Caracterização de uma estação de tratamento de esgoto por zona de raízes utilizando variáveis abióticas e microbiológicas
Wastewater root zone treatment systems are constituted of a filter bed planted with emergent macrophytes. A low cost technology with treatment potential proven in numerous studies, the root zone Wastewater Treatment Station (WTS) have great potential to solve the problem of lack of wastewater collec...
| Autor principal: | Lohmann, Gabriele |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2012
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/321 |
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riut-1-3212016-11-08T17:38:24Z Caracterização de uma estação de tratamento de esgoto por zona de raízes utilizando variáveis abióticas e microbiológicas Lohmann, Gabriele Pagioro, Thomaz Aurélio Construção civil - Aspectos ambientais Desenvolvimento sustentável Materiais de construção - Especificações Rotulagem ambiental Impacto ambiental Building - Environmental aspects Sustainable development Building materials – Specifications Eco-labeling Environmental impact statements Wastewater root zone treatment systems are constituted of a filter bed planted with emergent macrophytes. A low cost technology with treatment potential proven in numerous studies, the root zone Wastewater Treatment Station (WTS) have great potential to solve the problem of lack of wastewater collection and treatment in small communities. This study aimed to characterize a root zone WTS with vertical flow on the basis of abiotic and microbiological variables. Through the technique of plate count and the multiple tube method was possible to estimate the density of total fungi, heterotrophic bacteria, total coliforms, Escherichia coli, nitrate-reducing bacteria, denitrifying bacteria and sulfate-reducing bacteria in the different strata of the system. In addition to the microbiological analysis the abiotic variables temperature, pH, dissolved oxygen, ammonia nitrogen, nitrite, nitrate, total nitrogen, orthophosphate, Chemical Oxygen Demand (COD) were evaluated. Analyses were performed in eight locations, one related to raw wastewater, one of treated effluent, three corresponding to the root zone interface and three to the sand filter, in a total of seven samples during a seasonal cycle. In 5 samples did not exhibit a reduction in the MPN of E. coli, only in Sample 1 (C1) and Sample 7 (C7) was observed approximately 66% and 97% reduction, respectively. Denitrifying bacteria in most spots and sulfate reducers, with the exception of the Sample 3 (C3) were determined in the amount of 1600 MPN.100mL-1. The density of nitrate-reducing bacteria ranged in most samples, from 1.8 MPN.100mL-1 to 19 MPN.100mL-1. The WTS was efficient for the removal of COD and phosphorus, the latter with removal percentage ranged from approximately 37% to 69 %. The concentration of ammonia-N was reduced in all samples, except for C3. The pH remained near neutrality and the concentration of dissolved oxygen increased in the region of the sand filter. Throughout the study period was observed a less growing of the plants. With the results of quantification it was possible verify that biodegradation is more intense in the first 50 cm of the WTS. It was observed significant reduction in the density of microorganisms in the sand filter compared with the root zone. Factors such as age of the station, which allowed the formation of a biofilm in the filter of gravel, the presence of sand filter and the availability of organic matter may be involved in the reduction of microorganisms. In summary it can be concluded that the WTS was efficient for removal of microorganisms, but only during periods of low rainfall. Os sistemas de tratamento de esgotos por zona de raízes constituem-se de um leito filtrante plantado com macrófitas emergentes. Tecnologia de baixo custo e, com eficiência comprovada em inúmeros trabalhos, as Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) por zona de raízes apresentam grande potencial para solucionar o problema da inexistência de coleta e tratamento de esgoto em pequenas comunidades. Este trabalho teve por objetivo caracterizar uma ETE por zona de raízes de fluxo vertical com base em variáveis abióticas e microbiológicas. Através da técnica de contagem em placas e da técnica de tubos múltiplos, foi possível estimar a densidade de fungos totais, bactérias heterotróficas, coliformes totais, Escherichia coli, bactérias redutoras de nitrato, bactérias desnitrificantes e bactérias redutoras de sulfato presentes nos diferentes estratos do sistema. Além das análises microbiológicas, foram avaliadas as variáveis abióticas temperatura, pH, oxigênio dissolvido (OD), nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, nitrogênio total, ortofosfato e Demanda Química de Oxigênio (DQO). As análises foram realizadas em 8 locais, sendo uma referente ao efluente bruto, uma ao efluente tratado, três correspondendo à interface zona de raízes-brita e três ao filtro de areia, num total de 7 amostragens durante um ciclo sazonal. Em 5 amostragens não foi possível observar a redução do NMP de E. coli, apenas na Amostragem 1(C1) e na Amostragem 7 (C7) foi possível observar aproximadamente 66% e 97% de redução, respectivamente. As bactérias desnitrificantes, na maioria dos pontos e as redutoras de sulfato, com exceção da Amostragem 3 (C3), foram determinadas no valor de 1600 