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente

He holds a degree in Civil and Sanitary Engineering from the Center for Studies of the Faculty of Engineering of UERJ (1985) and a master's degree in Environmental Science from the Fluminense Federal University (2008). PhD from the Energy and Environmental Planning Program at COPPE/UFRJ in 2014. He is an Associate Professor at the State University of Rio de Janeiro (UERJ), in the Department of Sanitary and Environmental Engineering. He teaches on the Civil Engineering and Environmental and Sanitary Engineering courses, the Professional Master's Degree Program in Environmental Engineering (PEAMB) and the Doctorate in Environmental Engineering (DEAMB) at UERJ.

Alfredo Akira Ohnuma Jr, Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Faculdade de Engenharia; Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente

Civil Engineer graduated from UFSCar - Federal University of São Carlos (2000), Master's Degree (2005) and PhD in Environmental Engineering Sciences from USP / EESC - University of São Paulo (2008), São Carlos School of Engineering, Department of Hydraulics and Sanitation. He is an Associate Professor at the State University of Rio de Janeiro (UERJ), in the Department of Sanitary and Environmental Engineering. He teaches on the Civil Engineering and Environmental and Sanitary Engineering courses, the Professional Master's Degree Program in Environmental Engineering (PEAMB) and the Doctorate in Environmental Engineering (DEAMB) at UERJ.

References

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15527: Água de chuva – Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis – Requisitos. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 16783: Uso de fontes alternativas de água não potável em edificações. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.

ALERTA RIO. Sistema Alerta Rio da Prefeitura do Rio de Janeiro: Relatório Anual de Chuva para a cidade do Rio de Janeiro no ano de 2018. Rio de Janeiro: Alerta Rio, 2018. Disponível em: http://www.sistema-alerta-rio.com.br/documentos/relatorios-de-chuva/. Acesso em: 10 fev. de 2023.

ASSIS, Odílio Benedito Garrido de. O uso de vidro reciclado na confecção de membranas para microfiltração. Cerâmica, [S.l.], v. 52, p. 105-113, 2006. SciELO. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ce/a/BJGHzLz6n7F7NR4Yn7rLhqp/. Acesso em: 03 set. 2024.

ANA – AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO. Manual de usos consuntivos de água no Brasil. Brasília: ANA, 2019.

BAIRD, Rodger; EATON, Andrew; RICE, Eugene; Bridgewater, Laura. Standard methods for the examination of water and wastewater. Washington: American Public Health Association, 2017.

BRASIL. Ministério de Saúde (MS) / Gabinete do Ministro (GM). Portaria GM/MS nº 888, de 4 de maio de 2021. Altera o Anexo XX da Portaria de Consolidação GM/MS nº 5, de 28 de setembro de 2017, para dispor sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. 2021.

CESCON, Anna; JIANG, Jia-Qian. Filtration process and alternative filter media material in water treatment. Water, [S.l.], MDPI AG, v. 12, n. 12, p. 3377, Disponível em: https://www.mdpi.com/2073-4441/12/12/3377. Acesso em: 3 set. 2024.

COSTA, Karen Albuquerque Dias da; CARVALHO, Fábio Israel Martins; FERREIRA, Fernanda di Paula Belo; NASCIMENTO, Thays Valente do; MELLO, Ricardo Felipe Alexandre de; SERRA, Ilka Suely Dias; SILVA, Jaqueline Maria Soares da; LOPES, Maria do Socorro Bezerra; SOUZA, Cezarina Maria Nobre; DANTAS, Kelly das Graças Fernandes. Influência do tipo de telhado na qualidade da água de chuva coletada em comunidades ribeirinhas. RICA – Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais, [S.l.], v. 11, n. 3, p. 384-391. Sustenere. Disponível em: https://sustenere.inf.br/index.php/rica/article/view/CBPC2179-6858.2020.003.0029. Acesso em: 3 set. 2024.

