Remoção de fósforo em sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial com substrato de lodo de estação de tratamento de água

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Souza, Lívia Dal Sasso de
• Orientador(a): Fia, Fátima Resende Luiz
• Banca de defesa: Fia, Fátima Resende Luiz, Ferreira, Guilherme Max Dias, Fia, Ronaldo, Borges, Alisson Carraro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental
• Departamento: Departamento de Engenharia Ambiental
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Adsorção de fósforo; Saneamento descentralizado; Sustentabilidade; Alho-social; Wetlands construídos; Tulbaghia violacea; Fósforo - Adsorção; Phosphorus adsorption; Decentralized sanitation; Sustainability; Constructed wetlands; Phosphorus - Adsorption
• Área do conhecimento CNPq: Saneamento Ambiental
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/58300

O excesso de fósforo (P) em ambientes aquáticos pode desencadear a eutrofização, por isso faz-se necessário o emprego de tecnologias de tratamento de efluentes de menor custo e satisfatória remoção de poluentes para prevenir a poluição de cursos d’água. O sistema alagado construído (SAC) é uma tecnologia de menor custo e desempenho satisfatório na remoção de poluentes, no entanto, a maximização da remoção de P está atrelada à utilização de substratos com maior capacidade de adsorção desse elemento, como o lodo de estação de tratamento de água (ETA), um resíduo do saneamento e de menor custo. O objetivo deste trabalho foi produzir um substrato utilizando lodo de ETA, cimento e aditivos e avaliar seu desempenho como adsorvente de P em sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SACs-EHSS) no tratamento de efluente sanitário. O substrato foi caracterizado por ATR-FTIR, MEV, EDS e resistência à compressão. Foram realizados estudos de efeito do pH e da força iônica, cinética e isoterma de adsorção em solução aquosa sintética e adsorção de fosfato em amostra de efluente sanitário. O substrato também foi avaliado em unidade experimental, em escala piloto, com três SACs-EHSS: 1) plantado com Tulbaghia violacea e sem substrato; 2) plantado com T. violacea e com substrato; e 3) sem vegetação e com substrato. O monitoramento das unidades foi dividido: Etapa 1, sem adição de substrato de lodo de ETA; e Etapa 2, com adição do substrato de lodo de ETA nos SACs-EHSS 2 e 3. Foram realizadas amostragens simples afluente e efluente a cada SAC-EHSS, para determinar pH, condutividade elétrica (CE), sólidos totais (ST), demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), fósforo total (PT) e fosfato (Pfosf), com os dados submetidos ao teste de Kruskal-Wallis, a 5% de significância. Ao final do monitoramento, foram avaliados teor de água, produtividade e capacidade de extração de nutrientes para a parte aérea e radicular da T.violacea. Os resultados indicaram que o substrato de lodo de ETA pode ser aplicado em uma ampla faixa de pH e com pouca interferência da adição de íons cloreto. O modelo de pseudo-segunda ordem apresentou bom ajuste aos dados experimentais de cinética. Os modelos de Freundlich, Langmuir e Sips descreveram bem o processo de adsorção de P no substrato de lodo de ETA, com capacidade máxima de adsorção de 7,34 mg g-1, obtida pelo ajuste de Langmuir. A complexidade do efluente sanitário reduziu a eficiência de remoção de fosfato em relação a solução sintética. Em campo, na Etapa 2, houve desfragmentação do substrato no contato imediato com o efluente sanitário, com aumento do pH, CE, ST e DQO na saída dos SACs-EHSS 2 e 3, mas com tendência de restabelecimento das condições observadas na Etapa 1. A aplicação do substrato reduziu as concentrações de NTK, PT e Pfosf, com eficiências médias de remoção de 35,42% de PT e 60,52% de Pfosf, no SAC-EHSS 2, superiores às encontradas no SAC-EHSS 1, de 13,73% de PT e 15,32% de Pfosf. A produtividade e capacidade de extração de nutrientes pela T.violacea está de acordo com os valores de espécies de uso consolidado em SACs-EHSS. A capacidade máxima de adsorção de P pelo substrato de lodo de ETA está dentro da faixa de valores reportados em estudos que utilizaram outros resíduos como adsorventes. A espécie T.violacea pode ser recomendada como planta ornamental para cultivo em SACs-EHSS no tratamento de efluente sanitário.