NMP.100mL-1. A densidade de bactérias redutoras de nitrato variou, na maioria das amostragens, de 1,8 NMP. 100mL-1 a 19 NMP. 100mL-1. A ETE foi eficiente para a remoção de DQO e fósforo, este último com porcentagem de remoção variando de, aproximadamente, 37% a 69%. A concentração de N-amoniacal foi reduzida em todas as amostragens, com exceção da C3. O pH permaneceu próximo da neutralidade e a concentração de oxigênio dissolvido aumentou na região do filtro de areia. Ao longo do período deste estudo foi observado um baixo desenvolvimento das plantas utilizadas. Com os resultados de quantificação foi possível verificar que a biodegradação é mais intensa nos primeiros 50 cm da ETE. Observou-se redução significativa da densidade de microrganismos no filtro de areia em relação à zona de raízes. Fatores como a idade da estação, que permitiu a formação de um biofilme no filtro de brita, a presença do filtro de areia e a disponibilidade de matéria orgânica podem estar envolvidas com a redução de microrganismos. Em resumo, pode se concluir que a ETE foi eficiente para remoção de microrganismos, porém apenas nos períodos de menor precipitação pluviométrica. 2012-10-30T16:00:06Z 2012-10-30T16:00:06Z 2011-02-25 masterThesis LOHMANN, Gabriele. Caracterização de uma estação de tratamento de esgoto por zona de raízes utilizando variáveis abióticas e microbiológicas. 2011. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2011. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/321 por application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
| institution |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Construção civil - Aspectos ambientais Desenvolvimento sustentável Materiais de construção - Especificações Rotulagem ambiental Impacto ambiental Building - Environmental aspects Sustainable development Building materials – Specifications Eco-labeling Environmental impact statements |
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Construção civil - Aspectos ambientais Desenvolvimento sustentável Materiais de construção - Especificações Rotulagem ambiental Impacto ambiental Building - Environmental aspects Sustainable development Building materials – Specifications Eco-labeling Environmental impact statements Lohmann, Gabriele Caracterização de uma estação de tratamento de esgoto por zona de raízes utilizando variáveis abióticas e microbiológicas |
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Wastewater root zone treatment systems are constituted of a filter bed planted with emergent macrophytes. A low cost technology with treatment potential proven in numerous studies, the root zone Wastewater Treatment Station (WTS) have great potential to solve the problem of lack of wastewater collection and treatment in small communities. This study aimed to characterize a root zone WTS with vertical flow on the basis of abiotic and microbiological variables. Through the technique of plate count and the multiple tube method was possible to estimate the density of total fungi, heterotrophic bacteria, total coliforms, Escherichia coli, nitrate-reducing bacteria, denitrifying bacteria and sulfate-reducing bacteria in the different strata of the system. In addition to the microbiological analysis the abiotic variables temperature, pH, dissolved oxygen, ammonia nitrogen, nitrite, nitrate, total nitrogen, orthophosphate, Chemical Oxygen Demand (COD) were evaluated. Analyses were performed in eight locations, one related to raw wastewater, one of treated effluent, three corresponding to the root zone interface and three to the sand filter, in a total of seven samples during a seasonal cycle. In 5 samples did not exhibit a reduction in the MPN of E. coli, only in Sample 1 (C1) and Sample 7 (C7) was observed approximately 66% and 97% reduction, respectively. Denitrifying bacteria in most spots and sulfate reducers, with the exception of the Sample 3 (C3) were determined in the amount of 1600 MPN.100mL-1. The density of nitrate-reducing bacteria ranged in most samples, from 1.8 MPN.100mL-1 to 19 MPN.100mL-1. The WTS was efficient for the removal of COD and phosphorus, the latter with removal percentage ranged from approximately 37% to 69 %. The concentration of ammonia-N was reduced in all samples, except for C3. The pH remained near neutrality and the concentration of dissolved oxygen increased in the region of the sand filter. Throughout the study period was observed a less growing of the plants. With the results of quantification it was possible verify that biodegradation is more intense in the first 50 cm of the WTS. It was observed significant reduction in the density of microorganisms in the sand filter compared with the root zone. Factors such as age of the station, which allowed the formation of a biofilm in the filter of gravel, the presence of sand filter and the availability of organic matter may be involved in the reduction of microorganisms. In summary it can be concluded that the WTS was efficient for removal of microorganisms, but only during periods of low rainfall. |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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LOHMANN, Gabriele. Caracterização de uma estação de tratamento de esgoto por zona de raízes utilizando variáveis
abióticas e microbiológicas. 2011. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2011. |
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