SISTEMA INTEGRADO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES URBANOS COM MICROALGAS E WETLANDS CONSTRUÍDOS Elizandro Silveira ORIENTADOR: Prof. Dr. Ênio Leandro Machado
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;
INTRODUÇÃO Tipos de processos de tratamento: UASB/Biofiltros; UASB/Lodo Ativado; UASB/Lagoas de estabilização; UASB/Wetlands Construídos; UASB/ Wetlands Construídos/POAs.
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 <20 180 400 180 20 Q < 100 150 360 160 100 Q < 200 120 330 140 200 Q < 500 110 330 125 500 Q < 1.000 80 260 80 1.000 Q < 2.000 70 200 70 2.000 Q < 10.000 60 180 60 10.000 Q 40 150 50
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 ).
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;
METODOLOGIA Caracterização do local de estudo ETE UNISC
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
METODOLOGIA Wetlands construídos e filtro testemunha
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 12.713, 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
METODOLOGIA TDH mínimo de 3 dias; Poda dos Wetlands Construídos a cada 3 meses; Desobstrução do sistema Microalgas semanal; (HORN et al., 2011)
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).
RESULTADOS E DISCUSSÕES Desenvolvimento e configuração do sistema Sistema inicial Sistema atual
RESULTADOS E DISCUSSÕES Reator Anaeróbio TDH: 3 dias
RESULTADOS E DISCUSSÕES Reator Anaeróbio Sistema de abastecimento.
RESULTADOS E DISCUSSÕES Fotobiorreator tipo cone com desenvolvimento de Microalgas:
RESULTADOS E DISCUSSÕES Identificação das Microalgas: O gênero Desmodesmus foi o mais abundante; Ainda foram encontrados os gêneros Scenedesmus e Chlorella. Scenedesmus sp.
RESULTADOS E DISCUSSÕES Identificação das Microalgas: O gênero Chlorella, apresentou uma baixa incidência na amostragem analisada. Chlorella sp
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 ) 500 348,5 575,7 666,6 530,0 394,0 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 ) 1183 1037,8 636,3 528 608,8 691,3 ph 7,7 6,6 5,9 6,0 9,0 6,6 * Não detectável para o método de titulação.
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.
RESULTADOS E DISCUSSÕES Taxas de germinação da Lactuca sativa:
RESULTADOS E DISCUSSÕES Taxas de crescimento da Lactuca sativa:
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.
CONSIDERAÇÕES FINAIS Amplificação da eficiência na remoção dos agentes eutrofizantes; Aplicação em fluxo contínuo; Tratamento integrado de efluentes em larga escala;
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DAS, N.; VIMALA, R.; KARTHIKA, P. Biosorption of heavy metals - An Overview. Indian Journal of Biotechnology, v. 7, p. 159-169, 2008. LANANAN, F. et al. Symbiotic bioremediation of aquaculture wastewater in reducing ammonia and phosphorus utilizing Effective Microorganism (EM-1) and microalgae (Chlorella sp.) Elsevier, 2014. KONNERUP, D. et al. Treatment of fishpond water by recirculating horizontal and vertical flow constructed wetlands in the tropics Aquaculture, 313 57 64, 2011. 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. 173-178, 2010. 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. 465-470, 2009. 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. 799-809, 2008. WIDDEL, F. Theory and measurement of bacterial grouwth. Grundpraktikum Mikrobiologie, vol. 4, 2007.
Obrigado pela atenção!