Comportamento hidráulico de um sistema de wetlands construídos de escoamento vertical (primeiro estágio do sistema francês)

• Autor(a) principal: Mirene Augusta de Andrade Moraes
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/30780; https://orcid.org/0000-0003-1340-4701
• topic: Traçador; Modelagem; Meio poroso não saturado; Esgoto bruto; Clima tropical; Engenharia sanitária; Saneamento; Águas residuais; Gestão de zonas úmidas; Traçadores (Química)

O Sistema Francês (SF), variante dos wetlands construídos de escoamento vertical (WEV), recebe como afluente esgoto bruto e é classicamente composto por três filtros em paralelo, com fases alternadas de alimentação e repouso. Um complicador do WEV é que ele é regido pelas condições dos meios não saturados, adicionando complexidade por ser bastante dinâmico. Este trabalho foi desenvolvido no CePTS UFMG/COPASA, Belo Horizonte, e teve como objetivo contribuir para melhor compreensão do comportamento hidráulico, em termos de distribuição do afluente, percolação no meio poroso e coleta do efluente de um sistema constituído pelo primeiro estágio do SF operado com apenas duas unidades e um ciclo de alimentação prolongado (sete dias). Monitoramentos da vazão e dos parâmetros SST, condutividade elétrica, potencial redox, OD e pH foram efetuados no canal de coleta de efluente tratado. Para obtenção das curvas de distribuição dos tempos de residência (DTR), o traçador utilizado foi o 99mTc. Além disso, diversos modelos foram avaliados: Gama – número de tanques em série (NTES), distribuição log-normal, dispersão axial de Vasel e Schrobiltgen, compartimentado de Vasel e von Sperling e solução analítica da equação de Richards proposta por Mannich e Guetter. Foi observado que, no início do ciclo de alimentação de sete dias, o sistema necessitou de tempo para encharcar e reter umidade. Do meio até o final do ciclo de alimentação, o sistema aumentou o armazenamento interno do volume de líquido, provavelmente devido a uma redução da condutividade hidráulica do filtro. O depósito de lodo superficial possui função primordial no funcionamento do SF, sendo que ele pareceu dificultar a passagem do líquido e a transfência de OD. Os resultados da DTR confirmaram essas tendências. O 99mTc representou bem o comportamento do sistema quando associado a um complexante como o DMSA, podendo ser, portanto, apontado como um traçador promissor no estudo de WEV. Os parâmetros de qualidade do efluente tratado estiveram relacionados com o hidrograma efluente, o que poderia indicar também o comportamento de outros parâmetros não analisados. Conclui-se que, nos sistemas não saturados e alimentados por bateladas, como os WEV, o traçador pode ser considerado o próprio líquido aplicado. Assim, o hidrograma efluente muito tem a mostrar sobre a hidrodinâmica do sistema. A distribuição Gama - NTES não se mostrou muito adequada para a representação desse SF, pois ela foi incapaz de se ajustar às vazões de pico. A distribuição Log-normal, por outro lado, exibiu boas correlações entre os dados medidos e estimados. Em relação aos modelos de dispersão axial e compartimentado, estes demonstraram também boa aderência aos dados de campo. No entanto, a análise desses modelos não pode ser feita do modo costumeiro tradicionalmente usado para meios saturados. Tentou-se obter um modelo baseado em uma solução analítica da equação de Richards. Todavia, o ajuste não ficou apropriado, demonstrando a necessidade de adaptações. Sugere-se que mais estudos devam ser realizados sob condições de clima quente semelhantes, a fim de permitir conhecer mais o funcionamento hidráulico do SF com menos unidades em paralelo e diferentes ciclos de alimentação e repouso. Destaca-se a necessidade de investigações para melhorar a hidráulica dos filtros e para desenvolver modelos simplificados aplicados aos meios não saturados.