Tratamento de lodo anaeróbio em wetlands construídos operados em alta taxa e com a recirculação de líquido percolado

Abstract

Com o objetivo de avaliar a eficiência dos wetlands construídos para o tratamento de lodo (WCL) foi realizada a operação e monitoramento de um experimento com dois wetlands piloto: um plantado com Cyperus papyrus (WP) e outro com Typha domingensis (WT). O tratamento foi baseado nos processos de desaguamento e estabilização de lodo proveniente de um tanque séptico. Os WCL foram operados com a aplicação de alta taxa de alimentação, intercalada com a recirculação do líquido percolado na própria unidade. A operação e monitoramento foram divididos em duas fases. Na Fase 1 (Outubro a Dezembro/2013) foram avaliadas as características físico-químicas do lodo do tanque séptico, do líquido percolado 1 (LP1) de cada wetland, bem como do líquido percolado 2 (proveniente da recirculação do LP1). Na Fase 2 (Janeiro a Novembro/2014), a alimentação dos WCL foi cessada e o lodo acumulado permaneceu em repouso durante onze meses. Amostras do lodo acumulado foram coletadas e foram analisados parâmetros físico-químicos, microbiológicos e seu potencial agronômico (este último ao final da Fase 2). De acordo com os resultados o teor de água do lodo foi reduzido, em média, 80% durante o desaguamento na Fase 1. Entre os parâmetros monitorados no LP1 destacam-se a remoção de 99% da carga de DQO e sólidos e de 96 e 97% da carga de amônia em WT e WP, respectivamente. Quanto à recirculação, WT e WP alcançaram, em média, 71 e 33% de remoção de água no LP1, e ainda tiveram um bom percentual de redução da carga poluidora, destacando-se 80% de remoção da carga de DQO e fósforo e 72% de remoção da carga de amônia em WT. Em WP houve remoção de 64% da carga de fósforo e de 31% na carga de amônia. Verificou-se que a maior redução das frações voláteis se deu durante o desaguamento do lodo (22% em média), enquanto nos onze meses de repouso houve redução de apenas 5 e 9% para WT e WP. As concentrações de compostos inorgânicos no lodo acumulado foram pequenas e estavam bem abaixo do limite máximo permitido pela Resolução CONAMA 375/2006. Houve, também, uma redução significativa quanto aos indicadores/patógenos, sendo que Salmonella e Adenovírus estavam ausentes em todas as amostras, e a concentração de E.coli foi < 10² NMP. g-1. O teor de matéria orgânica encontrado no lodo acumulado foi de 17%, superior ao que preconiza a Instrução Normativa do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento Nº 25 de 2009. O teor de nitrogênio total encontrado no lodo acumulado no final do experimento foi quase o triplo do que o mínimo recomendado pela Instrução. Os teores de NPK do lodo acumulado foram de 1,83/1,25/0,02%. Os WCL associados às condições climáticas locais proporcionaram, portanto, um tratamento efetivo do lodo e de seus subprodutos.<br>

Abstract : In order to evaluate the efficiency of constructed wetlands for sludge treatment (WCL) two pilot wetlands were operated: one with Cyperus papyrus (WP) and the other with Typha domingensis (WT). The treatment was based on dewatering and stabilizing the sludge from a septic tank. The WCL were operated at high feeding rate, alternating with recirculation of the leachate liquid. The operation and monitoring of the system was divided in two phases. In Phase 1 (from October to December/2013) the physicochemical characteristics of the sludge from the septic tank, the leachate liquid (LP1) of each wetland, and the leachate liquid 2 (from the recirculation of LP1) were evaluated. In Phase 2 (from January to November/2014), the feeding of the WCL was stopped and the accumulated sludge was at a standstill for eleven months. Samples of the accumulated sludge were collected and analyzed for physical, chemical, and microbiological parameters as well as for the agronomic potential (the latter at the end of Phase 2). The results showed that the sludge water content was reduced by around 80% during the dewatering in Phase 1. Among the monitored parameters in LP1, the removal of 99% for COD and solids loads; and of 96 and 97% for ammonia load in WT and WP, respectively, can be highlighted. Regarding the recirculation, the average water removal in LP1 reached 71 and 33% for WT and WP, respectively. Furthermore, the systems were able to reduce the polluting load, with removal of 80% for COD and phosphorus, and of 72% for ammonia in WT. In WP 64% of the phosphorus load and 31% of the ammonia load were removed. It was found that further reduction of volatile fractions occurred during sludge dewatering (22% on average); while during the eleven months of standstill period the reduction was only of 5 and 9% for WT and WP, respectively. The concentrations of inorganic compounds in the accumulated sludge were small and below the maximum values permitted by the Resolution 375/2006 of CONAMA. A significant reduction of pathogens was also observed. Salmonella and Adenovirus were absent in all samples, and the concentration of E. coli was of <10² NMP.g-1. The organic matter content found in the accumulated sludge was of 17%. This value is higher than the limit permitted by the Ministry of Agriculture Normative Instruction, Livestock, and Food Supply nº 25/2009. The total nitrogen content found in the accumulated sludge at the end of the experiment was almost the triple than the minimum recommended by the aforementioned Instruction. NPK rates of the accumulated sludge were 1.83 / 1.25 / 0.02%. The WCL associated to local climatic conditions were, therefore, an effective treatment of sludge and its by-products.