Avaliação de lagoas de tratamento com presença de macrófitas flutuantes e microalgas aplicadas ao póstratamento de esgoto sanitário em condições de clima subtropical

Abstract

O devido tratamento de efluentes é essencial para o equilíbrio do ambiente e a prevenção da eutrofização dos corpos hídricos. A eutrofização pode gerar consequências como a proliferação descontrolada de microalgas e macrófitas. Além de gerar sabor e odor à água e elevar os custos de tratamento. O cultivo controlado de macrófitas e microalgas podem auxiliar no tratamento de efluentes, reduzindo e, até impedindo que, os nutrientes cheguem aos corpos hídricos. Este trabalho visa avaliar o pós tratamento de esgoto sanitário de efluente do reator UASB mediante utilização de lagoas de tratamento com presença de lemnáceas e microalgas. As lagoas foram testadas em condições operacionais variando o Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) em 2,2; 3,3 e 4,1 dias, com vazão de 0,8 a 1,6 m³/h, em dois regimes diferentes, inicialmente em paralelo e posteriormente em série. No sistema em série o efluente do reator UASB segue para a Lagoa de Microalgas (LA) e o efluente desta direcionado para Lagoa de Macrófitas (LM) com objetivo de promover o polimento final do efluente. Foram avaliados os parâmetros físico-químicos para matéria orgânica (DBO, DQO, COT, SSV), nutrientes (nitrogênio e fósforo), coliformes, clorofila-a, alcalinidade e também a produção de biomassa de macrófitas e microalgas. Os parâmetros foram avaliados para período quente (primavera e verão) e período frio (outono e inverno) na etapa em paralelo e série das lagoas. Na etapa em paralelo a LA apresentou elevada remoção de nitrogênio amoniacal (88,0%), porém em alguns regimes operacionais apresentou baixa remoção de matéria orgânica (12,9% de COT). A LM na etapa em paralelo apresentou elevada remoção de matéria orgânica (83,7% de COT), porém com baixa remoção de nitrogênio amoniacal (2,1%). No sistema em série o tratamento via UASB+LA+LM apresentou eficiências intermediárias entre os registrados pelas lagoas em paralelo, com eficiência de remoção de COT de 69,8% e nitrogênio amoniacal de 86,6% para o TDH de 4,1 dias. Os resultados obtidos no regime de operação em série atenderam aos limites máximos estabelecidos pelo CONSEMA 430. Além do tratamento obteve-se produção de biomassa de microalgas máxima de 18,3 g/m²·dia com 9,1% de lipídios e produção máxima de biomassa de lemna de 14,5 g/m²·dia. Esta biomassa poderá ser utilizada como matéria prima para produção de bioenergia, alimento para gado e/ou matéria prima para adubo.

Proper wastewater treatment is essential for environmental balance and the prevention of eutrophication of water bodies. Eutrophication can lead to consequences such as the uncontrolled proliferation of microalgae and macrophytes. Unbalancing life in the environment, as well as generating taste and odor to water and raising treatment costs. Controlled cultivation of macrophytes and microalgae can assist in wastewater treatment, reducing and even preventing nutrients from reaching the water bodies. This work aims the post-treatment of sanitary sewage from the UASB reactor effluent through treatment lagoons with lemna and microalgae. The lagoons were tested under operating conditions by varying the Hydraulic Detention Time (HRT) by 2.2; 3.3 and 4.1 days, in two different regimes, initially in parallel and later in series. In the serial system, the UASB reactor effluent was discharged into the Microalgae Lagoon (LA) and the effluent from it directed to Macrófitas Lagoon (LM) for final effluent polishing. The physical-chemical parameters were evaluated for organic matter (BOD, COD, TOC, VSS), nutrients (nitrogen and phosphorus), coliforms, chlorophyll-a, alkalinity and also the macrophyte and microalgae biomass production. The parameters were evaluated for a warm period (spring and summer) and cold period (autumn and winter) in the parallel and series stages of the lagoons. In the parallel phase, LA showed high ammonia nitrogen removal (88.0%), but in some operational regimes, it presented low organic matter removal (12.9% TOC). The LM in the parallel stage presented high organic matter removal (83.7% of TOC), but with low ammonia nitrogen removal (2.1%). In the series system, the treatment for UASB + LA + LM showed intermediate efficiencies between those recorded by the parallel lagoons, with removal efficiency of 69.8% TOC and 86.6% ammonia nitrogen, to HRT of 4.1 days, with these results all the regimens of series operation tested met the maximum limits governed by CONSEMA 430. In addition to the treatment, a maximum microalgae biomass production of 18.3 g / m² · day was obtained with 9.1% lipids and a maximum lemna biomass production of 14.5 g / m² · day. This biomass may be used as a bioenergy feedstock, livestock feed and/or fertilizer feedstock.