SISTEMA INTEGRADO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES URBANOS COM MICROALGAS E WETLANDS CONSTRUÍDOS

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1 SISTEMA INTEGRADO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES URBANOS COM MICROALGAS E WETLANDS CONSTRUÍDOS Elizandro Silveira ORIENTADOR: Prof. Dr. Ênio Leandro Machado

2 INTRODUÇÃO Contaminação dos corpos d água; Escassez de água potável; Gerenciamento de recursos hídricos; Integração de processos de tratamento; Recuperação de energia e nutrientes; Tendência de reuso das águas residuárias;

3 INTRODUÇÃO Tipos de processos de tratamento: UASB/Biofiltros; UASB/Lodo Ativado; UASB/Lagoas de estabilização; UASB/Wetlands Construídos; UASB/ Wetlands Construídos/POAs.

4 INTRODUÇÃO Resolução nº128 CONSEMA/RS Vazão (m 3 dia -1 ) DBO 5 DQO SS mg O 2 L -1 mg O 2 L -1 mg L -1 Q < Q < Q < Q < Q < Q < Q < Q

5 INTRODUÇÃO Efluentes ricos em matéria orgânica são utilizados como fonte para produção de biomassa de microalgas; Capacidade de biossorção, fonte de biomassa e produção de energia com baixo custo de aplicação e operação. (MEZZOMO et al., 2010; QUINTELAS et al., 2008; MÓDENES et al., 2009 e DAS et al., 2008 ).

6 Objetivo Geral Desenvolver um sistema integrado com Microalgas e Wetlands construídos visando reduzir a ação eutrofizante de efluentes urbanos. Objetivos Específicos Construir unidade para proliferação de algas com incidência de energia solar na configuração tipo cone com funcionamento em fluxo semi-contínuo. Adequar sistema de Wetlands construídos com fluxo vertical para pós tratar efluentes de unidade com proliferação de Microalgas visando seu reuso; Caracterizar os parâmetros de controle e eficiência para o sistema integrado de tratamento de efluente Microalgas/Wetlands construídos;

7 METODOLOGIA Caracterização do local de estudo ETE UNISC

8 METODOLOGIA Gradeamento Tanque Equalizador Pontos de coleta Reator Anaeróbio W. Construídos 1 W. Construídos 2 W. Construídos 3 TDH 3 dias 90 L Controle 1 Controle 2 Controle 3 TDH 3 dias 30 L + VP Microalgas Wetlands Filtro

9 METODOLOGIA Wetlands construídos e filtro testemunha

10 METODOLOGIA Parâmetros de caracterização dos efluentes: Parâmetros Método Fonte ph Potenciométrico APHA/AWWA, 2005 Condutividade Eletroquímico APHA/AWWA, 2005 Turbidez Método ótico APHA/AWWA, 2005 DQO Colorimétrico/Titulométrico APHA/AWWA, 2005 DBO 5 Método de Winkler/Titulométrico APHA/AWWA, 2005 Fósforo Total Colorimétrico/Molibdato de Amônio APHA/AWWA, 2005 Nitrogênio Amoniacal Destilação/Titulométrico APHA/AWWA, 2005 Toxicidade Aguda E C 50 CE(I)50 (Daphnia magna) ABNT , 2004 Cor aparente Colorimétrico APHA/AWWA, 2005 NTK Digestão ácida APHA/AWWA, 2005 Nitrito Espectrofotométrico APHA/AWWA, 2005 Nitrato Colorimetria/Ácido Fenoldissulfônico APHA/AWWA, 2005 Coliformes totais Placas Petrifilm 3M AOAC, 2000 Escherichia coli Placas Petrifilm 3M AOAC, 2000

11 METODOLOGIA TDH mínimo de 3 dias; Poda dos Wetlands Construídos a cada 3 meses; Desobstrução do sistema Microalgas semanal; (HORN et al., 2011)

12 METODOLOGIA Caracterização das Microalgas: Qualitativa: Identificação dos principais gêneros por microscopia óptica; Utilização de chaves de identificação; Quantitativa: Método colorimétrico Absorbância (λ 686nm) (LANANAN et al., 2014).

