EFICIÊNCIA DE SISTEMAS ALAGADOS CONSTRUÍDOS NA REMOÇÃO DE POLUENTES DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS DE INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS

EFICIÊNCIA DE SISTEMAS ALAGADOS CONSTRUÍDOS NA REMOÇÃO DE POLUENTES DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS DE INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS ANTONIO T. MATOS 1, SÉRGIO S. ABRAHÃO 2, PAOLA A. V. LO MONACO 3 RESUMO: Objetivou-se vlir eficiênci de sistems lgdos construídos (SACs), cultivdos com dois diferentes cpins e cinco txs de crregmento orgânico (TCOs) n remoção de poluentes de águs residuáris de indústri de lticínios (ARL). Pr isso, uniddes experimentis form constituíds por um SAC sem vegetção (), cinco SACs cultivdos com cpim-elefnte (SACs- ) e cinco SACs cultivdos com cpim-tifton 85 (SACs-), com escomento subsuperficil horizontl. A ARL foi plicd num vzão médi de 60 L d -1 e tempo de residênci hidráulic de 4,8 dis e TCOs de 66; 130; 190; 320 e 570 kg h -1 d -1 de DBO 5. Os SACs mostrrm-se eficientes n remoção d DBO, DQO e dos SSTs, STs e NTKs, porém form pouco eficientes n remoção de P-totl, K e N d ARL. As dus forrgeirs vlids presentrm semelhnte influênci no processo de remoção de DBO 5, DQO, ST, SST, P-totl, K e N, qundo comprds com sistems que operrm com mesm tx de crregmento orgânico, tendo s remoções de DBO e DQO ficdo n fix de 79 96 % e 85 97 %, respectivmente. O SAC sem vegetção () presentou desempenho semelhnte o dos SACs vegetdos n remoção de DBO 5, DQO, ST, SST e N, enqunto o cultivdo com cpim-tifton foi mis eficiente n remoção de NTK. PALAVRAS-CHAVE: trtmento de resíduos, leitos cultivdos, sistems wetlnds. PERFORMANCE OF CONSTRUED WETLANDS SYSTEMS IN POLLUTANTS REMOVAL OF DAIRY INDUSTRY WASTEWATER ABSTRA: The objective for this reserch ws evlute the efficiency of constructed wetlnds systems (CWS), cultivted with two different grsses nd five orgnic loding rtes (OLRs), in the removl of pollutnts from diry industry wstewter (DIW). For this, experimentl units were formed by CWS without vegettion (CWS-), with five CWS cultivted elephnt grss (CWS- EG) nd five cultivted with Tifton 85 grss (CWS-TG), with horizontl subsurfce flow. The DW hs been pplied in verge flow of 60 L dy -1 nd hydrulic residence time of 4.8 dys nd verge surfce orgnic loding rtes (OLR) of 66, 130, 190, 320 nd 570 kg h -1 dy -1 of BOD. The CWS were efficient in removl BOD 5, COD, TSS, TS nd TKN, but were inefficient in P-totl, K nd N removl of the DIW. The two evluted grss hd similr influence in the BOD 5, COD, TS, TSS, totl-p, K nd N removl, when compred with systems tht operted with the sme OLR nd the removl of BOD 5 nd COD were in rnge 79-96 % nd 85-97 %. The CWS- performnce ws similr to the cultivted CWS in the removl of BOD 5, COD, TS, TSS nd N, but while the cultivted with tifton ws more efficient in removing TKN. KEYWORDS: wste tretment, cultivted beds, wetlnds systems. INTRODUÇÃO O uso d águ no processmento de limentos ger grndes quntiddes de efluentes líquidos que necessitm ser trtdos ntes do seu lnçmento em corpos hídricos receptores. Dentre s indústris limentícis, contribuição dos lticínios n poluição dos corpos hídricos é muito expressiv, visto que o beneficimento do leite ger considerável crg poluidor, decorrente d 1 Eng. Agrícol, Professor, Doutor em Solos e Nutrição de Plnts, Deprtmento de Engenhri Agrícol (DEA), Universidde Federl de Viços (UFV), Viços, MG, tmtos@ufv.br. 2 Eng. Agrícol, Mestre em Engenhri Agrícol, DEA/UFV, sergio@ctzm.com.br. 3 Engª Agrícol, Professor, Doutor em Engenhri Agrícol, Instituto Federl de Educção, Ciênci e Tecnologi do Espírito Snto, cmpus Centro Serrno, pollomonco2004@yhoo.com.br. Recebido pelo Conselho Editoril em: 16-6-2011 Aprovdo pelo Conselho Editoril em: 1-7-2012 Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Eficiênci de sistems lgdos construídos n remoção de poluentes de águs residuáris de indústri de lticínios 1145 presenç de grnde quntidde de compostos orgânicos em suspensão ns águs residuáris do processo. O volume de águ residuári gerdo n tividde pode vrir de 1 5 vezes o volume de leite processdo, dependendo do produto finl produzido e do nível tecnológico d indústri de lticínios (MATOS et l., 2011) e, com bse n crg poluente que esss águs possuem, pode-se inferir que grndes impctos mbientis podem ser proporciondos se els não forem disposts ou trtds e lnçds de form indequd no mbiente. No que refere o specto qulittivo, s opções pr trtmento ou recuperção de águs servids envolvem inúmers e diferentes lterntivs (sistems neróbios, sistems eróbios e sistems conjugdos), muits dels oneross e complexs, e outrs de bixo custo e simples. Dentre esss lterntivs, deve-se destcr o uso de Sistems Algdos Construídos (SACs) ou sistems Wetlnds construídos (MATOS et l., 2008). Os SACs são reservtórios preenchidos com mteriis porosos, de lt condutividde hidráulic, gerlmente constituídos por brit, que servem de suporte pr o cultivo