Depósito de pedido de patente: PI1103405-0
Protocolo no 000086, datado de 27 de julho de 2011, junto ao INPI
Invenção:
“TRATAMENTO DE EFLUENTES DE PISCICULTURA UTILIZANDO SISTEMA DE ALAGADOS ARTIFICIAIS DE FLUXO SUBSUPERFICIAL CULTIVADOS
COM TYPHA DOMINGENSIS NO PÓS TRATAMENTO DE LAGOA DE ESTABILIZAÇÃO”.
RESUMO
A presente invenção, que em apenas um elemento possibilita
tratamento de efluentes de piscicultura de forma contínua ou batelada,
reduzindo principalmente as concentrações de nutrientes nitrogenados e
fosforados, através da utilização de tratamento primário em lagoa de
estabilização (A) seguido de tratamento secundário com alagados artificiais
(B) de vazão subsuperficial, e cultivados com macrófitas aquáticas da
espécie Typha domingensis.
O dito processo é constituído por um difusor do efluente (1), três
paredes que servem de obstáculo ao material flutuante (2 e 3) e
sedimentável (4), com drenagem de superfície (5, 6, 7 e 8) e de fundo (9,
10, 11 e 12), recolhendo-os em caixas coletoras (13 e 14) para
posteriormente serem utilizados como fertilizantes na agricultura. O
sobrenadante é recebido em uma calha (15) e passa por um novo difusor
(16) que o distribui homogeneamente no segundo compartimento. O
volume do segundo compartimento (B) é preenchido ¼ com brita 0 (17)
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macrófitas aquáticas da espécie Typha domingensis (19), e o restante do
volume preenchido com o sobrenadante do primeiro compartimento (A).
Parte do material em suspensão que não ficar retido na lagoa de
estabilização (A) entra no alagado artificial (B) particionado por duas
placas tipo guilhotina (20 e 21), onde sofre decomposição por bactérias
aeróbias e anaeróbias fixas nas raízes das macrófitas e na brita,
funcionando como leito fixo, quando parte dos metabólicos será assimilada
pelas macrófitas aquáticas. O efluente tratado é então recolhido por um
tubo perfurado (22) e direcionado por desnível para a saída (23), podendo
ser reaproveitado na própria piscicultura ou lançados nos ambientes
aquáticos sem provocar sua eutrofização artificial.
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RELATÓRIO DESCRITIVO
Refere-se a presente invenção ao desenvolvimento de um processo
de tratamento de efluentes de piscicultura, utilizando sistema de alagados
artificiais de fluxo subsuperficial cultivados com Typha domingensis no
pós tratamento de lagoa de estabilização com pré decantação, para uso em
fluxo de efluente de forma contínua ou batelada.
Atualmente, a demanda mundial por proteína animal tem
intensificado a produtividade nas pisciculturas, aumentando a geração de
resíduos habitualmente lançados nos corpos hídricos sem um tratamento
adequado, que possa utilizar processos biotecnológicos de baixo custo de
operação e manutenção. Poucas são as pisciculturas que possuem sistemas
para tratamento de seus efluentes, principalmente para remoção de seus
constituintes nitrogenados e fosforados, oriundos da excreção de peixes,
ração e fertilizantes, capazes de provocar a eutrofização de suas águas, e
presentes muitas vezes no material particulado ou em suspensão. Outro
inconveniente deve-se ao fato de que o fluxo de efluente das pisciculturas
não é constante e a concentração de seus contaminantes varia de acordo
com período de despesca e adubação. O tratamento de efluentes de
piscicultura mais utilizado atualmente consiste em sistema de lagoas de
estabilização.
Com intuito de solucionar tais inconvenientes, desenvolveu-se a
presente invenção para tratar efluentes de piscicultura de forma contínua ou
batelada, reduzindo principalmente as concentrações de nutrientes
nitrogenados e fosforados, através da utilização de tratamento primário em
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artificiais de vazão subsuperficial, e cultivados com macrófitas aquáticas da
espécie Typha domingensis.