DALPAZ, Letícia; BORGERT, Aline Eloize; VENDRAMI, Júlia May; GHISI, Enedir. Tipos e eficiência de unidades de tratamento para água pluvial: revisão de literatura. Ambiente Construído, Rio Grande do Sul, v. 19, n. 3, p. 207-231. 2019, Disponível em: https://seer.ufrgs.br/index.php/ambienteconstruido/article/view/78595. Acesso em: 3 set. 2024.

DUBREUIL, Vincent; FANTE, Karime Pechutti; PLANCHON, Olivier; SANT'ANNA NETO, João Lima. Os tipos de climas anuais no Brasil: uma aplicação da classificação de Köppen de 1961 a 2015. Confins, São Paulo, n. 37, 2018. OpenEdition. Disponível em: https://journals.openedition.org/confins/15738. Acesso em: 3 set. 2024.

FORNARO, Adalgiza. Águas de chuva: conceitos e breve histórico. Há chuva ácida no Brasil. Revista USP, São Paulo, n. 70, 78-87, 2006. Disponível em: https://www.revistas.usp.br/revusp/article/view/13533/15351. Acesso em: 3 set. 2024.

GONÇALVES, Ricardo Franci; BASTOS, Fernanda Pereira. Uma solução simples e eficiente para potabilização de água de chuva em sistemas de abastecimento descentralizados: Filtração lenta seguida de desinfecção UV. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE CAPTAÇÃO E MANEJO DE ÁGUA DE CHUVA, 10., 2016, Belém. Anais [...]. Belém: ABCMAC, 2016.

GUIMARÃES, Rodrigo Mazza. Caracterização físico-química e biológica da chuva armazenada no sistema do Instituto Fernando Rodrigues da Silveira, CAP-UERJ. 2016. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019. Disponível em: https://www.bdtd.uerj.br:8443/handle/1/11046. Acesso em: 6 set. 2024.

HAGEMANN, Sabrina Elicker; GASTALDINI, Maria do Carmo Cauduro. Variação da qualidade da água de chuva com a precipitação: aplicação à cidade de Santa Maria - RS. RBRH, [S.l.], v. 21, n. 3, p. 525-536, 2016. SciELO. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbrh/a/9Lm68gNrGnLqxxMwQ6MM74H/?lang=pt#. Acesso em: 3 set. 2024.

HAIR, Joseph F.; BLACK, William C.; BABIN, Barry J.; ANDERSON, Rolph E.; TATHAN, Ronald L. Análise multivariada de dados. Porto Alegre: Bookman, 2009.

HOFMAN-CARIS, Roberta; BERTELKAMP, Cheryl; WAAL, Luuk de; BRAND, Tessa van Den; HOFMAN, Jan; AA, René van Der; HOEK, Jan van Der. Rainwater Harvesting for Drinking Water Production: a sustainable and cost-effective solution in the Netherlands? Water, [S.l.], v. 11, n. 3, 2019. MDPI. Disponível em: https://www.mdpi.com/2073-4441/11/3/511. Acessado em: 3 set. 2024.

LIBÂNIO, Marcelo. Fundamentos de qualidade e tratamento de água. Campinas: Átomo, 2010.

LIMA, Jeferson Alberto de; DAMBROS, Marcus Vinicius Rodrigues; ANTONIO, Marco Antonio Peixer Miguel de; JANZEN, Johannes Gérson; MARCHETTO, Margarida. Potencial da economia de água potável pelo uso de água pluvial: análise de 40 cidades da Amazônia. Engenharia Sanitária e Ambiental, [S.l.], v. 16, n. 3, p. 291-298, 2011. SciELO. Disponível em: https://www.scielo.br/j/esa/a/F7sqjkgMFvKrVWH48JHw7tr/#. Acesso em: 3 set. 2024.