de mcrófits. No meio suporte, desenvolve-se um biofilme entremedo pels rízes ds plnts que proporcion degrdção de prte d mtéri orgânic em solução, lém d remoção, por meio de processos físicos, de sólidos sedimentáveis e sólidos suspensos. Assim, no sistem meio poroso-plnt microrgnismos, ocorre depurção dos resíduos (CHAGAS et l., 2012). As espécies vegetis serem selecionds pr cultivos em SACs devem ser perenes, ter lt tolerânci o excesso de águ e mbientes eutrofizdos, ser de fácil propgção e crescimento rápido, ser de fácil colheit e mnejo e possuir lt cpcidde de remoção de nutrientes e poluentes (MATOS et l., 2008). Diversos trblhos utilizndo forrgeirs, como o zevém e vei-pret (FIA et l., 2010), e os cpins tifton 85 (FIA et l., 2011; MATOS et l., 2010; 2010b e 2010c) e elefnte (MATOS, et l. 2008 e 2010), têm demonstrdo elevd eficiênci como extrtores de nutrientes e poluentes de diversos tipos de águs residuáris trtds em SACs. Em rzão d pouc disponibilidde de informções cerc d eficiênci de remoção de poluentes em SACs, qundo utilizdos no trtmento de águs residuáris d indústri de lticínios, no presente trblho, teve-se como objetivo vlir eficiênci de sistems lgdos construídos (SACs), cultivdos com cpim-elefnte cv. Npier (Pennisetum purpureum schum) e cpim-tifton 85 (Cynodon spp), qundo submetidos diferentes txs de crregmento orgânico, n remoção de poluentes de águs residuáris de lticínios. MATERIAIS E MÉTODOS O experimento foi conduzido n Áre Experimentl de Hidráulic, Irrigção e Drengem do Deprtmento de Engenhri Agrícol, d Universidde Federl de Viços - DEA/UFV, em Viços, Mins Geris. Pr relizção dos estudos, form utilizds águs residuáris bruts provenientes d Usin de Beneficimento de Leite, d Fundção Arthur Bernrdes (Lticínios d FUNARBE), loclizd no Câmpus d UFV, coletds num cix de pssgem, onde se concentr todo o efluente origindo dos diversos setores de produção d indústri de lticínios. O experimento foi conduzido em onze leitos de sistems lgdos, construídos (SACs) com escomento subsuperficil horizontl pr trtmento secundário/terciário de águ residuári d indústri de lticínios (ARL). Cd SAC foi constituído por um tnque de 0,40 x 0,75 x 3,00 m, impermebilizdo, preenchido com substrto de brit zero (volume de vzios de 0,44 m 3 m -3 ), declividde de bse de 0,5 % no sentido longitudinl do tnque e profundidde do leito filtrnte de 0,33 m. As uniddes experimentis form constituíds por um SAC sem vegetção (), cinco SACs cultivdos com cpim-elefnte () e cinco SACs cultivdos com cpim-tifton 85 (). Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Antonio T. Mtos, Sérgio S. Abrhão, Pol A. V. Lo Monco 1146 A águ residuári fluente os SACs foi plicd nos tnques, num vzão médi de 60 L di -1, e tempo de residênci hidráulic igul 4,8 dis, proporcionndo profundidde molhd de 0,3 m em todos os SACS. As txs de crregmento orgânico superficil plicds (TCOs) nos SACs form de 66; 130; 190; 320 e 570 kg h -1 d -1 de DBO 5, embor pequenos desvios tenhm ocorrido nos vlores médios plicdos, sendo os trtmentos denomindos de e -66; e -130; e -190; e -320, e e -570, respectivmente. As diferentes TCOs fluentes form obtids por meio de misturs d águ residuári d indústri de lticínios (ARL) brut, que tinh DBO 5 de proximdmente 2.500 mg L -1, com águ limp, cptd em mnncil de águ superficil (AM), conforme presentdo n Tbel 1. No SAC sem vegetção (), foi plicd, dirimente, um TCO superficil médi de 130 kg h -1 d -1 de DBO 5. TABELA 1. Txs de crregmento orgânico médi superficil (TCOs) e médi volumétric (TCOv), expresss em termos de DBO 5 e DQO (entre prêntesis) e volumes plicdos dirimente de águ residuári d indústri de lticínios (ARL) e águ do mnncil (AM). Averge surfce orgnic loding rtes (OLR) nd verge volumetric (OLRv), in terms of BOD 5 nd COD (in brckets), nd volume dily pplied of diry industry wstewter (DW) nd the wter source (WS). SAC TCOs médi e dv-pdrão TCOv médi e dv-pdrão ARL AM (kg h -1 d -1 ) (g m -3 d -1 ) (L d -1 ) (L d -1 ) -570-570 -320-320 -190-190 -130-130 -66-66 -130 571 ± 129 433 ± 98 (1.053 ± 67) (798 ± 51) 571 ± 129 433 ± 98 (1.053 ± 67) (798 ± 51) 319 ± 72 242 ± 54 (588 ± 38) (445 ± 29) 319 ± 72 242 ± 54 (588 ± 38) (445 ± 29) 193 ± 43 146 ± 32 (355 ± 23) (269 ± 18) 193 ± 43 146 ± 32 (355 ± 23) (269 ± 18) 130 ± 28 98 ± 21 (236 ± 16) (179 ± 12) 130 ± 28 98 ± 21 (236 ± 16) (179 ± 12) 66 ± 14 50 ± 10 (122 ± 9) (99 ± 6) 66 ± 14 50 ± 10 (122 ± 9) (99 ± 6) 130 ± 28 98 ± 21 (236 ± 16) (179 ± 12) 45 15 45 15 25 35 25 35 15 45 15 45 10 50 10 50 5 55 5 55 10 50 Consumo diário totl de ARL e AM 210 450 Sendo: leito cultivdo com cpim-tifton 85; leito cultivdo com cpim-elefnte e leito sem vegetção. Os números complementres às sigls representm tx de crregmento orgânico superficil estbelecid pr plicção nos SACs. Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Eficiênci de sistems lgdos construídos n remoção de poluentes de águs residuáris de indústri de lticínios 1147 Ns colets em que águ residuári brut d indústri de lticínios presentou vlor de DBO 5 inferior 2.500 mg L -1, foi necessári dição de soro de leite pr equlizção d ARL ser plicd nos SACs. Do tnque de equlizção, ARL foi conduzid dirimente, utilizndo-se de um mngueir e de um válvul de 1, té o reservtório de dosgem de cd SAC. Cd reservtório recebi o volume de ARL correspondente à TCO ser plicd e o complemento de águ do mnncil (AM), té ser tingido o volume de 60 L (Tbel 1). Com bse nesse volume, o tempo de residênci hidráulic foi estimdo em 4,8 dis, o que foi mntido constnte em todos os SACs. As vriáveis demnd bioquímic de oxigênio (DBO 5 ), demnd químic de oxigênio (DQO), sólidos totis (ST), sólidos suspensos totis (SST), sólidos dissolvidos totis (SDT), nitrogênio totl Kjeldhl (NTK), fósforo totl (P-totl), potássio (K) e sódio (N) form determinds n ARL contid no tnque de equlizção, n AM e no fluente e efluente dos SACs, excetundo-se o potencil hidrogeniônico (ph) e condutividde elétric (CE), os quis form medidos pens n ARL e n AM. As mostrs form coletds cd 14 dis, no período de 84 dis. As nálises lbortoriis form relizds no Lbortório de Qulidde d Águ, do Deprtmento de Engenhri Agrícol d UFV, em conformidde com recomendções do Stndrd Methods... (APHA et l., 2005), pr s nálises d águ de mnncil, águ residuári brut e fluente e efluente dos SACs. As vriáveis vlids e os respectivos métodos estão descritos seguir: ph e CE métodos potenciométricos; DBO 5 - quntificção do oxigênio dissolvido pelo método iodométrico (Processo Winkler); DQO método de oxidção químic em refluxo berto; ST e SST - método grvimétrico; SDT - diferenç entre os STs e os SSTs; NTK - processo semimicro Kjeldhl. Após digestão nítrico-perclórico d mostr, form quntificds s concentrções de P Totl espectrofotometri e N e K - fotometri de chm. As principis crcterístics físics, químics e bioquímics d águ residuári d indústri de lticínios (ARL), coletds por ocsião ds descrgs de efluentes com mior concentrção de poluentes, e d águ de mnncil (AM), utilizds pr dosgem ds TCOs, estão presentds n Tbel 2. TABELA 2. Crcterístics físics, químics e bioquímics d águ residuári d indústri de lticínios (ARL) e d águ de mnncil (AM), utilizds no prepro ds águs residuáris plicds nos SACs. Physicl, chemicl nd biochemicl chrcteristics of the diry industry wstewter (DW) nd the wter source (WS) used in the preprtion of the pplied wstewter in the CWS. Vriáveis Unidde Médi e Desvio-Pdrão ph --- 3,78 ± 0,47 6,94 ± 0,17 CE µs cm -1 994 ± 110 89 ± 14 DBO 5 mg L -1 2.790 ± 633 12 ± 4 DQO mg L -1 5.143 ± 328 20 ± 6 SS mg L -1 702 ± 100 3 ± 3 ST mg L -1 2.407 ± 442 104 ± 41 SDT mg L -1 1.705 ± 479 101 ± 43 NTK mg L -1 89,54 ± 17,3 3,33 ± 5,7 P-totl mg L -1 22,51 ± 5,1 0,12 ± 0,17 Potássio mg L -1 66,36 ± 23,9 3,77 ± 1,5 Sódio mg L -1 107,72 ± 98,4 8,43 ± 4,2 ARL AM Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Antonio T. Mtos, Sérgio S. Abrhão, Pol A. V. Lo Monco 1148 Vriável DBO 5 DQO ST SST NTK P Totl K N Pr vlição dos resultdos relciondos à qulidde do fluente e do efluente dos SACs, utilizou-se metodologi esttístic prmétric, sendo dotdo o método do Delinemento Inteirmente Csulisdo (DIC). Cd DIC teve como ftor um ds cinco TCOs plicds. No cso ds TCOs equivlentes 66; 190; 320 e 570 kg h -1 d -1 de DBO 5, cd DIC foi constituído por dois trtmentos relciondos um mesm vriável, sendo um trtmento ssocido um SAC cultivdo com cpim-tifton 85 e o outro um SAC cultivdo com cpim-elefnte. No cso d TCO de 130 kg h -1 d -1 de DBO 5, cd DIC foi constituído por três trtmentos representdos pelos três SACs (cultivdo com cpim-elefnte, cpim-tifton 85 e não cultivdo). Pr nálise esttístic ds vriáveis DBO, DQO, SST, ST, NTK, P Totl, potássio e sódio, utilizou-se, como repetição, de vlores equivlentes à relção entre concentrção efluente e concentrção fluente (C/C o ), obtidos ns seis mostrgens nlisds durnte o período de operção dos sistems. Por meio dos resultdos obtidos prtir de cd DIC, foi possível comprr o desempenho dos SACs, submetidos às mesms TCOs, n remoção de DBO 5, DQO, SST, ST, NTK, P Totl, potássio e sódio d águ residuári. Pr verificção ds pressuposições de normlidde e homogeneidde de vriâncis dos efeitos do erro experimentl, form plicdos o teste de Lilliefors e os testes de Cochrn Brtlett, respectivmente, e pr comprção do desempenho entre SACs que operrm com mesm TCO, utilizou-se d Análise de Vriânci (ANOVA, P = 0,05) e do teste de Tukey (P = 0,05). A título de vlição do desenvolvimento do sistem rdiculr ds plnts nos SACs, o finl do experimento, plnts form retirds do sistem pr nálise visul. