Desempenho de sistema alagado construído para tratamento de esgoto doméstico

Abstract

Este trabalho teve por objetivo obter os parâmetros da equação de cinética de remoção de carga orgânica e avaliar o desempenho de quatro sistemas alagados construídos (SACs) de 24,0 x 1,0 x 0,3 m, com fluxo subsuperficial no tratamento de efluente doméstico proveniente de tanque séptico. O sistema foi preenchido com brita # 0, como meio-suporte, onde a taboa (Typha sp) foi cultivada, empregando-se dois tempos de residência hidráulica – t (1,9 e 3,8 dias) e diferentes taxas médias de carga orgânica volumétrica (116, 164 e 210 g m 3 d -1 ). Para tanto, foram quantificadas as seguintes variáveis: demanda química de oxigênio (DQO), sólidos suspensos totais (SST), turbidez, nitrogênio total (N-Total), fósforo total (P-Total), potássio, sódio, condutividade elétrica, potencial redox (Eh) e pH. Os parâmetros K V e n do modelo cinético de remoção de carga orgânica foram obtidos por regressão não-linear. Com exceção do sódio, cuja concentração efluente não foi reduzida, o sistema de tratamento apresentou eficiência na remoção das variáveis avaliadas, pois, foram obtidas médias de 87%, 81%, 91%, 88%, 33%, 35% e 35% para DQO, DQO solúvel, SST, turbidez, N- Total, P-Total e potássio, respectivamente, nos SACs 1, 2 e 4 e de 90%, 85%, 91%, 86%, 57%, 48% e 52%, respectivamente, no SAC 3. As taxas de carga orgânica não tiveram influência negativa na remoção de poluentes, com exceção da eficiência de remoção de fósforo que decresceu com o aumento das taxas de aporte deste nutriente em dos dois SACs avaliados. O t de 3,8 dias foi mais efetivo na remoção dos poluentes do que o t de 1,9 dias, com exceção de SST que não variou durante a remoção, embora o t de 1,9 dias tenha sido suficiente para produzir um efluente que atendesse aos padrões de lançamento em corpos hídricos receptores, em conformidade com a legislação ambiental do Estado de Minas Gerais. O modelo de remoção de 1a ordem de carga orgânica não se ajustou bem aos dados, enquanto o modelo de remoção modificado e proposto neste trabalho (Ce/Ca = exp(-K t n ) teve bom ajuste e descreveu, adequadamente, a cinética de remoção de carga orgânica no sistema avaliado.

This study was carried out to obtain the parameters of the kinetics equation of the organic load removal and to evaluate the performance of four constructed wetland systems (SACs) measuring 24.0 x 1.0 x 0.3 m with subsurface flow in treatment of the domestic effluent proceeding from septic tank.. The system was infilled with gravel # 0 as a support medium where the cattail plant (Thypha sp) was cropped, by operating under two times of hydraulic residence - t (1.9 and 3.8 days) and different average rates of volumetric organic loads (116, 164 and 210 g m 3 d -1 . So, the following variables were quantified: chemical oxygen demand (DQO), total suspended solids (SST), turbidity, total nitrogen (total-N), total phosphorus (total-P), potassium, sodium, electric conductivity, redox potential (Eh), and pH. The parameters K V and n of the kinetic model of the organic load removal were obtained by nonlinear regression. Except for sodium, from which the effluent concentration was not reduced, the treatment system showed to be efficient in removing the evaluated variables, since averages of 87%, 81%, 91%, 88%, 33%, 35% and 35% were respectively obtained for DQO, soluble DQO, SST, turbidity, total-N, total-P, and potassium in SACs 1, 2 and 4, as well as 90%, 85%, 91%, 86%, 57%, 48% and 52%, respectively, in SAC 3. The organic load rates had no negative influence negatively on the removal of pollutants, except for the efficiency in the removal of phosphorus that was decreased with the increased supply rates of this nutrient in two of the evaluated SACs. The 3.8-day time (t) was more effective than the 1.9-day time in removing the pollutants, except for SST that did not varied over their removal, although the 1.9-day time was enough to produce such an effluent that would satisfy to the discharge patterns in the water-receiving bodies according to Minas Gerais State’s environmental legislation. The first-ordered removal model of the organic load did not satisfactorily adjusted to the observed data, whereas the modified removal model and proposed in this work (Ce/Ca = exp(-K t n ) showed a good adjustment, besides describing appropriately the kinetics of the organic load removal in the evaluated system.