Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Silva, Lucas de Carvalho
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31565
Resumo: The use of a substrate with sorption capacity and macrophytes capable of removing macro and micronutrients can contribute to the removal of pollutants and the development of microbial communities, favoring wastewater treatment by constructed wetlands (CW). The objective of this research was to evaluate the use of waste from red ceramics (RC, fragments of bricks), autoclaved aerated concrete (AC), and the composite generated from chemically activated AC with white cement (AAC) as a substrate in vertical subsurface flow constructed wetlands with saturated bottom (VCW) in the removal of carbonaceous, nitrogenous, phosphate matter and endocrine disruptors (ED). The three systems were operated in three stages with varying sampling times: Stage I of 24 h, Stage II of 48 h, and Stage III of 48 h, with the addition of endocrine disruptors (E1, E2, and EE2), totaling 380 days of operation. In Stage III, CW-RC showed better efficiency in the removal of COD (91%), NO2- (85%), and NO3- (94%). No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal of TKN (31%, 33%, and 27%) and N-Ammon (0%, 10%, and 0%) between Stages I, II, and III, nor between Stages II (85%) and III (77%) for PT removal. CW-AC and CW-AAC presented better results for TKN removal (70% and 66%), N-Ammon removal (70% and 62%), and PT removal (95% and 92%) in Stage II. In CW-AC, better removal of COD was observed in Stage II (84%), and better NO2- was observed in Stage III (87%). No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal efficiency of NO3- between Stages II (89%) and III (85%). CW-AAC showed better removal of NO2- (93%) and NO3- (76%) in Stage III. No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal of COD between Stages II (78%) and III (81%). Stage II proved to be more effective in the behavior of CW-AC and CW-AAC systems, possibly due to more significant interaction between macrophytes, substrate, and microorganisms. It can be concluded that the systems maintained operational stability and improved denitrification performance after adding Eds. In the evaluation of the microbial community structure of the system, Firmicutes, Proteobacteria, and Planctomycetes were the most abundant phyla. In addition, Anammox bacteria were identified, such as Candidatus brocadia and Candidatus Jettenia, and some responsible for the degradation of Eds, such as Pseudomonas, Citrobacter, and Comamonas. In the mass balance after 188 days of operation, it was observed that CQA (258.5 g m-2 b-1) showed higher PT retention capacity, while CV (246.4 g m-2 b-1) retained more NT. The macrophyte contributed with a maximum removal of 5.4% for PT and 7.0% for NT.
id UTFPR-12_5e0e89310c8180cd364f9c7ce8aee008
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/31565
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormôniosRed ceramics, autoclaved and composite concrete from autoclaved concrete, and white cement as substrates In constructed wetlands treatment of carbonaceous matter, nutrients, and hormonesResíduos como material de construçãoWetlands construídosPoluentesCerâmica vermelhaAdsorçãoÁguas residuais - PurificaçãoÁguas residuais - Purificação - Remoção de fosfatoBiodegradaçãoWaste products as building materialsConstructed wetlandsPollutantsRed potteryAdsorptionSewage - PurificationSewage - Purification - Phosphate removalBiodegradationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVILEngenharia CivilThe use of a substrate with sorption capacity and macrophytes capable of removing macro and micronutrients can contribute to the removal of pollutants and the development of microbial communities, favoring wastewater treatment by constructed wetlands (CW). The objective of this research was to evaluate the use of waste from red ceramics (RC, fragments of bricks), autoclaved aerated concrete (AC), and the composite generated from chemically activated AC with white cement (AAC) as a substrate in vertical subsurface flow constructed wetlands with saturated bottom (VCW) in the removal of carbonaceous, nitrogenous, phosphate matter and endocrine disruptors (ED). The three systems were operated in three stages with varying sampling times: Stage I of 24 h, Stage II of 48 h, and Stage III of 48 h, with the addition of endocrine disruptors (E1, E2, and EE2), totaling 380 days of operation. In Stage III, CW-RC showed better efficiency in the removal of COD (91%), NO2- (85%), and NO3- (94%). No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal of TKN (31%, 33%, and 27%) and N-Ammon (0%, 10%, and 0%) between Stages I, II, and III, nor between Stages II (85%) and III (77%) for PT removal. CW-AC and CW-AAC presented better results for TKN removal (70% and 66%), N-Ammon removal (70% and 62%), and PT removal (95% and 92%) in Stage II. In CW-AC, better removal of COD was observed in Stage II (84%), and better NO2- was observed in Stage III (87%). No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal efficiency of NO3- between Stages II (89%) and III (85%). CW-AAC showed better removal of NO2- (93%) and NO3- (76%) in Stage III. No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal of COD between Stages II (78%) and III (81%). Stage II proved to be more effective in the