5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 AVALIAÇÃO DO SISTEMA
5.1.3 Remoção de compostos fosfatados e nitrogenados
O fósforo em uma lagoa de polimento com lemnas pode ser removido de diversas formas, sendo a absorção direta pelas plantas e pelo biofilme aderido a elas responsáveis por ¾ da remoção. O restante é atribuído ao biofilme nas paredes e taludes das lagoas, por absorção e adsorção, e ao processo de sedimentação. Devido ao vigoroso crescimento das macrófitas e a baixa concentração de fósforo no afluente, acredita-se que a principal via de remoção deste elemento tenha sido a absorção pela biomassa vegetal. O restante da remoção provavelmente se deu pelos processos restantes citados acima, absorção e adsorção pelo biofilme na parede da lagoa, e por sedimentação. Iqbal (1999) esclarece que quanto maior a taxa de crescimento
0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 [D Q O ] ( m g/ L) Tempo (d)
DQO
EP ES L1 L2das lemnas, maior será a remoção de fósforo por mecanismos de absorção do PO43- pelas lemnas, e ressalta a importância da colheita periódica para maximização da eficiência de remoção. No entanto, a contribuição de cada via de remoção, com exceção da parcela removida pela biomassa, dada através de balanço de massa, não foi objetivada nesta pesquisa.
Para eficiência global em relação ao fosforo na forma de PO4 foi obtido 89%, sendo que a maior porcentagem de remoção ocorreu em L2 (77,95%). Para o fósforo total foi obtido87,90%, sedo que a lagoa 2 removeu a maior porcentagem (64%).
Na Tabela 5, é apresentada a eficiência de remoção média de PT e P-PO4 nos diferentes componentes do sistema e as suas respectivas eficiências globais.
Tabela 5 - Eficiência de remoção média de PT e P-PO4 e respectivas eficiências globais. Parâmetro
s (mg/L)
Carga EP ES SL1 SL2 Eficiência
(kg/ha.d) Média ± DP Média ± DP Média ± DP Média ± DP %
P-PO4 1,3675 5,47±1,49 4,77 ± 0,6812 2,27 ± 0,8080 0,50 ± 0,314 89,49
PT 3,26 13,062±4,05 9,34±2,18 4,43±2,27 1,58±0,57 87,904
Segundo Chernicharo (1997) e Von Sperling (2002a), reatores anaeróbios apresentam boa remoção de matéria orgânica, porém possuem baixa remoção de nutrientes, o que é condizente com o resultado encontrado na eficiência do tratamento anaeróbio deste experimento. Apesar da baixa remoção do tratamento anaeróbio, a eficiência global do sistema foi compatível a de outros autores devido à compensação ocasionada pela lagoa de lemnas. Priya, Avishek e Pathak (2012) obtiveram uma remoção de 79,39% utilizando Lemna minor. El-Shafai et al.(2006) com um sistema de lagoas por lemnas como pós-tratamento de um reator UASB, obtiveram remoção de 78% de fósforo, já Alaerts et al. (1996) obtiveram remoção de 77% em um sistema de lagoas de lemnas para uma pequena população, Korner e Vermaat (1998) possuem um dos maiores valores de remoção de fósforo, onde obtiveram remoção máxima de fósforo de 99% utilizando Lemna gibba.
No gráfico 11 e 12, estão as concentrações medidas de ortofosfato e fósforo total, respectivamente, durante o período de análise.
Figura 11- Representação gráfica da concentração de P-PO4 no tempo. EP- Entrada da lagoa anaeróbia; Es- Entrada da lagoa 1; SL1-Saída da lagoa 1; SL2- Saída da lagoa 2.
Figura 12- Representação gráfica da concentração de PT no tempo. EP- Entrada da lagoa anaeróbia; Es- Entrada da lagoa 1; SL1-Saída da lagoa 1; SL2- Saída da lagoa 2.
Em relação ao nitrogênio em forma de nitrito e nitrato, não foi identificado presença nas amostras analisadas até o termino desse estudo. Para o nitrogênio total a concentração média de entrada no sistema foi de 131 mgNT/L e saída média de 24,7 mg NT/L. A eficiência de remoção de NT das lagoas alcançou 81,1%, sendo que a maior parte da remoção ocorreu em L2 (53%). Em relação ao N-NH3 a concentração média de entrada foi de 86,85 mgN-NH3/L e
0 1 2 3 4 5 6 7 0 5 10 15 20 25 30 35 40 [P -P O 4 ]( mg /L ) Tempo (d)
P-PO
4 EP ES SL1 SL2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 [P T] ( m g/ L) Tempo (d)PT
EP ES SL1 SL2saída média de 14,4mg N-NH3/L. Para eficiência global obtivemos 83%, sendo que a maior porcentagem de remoção ocorreu em L2 (66%).
Na Tabela 6, a eficiência de remoção média de NT e N-NH3 nos diferentes componentes do sistema e as suas respectivas eficiências globais.