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ns Tbels 3 e 4, estão presentdos os vlores médios e o desvio-pdrão d concentrção ds diverss vriáveis monitords (DBO 5, DQO, ST, SST e NTK) do fluente e efluente, e eficiênci n su remoção, em função ds txs de crregmento orgânico superficiis (TCOs) plicds os SACs cultivdos com cpins-tifton 85 e elefnte. N Tbel 5, estão presentds s eficiêncis obtids n remoção desss vriáveis nos SACs submetidos às TCOs médis de 130 kg h -1 d -1. Como não houve remoção de P-totl, K e N, pelo menos qundo não se consider s perds de águ por evpotrnspirção nos SACs, pens os vlores médios e o desvio-pdrão de concentrção no fluente e efluente estão presentdos n Tbel 6, referente à TCO de 130 kg h -1 d -1. N Figur 1, estão presentds s médis ds relções de efluente e fluente (C/C 0 ) d Demnd Bioquímic de Oxigênio (DBO 5 ), Demnd Químic de Oxigênio (DQO), Sólidos Totis (ST), Sólidos Suspensos (SS), Nitrogênio Totl Khjeldl (NTK), Fósforo totl (P-totl), Potássio e Sódio nos SACs, em função ds TCOs plicds. TABELA 3. Vlores médios e desvio-pdrão ds vriáveis DBO 5, DQO, ST, SST, NTK, P totl, K e N do fluente e efluente dos SACs cultivdos com cpins-tifton 85 e elefnte. Averge vlues nd stndrd devition of the vribles BOD 5, COD, TS, TSS, TKN, totl P, K nd N of the ffluent nd effluent of the CWS cultivted with tifton 85 nd elephnt grsses. Txs de Crregmento Orgânico Superficil (kg h -1 d -1 ) c. tifton c. elefnte c. tifton c. elefnte c. tifton c. elefnte c. tifton c. elefnte c. tifton c. elefnte Afluente 244 50 475 103 707 156 1170 262 2095 474 Efluente 50 32 34 24 36 13 32 14 40 13 32 14 41 28 54 36 94 128 107 98 Afluente 447 31 865 57 1301 85 2154 139 3862 247 Efluente 69 59 58 53 42 28 39 35 54 53 50 47 88 86 71 65 114 133 241 300 Afluente 296 65 488 96 680 130 1064 198 1831 337 Efluente 263 64 319 36 337 77 300 66 398 113 401 106 455 167 461 121 698 297 743 294 Afluente 61 8 119 16 178 25 294 42 527 75 Efluente 29 22 15 11 42 14 41 9 45 9 41 20 57 16 51 24 63 27 59 21 Afluente 11 6 18 7 25 8 39 10 68 14 Efluente 5 3 9 7 5 3 10 4 13 12 17 10 17 9 27 18 30 12 34 13 Afluente 1,99 0,43 3,85 0,84 5,72 1,26 9,45 2,10 16,91 3,80 Efluente 3,88 1,42 3,74 1,77 5,14 1,06 6,66 2,62 4,99 1,16 5,44 1,80 9,99 1,64 7,55 1,79 14,28 3,53 16,07 3,52 Afluente 9,0 2,3 14,2 4,1 19,4 6,0 29,9 9,9 50,7 17,9 Efluente 8,9 2,4 9,5 2,2 11,3 2,5 15,0 5,5 16,4 5,7 20,0 8,7 27,0 10,3 27,5 9,9 47,5 23,2 46,6 17,7 Afluente 17 12 25 19 33 27 50 43 83 75 Efluente 22 19 20 14 27 20 25 18 37 33 37 34 51 44 50 44 79 61 76 59 Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

C/Co C/Co Eficiênci de sistems lgdos construídos n remoção de poluentes de águs residuáris de indústri de lticínios 1149 TABELA 4. Eficiênci n remoção ds vriáveis DBO 5, DQO, SST e NTK em função ds Txs de Crregmento Orgânico Superficil (TCOs) plicds os SACs cultivdos com cpins tifton 85 e elefnte. Removl efficiency of the vribles BOD 5, COD, TSS nd TNK ccording to the surfce Orgnic Loding Rte (OLR) pplied on the CWS cultivted with tifton 85 nd elephnt grsses. Vriável DBO 5 DQO SST NTK Eficiênci de Remoção (%) Tx de Crregmento Orgânico Superficil (kg h -1 d -1 ) Forrgeir c. tifton-85 78,5 15,1 91,6 4,5 93,8 2,7 96,3 2,9 94,9 7,1 c. elefnte 85,3 11,9 93,2 3,2 95,3 2,5 95,0 3,8 94,4 5,1 c. tifton-85 84,7 13,0 95,2 3,1 95,9 3,9 95,9 3,6 97,1 3,4 c. elefnte 87,2 11,5 95,5 3,9 96,2 3,5 96,7 2,9 93,8 7,6 c. tifton-85 50 42 65 14 74 7 81 6 88 6 c. elefnte 75 20 64 12 76 14 82 10 89 5 c. tifton-85 51 29 70 19 53 27 58 12 56 12 c. elefnte 14 20 43 20 34 25 34 30 50 11 TABELA 5. Eficiênci n remoção ds vriáveis DBO 5, DQO, ST, SST e NTK em função dos trtmentos que receberm TCOs de 130 kg h -1 d -1. Removl efficiency of the vribles BOD 5, COD, TS, TSS nd TNK, ccording the tretments tht receive surfce OLR of 130 kg h -1 dy -1. Eficiênci n remoção (%) Vriável Trtmentos 130 130-130 DBO 5 91,6 4,5 93,2 3,2 89,3 5,6 DQO 95,2 3,1 95,5 3,9 94,4 5,1 ST 30,9 6,3 37,4 13,9 32,2 21,4 SST 64,56 13,60 64,27 11,84 81,81 14,34 NTK 70,4 19,1 43,3 19,9 29,3 23,1 TABELA 6. Vlores médios e desvio-pdrão d concentrção ds vriáveis DBO 5, DQO, P Totl, K e N, em fluentes e efluentes, em função dos trtmentos que receberm TCOs médi de 130 kg h -1 d -1. Averge vlues nd stndrd devition in concentrtion of influent nd effluent vribles BOD 5, COD, Totl P, K nd N, ccording the tretments tht receive surfce OLR of 130 kg h -1 dy -1. Trtmentos Vriável 130 130-130 Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente P Totl 3,85 0,84 5,14 1,06 3,85 0,84 6,66 2,62 3,85 0,84 3,68 1,42 K 14,2 4,1 11,3 2,5 14,2 4,1 15,0 5,5 14,2 4,1 18,8 3,4 N 25 19 27 20 25 19 25 18 25 19 29 22 A. B. 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,18 0,15 0,12 0,09 0,06 0,03 TCOs (kg h -1 d -1 ) TCOs (kg h -1 d -1 ) Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

