Uso da tecnologia de troca iônica no tratamento de águas contaminadas com Nitrato do Aqüífero Dunas-Barreiras, Natal/RN-Brasil

The city of Natal comprises an area of about 170 km² (65,63 squares miles). The Dunas-Barreiras Aquifer is the most important reservoir of the coastal basin of RN. It is being responsible for the water supplying of about 70% of the population, however, due to the sewage disposal system by cesspools and drains, it is presently affected in a great extent by nitrates contamination. Thus, the present work proposes to research the utilization of contaminated water by nitrates of this fountainhead and find cost of the potable water through the ionic exchange technology. This technology consists in the removal of mineral salts by the exchange of cations for one ion of hydrogen (H+), through the passage of water by cationic resin bed and, secondly, by the exchange of the anions for hydroxyl ions (OH-) through a anionic resin bed. The obtained results have showed the waters derived from fountains, big water holes and shallow wells were microbiologically contaminated, while the waters derived from deep wells (above 70 m 76,58 yards) were free of contamination. Thus, only these ones are suitable to the use of ionic technology. The experiments were conducted with the resin IMAC-HP-555 such as kinetic, thermodynamic, and adsorption by fixed bed studies, being obtained several project variables for the experimental column, as follow: work temperature of 25oC; resin maximum capacity maximum e mean of adsorption ==0,01692 g NO3-1/g R e 0,0110 g NO3-1/g R, respectively. On the experimental column were performed breakthrough tests which pointed for an average ideal average speed of work of 13.2 m / h, with an average efficiency of 45% of adsorption, an optimal concentration of NaCl desorption of 8%, and an ideal desorption time of 80 minutes for the equilibrium conditions of water from the Dunas-Barreiras aquifer. Scale projection for ion-exchange column for denitrification, for these variables, using a computer modeling programme, to project the column of ion exchange ROREX-420/2000, obtained a cost for the drinking water denitrified by this system of R$ 0,16 / m3

A cidade de Natal-RN abrange uma área de aproximadamente 170 km2. O aqüífero Dunas-Barreiras, mais importante reservatório da bacia costeira do RN, abastece cerca de 70% da cidade. Devido à ausência de sistema de saneamento municipal e a cidade ter adotado forma de disposição de esgotos através de fossas e sumidouros, este aqüífero apresenta-se, em grande parte, contaminado por nitratos. O trabalho em questão se propõe a pesquisar o aproveitamento da água contaminada desse manancial, assim como estimar o custo da água potável através da tecnologia de troca iônica. O estudo da qualidade das águas do aqüífero Dunas-Barreiras mostrou que, as águas provenientes de fontes, cacimbas e poços rasos apresentaram-se contaminadas microbiologicamente, enquanto as águas provenientes de poços profundos (superior a 70 m) apresentaram-se isentas, sendo então somente essas adequadas para aproveitamento pela tecnologia de troca iônica. Foram realizados vários experimentos cinético, termodinâmico, utilizando (resina IMAC-HP-555) o método da imersão em volume finito e dinâmicos da adsorção por troca iônica usando-se uma coluna. A partir destes resultados foi projetada uma coluna piloto onde se usou uma resina aniônica, operando no ciclo cloreto, para remoção seletiva de nitrato. Os resultados obtidos indicaram uma temperatura de trabalho de 25oC, velocidade média ideal de trabalho de 13,6 m/h, capacidade de adsorção máxima e média da resina =0,01692 g NO3-1/g R e 0,0110 g NO3-1/g R, respectivamente, concentração ideal de dessorção do NaCl de 8% e tempo ideal de dessorção de 80 minutos para as condições de equilíbrio da água do aqüífero Dunas-Barreiras. Experiência de projeção de aumento de escala realizada para sistema de coluna de troca iônica para desnitrificação, com as variáveis determinadas, adotou-se um programa de modelagem computacional para projetos de coluna de troca iônica, ROREX-420/2000, onde se obteve um custo da água potável desnitrificada de R$ 0,16/m3. Para um volume de água potável produzido igual a 2.100 m3/ ciclo de operação foi obtida uma eficiência média de remoção de nitratos de 45%