Influência do tempo de cheia em um sistema de wetland construído tidal flow tratando água de córrego antropizado na remoção de poluentes e na comunidade bacteriana
In this study, the behavior of a Tidal flow Constructed Wetland (TFCW) under variation of the flood time in the removal of carbonaceous, nitrogenous and phosphorous matter and its influence on microbial community structure when treating anthropized stream water was evaluated. The WCTF (117 L) was fi...
| Autor principal: | Roth, Jonar Johannes |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4877 |
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riut-1-48772020-04-28T06:01:03Z Influência do tempo de cheia em um sistema de wetland construído tidal flow tratando água de córrego antropizado na remoção de poluentes e na comunidade bacteriana Influence of flooded time in a tidal flow constructed wetland treating anthropized stream water in the pollutants removal and the bacterial community Roth, Jonar Johannes Carvalho, Karina Querne de https://orcid.org/0000-0003-4577-7537 http://lattes.cnpq.br/8055585859691419 Pelissari, Catiane http://lattes.cnpq.br/2930752752964289 Passig, Fernando Hermes https://orcid.org/0000-0002-7461-0616 http://lattes.cnpq.br/0839069076248628 Carvalho, Karina Querne de https://orcid.org/0000-0003-4577-7537 http://lattes.cnpq.br/8055585859691419 Águas residuais - Purificação - Filtração Tijolos Drenagem NItrogênio Fósforo Poluentes - Tratamento Águas residuais - Purificação - Remoção de fosfato Sewage - Purification - Filtration Bricks Drainage Nitrogen Phosphorus Pollutants - Treatment Sewage - Purification - Phosphate removal CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA Ciências Ambientais In this study, the behavior of a Tidal flow Constructed Wetland (TFCW) under variation of the flood time in the removal of carbonaceous, nitrogenous and phosphorous matter and its influence on microbial community structure when treating anthropized stream water was evaluated. The WCTF (117 L) was filled with fragments of red ceramic blocks (44% porosity) and vegetated with the macrophyte Althernanthera philoxeroides (32 plants m-2). After 94 days of system stabilization, four operational stages were evaluated with volumetric hydraulic loads of 4,68×10-2, 5,85×10-2, 7,8×10-2 e 1,17×10- 1 m³ d-1 in stages E1 (48 h full / 12 h empty), E2 (36 h full / 12 h empty), E3 (24 h full / 12 h empty) and E4 (12 h full / 12 h empty), respectively. No significant difference was observed (p> 0.05) in the removal efficiencies of raw COD (66 to 94%), filtered COD (57 to 93%), TKN (60 to 86%), N-Amon (58 to 87 %) and TN (53 to 78%) between stages. The average concentrations of nitrite and nitrate in the samples of the effluent from the four stages were lower than 0.016 mg L-1 and 5.76 mg L-1, respectively. High PT removal was obtained in 48 h of the flood, with an average of 79%. The organic loading rate in terms of PT was a limiting factor in the removal of PT, which reduced along with the reduction of flood time and varied from 16 to 84%. The conversion of carbon and nitrogen possibly carried out by bacteria of the phylum Proteobacteria (classes Alpha, Beta and Gamma) in 48 h and 36 h of the flood, may have been performed by bacteria of Proteobacteria and Acidobacteria in 24 h and 12 h, among others identified in smaller percentages like Nistrospira, involved in nitrogen removal. The bacterial community structure was influenced by the time of flood, but the interaction between microorganisms in Stages E1, E2, E3 and E4 provided a similar performance in the removal of organic matter in terms of COD and NT. In the mass balance was observed that A. philoxeroides was responsible for the removal of 2.1% of the TN and 2.7% of the TP from the total removed by the system, and the low performance of macrophyte was attributed to the intermittent feeding. The total removal of TN by was 65.1%, mainly attributed to adsorption in the filtering material and microbial metabolism during bed rest, a period in which atmospheric air filled the pores of the system. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste estudo foi avaliado o comportamento de um sistema de wetland construído tidal flow (WCTF) operado sob variação do tempo de cheia na remoção de matéria carbonácea, nitrogenada e fosforada e sua influência na composição da comunidade microbiana ao tratar as águas de um córrego antropizado. O WCTF (117 L) foi preenchido com fragmentos de blocos de cerâmica vermelha (44% de porosidade) e vegetado com a macrófita Althernanthera philoxeroides (32 plantas m-2). Após 94 dias de estabilização do sistema foram avaliadas quatro etapas operacionais com variação da carga hidráulica volumétrica aplicada de 4,68×10-2, 5,85×10-2, 7,8×10-2 e 1,17×10- 1 m³ d-1 nas etapas E1 (48 h cheio/ 12 h vazio), E2 (36 h cheio/ 12 h vazio), E3 (24 h cheio/ 12 h vazio) e E4 (12 h cheio/ 12 h vazio), respectivamente. Não foi identificada diferença significativa (p > 0,05) nas eficiências de remoção da DQO bruta (66 a 94%), DQO filtrada (57 a 93%), NTK (60 a 86%), N-Amon (58 a 87%) e NT (53 a 78%) entre as etapas. As concentrações médias do nitrito e nitrato nas amostras do efluente das quatro etapas foram inferiores a 0,016 mg L- 1 e 5,76 mg L- 1, respectivamente. Elevada remoção de PT foi obtida em 48 h de cheia, com média de 79%. A taxa de carregamento orgânico em termos de PT foi um fator limitante na sua remoção, que reduziu gradativamente com a redução do tempo de cheia e variou de 16 a 84%. A conversão de carbono e nitrogênio possivelmente realizada por bactérias do filo Proteobacteria (classes Alpha, Beta e Gamma) em 48 h e 36 h de cheia, pode ter sido desempenhada por bactérias de Proteobacteria e Acidobacteria em 24 h e 12 h, entre outros táxons identificados em menores percentagens como Nistrospira, envolvido na remoção de nitrogênio. A estrutura da comunidade bacteriana foi influenciada pelo tempo de cheia, mas a interação entre os microrganismos nas Etapas E1, E2, E3 e E4 propiciou similar desempenho na remoção da matéria orgânica em termos de DQO e NT. No balanço de massa foi observado que a A. philoxeroides foi responsável pela remoção de 2,1% de NT e 2,7% de PT do total removido pelo sistema, e o baixo desempenho da macrófita foi atribuído à alimentação intermitente. A remoção total do NT pelo sistema foi de 65,10%, atribuído principalmente à adsorção no material filtrante e ao metabolismo microbiano durante o repouso do leito, período no qual o ar atmosférico preenchia os poros do sistema. 2020-04-27T20:44:30Z 2020-04-27T20:44:30Z 2020-03-11 masterThesis ROTH, Jonar Johannes. Influência do tempo de cheia em um sistema de wetland construído tidal flow tratando água de córrego antropizado na remoção de poluentes e na comunidade bacteriana. 2020. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4877 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Águas residuais - Purificação - Filtração Tijolos Drenagem NItrogênio Fósforo Poluentes - Tratamento Águas residuais - Purificação - Remoção de fosfato Sewage - Purification - Filtration Bricks Drainage Nitrogen Phosphorus Pollutants - Treatment Sewage - Purification - Phosphate removal CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA Ciências Ambientais |
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In this study, the behavior of a Tidal flow Constructed Wetland (TFCW) under variation of the flood time in the removal of carbonaceous, nitrogenous and phosphorous matter and its influence on microbial community structure when treating anthropized stream water was evaluated. The WCTF (117 L) was filled with fragments of red ceramic blocks (44% porosity) and vegetated with the macrophyte Althernanthera philoxeroides (32 plants m-2). After 94 days of system stabilization, four operational stages were evaluated with volumetric hydraulic loads of 4,68×10-2, 5,85×10-2, 7,8×10-2 e 1,17×10- 1 m³ d-1 in stages E1 (48 h full / 12 h empty), E2 (36 h full / 12 h empty), E3 (24 h full / 12 h empty) and E4 (12 h full / 12 h empty), respectively. No significant difference was observed (p> 0.05) in the removal efficiencies of raw COD (66 to 94%), filtered COD (57 to 93%), TKN (60 to 86%), N-Amon (58 to 87 %) and TN (53 to 78%) between stages. The average concentrations of nitrite and nitrate in the samples of the effluent from the four stages were lower than 0.016 mg L-1 and 5.76 mg L-1, respectively. High PT removal was obtained in 48 h of the flood, with an average of 79%. The organic loading rate in terms of PT was a limiting factor in the removal of PT, which reduced along with the reduction of flood time and varied from 16 to 84%. The conversion of carbon and nitrogen possibly carried out by bacteria of the phylum Proteobacteria (classes Alpha, Beta and Gamma) in 48 h and 36 h of the flood, may have been performed by bacteria of Proteobacteria and Acidobacteria in 24 h and 12 h, among others identified in smaller percentages like Nistrospira, involved in nitrogen removal. The bacterial community structure was influenced by the time of flood, but the interaction between microorganisms in Stages E1, E2, E3 and E4 provided a similar performance in the removal of organic matter in terms of COD and NT. In the mass balance was observed that A. philoxeroides was responsible for the removal of 2.1% of the TN and 2.7% of the TP from the total removed by the system, and the low performance of macrophyte was attributed to the intermittent feeding. The total removal of TN by was 65.1%, mainly attributed to adsorption in the filtering material and microbial metabolism during bed rest, a period in which atmospheric air filled the pores of the system. |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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ROTH, Jonar Johannes. Influência do tempo de cheia em um sistema de wetland construído tidal flow tratando água de córrego antropizado na remoção de poluentes e na comunidade bacteriana. 2020. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
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