Engenharia Agrícola

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Performance of constructed wetlands in the treatment of aerated coffee processing wastewater: Removal of nutrients and phenolic compounds
(Ecological Engineering, 2012-12) Rossmann, Maike; Matos, Antonio Teixeira de; Abreu, Edgar Carneiro; Silva, Fabyano Fonseca e; Borges, Alisson Carraro
Given the scarcity of studies on the behavior of constructed wetlands (CWs) when operating with previously aerated wastewater, the objective of the present study was to evaluate the influence of artificial aeration and vegetation on removal of nutrients and phenolic compounds from coffee processing wastewater (CPW) treated in CWs cultivated with ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) For this reason, CWs were constructed measuring 0.6 m × 0.5 m × 2.0 m (H × L × W) and filled with pea gravel to a height of 0.55 m. The experiment was carried out considering a completely randomized design (CRD). Each variant of the experiment was replicated 10 times for each one of two replicates, implying in a total of 20 replicates, and 4 CWs characterized as follows: (i) ryegrass cultivated systems operating with an aerated influent (aiCWc), (ii) non-cultivated systems operating with an aerated influent (aiCW*), (iii) ryegrass cultivated system operating with a non-aerated influent (CWc), and (iv) non-cultivated systems operating with a non-aerated influent (CW*). For oxygenation of the CPW which would be supplied as aerated CPW in two treatments, an aeration system was implanted in the storage tank, consisting of a submerged Sarlobetter S520 pump with a flow of 0.52 m^3 h^−1, a gravel filter and tulle. The CPW was applied at an average flow rate of 0.020 m^3 d^−1, corresponding to a hydraulic retention time of 12 days. Efficiencies of 69, 72, 30 and 72% were obtained for the removal of total nitrogen (NT), total phosphorus (PT), total potassium (KT) and total phenolic compounds (FT), respectively, in the aiCWc. Aeration resulted in improved efficiency of pollutant removal such as N, P and phenolic compounds. The cultivated plant species (L. multiflorum) influenced the removal efficiencies of total-N, total-P and total-K in the systems, however, the best results were obtained by means of combination of vegetation with artificial aeration. Artificial aeration does not totally compensate the absence of plants, suggesting that the role of plants goes beyond the addition of oxygen to the medium, permitting the development of a more active and diverse microbial community near the root zone.
Redução da viabilidade de ovos de helmintos em lodo de esgoto doméstico caleado
(Engenharia na Agricultura, 2013-06-07) Rossmann, Maike; Vieira, Danielle Biajoli; Avelar, Fabiana Ferreira; Matos, Antonio Teixeira de
O aproveitamento agrícola do lodo de esgoto apresenta-se como uma alternativa viável para sua disposição final. Entretanto, para sua reutilização e destinação correta, é necessária sua estabilização. Os objetivos com a condução deste trabalho foram: quantificar a concentração de ovos de helmintos viáveis no lodo; avaliar a sobrevivência desses ovos no lodo submetido a diferentes tempos de caleação e classificar o lodo, segundo a Resolução CONAMA no 375, no que se refere a uso agrícola. O experimento foi constituído por três tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram: caleação do lodo de esgoto com dose de cal necessária a manutenção do pH acima de 12, por 72 h; caleação do lodo de esgoto com dose de cal necessária a manutenção do pH acima de 12, por 2 h, e lodo de esgoto sem adição de cal. Para comparar a concentração de ovos de helmintos entre os tratamentos foram ajustados modelos lineares generalizados, utilizando distribuição de erro Poisson corrigida para Quase-Poisson, e submetidos ao teste F. A caleação do lodo por 2 e 72 h promoveu a inativação de 93,75 e 99,32% dos ovos de helmintos, sendo o lodo, após o tratamento, classificado como Classe B e Classe A, respectivamente. Do ponto de vista sanitário, o tempo de 72 h forneceu um lodo mais seguro para uso agrícola.
Resistance to forced airflow through layers of composting organic material
(Waste Management, 2014-12-20) Teixeira, Denis Leocádio; Matos, Antonio Teixeira de; Melo, Evandro de Castro
The objective of this study was to adjust equations to estimate the static pressure gradient of airflow through layers of organic residues submitted to two stages of biochemical degradation, and to evaluate the static pressure drop of airflow thought the material layer. Measurements of static pressure drop in the layers of sugarcane bagasse and coffee husks mixed with poultry litter on day 0 and after 30 days of composting were performed using a prototype with specific airflow rates ranging from 0.02 to 0.13 m^3 s^−1 m^−2. Static pressure gradient and specific airflow rate data were properly fit to the Shedd, Hukill & Ives and Ergun models, which may be used to predict the static pressure gradient of air to be blown through the organic residue layers. However, the Shedd model was that which best represented the phenomenon studied. The static pressure drop of airflow increased as a power of the material layer thickness and showed tendency for decreasing with the biochemical degradation time of the organic material.
