Redução de microrganismos indicadores, vírus entéricos e SARS-CoV-2 presentes em efluente de reator UASB através de tratamento térmico utilizando coletor solar
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Maria Clara Vieira Martins Starling
Maria de Lourdes Florencio dos Santos
Maria de Lourdes Florencio dos Santos
Resumo
O objetivo do presente trabalho foi avaliar a qualidade microbiológica de esgoto
produzido pelo tratamento com reator UASB, seguido por desinfecção solar térmica,
no que diz respeito à redução de microrganismos indicadores, vírus entéricos e
Sars-Cov-2. Durante o período de agosto a outubro de 2021, foram realizados 10
ensaios de desinfecção. O reator UASB cujo efluente foi coletado e utilizado na
unidade de desinfecção experimental recebeu esgoto predominantemente doméstico
e está localizado no Centro de Pesquisa e Treinamento em Saneamento (CePTS) –
UFMG/COPASA, instalado dentro da Estação de Tratamento de Esgotos do
Ribeirão Arrudas, pertencente à COPASA (Companhia de Saneamento de Minas
Gerais). O estudo de desinfecção solar térmica foi conduzido nas dependências do
campus Pampulha da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), na cidade de
Belo Horizonte. O aparato de desinfecção foi operado em batelada com ciclos de 8
horas e consiste de coletores solares comerciais, adaptados para receber um
volume total de 36 litros, composto por um conjunto de três tubos coletores
(absorvedores) com funcionamento a vácuo, ligados diretamente a um reservatório
térmico (boiler). A temperatura do líquido foi monitorada por meio de um registrador
de dados RC-4 que, com o sensor posicionado dentro do boiler, mediu e registrou a
temperatura do efluente a cada 15 minutos. A investigação microbiológica foi feita
através das análises de Coliformes, E. coli e colifagos somáticos, enquanto a
quantificação viral foi realizada via qPCR e RT-qPCR e a análise de viabilidade viral
foi realizada por método de cultura celular. Além disso, foram monitorados
parâmetros físico-químicas como aferição de pH, DQO e série de sólidos. Os
melhores desempenhos do sistema foram observados nos ensaios realizados com
radiação solar média superior a 1.050 KJ/m², que foram os dias de céu aberto, nos
quais a temperatura média do efluentes esteve sempre acima de 40°C. Nesses
casos, foram alcançadas eficiências de redução de E. coli e coliformes totais de até
4,38 log10 e 4,72 log10, respectivamente, enquanto os colifagos somáticos se
mostraram mais resistentes ao tratamento, com reduções de 2,32 log10. Os
resultados relativos à investigação viral por qPCR não demonstraram diferença
significativa entre os valores de concentração na entrada e na saída do sistema de
desinfecção. No entanto, o fato de que não houve remoção do material genético dos
vírus de interesse , não significa que não houve inativação desses vírus nas
amostras avaliadas.
Abstract
The objective of the present work was to evaluate the microbiological quality of
sewage produced by treatment with a UASB reactor, followed by solar thermal
disinfection, with regard to the reduction of pathogen indicators, enteric viruses and
Sars-Cov-2. During the period from August to October 2021, 10 disinfection trials
were carried out. The UASB reactor whose effluent was collected and used in the
experimental disinfection unit received predominantly domestic sewage and is
located at the Sanitation Research and Training Center (CePTS) - UFMG/COPASA,
installed inside the Ribeirão Arrudas Sewage Treatment Station, belonging to to
COPASA (Sanitation Company of Minas Gerais). The solar thermal disinfection study
was carried out on the premises of the Pampulha campus of the Federal University of
Minas Gerais (UFMG), in the city of Belo Horizonte. The disinfection apparatus was
operated in batches with cycles of 8 hours and consists of commercial solar
collectors, adapted to receive a total volume of 36 liters, composed of a set of three
collector tubes (absorbers) with vacuum operation, connected directly to a thermal
reservoir (boiler). The temperature of the liquid was monitored using RC-4 data
logger which, a sensor positioned inside the boiler, measured and recorded the
effluent temperature every 15 minutes. The microbiological investigation was
performed by analyzing Coliforms, E. coli and somatic coliphages, while viral
quantification was performed via qPCR and RT-qPCR and viral viability analysis was
performed by cell culture method. In addition, physicochemical parameters such as
pH, COD and solids series were monitored. The best performance of the system was
observed in tests carried out with average solar radiation above 1,050 KJ/m², which
were the days of open sky, in which the average temperature of the effluent was
always above 40°C. In these cases, reduction efficiencies of E. coli and total
coliforms of up to 4.38 log10 and 4.72 log10, respectively, were achieved, while
somatic coliphages were more resistant to treatment, with reductions of 2.32 log10.
The results related to the viral investigation by qPCR showed no significant
difference between the concentration values at the entrance and exit of the
disinfection system. However, the fact that the genetic material of the viruses of
interest was not removed does not mean that there was no inactivation of these
viruses in the samples evaluated.
Assunto
Engenharia sanitária, Saneamento, Águas residuárias, COVID-19 (Doença), Escherichia coli, Reator UASB
Palavras-chave
Águas residuárias, Desinfecção solar térmica, E. coli., Colifagos somáticos, Eficiência de remoção