behavior of CW-AC and CW-AAC systems, possibly due to more significant interaction between macrophytes, substrate, and microorganisms. It can be concluded that the systems maintained operational stability and improved denitrification performance after adding Eds. In the evaluation of the microbial community structure of the system, Firmicutes, Proteobacteria, and Planctomycetes were the most abundant phyla. In addition, Anammox bacteria were identified, such as Candidatus brocadia and Candidatus Jettenia, and some responsible for the degradation of Eds, such as Pseudomonas, Citrobacter, and Comamonas. In the mass balance after 188 days of operation, it was observed that CQA (258.5 g m-2 b-1) showed higher PT retention capacity, while CV (246.4 g m-2 b-1) retained more NT. The macrophyte contributed with a maximum removal of 5.4% for PT and 7.0% for NT.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A utilização de substratos com capacidade de sorção e de macrófitas capazes de remover macro e micronutrientes pode contribuir na remoção de poluentes e no desenvolvimento de comunidades microbianas, favorecendo o tratamento de águas residuárias por wetlands construídos (WC). O objetivo desta pesquisa foi avaliar a utilização de resíduos da cerâmica vermelha (CV, fragmentos de tijolos), concreto aerado autoclavado (CA) e de compósito gerado a partir do CA quimicamente ativado com cimento branco (CQA) como substrato em sistemas de WC subsuperficial vertical de fundo saturado (WCV-FS) na remoção de matéria carbonácea, nitrogenada, fosfatada e de desreguladores endócrinos (DE). Os três sistemas, em escala de microcosmos, foram montados em caixas de polipropileno de 0,2 m2, preenchidas com uma camada de 0,20 m de cada material sobreposta por uma camada de 0,05 m como fundo saturado e vegetado com a macrófita Eichhornia crassipes (25 plantas m-2) no tratamento de efluente sintético simulando esgoto sanitário. Os sistemas foram operados em três etapas com variação do tempo de amostragem, sendo – Etapa I de 24 h; Etapa II de 48 h e Etapa III de 48 h e adição de desreguladores endócrinos (E1, E2 e EE2), totalizando 380 dias de operação. Na Etapa III, o WC-CV apresentou melhor eficiência na remoção de DQO (91%), NO2- (85%) e NO3- (94%). Não foi verificada diferença significativa (p-valor > 0,05) na remoção de NTK (31%, 33% e 27%) e N-Amon (0%, 10% e 0%) entre as Etapas I, II e III, nem entre as Etapas II (85%) e III (77%) para remoção de PT. O WC-CA e WC-CQA apresentaram melhores resultados de remoção de NTK (70% e 66%), N-Amon (70% e 62%) e PT (95% e 92%) na Etapa II. No WC-CA, foi verificada melhor remoção da DQO na Etapa II (84%) e do NO2- na Etapa III (87%). Não foi verificada diferença significativa (p-valor > 0,05) na eficiência de remoção do NO3- entre as Etapas II (89%) e III (85%). O WC-CQA apresentou melhores remoções do NO2- (93%) e NO3- (76%) na Etapa III. Não foi verificada diferença significativa (p-valor > 0,05) em relação à remoção da DQO entre as Etapas II (78%) e III (81%). A Etapa II se mostrou mais efetiva no comportamento dos sistemas WC-CA e WC-CQA, provavelmente devido a uma maior interação entre as macrófita, substrato e microrganismo. Pode-se concluir que os sistemas mantiveram a estabilidade operacional e melhoraram o desempenho da desnitrificação após a adição dos DE. Na avaliação da estrutura da comunidade microbiana do sistema, Firmicutes, Proteobacteria e Planctomycetes foram os filos mais abundantes. Além disso, foram identificadas bactérias Anammox, como Candidatus brocadia e Candidatus Jettenia, além de algumas responsáveis pela degradação dos DE, como Pseudomonas, Citrobacter e Comamonas. No balanço de massa após 188 dias de operação foi observado que CQA (258,5 g m-2 b-1) apresentou maior capacidade de retenção do PT, enquanto CV (246,4 g m-2 b-1) reteve mais NT. A macrófita contribuiu com remoção máxima de 5,4% de PT e 7,0% de NT.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUTFPRCavalho, Karina Querne dehttps://orcid.org/0000-0003-4577-7537http://lattes.cnpq.br/8055585859691419Kreutz, Cristianehttps://orcid.org/0000-0003-3152-6489http://lattes.cnpq.br/5168151879842104Bernardelli, Jossy Karla Brasilhttps://orcid.org/0000-0001-5602-6873http://lattes.cnpq.br/9823563508437304Carvalho, Karina Querne dehttps://orcid.org/0000-0003-4577-7537http://lattes.cnpq.br/8055585859691419Sezerino, Pablo Helenohttps://orcid.org/0000-0002-2249-0878http://lattes.cnpq.br/8752243933474803Silva, Lucas de Carvalho2023-06-14T20:38:35Z2023-06-14T20:38:35Z2023-04-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Lucas de Carvalho. Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31565porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2023-06-15T06:08:04Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/31565Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2023-06-15T06:08:04Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios
Red ceramics, autoclaved and composite concrete from autoclaved concrete, and white cement as substrates In constructed wetlands treatment of carbonaceous matter, nutrients, and hormones
title Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios
spellingShingle Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios
Silva, Lucas de Carvalho
Resíduos como material de construção
Wetlands construídos
Poluentes
Cerâmica vermelha
