Sistemas de tratamento de águas residuais baseados em algas

Abstract

A poluição dos corpos d'água pela descarga de águas residuais e o crescimento urbano desordenado aumentou nos últimos anos, levando ao aumento da disponibilidade de nutrientes. A biorremediação de efluentes e águas contaminadas é uma alternativa para a recuperação ambiental através da manipulação de organismos vivos, incluindo as algas, como importantes agentes de tranfosrmação de poluentes. Dentre os sistemas de remoção de nutrientes, os Algal Turf Scrubbers (ATS), ou Tapetes Algais Biofiltrantes (TAP) apresentam resultados promissores. O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar o desempenho de sistemas de biorremediação baseados em algas. Assim, no primeiro capítulo, apresentamos um ATS em escala piloto projetado para avaliar o desenvolvimento de algas e a respectiva eficiência de biorremediação usando quatro substratos diferentes para fixação de algas, dois de origem natural (Luffa cylindrica e Corchorus capsularis) e dois sintéticos (Nylon e PVC). A partir dos resultados, é possível inferir que os substratos sintéticos são mais recomendados para o desenvolvimento da comunidade. A sucessão de espécies ocorrida em todos os experimentos foi semelhante à encontrada na literatura. A eficiência de remoção não correspondeu à encontrada na literatura, com algumas interferências nos dados de nutrientes durante os experimentos. No segundo capítulo, uma adaptação do sistema do primeiro capítulo, chamada Mini-ATS, foi desenvolvida para o cultivo de Ulva ohnoi, com o objetivo de utilizar o tapete algal formado para a biorremediação e produção de biomassa. Para tanto, foram testados dois substratos e dois regimes de circulação de água, visando o melhor assentamento, fixação e crescimento das células reprodutivas de U. ohnoi. Quatro concentrações de amônio e fosfato foram usadas para avaliar a eficiência de remoção do sistema em duas idades de desenvolvimento de turfa de algas. Como resultado, observou-se que o fluxo turbulento associado ao Nylon apresentou os melhores resultados para o desenvolvimento do tapete de algas. Para o amônio, a eficiência de remoção foi de 100% para todos os tratamentos. No entanto, houve uma redução na eficiência da remoção do fosfato aos 47 dias, principalmente nos tratamentos com maiores concentrações. Sobre as velocidades de remoção, foi possível verificar uma redução significativa entre 18 e 47 dias para o fosfato. O procedimento de plântulas de Ulva mostrou ser uma boa opção para produzir um ATS inespecífico eficiente para a biorremediação e produção de biomassa.

Abstract: Pollution of water bodies by the discharge of wastewater and disordered urban growth has increased in recent years, leading to increased availability of nutrients. The bioremediation of effluents and contaminated waters is an alternative for environmental recovery through the manipulation of living organisms, including algae, as important pollutant transfer agents. Among the nutrient removal systems, Algal Turf Scrubbers (ATS) present promising results. The present work had as general objective to evaluate the performance of bioremediation systems based on algae. Thus, in the first chapter we present a pilot scale ATS designed to evaluate algal development and respective bioremediation efficiency using four different substrates for algal attachment, two of natural origin (Luffa cylindrica and Corchorus capsularis) and two synthetic (Nylon and PVC). From the results it was possible to infer that synthetic substrates are most recommended for community development. The species succession occurred in all experiments was similar to that found in the literature. The removal efficiency was low and did not correspond to that found in the literature, probably due to the low nutrient concentrations of the effluent and some interferences in nutrients data during the experiments. In the second chapter, an adaptation of the system of the first chapter, called Mini-ATS, was developed for the cultivation of Ulva ohnoi, in order to use the turf formed for bioremediation and biomass production. For that, two substrates and two water circulation regimes were tested aiming the best settlement, attachment and growth of U. ohnoi reproductive cells. Four concentrations of ammonium and phosphate were used to evaluate the removal efficiency of the system at two ages of algae turf development. As a result, it was observed that the turbulent flow together with Nylon presented the best results for the development of the algae turf. For ammonium, the removal efficiency was 100% for all treatments. However, there was a reduction in the efficiency of phosphate removal at 47 days, especially in treatments with higher concentrations. About removal speeds, it was possible to verify a significant reduction between 18 and 47 days for phosphates. The Ulva seedling procedure showed to be a good option to produce an efficient unispecific ATS for bioremediation and biomass production.