Tabela 6 - Eficiência de remoção média de nitrogênio total e N-NH3 e respectivas eficiências globais. Parâmetro
s (mg/L)
Carga EP ES SL1 SL2 Eficiência
(kg/ha.d) Média ± DP Média ± DP Média ± DP Média ± DP %
NT 32,75 131±27,86 107,86 ± 12,23 53,29 ± 17,52 24,75 ± 4,11 81,10
N- NH3 21,71 86,85±19,61 88,41 ± 12,62 43,54 ± 14,01 14,44 ± 7,75 83,37
No gráfico 13 e 14, estão as concentrações medidas de nitrogênio total e amônia, respectivamente, durante o período de análise.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 10 20 30 40 50 [N T] ( m g/ L) Tempo (d)
NT
EP Es SL1 SL2 Figura 13- Representação gráfica da concentração de NT no tempo. EP- Entrada da lagoa anaeróbia; Es- Entrada da lagoa 1; SL1-Saída da lagoa 1; SL2- Saída da lagoa 2.Figura 14 - Representação gráfica da concentração de N-NH3 no tempo. EP- Entrada da lagoa anaeróbia; Es- Entrada da lagoa 1; SL1-Saída da lagoa 1; SL2- Saída da lagoa 2.
No presente estudo pode-se observar que a elevada concentração média de 86,85 mgN- NH3/L conjuntamente com a presença de pulgões e girinos em grandes quantidades comprometeram a eficiência do sistema. A presença dos animais retardou o desenvolvimento das plantas ocasionando o acumulo de amônia nos compartimentos, que permaneceu com cargas aplicadas de amônia constantes nesse período. A amônia em excesso pode ser tóxica para as plantas. Como na lagoa 1 foi identificado maior número de animais dessas espécies, o desempenho de L1 foi menor que L2, que subjetivamente deveria apresentar uma maior eficiência devido à alta carga recebida em comparação à L2.
Pode-se notar no geral que existiram algum período aonde não houve análise. Isso se deve ao fato da adaptação inicial da equipe, em relação aos procedimentos de coletas e análises. Devido à essa inexistência de dados, trabalhou-se durante todo o trabalho com médias, para que associações entre dados, como eficiência, pudessem ser calculados. A possível diferença nas médias que poderia ocorrer se houvesse os dados comentados, foi considerada como mínima, já que com o sistema em equilíbrio as concentrações tendem a apresentar uma constância.
Comparando os resultados com resolução CONAMA 430/2011 temos: 0 20 40 60 80 100 120 140 0 10 20 30 40 50 [N -N H 3 ]( mg /L ) Tempo (d)
N-NH
3 EP ES SL1 SL2Tabela 7- Comparação dos resultados obtidos com a legislação vigente.
Parâmetro Efluente final do sistema Res. 470 CONAMA
Temperatura 15-25oC Inferior a 40o C
pH 7-7,5 5-9
Nitrogênio Amoniacal 14 mg/L n 20 mg/L N
Para o fósforo e OD deve-se conhecer a classe do corpo receptor aonde aplica-se a resolução 357/2005. Para a demanda de oxigênio, a resolução tem como parâmetro a demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) e não a demanda química de oxigênio (DQO), não havendo portanto a possibilidade de comparação.
6 CONCLUSÃO
A utilização de macrófitas lemnáceas tem se apresentado como importantes aliadas para o tratamento de efluentes no mundo todo. Muitas pesquisas realizadas no Brasil já apresentaram ótimos resultados com a sua utilização para tratamento de efluentes provenientes de criações de animais em meios rurais. O grande passo agora está sendo a realização de pesquisas com o foco na utilização das plantas em centros urbanos para o tratamento de esgotos domésticos.
O potencial de remoção de matéria orgânica e nutrientes de efluente doméstico por lagoas de lemnas vem sendo comprovado com a execução deste trabalho, que em seus resultados parciais demonstrou eficiência de remoção de DQO, NT, N-NH3, P-PO43- e PT de 92,83%, 81,1%, 83,3% e 89,47% e 87,90% respectivamente. A produção de biomassa ainda se mostrou baixa, podendo ser devido à invasão de espécies predadoras. Por outro lado, baixa produção de biomassa reduz custo e trabalho para o seu manejo, e que nesse caso há uma redução em eficiência de tratamento, já que, produção de biomassa é um indicativo que as macrófitas estão utilizando os nutrientes disponíveis no meio.
Considerando que a remoção de nutrientes em lagoas de lemnas varia de acordo com as características químicas do efluente, a espécie de macrófita utilizada, as condições de operação e a coleta periódica da biomassa, acredita-se que a eficiência de tratamento possa ser maior com o sistema operando em equilíbrio.
7 RECOMENDAÇÕES
Para a continuação das pesquisas são feitas as seguintes recomendações:
x Para complementar os resultados obtidos e melhor entendimento da atividade microbiana no sistema, recomenda-se uma análise microbiológica detalhada, a fim de verificar as espécies existentes no sistema e entender melhor o comportamento do oxigênio dissolvido, portanto, a utilização de hibridização fluorescente in situ (FISH) sob o biofilme formado nas raízes das plantas para futuros estudos.
x Realização do estudo por um período mais longo, a fim de verificar distinções no comportamento das lagoas durante o verão e o inverno.
x Monitoramento de pontos no perfil horizontal e vertical da lagoa, com o intuito de verificar como ocorre a degradação dos parâmetros, já que, lagoas apresentam fluxo pistão.
x Avaliar a quantidade de proteínas presente na biomassa. Esse parâmetro é importante quando o objetivo é produzi-la para utilização futura como fonte de alimento para outros animais
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