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Zonas húmidas construídas para tratamento complementar de efluentes domésticos : ensaio experimental na ETAR de Angra do Heroísmo
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| Resumo, Índice, Introdução | 165.34 KB | Adobe PDF | ||
| Documento Principal | 6.75 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
O tratamento de águas residuais em estações de tratamento de águas residuais (ETAR) é um processo fundamental para áreas de grandes aglomerados populacionais permitindo que a água residual tratada seja reposta no meio ambiente cumprindo os valores paramétricos necessários, não apresentado riscos para o próprio meio ambiente nem para a saúde humana. Em zonas de pequenos aglomerados este tratamento é demasiado dispendioso e torna-se impossível praticar devido ao diminuto caudal de entrada, sendo utilizadas na maioria dos casos fossas sépticas que fornecem um tratamento incompleto às águas residuais domésticas permitindo posteriormente a sua libertação no meio ambiente.
A falta de um tratamento mais completo para águas residuais em zonas de pequenos aglomerados pode ser colmatada com o uso de zonas húmidas construídas (ZHC) que utilizam uma combinação de meio de enchimento e plantas macrófitas para remover matéria orgânica, nutrientes como azoto e fósforo e microrganismos patogénicos.
Nesta dissertação pretendeu-se avaliar o desempenho de Zonas Húmidas Construídas de fluxo sub-superficial para o tratamento secundário de efluentes de fossas sépticas e para o tratamento de afinação de efluente secundário de ETAR, com vista à sua reutilização, utilizando plantas autóctones e meio de enchimento constituído por materiais nativos. Assim, o procedimento experimental consistiu em dois ensaios (A e B) constituídos cada um por três leitos, com meio de enchimento idêntico variando apenas a presença ou não de macrófitas. No leito 1 (A1 e B1) foi utilizado apenas o meio de enchimento, servindo de controlo, no leito 2 (A2 e B2) plantou-se Arundo donax (L.) espécie autóctone habitualmente utilizada em ZHC, e por fim, no leito 3 (A3 e B3) plantou-se Bolboschoenus maritimus (L.) e Juncus acutus (L.)., espécies autóctones cuja utilização em ZHC não é conhecida.
A espécie J. acutus não se adaptou às condições do leito, sendo que dos 8 exemplares plantados apenas 2 sobreviveram. Quanto às restantes duas espécies, não foi possível comprovar inequivocamente o melhor desempenho do B. maritimus embora os leitos com esta espécie tenham apresentado na generalidade os melhores resultados na remoção de matéria orgânica dissolvida (medida através da absorvância nos 254 nm) e em coliformes fecais, em ambos os ensaios. Nos parâmetros medidos de forma descontínua, fósforo total, carbono orgânico total e carbono orgânico dissolvido, não se obtiveram resultados em número suficiente para afirmar o mesmo embora o leito 3 tenha apresentado geralmente os melhores resultados. Salienta-se, no entanto, que no ciclo 1, os efluentes dos leitos A2, A3, B2 e B3 apresentavam concentração de P total inferior a 2 mg/L.
Relativamente à qualidade para reutilização, o sistema demonstrou capacidade de remoção de CF acima das referências bibliográficas consultadas, tendo-se obtido valores entre 1.4 – 6.5 unidades logarítmicas de remoção para os leitos com A. donax e entre 1.3 – 6.5 unidades logarítmicas de remoção para o leito com B. maritimus.
Em relação à unidade de controlo, não se pode afirmar que tenha apresentado a pior prestação de todos os leitos, tendo inclusive em alguns ciclos apresentado resultados muito próximos dos valores obtidos nos leitos com macrófitas (absorvância A e B, coliformes e COT/COD), por vezes até registando melhores valores que estes.
Relativamente aos factores atmosféricos, a evapotranspiração causada pelas temperaturas elevadas e ausência de precipitação teve maior influência no desempenho dos leitos do que a precipitação elevada que ocorreu nos ciclos 4 e 5 (51.2 mm em 8 dias e 67.3 mm em 10 dias), tendo-se registado piores resultados de remoção associados à maior evapotranspiração.
