Efeito de diferentes taxas de aplicação de oxigênio na remoção de NT e DQO em alagados construídos de fluxo subsuperficial horizontal com aeração intermitente

Abstract

Dados da literatura sobre alagados construídos de fluxo subsuperficial horizontal com aeração contínua mostram a eficiência na remoção de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO) e sólidos suspensos totais (SST). Entretanto, a remoção de nitrogênio total (NT) é insatisfatória. Este índice pode ter uma melhor performance ao implementar o processo de nitrificação de desnitrificação simultâneas no sistema. Tal processo é obtido utilizando a aeração intermitente. Portanto, o objetivo da presente pesquisa é avaliar o efeito de diferentes taxas de aeração na remoção de DQO e NT em alagados construídos com fluxo subsuperficial horizontal aerados intermitentemente. Foram estudados cinco alagados, sendo a dinâmica de aeração feita em 3 aerações diárias, com duração de uma hora, utilizando diferentes taxas de aplicação de oxigênio: 0, 2, 5, 10, 20 L.min-1. Os alagados receberam uma vazão diária de 8,7 L de água residuária doméstica sintética, resultando em tempo de detenção de 3 dias. De cada alagado construído foram avaliados os seguintes parâmetros: DQO, oxigênio dissolvido, pH, NT, nitrato, nitrito, fósforo total, condutividade elétrica, temperatura e vazão. O balanço hídrico dos sistemas foi realizado com o intuito de determinar a evapotranspiração dos alagados construídos. Os valores de evapotranspiração variaram entre 1 a 39,1 mm.dia-1, com uma média de 21,5 mm dia-1, e tais valores estão de acordo com a literatura. Além disso, conclui-se que a evapotranspiração não é influenciada pela a aeração no sistema. Após uma análise aprofundada dos resultados junto à estatística, foi possível determinar que a aeração tem papel fundamental na melhora da remoção de nitrogênio e DQO nos sistemas. Entretanto, as diferentes taxas de aeração neste caso, não se mostraram decisivas para tal feito, e sim estatisticamente suficientes para um desempenho bom e similar. Nota-se que a eficiência dos parâmetros em questão, em DBO o desempenho é 3% superior nos alagados construídos com aeração intermitente quando comparados ao sem aeração, numa porcentagem média 97,5% a 98,24% de eficiência nos sistemas aerados. Já o NT teve uma eficiência 30% superior nos alagados com aeração, atingindo uma média de 80% a 83,6% de eficiência de remoção.

Literature data about horizontal subsurface flow constructed wetlands with continuous aeration proves efficiency in the removal of biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD) and total suspended solids (TSS). However, the removal of total nitrogen (NT) is unsatisfactory. This index can be improved through the simultaneous nitrification and denitrification process, which in turn can be obtained using intermittent aeration. Therefore, the objective of the present research is to evaluate the effect of different aeration rates on COD and TN removal in five constructed wetlands with horizontal subsurface flow, intermittently aerated for 1 hour three times a day. Each constructed wetland will be evaluated using different oxygen application rates: 0, 2, 5, 10 and 20 L.min-1. Wetlands will receive a daily flow of 8.7 L of synthetic domestic wastewater, with an hydraulic retention time of 3 days. The following parameters will be evaluated: COD, dissolved oxygen, pH, TN, nitrate, nitrite, total phosphorus, electrical conductivity, temperature and flow rate. In addition, the water balance of the systems was carried out in order to determine the evapotranspiration of the wetland. The results range into 1.015 to 39.081 and the mean value is 21.5 mm day-1. Those values are similar to the literature about wetlands. Furthermore, it is concluded that the evapotranspiration isn´t influenced by aeration in the system. The water balance of the systems was carried out in order to determine the evapotranspiration of the wetlands constructed. Evapotranspiration values ranged from 1 to 39.1 mm day-1, with a mean of 21.5 mm day-1, and those values agree with the literature. In addition, it is concluded that evapotranspiration is not influenced by aeration in the system. After an analysis of the results with and statistic conclusions, it was possible to determine that aeration plays a main role in the improvement of nitrogen and COD removal in the systems. However, the different aeration rates in this case were not decisive for this purpose, but statistically enough for good and similar performance. Regarding the analysis of the efficiency of the parameters, the COD removal had a 3% higher performance in the wetlands with intermittent aeration when compared to the non-aerated system, in a mean percentage of 97.5% to 98.24% efficiency. The NT also had a 30% higher efficiency in the aerated wetlands, reaching an average of 80% to 83.6% of removal.