Biological systems combined for the treatment of coffee processing wastewater: II - Removal of nutrients and phenolic compounds
(Acta Scientiarum. Technology, 2012-08-09) Matos, Antonio Teixeira de; Fia, Ronaldo; Fia, Fátima Resende Luiz
Three treatment systems consisting of anaerobic filters with upward flow followed by constructed wetland systems (CW) were evaluated for the removal of nutrients and phenolic compounds, in the treatment of coffee processing wastewater (WCP) in Viçosa, Minas Gerais State. Filters were made of PVC (1.5 m high and 0.35 m diameter) filled with gravel # 2 and CW were made of wooden boxes (1.5 m long, 0.4 m high and 0.5 m wide) sealed by HDPE geomembrane and filled with gravel ‘zero’. The WCP had the pH adjusted with lime to values close to 7.0 and the nutrient concentration changed to obtain a BOD/N/P ratio of 100/5/1. As a result, hydraulic retention times longer than 160 h in all treatment systems during phase III had not promoted greater efficiencies for removal compared with the phase I, because the recovery time of the systems was inadequate. The F1+CW1 system that received the lowest organic load, showed a satisfactory performance with regard to the removal of nutrients (above 50%).
Biological systems coupled for treating wastewater from processing coffee cherries: I – Removal of organic matter
(Acta Scientiarum. Technology, 2012-06-26) Matos, Antonio Teixeira de; Fia, Ronaldo; Fia, Fátima Resende Luiz
Three treatment systems consisting of upflow anaerobic filters followed by constructed wetlands (CW) were evaluated in the treatment of wastewater from processing coffee cherries (WCP). The filters (F) were made up of PVC (1.5 m high and 0.35 m diameter) filled with gravel # 2 and SACs were made of wood boxes (1.5 m long, 0.4 m high and 0.5 m wide) sealed with HDPE geomembranes and filled with gravel ‘zero’. WCP had the pH adjusted with lime to values close to 7.0 and the nutrient concentration changed to obtain a BOD/N/P ratio equal to 100/5/1. As a result, the values of influent and effluent pH remained within the range appropriate to the biological degradation of organic material. The system could not bear the shock of the organic load, which reduced the organic matter removal efficiency. Based on the analysis of performance and operating conditions employed, only the system that received the lowest organic load (F1+CW1) on the third phase, was effective in removing organic matter.
Decaimento de bactérias do grupo coliformes em solos com cobertura vegetal e nu
(Engenharia na Agricultura, 2014-05-26) Pereira, Magno dos Santos; Matos, Antonio Teixeira de; Matos, Mateus Pimentel de; Aguiar, Pedro Lopes de
A fertirrigação é uma das alternativas para a disposição/tratamento de águas residuárias e traz, como grande vantagem, a possibilidade de aproveitamento agrícola dos nutrientes nelas contidos. Entretanto, é importante considerar o risco sanitário dessa prática, notadamente quando é utilizado esgoto doméstico submetido a tratamento inferior ao de nível terciário. Fatores como temperatura, incidência de raios UV, predação e competição podem proporcionar grande decaimento no número de micro-organismos exógenos no solo. Com a realização deste trabalho objetivou-se monitorar a sobrevivência e obter a taxa de decaimento de organismos indicadores, coliformes totais (CT) e coliformes termotolerantes (CF – E. coli), após 32 dias da aplicação de esgoto sanitário bruto em solo com cobertura vegetal e nu. A cobertura vegetal propiciou maior dispersão das bactérias no solo, proporcionando menor contagem na camada de 0-20 mm. Verificaram-se menores coeficientes de decaimento de bactérias do grupo coliformes totais que E. coli. No trigésimo segundo dia após a aplicação do esgoto sanitário, a contagem de E coli passou a ser insignificante tanto nas áreas em que havia cobertura vegetal como em solo nu, estimando-se que se tornem desprezíveis após 6,6 e 13,0 dias respectivamente, após sua aplicação ao solo. A fertirrigação mostrou ser uma técnica adequada para tratamento/disposição final de esgotos sanitários no que se refere à inativação de organismos patogênicos.
Avaliação da relação C/N e da qualidade do composto produzido em leiras de compostagem de carcaça e diferentes camas de criatório de frangos
(Engenharia na Agricultura, 2013-06-20) Monaco, Paola Alfonsa Vieira Lo; Paiva, Ed Carlo Rosa; Matos, Antonio Teixeira de; Ferres, Gheila Correa; Ribeiro, Ivan Célio Andrade
Objetivou-se, com a realização deste trabalho, avaliar as concentrações de carbono orgânico e nitrogênio total e a qualidade do composto produzido em leiras de compostagem de carcaça e diferentes camas de criatório de frangos. O material orgânico foi compostado em leiras estáticas com aeração forçada positiva (LEA), apresentando os seguintes tratamentos: LEA 01 - leira contendo bagaço de cana-de-açúcar, cama de frango e carcaças de frango trituradas; e LEA 02 - leira com palha de café, cama de frango e carcaças de frango trituradas. De acordo com os resultados obtidos, pôde-se concluir que, durante todo o período de compostagem, os valores de COfo do material contido na LEA 02 apresentaram-se superiores aos obtidos na LEA 01; houve perdas expressivas de N tanto no material coletado na leira que continha bagaço de cana-de-açúcar (65%) como no material da leira que continha palha de café (68%). No entanto, durante o processo de compostagem, a perda de N foi maior no material que compunha a LEA 01 que no da LEA 02; todos os atributos analisados nas duas leiras atenderam aos padrões estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) do Brasil, para comercialização do material composto orgânico.