ABSTRACT: Wastewater treatment plants (WWTP) provide suitable treatment to the wastewater originated from areas with high population density, allowing the discharge of the treated effluents into the environment according to the legal parametric values, protecting the human health and the environment. In low population density areas the same treatment it’s too expensive and the small flows makes it unpractical. Most houses in this areas use septic tanks, which provide an incomplete treatment to the wastewater. The lack of a more complete treatment for waste water in these areas can be overcome with the use of constructed wetlands (CW), which use a combination filling gravel and macrophytes plants to remove organic matter, nutrients, such as nitrogen and phosphorus and pathogenic microorganisms. This work aimed to evaluate CW with sub-surface flow treatment performance for primary and secondary WWTP affluent, using native plants and native basaltic gravel for the bed filling. The experimental procedure consisted in 2 groups (A and B) each one with 3 beds. The first bed of each group (A1 and B1) acted as a control and doesn’t have vegetation, the second bed was filled with rocks and colonised with Arundo donax (L.), a well know specie for CW; the last one (A3 and B3) was filled with gravel and colonised with Bolboschoenus maritimus (L.) and Juncus acutus (L.). to evaluate the native plants potential. J. acutus didn’t adapt very well since only 2 of the 8 plants survived. As for the other two species, we couldn’t conclude that B. maritimus had the best performance although in general this specie had the best results in dissolved organic matter removal (measured by absorbance at 254 nm) and faecal coliform, in both groups. Occasionally measured parameters like total phosphorus, total organic carbon and dissolved organic carbon, not yielded results in sufficient number to claim the same although the bed 3 in both trials has presented the best results. It should be pointed out that in cycle 1, the effluent of A2, A3, B2 and B3 had a concentration of total P less than 2 mg/L. About reuse quality potential the system demonstrated its ability to remove CF above the consulted references, having reached 1.4 and 6.5 log units of removal to the beds with A. donax and between 1.3 and 6.5 log units of removal to the bed with B. maritimus. It’s impossible to say that the control bed had the worst results out of the 3 beds. In parameters like absorbance in A and B, faecal coliforms and TOC/DOC the results were similar to the planted beds, sometimes even better. The high temperatures and low rainfall values reported during the last cycles promoted the evapotranspiration, which had more influence than the high rainfall values during cycles 4 and 5 (51.2 mm in 8 days and 67.3 in 10 days). The worse removal ratios occurred with the highest evapotranspiration ratios.
ABSTRACT: Wastewater treatment plants (WWTP) provide suitable treatment to the wastewater originated from areas with high population density, allowing the discharge of the treated effluents into the environment according to the legal parametric values, protecting the human health and the environment. In low population density areas the same treatment it’s too expensive and the small flows makes it unpractical. Most houses in this areas use septic tanks, which provide an incomplete treatment to the wastewater. The lack of a more complete treatment for waste water in these areas can be overcome with the use of constructed wetlands (CW), which use a combination filling gravel and macrophytes plants to remove organic matter, nutrients, such as nitrogen and phosphorus and pathogenic microorganisms. This work aimed to evaluate CW with sub-surface flow treatment performance for primary and secondary WWTP affluent, using native plants and native basaltic gravel for the bed filling. The experimental procedure consisted in 2 groups (A and B) each one with 3 beds. The first bed of each group (A1 and B1) acted as a control and doesn’t have vegetation, the second bed was filled with rocks and colonised with Arundo donax (L.), a well know specie for CW; the last one (A3 and B3) was filled with gravel and colonised with Bolboschoenus maritimus (L.) and Juncus acutus (L.). to evaluate the native plants potential. J. acutus didn’t adapt very well since only 2 of the 8 plants survived. As for the other two species, we couldn’t conclude that B. maritimus had the best performance although in general this specie had the best results in dissolved organic matter removal (measured by absorbance at 254 nm) and faecal coliform, in both groups. Occasionally measured parameters like total phosphorus, total organic carbon and dissolved organic carbon, not yielded results in sufficient number to claim the same although the bed 3 in both trials has presented the best results. It should be pointed out that in cycle 1, the effluent of A2, A3, B2 and B3 had a concentration of total P less than 2 mg/L. About reuse quality potential the system demonstrated its ability to remove CF above the consulted references, having reached 1.4 and 6.5 log units of removal to the beds with A. donax and between 1.3 and 6.5 log units of removal to the bed with B. maritimus. It’s impossible to say that the control bed had the worst results out of the 3 beds. In parameters like absorbance in A and B, faecal coliforms and TOC/DOC the results were similar to the planted beds, sometimes even better. The high temperatures and low rainfall values reported during the last cycles promoted the evapotranspiration, which had more influence than the high rainfall values during cycles 4 and 5 (51.2 mm in 8 days and 67.3 in 10 days). The worse removal ratios occurred with the highest evapotranspiration ratios.
Description
Dissertação de Mestrado, Engenharia e Gestão de Sistemas de Água, 24 de março de 2017, Universidade dos Açores.
Keywords
Água Residual Urbana Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) Tratamento de Águas Residuais Zonas Húmidas Construídas Angra do Heroísmo (Açores) Ilha Terceira Açores Constructed Wetlands Urban Wastewater Water Reuse
Citation
Rio, Pedro Soares Brito. "Zonas húmidas construídas para tratamento complementar de efluentes domésticos: ensaio experimental na ETAR de Angra do Heroísmo". 2017. 104 p.. (Dissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão de Sistemas de Água). Angra do Heroísmo: Universidade dos Açores, 2016. [Consult. Dia Mês Ano]. Disponível em www:<http://hdl.handle.net/10400.3/4624>.