C/Co C/Co C/Co C/Co C/Co C/Co Antonio T. Mtos, Sérgio S. Abrhão, Pol A. V. Lo Monco 1150 C. D. 1,20 1,00 0,60 0,50 0,80 0,60 0,40 0,20 0,40 0,30 0,20 0,10 TCOs (kg h -1 d -1 ) TCOs (kg h -1 d -1 ) E. F. 1,00 0,80 0,60 0,40 b b b 2,50 2,00 1,50 1,00 b b 0,20 0,50 TCOs (kg h -1 d -1 ) TCOs (kg h -1 d -1 ) G. H. 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 b b 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,40 0,20 0,20 TCOs (kg h -1 d -1 ) TCOs (kg h -1 d -1 ) Sendo: SACs cultivdos com cpim-titon 85; SACs cultivdos com cpim-elefnte; e SACs não cultivdos. As médis seguids por mesm letr e correspondentes à mesm TCO não diferem entre si, em nível de 5% de probbilidde, pelo teste de Tukey. FIGURA 1. Médi ds relções C/C 0 de DBO 5 (A), DQO (B), ST (C), SS (D), NTK (E), P-totl (F), K-totl (G) e N (H) nos SACs, em função ds TCOs plicds. Averge of the C/C 0 rtio of BOD 5 (A), COD (B), TS (C), SS (D), TKN (E), totl-p (F), totl-k (G) nd N (H) in CWS, ccording pplied OLR. Todos os SACs, inclusive queles em que form plicds s miores TCOs, form eficientes n remoção de DBO 5, tendo sido obtido o menor vlor médio, que foi de 78,5 %, no SAC -66, e máximo de 96,3 %, no SAC -320 (Tbel 4), enqunto no SAC não cultivdo (-130) foi obtid remoção de 89,3 %. Dentre os vários ftores que contribuírm pr que se obtivesse esse elevdo desempenho nos SACs, deve-se destcr o efeito do tempo de detenção hidráulic (TDH = 4,8 dis) que ficou submetid ARL, suficiente pr que se obtivesse eficiênci no processo de remoção. Tl fto tmbém pôde ser consttdo por FIA et l. (2010), os quis concluírm que TDH superiores 100 h (4,17 dis) proporcionrm miores eficiêncis n remoção de DQO e DBO 5 que os de proximdmente 60 h (2,5 dis) plicdos ns fses iniciis do experimento, no trtmento de águ residuári do processmento dos frutos do cfeeiro (ARC), em SACs cultivdos com tbo e lternnter. Esse bom desempenho dos SACs n remoção de DBO não deve ser ssocido bixs TCOs plicds, já que, à exceção d de 66 kg h -1 d -1 de DBO 5, tods podem ser considerds elevds (U.S.EPA, 2000). Supõe-se, tmbém, que lém do TDH, intensificção n formção de biofilme no meio suporte, proporciond com o umento ns TCOs, tmbém poss ter umentdo cpcidde do sistem em remover DBO 5. Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Eficiênci de sistems lgdos construídos n remoção de poluentes de águs residuáris de indústri de lticínios 1151 Utilizndo-se d nálise esttístic (ANOVA, P = 0,05) pr comprr o comportmento ds forrgeirs em relção à remoção de DBO 5, entre SACs que operrm com mesm TCOs, verificou- -se que s médis d relção entre concentrção efluente e concentrção fluente (C/C 0 ) não presentrm diferençs significtivs (P > 0,05). Este fto demonstr que um espécie não foi superior à outr, no que se refere à remoção de DBO 5, qundo comprdos SACs vegetdos operndo com mesm TCO (Figur 1-A). Ao serem vlidos os vlores de C/C 0 reltivos à DBO 5 nos três SACs que form submetidos TCOs médi de 130 kg h -1 d -1 de DBO 5 (-130, -130 e -130), cujos ddos estão presentdos n Tbel 5 e Figur 1-A, verific-se, tmbém, com bse n nálise esttístic, que não houve diferenç significtiv entre os SACs vegetdos e o SAC sem vegetção. De cordo com os ddos presentdos n Tbel 3, s médis de concentrção de DQO efluente obtids nos SACs que operrm com TCO médi de 66 kg h -1 d -1 (SAC -66 e SAC - 66) form mis lts que s médis obtids nos SACs -130, -130, -130, -190 e -190. Acredit-se que s miores eficiêncis de remoção de DQO obtids nos SACs que receberm miores TCOs (Tbel 4) estejm relcionds com os mesmos ftores que proporcionrm comportmento semelhnte em relção à remoção de DBO 5, ou sej, o processo de filtrção e formção de mior biofilme n superfície do substrto-suporte. N vlição comprtiv entre s forrgeirs cultivds nos SACs que operrm com mesm TCO, relizd por meio d nálise esttístic, verificou-se que não ocorrerm diferençs significtivs nos vlores de C/C 0 reltivos à DQO. Este fto indicou que, qundo comprdos SACs vegetdos operndo com mesm TCO, não houve superioridde de um espécie em relção à outr, no que se refere à remoção de DQO (Figur 1-B). N Figur 1-B e Tbel 5, estão presentdos ddos que demonstrm o desempenho dos três SACs que operrm com TCO médi de 130 kg h -1 d -1 (-130, -130 e -130), em relção à DQO. Estes ddos indicm que form obtidos resultdos muito semelhntes n remoção de DQO nos SACs, demonstrndo não ter hvido influênci significtiv d presenç de plnts n eficiênci de remoção de DQO, nos três SACs. Assim como verificdo no cso d DBO 5, todos os SACs tmbém presentrm vlores elevdos de eficiênci n remoção de DQO, com médi mínim de 84,7 % no SAC -66, máxim de 97,1 % no SAC -570 (Tbel 4) e de 94,4 % no SAC -130 (Tbel 5). Esses resultdos podem ser tribuídos, principlmente, o efeito do tempo de detenção hidráulic d águ residuári nos SACs. Resultdos semelhntes form obtidos por BRASIL et l. (2005) que, o utilizrem SACs cultivdos com tbo no trtmento de esgoto doméstico, obtiverm remoções entre 81 e 85% n DQO, e por MATOS et l. (2010c) que, o utilizrem SACs cultivdos com tbo (Typh ltifoli L.), Alternnther philoxeroides (Mrt.) Griseb. e cpim- -tifton-85 (Cynodon dctylon Pers.), obtiverm remoções médis de 89% n DQO de águs residuáris d suinocultur. De mneir gerl, os SACs que operrm com miores TCOs presentrm menores concentrções reltivs (C/C 0 ) de ST, embor não tenhm sido significtivmente diferentes (Figur 1-C). Ao se comprr os vlores de C/C 0, no que se refere à concentrção de ST no efluente dos SACs que operrm com