13 RESULTADOS E DISCUSSÕES Desenvolvimento e configuração do sistema Sistema inicial Sistema atual

14 RESULTADOS E DISCUSSÕES Reator Anaeróbio TDH: 3 dias

15 RESULTADOS E DISCUSSÕES Reator Anaeróbio Sistema de abastecimento.

16 RESULTADOS E DISCUSSÕES Fotobiorreator tipo cone com desenvolvimento de Microalgas:

17 RESULTADOS E DISCUSSÕES Identificação das Microalgas: O gênero Desmodesmus foi o mais abundante; Ainda foram encontrados os gêneros Scenedesmus e Chlorella. Scenedesmus sp.

18 RESULTADOS E DISCUSSÕES Identificação das Microalgas: O gênero Chlorella, apresentou uma baixa incidência na amostragem analisada. Chlorella sp

19 RESULTADOS E DISCUSSÕES Tabela 1 - Dados de caracterização dos ensaios de tratamento dos efluentes do campus universitário com sistemas integrados RA, WCFV, CONTROLE e MA. PARÂMETROS EFLUENTE BRUTO RA CONTROLE WCFV MA MA/WCFV DQO (mg L -1 O 2 ) 684,8 340,2 221,8 357,7 414,8 496,6 DBO 5 (mg L -1 O 2 ) ,5 575,7 666,6 530,0 394,0 N-NH 4+ (mg L -1 ) 64,26 87,1 8,9 2,45 0* 0 Fósforo total (mg L -1 ) 7,87 6,5 2,3 3,12 4,65 5,2 Turbidez (UT) 118,8 38,4 7,4 11,5 130,8 53,0 Condutividade ( Scm -1 ) ,8 636, ,8 691,3 ph 7,7 6,6 5,9 6,0 9,0 6,6 * Não detectável para o método de titulação.

20 RESULTADOS E DISCUSSÕES Taxa de aplicação de carga hidráulica dos efluentes nos WCs foi de 160 cm h -1. Taxa de aplicação de efluentes nos WCs investigados por Konnerup et al. (2011) carga hidráulica de superfície de 20 cm dia -1.

21 RESULTADOS E DISCUSSÕES Taxas de germinação da Lactuca sativa:

22 RESULTADOS E DISCUSSÕES Taxas de crescimento da Lactuca sativa:

23 CONSIDERAÇÕES FINAIS O sistema integrado MA/WCFV, apresenta a melhor condição para remoção de Nitrogênio Amoniacal e Fósforo; Quanto a Fitotoxicidade, o sistema de microalgas apresenta resultados que estão de acordo com a literatura, reforçando a importância do mecanismo para a redução da condutividade e salinidade das águas residuárias; O crescimento das microalgas já existentes no efluente será mantida, agregando um sistema suporte para separação de fases das mesmas.

24 CONSIDERAÇÕES FINAIS Amplificação da eficiência na remoção dos agentes eutrofizantes; Aplicação em fluxo contínuo; Tratamento integrado de efluentes em larga escala;

25 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DAS, N.; VIMALA, R.; KARTHIKA, P. Biosorption of heavy metals - An Overview. Indian Journal of Biotechnology, v. 7, p , LANANAN, F. et al. Symbiotic bioremediation of aquaculture wastewater in reducing ammonia and phosphorus utilizing Effective Microorganism (EM-1) and microalgae (Chlorella sp.) Elsevier, KONNERUP, D. et al. Treatment of fishpond water by recirculating horizontal and vertical flow constructed wetlands in the tropics Aquaculture, , MEZZOMO, N.; SAGGIORATO, A.G.; SIEBERT, R.; TATSCH, P.O.; LAGO, M.C.; HEMKEMEIER, M.; COSTA, J.A.V.; BERTOLIN, T.E.; COLLA, L.M. Cultivation of microalgae Spirulina platensis (Arthrospira platensis) from biological treatment of swine wastewater. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 30, n. 1, p , MÓDENES, A.N.; PIETROBELLI, J.M.T.A.; QUIÑONES, F.R.E.; SUZAKI, P.Y.R.; ALFLEN, V. L.; KLEN, M.R.S.F. Potencial de biossorção do zinco pela macrófita Egeria densa. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 14, n. 4, p , QUINTELAS, C.; FERNANDES, B.; CASTRO, J.; FIGUEIREDO, H.; TAVARES, T. Biosorption of Cr(VI) by three different bacterial species supported on granular activated carbon - A comparative study. Journal of Hazardous Materials, v. 153, p , WIDDEL, F. Theory and measurement of bacterial grouwth. Grundpraktikum Mikrobiologie, vol. 4, 2007.

26 Obrigado pela atenção!