Resumo

O tratamento de esgoto é necessário para evitar a contaminação dos recursos hídricos com substâncias que possam alterar seu estado natural. Entre esses poluentes, os nutrientes se destacam pois são elementos essenciais para o crescimento de diversos organismos, inclusive os responsáveis pela eutrofização de águas superficiais, sendo necessário um tratamento adequado do esgoto gerado a fim de reduzir seus impactos. Os wetlands construídos são sistemas considerados ecológicos, que podem atuar em diferentes condições e com
diferentes substratos; entre eles o lodo digerido de ETA com sulfato de alumínio, em inglês Dewatered Alum Sludge (DAS), que atualmente é considerado um resíduo, sendo em muitos casos descartado indevidamente no meio ambiente. Este trabalho avaliou a eficiência do tratamento de esgoto doméstico por um sistema de wetland construído de fluxo vertical ascendente com meio suporte de DAS e de brita, além de analisar a efeito de macrófitas, da microaeração e mudança de TDH na remoção de nutrientes. Os sistemas foram monitorados por 170 dias, e foram realizadas análises de DQO, PT (Fósforo Total) e N-NH3 (nitrogênio amoniacal). Para DQO todos os sistemas tiveram remoções similares, maiores de 94% após 161 dias de operação e TDH de 1,5 dias. Para N-NH3 os resultados só foram significativos para aeração com 0,8 L/min, de 74% e 69%, para brita e DAS, respectivamente, ambos com macrófitas. A remoção de PT oscilou para o sistema com brita, 9-72%, decaindo a remoção com o tempo de operação, já para o sistema com DAS todas as remoções foram acima de 94%. Os resultados mostraram que o uso da microaeração promoveu a nitrificação do N-NH3, e principalmente, que o sistema com DAS teve melhores remoções de PT, mostrando a importância do uso alternativo deste meio suporte em wetlands construídos.

Introdução

O tratamento de esgoto é importante para garantir os padrões de qualidades estabelecidos pelas legislações vigentes no Brasil, que asseguram a não contaminação dos cursos hídricos, fazendo com que contaminantes prejudiciais à saúde animal e humana não sejam despejados irregularmente nos corpos d’água (CONAMA, 2011). Apesar da existência de resoluções que regularizam os padrões de lançamento de esgoto, há ainda uma carência no tratamento no Brasil. Segundo a Agência Nacional de Águas (ANA, 2017), cerca de 45% dos efluentes gerados são dispostos de maneira irregular no meio ambiente, contribuindo para diversos problemas ambientais, como a eutrofização dos corpos hídricos, contaminação do lençol freático e a dispersão de agentes patológicos (MOTA e VON SPERLING, 2009; COELHO e DUARTE, 2008). Entre os poluentes existentes no esgoto, dois são caracterizados como nutrientes, fósforo e nitrogênio, que são essenciais para o crescimento de diversos organismos. A poluição por esses compostos nos corpos hídricos podem levar a  contaminação por nitrato no lençol freático e também a eutrofização de águas superficiais, que é um crescimento acelerado da vida vegetal, como algas e macrófitas, levando a redução dos níveis de oxigênio e aumento da matéria orgânica, ocasionando assim a redução da vida aeróbia e também da qualidade deste corpo hídrico (MOTA e VON SPERLING, 2009; POÇAS, 2015; VON SPERLING, 2017).

Os sistemas tradicionais de tratamento de efluentes, como é o caso dos lodos ativados, que apesar de eficientes em remoção de matéria orgânica (85-95%), devem operar em diferentes condições ou combinados com outras tecnologias de tratamento para uma remoção eficiente de fósforo e nitrogênio, podendo chegar a 30% para ambos os parâmetros (VON SPERLING, 2016; HENRIQUE et al., 2010). Sendo assim, tecnologias que promovam remoção desses nutrientes tornam-se essenciais para melhorar o tratamento de esgoto e um efluente final de melhor qualidade e com menor risco a saúde ambiental.

Os sistemas de wetlands construídos (WC) são sistemas inspirados nas wetlands naturais e considerados de baixo custo para o tratamento de esgotos (KADLEC e WALLACE, 2009). Além de promoverem remoção de nitrogênio e fósforo, por conta da presença de macrófitas, podem atuar em combinação com outros sistemas e possibilitam diferentes configurações e uso de substratos (BENASSI, 2018). Estes sistemas podem ser caracterizados de acordo com o meio suporte de preenchimento, do tipo de fluxo a ser empregado e ainda das espécies de macrófitas utilizadas. Os fluxos podem ser caracterizados como superficial ou subsuperficial, sendo este último dividido em vertical ou horizontal (ANJOS, 2003; MOTA e VON SPERLING, 2009).

Tradicionalmente, os meios suportes mais utilizados são areias, cascalhos e solos naturais com diferentes granulometrias. Estudos recentes mostram que é possível obter melhora significativa na remoção de nutrientes e matéria orgânica quando utilizados materiais alternativos como meio suporte, pois estes podem proporcionar propriedades químicas e físicas singulares que ofereçam, por exemplo, melhores condições para adsorção de certos compostos, além de possibilitar diferentes características biológicas, podendo propiciar o crescimento diversificado de microrganismos (YANG et al. 2018).

Kang et al. (2017) avaliaram o uso de lodo de Estação de Tratamento de Águas, em especial as que utilizam sulfato de alumínio como coagulante, conhecido pela sigla DAS do inglês Dewatered Alum Sludge, como meio suporte num sistema com quatro WC operadas em série, onde os resultados para remoção de fósforo total chegaram a 74,29% e nitrogênio amoniacal a 61,87% com um tempo de detenção hidráulica de 16h. Em estudo similar Kumar et al. (2014) avaliaram a remoção de nitrogênio total que chegou a 52%, em um sistema em série com quatro WC com DAS. No entanto, estes estudos são provenientes de países de clima temperado, que não refletem as condições de países de clima tropical, que por ter temperaturas superiores e maiores precipitações podem demostrar diferenças tanto na composição do efluente como também na remoção de nutrientes e matéria orgânica por distintos microrganismos.

Logo, é relevante uma investigação acerca do uso de lodo digerido de ETA como alternativa de material suporte em wetlands construídos. O objetivo principal deste trabalho foi de avaliar a performance de wetlands construídos na remoção de nitrogênio amoniacal, material orgânico e fósforo, com diferentes composições de material suporte

Autores: Júlia Kersul Faria e Rodrigo de Freitas Bueno.