mesm TCOs, verific-se que não houve diferenç significtiv entre os desempenhos ds dus forrgeirs (Figur 1-C). O mesmo tmbém pode ser verificdo qundo se comprm os SACs -130 e -130 com o SAC -130, ou sej, não houve diferenç significtiv n eficiênci de remoção de ST, entre os SACs vegetdos que operrm com TCOs de 130 kg h -1 d -1 de DBO 5 e o SAC não vegetdo (Tbel 5). Como mior prte do ST d águ residuári er compost por SDT, e os SACs são tipicmente menos eficientes n remoção dess vriável, pode-se compreender s, reltivmente, bixs eficiêncis dos SACs no que se refere ess vlição. No entnto, como não foi possível fzer um blnço hídrico pr quntificr s perds e gnhos no líquido residente dos SACs, não se pode firmr se relmente os sistems form pouco eficientes n remoção de ST, hj vist que já comentd evporção e evpotrnspirção pode ter sido ftor fundmentl pr que não se evidencisse lt remoção de sólidos d águ residuári. BRASIL e MATOS (2008), por exemplo, obtiverm porcentgens de águ perdid em Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Antonio T. Mtos, Sérgio S. Abrhão, Pol A. V. Lo Monco 1152 relção à lâmin fluente plicd, em SACs instldos ns proximiddes dos utilizdos neste experimento, no trtmento de esgoto snitário, que vrirm de 11% 27%, o que proporcionou considerável subestimtiv n eficiênci de remoção dos poluentes, qundo clculd prtir de ddos de concentrção de fluente e efluente. Em relção à eficiênci de remoção de SST (Figur 1-D), verific-se que, tl como ocorreu pr os STs, os SACs que operrm com miores TCOs tmbém presentrm mior eficiênci n remoção de SST. Tl resultdo pode ser devido, como já comentdo pr DQO e ST, à bix velocidde de escomento d águ residuári, o que proporcionou sedimentção de prte do mteril prticuldo no meio. As eficiêncis de remoção de SST d ARL estiverm n fix de 50 89 %, inferiores os vlores obtidos por MATOS et l. (2010c), que form de 85; 93; 90 e 89 %, em SACs cultivdos com tbo, lternnter, tifton e SAC misto (cultivdos com tbo, lternnter e tifton), respectivmente, no trtmento de águs residuáris de suinocultur, com TCO médi de 154,8 kg h -1 d -1 de DBO 5, e por BRASIL et l. (2005), que obtiverm 91 % de eficiênci n remoção dest vriável, utilizndo SAC cultivdo com tbo, no trtmento de esgoto doméstico, com TCO v de 116 210 g m 3 d -1 de DQO. Qundo se compr o desempenho dos SACs vegetdos que operrm com mesm TCO, utilizndo-se d nálise esttístic, verific-se que não houve diferenç significtiv entre os SACs, no que se refere à concentrção reltiv de SST (Figur 1-D). Ao se vlir influênci d presenç de vegetção no processo de remoção de SST d ARL, por meio de comprção ds concentrções reltivs obtids nos SACs -130, -130 e -130, verific-se tmbém que não houve diferenç significtiv no desempenho entre os SACs vegetdos e o sem vegetção. Entretnto, de cordo com Tbel 5, em termos de vlores médios, os SACs -130 e -130 presentrm, respectivmente, 64,56 % e 64,27 % de eficiênci n remoção de SST, enqunto o SAC -130 presentou 81,81 %. Esse resultdo pode estr relciondo com presenç e o comportmento ds rízes no meio suporte. Considerndo que s rízes ocuprm grnde prte dos espços vzios nos primeiros 10 cm de profundidde, houve, então, tendênci de se umentr velocidde de escomento do líquido nos outros 20 cm restntes d profundidde e, consequentemente, mior rrste de sólidos em suspensão pr for dos SACs. Estim-se que esse comportmento poderá ser lterdo com o tempo de operção dos SACs, à medid que s rízes se profundrem mis no substrto poroso e/ou houver mior cúmulo de sólidos (MATOS et l., 2010c), principlmente o longo d profundidde d zon de entrd dos SACs vegetdos. A mior perd de águ por evpotrnspirção nos SACs vegetdos, observd por utores como BRASIL e MATOS (2008), proporcionndo mior concentrção de poluentes no efluente, tmbém é ftor que deve ter contribuído pr que esses resultdos tenhm sido obtidos. De mneir gerl, o se comprr o desempenho dos SACs vegetdos, verific-se que todos os SACs cultivdos com cpim-tifton 85 presentrm mior vlor médio de eficiênci n remoção de NTK do que os SACs cultivdos com cpim-elefnte (Figur 1-E). Entretnto, constt-se que pens os trtmentos submetidos TCOs de 66 kg h -1 d -1 presentrm vlores médios de eficiênci significtivmente diferentes. Os ddos presentdos n Figur 1-E e n Tbel 5 confirmm o efeito positivo d presenç do cpim-tifton no processo de remoção de nitrogênio, qundo se vlim os trtmentos submetidos TCOs de 130 kg h -1 d -1 (-130, -130 e -130) e constt-se que, no SAC cultivdo com cpim-tifton 85, foi obtido desempenho significtivmente melhor, presentndo remoção médi de 70 %, enqunto no SAC sem vegetção form obtidos pens 29 %. O melhor desempenho de SACs vegetdos em relção os não vegetdos é decorrente d bsorção deste nutriente pels plnts e, possivelmente, pel presenç de mior quntidde e diversidde de microrgnismos nos SACs vegetdos, proporcionndo melhores condições de desenvolvimento estes, como, por exemplo, mior estbilidde térmic e mior vriedde e disponibilidde