Avaliação do efeito da evapotranspiração no rendimento de um leito de macrófitas de escoamento subsuperficial horizontal

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moura, Christophe José Cameira
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/3492
Resumo: A evapotranspiração pode reduzir consideravelmente o volume de água no interior de leitos de macrófitas, o que, por um lado, pode evitar a descarga de águas residuais em cursos de água, em especial em períodos de elevada temperatura, e por outro lado pode afetar a remoção de poluentes. O seu impacto na remoção de compostos poluentes depende de fatores como a temperatura do ar, radiação, tipo e estado de crescimento da vegetação e características da água residual. Muitas vezes, os sistemas de tratamento por leitos de macrófitas recebem grande variação de caudal devido à infiltração na rede de drenagem de águas pluviais ou de águas subterrâneas. Esta situação, pode afetar negativamente o tratamento e aumentar os encargos de exploração, mas a evapotranspiração pode ter um efeito regulador destes volumes. A partir de dados de monitorização de um leito de macrófitas de escoamento subsuperficial horizontal, efetuada entre Janeiro de 2007 e Julho de 2008 (17 meses), e de dados de precipitação recolhidos numa estação meteorológica local, estimou-se o caudal de infiltração no caudal afluente ao leito, bem como a evapotranspiração, ao longo do tempo. Apesar de, no tempo de chuva, se terem registado afluências superiores ao caudal médio estimado para o ano horizonte projeto, o caudal médio total e o caudal médio de tempo seco (caudal essencialmente de origem doméstica), não ultrapassaram os valores previstos em projeto. Esta variação levou a valores de carga hidráulica superiores e a tempos de retenção hidráulicos inferiores aos previstos em projeto, sem contudo ter havido impacto negativo na remoção de compostos orgânicos, nutrientes e matéria sólida. Apesar de ter ocorrido uma variação significativa de carga e de caudal à entrada do leito, bem como da evapotranspiração, as concentrações médias à saída estão de acordo com os limites de descarga. A remoção de formas de azoto e fósforo foi elevada o que mostra que a evapotranspiração pode ter ajudado à manutenção de tempos de retenção adequados para a remoção daqueles compostos. As eficiências de remoção de CQO e SST foram inferiores aos valores encontrados em estudos similares, o que poderá ter estado associado à entrada de cargas de origem animal, de mais difícil biodegradabilidade. Contudo, o efeito da evapotranspiração foi benéfico para a obtenção de concentrações finais abaixo dos limites de descarga. A inclusão da evapotranspiração no cálculo das eficiências de remoção e taxas de remoção leva a valores mais elevados do que os calculados tradicionalmente sem inclusão daquele parâmetro. A primeira abordagem é mais adequada, uma vez que os valores utilizados atualmente pelas entidades gestoras, sem inclusão da evapotranspiração, apresentam uma subvalorização do rendimento de leitos de macrófitas. Esta circunstância pode ser comprometedora para as entidades gestoras, quer em termos do cumprimento da legislação em vigor, quer na avaliação das empresas em termos de indicadores de desempenho.