Avaliado durante um ano, o sistema operou de forma contínua e
batelada, tratando efluentes de um viveiro de policultivo, onde a
temperatura média do ar variou entre 12 e 27
oC nos meses mais frios
(junho e julho) e entre 18 e 30
oC nos meses mais quentes. Estudou-se a
eficiência do tratamento variando-se o tempo de detenção hidráulica (TDH)
de 0 a 5 dias, e a densidade de macrófita de 0 a 50 brotos/m
2. As medições
dos parâmetros físicos, químicos e biológicos iniciaram após 160 dias do
cultivo dos brotos da Typha domingensis, tempo suficiente para que
atingisse 136 ± 16 cm de altura. Os parâmetros analisados foram nitrogênio
total, fósforo total, material em suspensão, DBO
5, coliformes totais e
clorofila total. Não houve diferença significativa entre os resultados
realizados de forma contínua e batelada, mostrando que ambos podem ser
utilizados. Os melhores resultados foram obtidos com 3 dias de TDH e com
50 brotos/m
2, onde se teve eficiência na remoção de 63% do nitrogênio
total, 55% do fósforo total, 51% do material em suspensão, 82% da DBO
5,
94% dos coliformes totais e 68% da clorofila total. A remoção do
nitrogênio total foi de 1,733 ± 0,198 mg/dia.broto, do fósforo total foi de
0,207 ± 0,023 mg/dia.broto, e da clorofila total foi de 0,092 ± 0,012
mg/dia.broto.
A invenção poderá ser mais bem compreendida através da seguinte
descrição detalhada, em consonância com as figuras em anexo, onde:
A FIGURA 1 representa uma vista de topo do sistema.
A FIGURA 2 representa uma vista longitudinal, em corte, do
sistema.
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Com referência a estas figuras, o sistema é formado por dois
compartimentos, sendo o primeiro (A) uma lagoa de estabilização onde
ocorre a decantação de parte do material em suspensão, e o segundo (B) um
alagado artificial que funciona como biorreator, onde microorganismos
anaeróbios e aeróbios são os principais responsáveis pela degradação da
matéria orgânica, com consequente assimilação dos metabólicos pelas
macrófitas aquáticas, além da redução de patógenos.
No primeiro compartimento o efluente passa por um tubo perfurado
(1) que funciona como difusor, e segue na direção de três paredes, das
quais duas (2 e 3) servem para reter o material flutuante e direcionar o
fluxo para o fundo, e uma (4) para reter parte do material sedimentável e
direcionar o fluxo para cima. Os materiais flutuantes são retirados pelos
drenos superiores (5, 6, 7 e 8) e os sedimentáveis pelos inferiores (9, 10, 11
e 12) para os quais são direcionados devido à inclinação de um ângulo fixo
de 2º com a horizontal. Todo material drenado é recolhido em caixas
coletoras (13 e 14) para posteriormente serem utilizados como fertilizantes
na agricultura. O sobrenadante é recebido em uma calha (15) e passa por
um novo difusor (16) que o distribui homogeneamente no segundo
compartimento.
O volume do segundo compartimento (B) é preenchido ¼ com brita
0 (17) malha 12 mm, e ¼ com brita 2 (18) malha 30 mm, onde são
cultivadas macrófitas aquáticas da espécie Typha domingensis (19), e o
restante do volume preenchido com o sobrenadante do primeiro
compartimento (A). Duas placas tipo guilhotina, sendo uma fixa (20) e a
outra móvel (21), utilizadas no segundo compartimento (B), forçam a
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passagem do efluente pela brita e também possibilita em caso de
manutenção, o direcionamento superficial do sobrenadante.
Parte do material em suspensão que não ficar retido na lagoa de
estabilização (A) entra no alagado artificial (B), onde sofre decomposição
por bactérias aeróbias e anaeróbias fixas nas raízes das macrófitas e na
brita, funcionando como leito fixo, quando parte dos metabólicos será
assimilada pelas macrófitas aquáticas. O efluente tratado é então recolhido
por um tubo perfurado (22) e direcionado por desnível para a saída (23),
podendo ser reaproveitado na própria piscicultura ou lançado em ambientes
aquáticos sem provocar sua eutrofização artificial.
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REIVINDICAÇÃO
“TRATAMENTO DE EFLUENTES DE PISCICULTURA UTILIZANDO SISTEMA DE ALAGADOS ARTIFICIAIS DE FLUXO SUBSUPERFICIAL CULTIVADOS COM TYPHA DOMINGENSIS NO PÓS TRATAMENTO DE LAGOA DE ESTABILIZAÇÃO” caracterizado por constituir-se de um bioprocesso que possibilita o tratamento preferencialmente de efluentes de piscicultura de forma contínua ou batelada, reduzindo principalmente as concentrações de nutrientes nitrogenados e fosforados, através da utilização de tratamento primário em lagoa de estabilização (A) seguido de tratamento secundário com alagados artificiais (B) de vazão subsuperficial, e cultivados com macrófitas aquáticas da espécie Typha domingensis.
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No documento
Fitorremediação utilizando Typha domingensis em sistema de zonas úmidas construídas
(páginas 71-79)