Adsorção
Águas residuais - Purificação
Águas residuais - Purificação - Remoção de fosfato
Biodegradação
Waste products as building materials
Constructed wetlands
Pollutants
Red pottery
Adsorption
Sewage - Purification
Sewage - Purification - Phosphate removal
Biodegradation
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
Engenharia Civil
title_short Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios
title_full Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios
title_fullStr Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios
title_full_unstemmed Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios
title_sort Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios
author Silva, Lucas de Carvalho
author_facet Silva, Lucas de Carvalho
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cavalho, Karina Querne de
https://orcid.org/0000-0003-4577-7537
http://lattes.cnpq.br/8055585859691419
Kreutz, Cristiane
https://orcid.org/0000-0003-3152-6489
http://lattes.cnpq.br/5168151879842104
Bernardelli, Jossy Karla Brasil
https://orcid.org/0000-0001-5602-6873
http://lattes.cnpq.br/9823563508437304
Carvalho, Karina Querne de
https://orcid.org/0000-0003-4577-7537
http://lattes.cnpq.br/8055585859691419
Sezerino, Pablo Heleno
https://orcid.org/0000-0002-2249-0878
http://lattes.cnpq.br/8752243933474803
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Lucas de Carvalho
dc.subject.por.fl_str_mv Resíduos como material de construção
Wetlands construídos
Poluentes
Cerâmica vermelha
Adsorção
Águas residuais - Purificação
Águas residuais - Purificação - Remoção de fosfato
Biodegradação
Waste products as building materials
Constructed wetlands
Pollutants
Red pottery
Adsorption
Sewage - Purification
Sewage - Purification - Phosphate removal
Biodegradation
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
Engenharia Civil
topic Resíduos como material de construção
Wetlands construídos
Poluentes
Cerâmica vermelha
Adsorção
Águas residuais - Purificação
Águas residuais - Purificação - Remoção de fosfato
Biodegradação
Waste products as building materials
Constructed wetlands
Pollutants
Red pottery
Adsorption
Sewage - Purification
Sewage - Purification - Phosphate removal
Biodegradation
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
Engenharia Civil
description The use of a substrate with sorption capacity and macrophytes capable of removing macro and micronutrients can contribute to the removal of pollutants and the development of microbial communities, favoring wastewater treatment by constructed wetlands (CW). The objective of this research was to evaluate the use of waste from red ceramics (RC, fragments of bricks), autoclaved aerated concrete (AC), and the composite generated from chemically activated AC with white cement (AAC) as a substrate in vertical subsurface flow constructed wetlands with saturated bottom (VCW) in the removal of carbonaceous, nitrogenous, phosphate matter and endocrine disruptors (ED). The three systems were operated in three stages with varying sampling times: Stage I of 24 h, Stage II of 48 h, and Stage III of 48 h, with the addition of endocrine disruptors (E1, E2, and EE2), totaling 380 days of operation. In Stage III, CW-RC showed better efficiency in the removal of COD (91%), NO2- (85%), and NO3- (94%). No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal of TKN (31%, 33%, and 27%) and N-Ammon (0%, 10%, and 0%) between Stages I, II, and III, nor between Stages II (85%) and III (77%) for PT removal. CW-AC and CW-AAC presented better results for TKN removal (70% and 66%), N-Ammon removal (70% and 62%), and PT removal (95% and 92%) in Stage II. In CW-AC, better removal of COD was observed in Stage II (84%), and better NO2- was observed in Stage III (87%). No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal efficiency of NO3- between Stages II (89%) and III (85%). CW-AAC showed better removal of NO2- (93%) and NO3- (76%) in Stage III. No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal of COD between Stages II (78%) and III (81%). Stage II proved to be more effective in the behavior of CW-AC and CW-AAC systems, possibly due to more significant interaction between macrophytes, substrate, and microorganisms. It can be concluded that the systems maintained operational stability and improved denitrification performance after adding Eds. In the evaluation of the microbial community structure of the system, Firmicutes, Proteobacteria, and Planctomycetes were the most abundant phyla. In addition, Anammox bacteria were identified, such as Candidatus brocadia and Candidatus Jettenia, and some responsible for the degradation of Eds, such as Pseudomonas, Citrobacter, and Comamonas. In the mass balance after 188 days of operation, it was observed that CQA (258.5 g m-2 b-1) showed higher PT retention capacity, while CV (246.4 g m-2 b-1) retained more NT. The macrophyte contributed with a maximum removal of 5.4% for PT and 7.0% for NT.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-06-14T20:38:35Z
2023-06-14T20:38:35Z
2023-04-27
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA, Lucas de Carvalho. Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31565
identifier_str_mv SILVA, Lucas de Carvalho. Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31565
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498260787003392