MENDEZ, Carolina B.; KLENZENDORF, J. Brandon; AFSHAR, Brigit R.; SIMMONS, Mark T.; BARRET, Michael E.; KINNEY, Kerry A.; KIRISITS, Mary Jo. The effect of roofing material on the quality of harvested rainwater. Water Research, [S.l.], v. 45, p. 2049-2059, 2011. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135410008535. Acesso em: 6 set. 2024.

MIORANDO, Taizi; BRIÃO, Vandré Barbosa; GIRARDELLI, Laisa. Potabilização de água da chuva por ultrafiltração. Engenharia Sanitária e Ambiental, [S.l.], v. 22, n. 3, p. 481-490, 2017. SciELO. Disponível em: https://www.scielo.br/j/esa/a/pZczSqVnW5KqdMqd8KYfcXS/#. Acesso em: 03 set. 2024.

NAKADA, Liane Yuri Kondo; MORUZZI, Rodrigo Braga. Variabilidade qualitativa de águas pluviais coletadas em telhado e sua importância na concepção do sistema de tratamento. Engenharia Sanitária e Ambiental, [S.l.], v. 19, n. 1, p. 1-9, 2014. SciELO. Disponível em: https://www.scielo.br/j/esa/a/gSQYygqFLpj4RMBKSJPjF7h/?lang=pt. Acesso em: 6 set. 2024.

NEU, Vania; GUEDES, Victor Martins; ARAÚJO, Maria Gabriella da Silva; MEYER, Leandro Frederico Ferraz; BRITO, Ian Rodrigues; BATISTA, Lucas Mota. Água de chuva para consumo humano: estudo de caso na Amazônia Oriental. Inclusão Social, Brasília, v. 12, n. 1, p. 183-198. 2018. Disponível em: https://revista.ibict.br/inclusao/article/view/4403. Acesso em: 6 set. 2024.

OHNUMA JÚNIOR, Alfredo Akira; SOUZA, Caroline Moreira de; BILA, Daniele Maia; SILVA, Gabrielle Nunes da; ALVES, Letícia Delduque; OLIVEIRA, Flávio Giro de; ALMEIDA, Jaqueline Costa Areas de; BASTOS, Giovana Proença. Análise da qualidade da água da chuva conforme as estações do ano na cidade do Rio de Janeiro. In: XXIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 23., 2019, Foz do Iguaçu. Anais [...]. [S.l.]: ABRHidro, 2019. p. 1-10.

OLIVEIRA, Flávio Giro de. Análise da viabilidade de um sistema domiciliar de aproveitamento de águas pluviais na cidade do Rio de Janeiro. 2020. 154 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. Disponível em: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16950. Acesso em: 6 set. 2024.

PEÑA, Humberto. Desafíos de la seguridad hídrica en América Latina y el Caribe. Santiago. CEPAL – Comisión Económica para América Latina y el Caribe, [S.l.] n. 178, 2016. Disponível em: https://www.cepal.org/es/publicaciones/40074-desafios-la-seguridad-hidrica-america-latina-caribe. Acesso em: 3 set. 2024.

PREFEITURA DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO. Fluxo veicular médio em dias úteis: dados referentes a maio de 2017. Rio de Janeiro: Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro. 2017. Disponível em: https://www.rio.rj.gov.br/documents/7033801/aaa5c245-2533-4bec-b475-494f64b92c35. Acesso em: 10 set. 2024.

R CORE TEAM. A language and environment for statistical computing. Foundation for Statistical Computing, Vienna, 2018. Disponível em: https://www.R-project.org/. Acesso em: 3 set. de 2024.

REIS, Ricardo Prado Abreu; ROCHA, Bárbara Cristina Castro de Melo; ARAÚJO, José Vicente Granato de. Avaliação de sistema de tratamento de águas de chuva coletadas em telhado de cimento amianto, utilizando filtração e desinfecção por UV e Cloro. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, [S.l.], v. 3, n. 1, p. 12-18, 2011. Disponível em: https://revistas.ufg.br/reec/article/view/16818. Acesso em: 06 set. 2024.

