Influência das condições hidrodinâmicas nos processos de conversão aeróbia em wetlands construídos de escoamento vertical no tratamento de esgoto doméstico bruto

• Autor(a) principal: Jorge Alejandro García Zumalacarregui
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BBBLE5
• topic: Tratamento de esgotos domésticos; Filtros plantados de fluxo vertical; Parâmetros de operação; Transferência de oxigênio; Comportamento hidrodinâmico; Esgotos domésticos; Engenharia sanitária; Terras inundaveis; Aguas residuais; Saneamento

Wetlands Construídos constituem sistemas que promovem o tratamento de águas residuárias utilizando processos naturais. As unidades em avaliação neste trabalho foram desenhadas e construídas obedecendo ao 1º estágio típico de um Sistema Francês (SF) de wetlands verticais com alimentação intermitente, conforme as recomendações e especificações do IRSTEA (prévio CEMAGREF) com algumas modificações. O sistema foi plantado com capim tifton 85 (Cynodon dactylon Pers.), sendo composto por três unidades de tratamento que operam alternadamente e em paralelo, tratando esgoto sanitário bruto de aproximadamente 100 habitantes, utilizando área superficial de cerca de 1,0 m2 habitante-1 . Na presente pesquisa, apenas duas unidades foram objeto de estudo e, com isto, a área de tratamento foi diminuída, resultando em aproximadamente 0,6 m2 habitante-1 . Cada unidade recebeu esgoto bruto por sete dias, alternando a alimentação a cada semana. Neste trabalho, investigou-se o desempenho do sistema com foco na influência das condições hidrodinâmicas nos processos de conversão aeróbia de poluentes. Com taxa de aplicação hidráulica de 0,45 m3 m -2 d -1 na unidade em operação, avaliou-se a influência das mudanças do tempo de alimentação (duração do pulso) e da taxa de aplicação hidráulica instantânea no comportamento hidrodinâmico do sistema, por meio de testes com traçadores e ajustes aos modelos matemáticos de representação dos escoamentos reais. A capacidade de transferência de oxigênio para o líquido foi avaliada utilizando traçador gasoso não reativo (propano). Avaliou-se a influência do acúmulo de camadas de depósito de lodo na superfície do sistema, das mudanças do tempo de alimentação e da taxa de aplicação hidráulica instantânea, em termos de diversos parâmetros físicos e químicos (temperatura, OD, pH, DBO, DQO, SST, NTK, N-NH4 + ), dividindo-se o período de monitoramento em duas fases: (a) Fase 1, correspondente ao tempo de alimentação menor (3 min), efetuada mediante uso de bomba, com taxa de aplicação hidráulica instantânea maior (0,36 m3 m -2 h -1 ou 6,0 L m -2 min-1 ) e distribuição do esgoto utilizando tubulações perfuradas com orifícios laterais, e (b) Fase 2, caracterizada por maior tempo de alimentação (8 min), com alimentação mediante um sifão dosador, taxa de aplicação hidráulica instantânea menor (0,14 m3 m -2 h -1 ou 2,3 L m -2 min-1 ) e distribuição utilizando tubulações laterais com extremidades abertas e sem orifícios. Os resultados dos testes hidrodinâmicos realizados indicaram forte tendência do escoamento ao regime hidráulico de fluxo pistão, sendo detectada grande influência do depósito de lodo na superfície do filtro no comportamento hidrodinâmico. De maneira geral, o menor tempo de alimentação favoreceu o desempenho do sistema, sendo que as eficiências médias de remoção Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG ii nas fases 1 e 2 foram: DQO: 78 e 59%; DBO: 79 e 81%; SST: 82 e 69%; NTK: 59 e 55% e NNH4 + : 63 e 54%, respectivamente. As vazões efluentes foram quantificadas pelo método volumétrico, e a esta informação foram acrescidos resultados do monitoramento intensivo do sistema (frequência diária), estudos de balanço de massa de sólidos e do comportamento hidráulico. Taxas de transferência de oxigênio obtidas (194 - 230 gO2 m -2 d -1 ) foram suficientes para atender à demanda de oxigênio estimada para degradação da matéria orgânica e nitrificação (96 153 gO2 m -2 d -1 ). Os resultados obtidos demonstram que o dimensionamento do sistema mostrou-se adequado às condições brasileiras, conduzindo a eficiências de remoção capazes de satisfazer os requisitos de lançamento de efluentes em corpos hídricos superficiais no Brasil