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Esta situação, pode afetar negativamente o tratamento e aumentar os encargos de exploração, mas a evapotranspiração pode ter um efeito regulador destes volumes. A partir de dados de monitorização de um leito de macrófitas de escoamento subsuperficial horizontal, efetuada entre Janeiro de 2007 e Julho de 2008 (17 meses), e de dados de precipitação recolhidos numa estação meteorológica local, estimou-se o caudal de infiltração no caudal afluente ao leito, bem como a evapotranspiração, ao longo do tempo. Apesar de, no tempo de chuva, se terem registado afluências superiores ao caudal médio estimado para o ano horizonte projeto, o caudal médio total e o caudal médio de tempo seco (caudal essencialmente de origem doméstica), não ultrapassaram os valores previstos em projeto. Esta variação levou a valores de carga hidráulica superiores e a tempos de retenção hidráulicos inferiores aos previstos em projeto, sem contudo ter havido impacto negativo na remoção de compostos orgânicos, nutrientes e matéria sólida. Apesar de ter ocorrido uma variação significativa de carga e de caudal à entrada do leito, bem como da evapotranspiração, as concentrações médias à saída estão de acordo com os limites de descarga. A remoção de formas de azoto e fósforo foi elevada o que mostra que a evapotranspiração pode ter ajudado à manutenção de tempos de retenção adequados para a remoção daqueles compostos. As eficiências de remoção de CQO e SST foram inferiores aos valores encontrados em estudos similares, o que poderá ter estado associado à entrada de cargas de origem animal, de mais difícil biodegradabilidade. Contudo, o efeito da evapotranspiração foi benéfico para a obtenção de concentrações finais abaixo dos limites de descarga. A inclusão da evapotranspiração no cálculo das eficiências de remoção e taxas de remoção leva a valores mais elevados do que os calculados tradicionalmente sem inclusão daquele parâmetro. A primeira abordagem é mais adequada, uma vez que os valores utilizados atualmente pelas entidades gestoras, sem inclusão da evapotranspiração, apresentam uma subvalorização do rendimento de leitos de macrófitas. Esta circunstância pode ser comprometedora para as entidades gestoras, quer em termos do cumprimento da legislação em vigor, quer na avaliação das empresas em termos de indicadores de desempenho.The evapotranspiration can greatly reduce the volume of water within constructed wetlands, which, on one hand, may prevent the discharge of wastewater residuals on water streams, especially in periods of high temperature, and can also affect the removal of pollutants. The impact on the removal of pollutants depends on factors such as air temperature, radiation, type and state of the vegetation growth and characteristics of wastewater. Often, constructed wetlands receive large variation in flow rate due to the infiltration of storm water and groundwater into the drainage system. This situation may adversely affect the treatment performance and increase operating costs, but the evapotranspiration may have a regulatory effect of these volumes. A set of data came from a monitoring campaign setup in a constructed wetland of horizontal subsurface flow, carried out between January 2007 and July 2008 (17 months), including flow rate and quality data, were collected for the study. The precipitation data was collected from a local weather station. The rate of infiltration flow and the evapotranspiration were calculated over time and the results were related with the quality data. Although, in wet weather, it was observed inflow flow rates higher than average flow estimated for the final year of the project, the average total flow rate and the average dry weather flow (flow mainly from domestic source) did not exceed the amounts setup at the design project. This occurrence led to higher values of hydraulic loading rate and lower values of hydraulic retention time than the forecasted values, but there has been no negative impact on the removal of organic matter, nutrients and solids. In spite of the significant variation in the input loads, input flow rate and evapotranspiration, the average effluent concentrations are in accordance with the discharge limits. The removal of nitrogen and phosphorus was high, which indicates that evapotranspiration may have helped to maintain adequate retention time, essential for removing these compounds. The removal efficiencies of COD and TSS were lower than those reported in similar studies, which may have been associated with the input of livestock loads that are hard-to-biodegraded. However, the effect of evapotranspiration was beneficial to obtain final concentrations below discharge limits. The inclusion of the evapotranspiration in the calculation of the removal efficiencies and the removal rates lead to higher values than the values calculated using the traditional approach (i.e. without the inclusion of the evapotranspiration). The first approach is more appropriate, since the values calculated not including the evapotranspiration presents an undervaluation of the performance of the constructed wetland. This condition can be compromising for the management authorities, both in terms of compliance with the discharge legislation or for the evaluation of the companies in terms of performance indicators.Albuquerque, António João Carvalho deuBibliorumMoura, Christophe José Cameira2015-06-05T15:14:30Z20132013-102013-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.6/3492TID:201283190porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-12-15T09:39:54Zoai:ubibliorum.ubi.pt:10400.6/3492Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T00:44:53.986009Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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