SILVA, Caroline Eloi Oliveira da; FREITAS, Dyego Maradona Ataíde de. Gestão e aproveitamento de águas pluviais na Universidade Federal de Lavras. In: MALHEIROS, Tadeu Fabrício; AMBRIZZI, Tércio; SACZK, Adelir Aparecida; MAGRIOTIS, Zuy Maria (ed.). Universidades & sustentabilidade: práticas e indicadores. São Paulo: USP Sustentabilidade, 2020.

SINTON, Christopher W.; LACOURSE, William C. Experimental survey of the chemical durability of commercial soda-lime-silicate glasses. Materials Research Bulletin, [S.l.], v. 36, n. 13-14, p. 2471-2479, 2001. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025540801007243. Acesso em: 3 set. 2024.

TEIXEIRA, Celimar Azambuja; GHISI, Enedir. Comparative Analysis of Granular and Membrane Filters for Rainwater Treatment. Water, v. 11, n. 5, p. 1004-1019. MDPI. Disponível em: https://www.mdpi.com/2073-4441/11/5/1004. Acesso em: 6 set. 2024.

TUCCI, Carlos Eduardo Morelli; CHAGAS, Maria de Fátima. Segurança hídrica: conceitos e estratégia para Minas Gerais. REGA – Revista de Gestão de Água da América Latina, Porto Alegre, v. 14, n. 1, 2017. ABRH – Associação Brasileira de Recursos Hídricos. Disponível em: https://www.abrhidro.org.br/SGCv3/publicacao.php?PUB=2&ID=198&SUMARIO=5322&ST=seguranca_hidrica_conceitos_e_estrategia_para_minas_gerais. Acesso em: 3 set. 2024.

UN-WATER – UNITED NATIONS WATER. Water Security and the Global Water Agenda: A Un-Water Analytical Brief. [Tóquio]: United Nations University, 2013. Disponível em: https://www.unwater.org/publications/un-water-analytical-brief-water-security-and-global-water-agenda-4-page-summary. Acesso em: 3 set. 2024.

VESTERGAARD. Purificador de água para uso comunitário. Manual do usuário. [S.l.]: LifeStraw Community, 2014.

VON SPERLING, Marcos. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Belo Horizonte: UFMG, 2011.

WALTER, Olga Maria Formigoni Carvalho; HENNING, Elisa; KONRATH, Andréa Cristina; ALVES, Custódio da Cunha; SAMOHYL, Robert Wayne. Uma visão geral do RStudio aplicado ao ensino de controle estatístico do processo. In: COBENGE – CONGRESSO BRASILEIRO DE EDUCAÇÃO EM ENGENHARIA, 40., 2012, Belém, Anais [...]. Belém: COBENGE, 2012.

ZIPF, Mariah Siebert; KNOP, Brenda; PINHEIRO, Ivone Gohr; VALLE, José Alexandre Borges. Avaliação da influência do descarte da primeira água de chuva do tratamento por filtro lento e da altura da camada filtrante na qualidade da água de chuva. REA – Revista de Estudos Ambientais, [S.l.], v. 15, n. 1, p. 31-43, 2013. Disponível em: https://ojsrevista.furb.br/ojs/index.php/rea/article/view/3960. Acesso em: 3 set. 2024.

Downloads

Published

2024-09-19

How to Cite

Almeida, J. C. A. de, Alves, L. D., Souza, C. M. de, Souza, A. B. A. de, Pacheco, G. N., Vieira, T. de M., … Ohnuma Jr, A. A. (2024). Sequential treatment of rainwater with a fixed bedadsorption column and ultrafiltration membrane. Paranoá, 17, e47410. https://doi.org/10.18830/1679-09442024v17e47410

Issue

Vol. 17 (2024): January/December Edition

Section

Technology, Environment and Sustainability

License

Copyright (c) 2024 Paranoá

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:

    1. Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
    2. Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
    3. Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (Veja O Efeito do Acesso Livre).

Similar Articles

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.