de limentos. A mior quntidde e diversidde de microrgnismos certmente potencilizm os Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Eficiênci de sistems lgdos construídos n remoção de poluentes de águs residuáris de indústri de lticínios 1153 processos de decomposição e trnsformção ds diferentes forms de nitrogênio e, consequentemente, diversificm ind mis os cminhos d remoção (ROSSMANN, 2011). De modo gerl, form obtids eficiêncis médis de remoção de NTK em torno de 51 70 % em SACs cultivdos com o cpim-tifton 85 e de 14 50 % nos cultivdos com o cpim-elefnte. Os resultdos obtidos nos SACs cultivdos com cpim-tifton 85 form superiores os obtidos por BRASIL et l. (2005), que obtiverm remoção de 57 % de N-totl em SACs cultivdos com tbo, com TDH de 3,8 dis (TCOs entre 26 e 48 kg h -1 d -1 de DBO 5 ), no trtmento de esgoto doméstico, e por MATOS et l. (2010c), que obtiverm remoções de 51; 61; 64 e 64 % de N-totl o cultivrem tbo, lternnter, tifton-85 e SAC misto (cultivdos com tbo, lternnter e tifton-85), respectivmente, no trtmento de águ residuári d suinocultur. Avlindo-se os vlores de concentrção de fluente e efluente de P-totl (Tbel 3), verificse que houve umento n concentrção dest vriável nos SACs submetidos às menores TCOs. N nálise dos vlores de concentrção reltiv de P-totl, evidenciou-se pior desempenho do SAC cultivdo com cpim-elefnte que no SAC não vegetdo, n remoção desse nutriente (Figur 1-F). Esse resultdo pode ser tribuído à intensiv evpotrnspirção ds plnts nos SACs cultivdos, proporcionndo menor gru de diluição desse poluente n ARL, já que foi concentrdo pel perd de águ no sistem. O comportmento dos SACs -130, -130 e -130, em relção à remoção/retenção de P- -totl, é bstnte similr o que ocorreu n remoção/retenção de SST e demonstr relção entre remoção de fósforo e retenção de SST. Como grnde prte do P-totl presente n ARL está ssocid o mteril orgânico em suspensão, remoção de SST proporcion tmbém remoção de P-totl. Dinte disto, explicção pr este comportmento pode ser mesm tribuíd à remoção/retenção de SST, ou sej, supõe-se que presenç ds rízes ocupndo grnde prte dos espços vzios dos primeiros 10 cm de profundidde ocsionou o umento n velocidde de deslocmento do líquido nos outros 20 cm restntes d profundidde e, consequentemente, provocou mior rrste de sólidos em suspensão pr for dos SACs vegetdos. No entnto, considerndo que o sistem rdiculr do cpim-tifton 85 conseguiu tingir mior profundidde que o do cpim-elefnte, credit-se que este fto tenh contribuído pr que não houvesse diferenç significtiv de desempenho n remoção de P-totl entre os SACs -130 e -130. Qundo vlido o comportmento dos SACs vegetdos, que operrm com mesm TCO n remoção de K d ARL, verific-se que não houve diferençs significtivs entre os trtmentos (Figur 1-G). Slient-se tmbém, que s espécies vegetis vlids form bstnte tolerntes às elevds concentrções de potássio portds os sistems, não presentndo sintoms visuis de toxicidde. Em relção o efeito d presenç ds forrgeirs nos SACs, verificou-se influênci positiv do cultivo do cpim-tifton 85 no processo de remoção de potássio (Figur 1-G), tendo sido o SAC - 130, cultivdo com este cpim, significtivmente mis eficiente n remoção de potássio que o SAC -130 (sem vegetção). Pode-se consttr que não foi stisftóri eficiênci dos SACs n remoção de potássio (vlores de C/C o cim ou muito próximos de 1,0); entretnto, deve-se ponderr que, tl como no cso d remoção de SST e P-totl, houve interferênci do efeito d concentrção do líquido residente nos SACs, promovido pelos, já comentdos, processos de evpotrnspirção e evporção, prejudicndo obtenção dos resultdos de eficiênci rel dos sistems. Cso fossem utilizdos os vlores de crg de potássio fluente e efluente (mss de potássio portd e extríd dos SACs por meio ds vzões fluentes e efluentes, respectivmente) pr quntificção d eficiênci dos sistems, certmente serim encontrdos vlores ind miores de eficiênci pr os SACs vegetdos. A eficiênci instisftóri de potássio obtid neste trblho contrpõe-se os resultdos obtidos por MATOS et l. (2010c), que obtiverm remoções médis, sem correção d perd de águ, que vrirm entre 29±22 % e 46±25 % do potássio contido em águs residuáris d suinocultur trtds em SACs cultivdos com tbo e lternnter, respectivmente, e por BRASIL et l. (2005), que obtiverm, tmbém sem correção d perd de Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Antonio T. Mtos, Sérgio S. Abrhão, Pol A. V. Lo Monco 1154 águ, eficiêncis médis de remoção de potássio que vrirm de 23 52 %, em SACs cultivdos com tbo, no trtmento de esgoto doméstico. O sódio, por ser pouco removido pels plnts (não é nutriente essencil) e por não formr complexos orgânicos (LO MONACO et l., 2009) e, por isso, não ser pssível de remoção por retenção físic de SST, foi pouco removido nos SACs. As concentrções reltivs, vlids pr SACs que receberm iguis TCOs, não form significtivmente diferentes, demonstrndo influênci nul d vegetção n remoção/retenção de sódio d ARL (Figur 1-H e Tbel 6), embor tenh hvido tendênci de os SACs cultivdos presentrem melhor desempenho n remoção/retenção dess vriável. Segundo BRASIL et l. (2005), os ftores que mis contribuem pr o insucesso do sistem n remoção de sódio são grnde solubilidde desse elemento químico, bix bsorção pels plnts e bix ssocição do cátion com o mteril orgânico, esse sim, eficientemente, retido por processos físicos nos SACs. Bixs eficiêncis n remoção de sódio (4 %) form observds pelos mesmos utores, em SACs cultivdos com tbo no trtmento de esgoto doméstico, e por MATOS et l. (2010c), que obtiverm 18; 25; 18 e 24 % em SACs cultivdos com tbo, lternnter, tifton e SAC misto (cultivdos com tbo, lternnter e tifton 85), mbos no trtmento de águ residuári de suinocultur. CONCLUSÕES Os SACs mostrrm-se eficientes n remoção d DBO 5 (79 96 %), DQO (85 97 %), ST (31 37 %), SST (50 89 %) e nitrogênio (14 70 %), entretnto mostrrm-se pouco eficientes n remoção de fósforo, potássio e sódio d águ residuári de lticínios. As dus forrgeirs vlids presentrm semelhnte influênci no processo de remoção de DBO 5, DQO, ST, SST, P-totl, K e N, qundo comprdos sistems que operrm com mesm tx de crg orgânic. Diferente influênci no processo de remoção foi observd pr o NTK, n mis bix tx de crregmento orgânico plicd (66 h -1 d -1 de DBO 5 ), condição que propiciou que se obtivesse mior remoção do poluente nos SACs cultivdos com o cpim-tifton 85. O SAC não vegetdo presentou desempenho semelhnte o dos SACs vegetdos n remoção de DBO 5, DQO, ST, SST e N, enqunto o cultivdo com cpim-tifton foi mis eficiente n remoção de NTK. REFERÊNCIAS APHA - Americn Public Helth Assocition; AWWA - Americn Wter Works Assocition; WEF - Wter Environment Federtion. Stndrd methods for the exmintion of wter nd wstewter. 21th. ed. Wshington, 2005. 1.268p. BRASIL, M.S.; MATOS, A.T. Avlição de spectos hidráulicos e hidrológicos de sistems lgdos construídos de fluxo subsuperficil. Engenhri Snitári e Ambientl, Rio de Jneiro, v.13, n.3, p.323-328, jul./set. 2008. BRASIL, M.S.; MATOS, A.T.; SOARES, A.A.; FERREIRA, P.A. Qulidde do efluente de sistems lgdos construídos, utilizdos no trtmento de esgoto doméstico. Revist Brsileir de Engenhri Agrícol e Ambientl, Cmpin Grnde, v.9, p.133-137, 2005. Suplemento. CHAGAS, R.C.; MATOS, A.T.; CECON, P.R.; LO MONACO, P.A.V.; ZAPAROLLI, B.R. Remoção de coliformes em sistems lgdos construídos cultivdos com lírio-mrelo (Hemerocllis fv). Engenhri n Agricultur, Viços, v.20, n.02, p.142-150, mr./br. 2012. EPA. Environmentl Protection Agency. Mnul constructed wetlnds for Municipl wstewter tretment. EPA 625-R-99-010, US EPA ORD. Cicinnti, 2000. Disponível em: <http://www.ep.gov/ord/nrmrl > Acesso em: 20 jun. 2012. Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012

Eficiênci de sistems lgdos construídos n remoção de poluentes de águs residuáris de indústri de lticínios 1155 FIA, F.R.L.; MATOS, A.T.; FIA, R.; LAMBERT, T.F.; MATOS, M.P. Remoção de nutrientes por Typh ltifoli e Cynodon spp. cultivds em sistems lgdos construídos. Ambi-águ, Tubté, v.6, n.1, p.77-89, 2011. FIA, R.; MATOS, A. T.; MATOS, M. P.; ABREU, E. C.; FIA, F. R. L. Trtmento ds águs do processmento dos frutos do cfeeiro em filtro neróbio seguido por sistem lgdo construído: I - remoção de mtéri orgânic. Engenhri Agrícol, Jboticbl, v.30, n.6, p.1.191-1.202, nov./dez. 2010. LO MONACO, P.A.V.; MATOS, A.T.; SARMENTO, A.P.; LOPES JÚNIOR, A.V.; LIMA, J.T. Desempenho de filtros constituídos por fibrs de coco no trtmento de águs residuáris de suinocultur. Engenhri n Agricultur, Viços, v.17 n.6, p.473-480, nov./dez. 2009. MATOS, A.T.; ABRAHÃO, S.S.; PEREIRA, O.G. Desempenho gronômico de cpim-tifton 85 (cynodon spp) cultivdo em sistems lgdos construídos utilizdos no trtmento de águ residuári de lticínios. Revist Ambi-Águ, Tubté, v.3, n.1, p.43-53, 2008. MATOS, A.T.; ABRAHÃO, S.S.; BORGES, A.C.; MATOS, M.P. Influênci d tx de crg orgânic no desempenho de sistems lgdos construídos cultivdos com forrgeirs. Engenhri Snitári e Ambientl, Rio de Jneiro, v.15. n.01, p.83-92, jn./mr., 2010. MATOS, A.T.; ABRAHAO, S.S.; PEREIRA, O.G. Desempenho gronômico de cpim-npier (Pennisetum purpureum) cultivdo em sistems lgdos construídos. Engenhri n Agricultur, Viços, v.19, n.5, set./out. 2011. MATOS, A.T.; FREITAS, W.S.; BRASIL, M.S.; BORGES, A.C. Influênci d espécie vegetl cultivd ns condições redox de sistems lgdos construídos. Engenhri Agrícol, Jboticbl, v.30, n.3, p.518-526, mio/jun. 2010b. MATOS, A.T.; FREITAS, W.S.; LO MONACO, P.A.V. Eficiênci de sistems lgdos construídos n remoção de poluentes de águs residuáris d suinocultur. Ambi-Águ, Tubté, v.5, n.2, p.119-132, 2010c. ROSSMANN, M. Sistems lgdos construídos pr trtmento de águs residuáris do processmento dos frutos do cfeeiro: eficiênci e crcterizção ds comuniddes microbins. 2011. 77f. Tese (Doutordo em Engenhri Agrícol) Universidde Federl de Viços, Viços, 2011, 77 Eng. Agríc., Jboticbl, v.32, n.6, p.1144-1155, nov./dez. 2012