Isoterma de adsorção de fósforo em pó coletado no sistema de tratamento de efluentes atmosféricos gerados em indústria siderúrgica
(Engenharia na Agricultura, 2012-04-09) Matos, Antonio Teixeira de; Costa Neto, André M.; Martins, Marcio Arêdes; Matos, Mateus Pimentel de
O pó coletado no sistema de tratamento dos efluentes atmosféricos do alto-forno é considerado um resíduo de difícil disposição final, em decorrência das grandes quantidades produzidas e de seu potencial poluente para o meio ambiente. Objetivou-se, com a realização deste trabalho, caracterizar física, química e mineralogicamente o pó coletado no sistema de tratamento dos efluentes atmosféricos de alto-forno em indústria siderúrgica, avaliar sua capacidade em adsorver fósforo, e obter a isoterma de adsorção que melhor ajuste proporcionar aos dados obtidos. A concentração total de Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, Fe, Al, Mg, Ca, K e P foi obtida após digestão nítrico-perclórico da amostra e quantificação da concentração em solução utilizando-se espectrometria de absorção atômica. A análise mineralógica foi feita utilizando-se um Difratômetro de raio X. O resíduo apresentou altos teores de Fe, Ca, Cr e Mg, além de alto pH, sendo constituído predominantemente por hematita e magnetita, além de grande capacidade de adsorção de fósforo. Os modelos de Langmuir e Freundlich se ajustaram razoavelmente bem aos dados para representar a isoterma de adsorção.
Desempenho agronômico do lírio amarelo cultivado sob diferentes taxas de aplicação de esgoto doméstico em sistemas alagados construídos
(Engenharia na Agricultura, 2012-10-17) Matos, Antonio Teixeira de; Chagas, Renata Cristina; Azevedo, Aristea Alves de; Monaco, Paola Alfonsa Vieira Lo; Zaparoli, Benatti REzende
Objetivou-se, com a realização deste trabalho, avaliar o desenvolvimento e comportamento do lírio amarelo (Hemerocallis flava), quando cultivado em sistemas alagados construídos (SACs), submetidos a diferentes taxas de aplicação superficial (TAS) de esgoto doméstico. Os SACs cultivados com lírio amarelo receberam TAS de 44; 98; 230 e 395 kg ha-1 d-1 de DBO de esgoto doméstico. O corte da biomassa vegetal foi efetuado ao início e final do experimento (7 meses após). Nela, avaliou-se conteúdo de matéria seca e as concentrações de macronutrientes (N, P e K) e Na na parte aérea, sendo os resultados submetidos à análise de variância e as médias dos fatores foram comparadas, utilizando-se o teste Tukey, adotando-se o nível de 10% de probabilidade. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que a altura e a produtividade de massa seca da parte aérea das plantas só deve ser avaliada após cerca de 10 meses do plantio. Para cultivo de lírio em SACs, com aplicação de esgoto doméstico, recomendase TAS próxima de 98 kg ha-1 d-1 de DBO, tendo em vista que, nessas condições, se obtém a maior produtividade de matéria seca e maior número de flores.
Uso de filtros orgânicos na remoção de óleos e graxas presentes na água residuária de suinocultura
(Engenharia na Agricultura, 2013-02-26) Magalhães, Marcos Alves; Monaco, Paola Alfonsa Vieira Lo; Matos, Antonio Teixeira de
Objetivou-se, com a realização deste trabalho, avaliar a eficiência de filtros orgânicos na remoção de óleos e graxas presentes em água residuária de suinocultura (ARS). Como materiais filtrantes, foram utilizados o bagaço de cana-de-açúcar triturado, a serragem de madeira e o pergaminho de grãos de café. Tonéis metálicos de 1,30 m de altura e 0,58 m de diâmetro foram preenchidos com os respectivos resíduos orgânicos e, em seguida, submetidos à aplicação de ARS em escoamento descendente até que a taxa de filtração passasse a ser menor que 0,2 L m-2 s-1. Amostras de ARS, antes e após a filtração, foram coletadas afim de se avaliar a concentração de óleos e graxas presentes na água residuária. De acordo com os resultados obtidos, os filtros orgânicos mostraram-se promissores na remoção de óleos e graxas presentes na água residuária de suinocultura, alcançando valores de 97,2; 88,9 e 82,3% utilizando-se o bagaço de cana-de-açúcar triturado, serragem de madeira e pergaminho de grãos de café, respectivamente.Os filtros não foram eficientes o suficiente para atender a Resolução CONAMA nº 430/2011, referentes ao atendimento quanto ao padrão de lançamento dos efluentes para óleos e graxas, no entanto, permitiram melhoria considerável na qualidade do efluente.

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