The presence of mercury in aquatic environments has been cause for concern on the part of the scientific community and public health agencies around the world, due to their persistence and toxicity. Currently, the global demand for animal protein has enhanced aquaculture productivity, increasing the generation of wastewater with high content of nitrogen and phosphorous compounds. The phytoremediation consists of a group of technologies based on naturally occurring plants or use genetically modified to reduce, remove, degrade or immobilize toxins, as an alternative to conventional methods of wastewater treatment, due to its sustainability, low maintenance cost and energy. The present study provides information of an experiment conducted on a pilot scale, designed to evaluate the potential of macrophyte Typha domingensis in subsurface flow constructed wetlands for phytoremediation of fish-farming, wastewater or contaminated with mercury. The rate constant of the system was 7 times greater than the control line, demonstrating a higher performance and reduce 99.6 ± 0.4% of mercury present in contaminated water. When compared to other species, the results showed that the Typha domingensis showed greater accumulation of mercury (273.3515 ± 0.7234 mg kg-1), when the transfer coefficient was 7750.9864 ± 569.5468 L kg-1. After 120 h of exposure time, treatment with 50 shoots/m2 showed a total nitrogen removal efficiency of 217% subscript (free from macrophyte), showing the Typha domingensis, essential for phytoremediation of nitrogen. For total phosphorus, the removal efficiency was 26% more than the line of control, possibly by being present in particulate matter, and this, be retained predominantly by filtration and sedimentation. The efficiency of removal of total nitrogen and total phosphorus were approximately 90%, similar or superior to those obtained in other studies. The results demonstrated the great potential of macrophyte Typha domingensis in subsurface flow constructed wetlands for phytoremediation of wastewater from fish farming, or contaminated with mercury. / A presença de mercúrio em ambientes aquáticos tem sido motivo de preocupação por parte da comunidade científica e órgãos ligados à saúde pública de todo o mundo, devido à sua persistência e toxicidade. Atualmente, a demanda mundial por proteína animal tem intensificado a produtividade aquícola, aumentando a geração de águas residuárias com alto teor de compostos nitrogenados e fosforados. A fitorremediação consiste em um grupo de tecnologias baseadas na utilização de plantas de ocorrência natural ou geneticamente modificadas para reduzir, remover, degradar ou imobilizar toxinas, como alternativa aos métodos convencionais de tratamento de efluentes, devido a sua sustentabilidade, baixo custo de manutenção e energia. O presente estudo fornece informações de um experimento realizado em escala piloto, projetado para avaliar o potencial da macrófita aquática Typha domingensis em sistema de zonas úmidas construídas com fluxo subsuperficial, para a fitorremediação de águas residuárias de piscicultura ou contaminadas com mercúrio. A constante de velocidade do sistema foi 7 vezes maior que a linha de controle, demonstrando um maior desempenho e conseguindo reduzir 99.6 ± 0.4% do mercúrio presente na água contaminada. Quando comparadas a outras espécies, os resultados mostraram que a Typha domingensis demonstrou uma maior acumulação de mercúrio (273.3515 ± 0.7234 mg kg-1), quando o coeficiente de transferência foi de 7750.9864 ± 569.5468 L kg-1. Após 120 h de tempo de exposição, o tratamento com 50 brotos por m2 apresentou uma eficiência na remoção do nitrogênio total de 217 % superior à linha de controle (isento de macrófita), mostrando ser a Typha domingensis essencial à fitorremediação do nitrogênio. Para o fósforo total, a eficiência de remoção foi 26% superior a linha de controle, possivelmente por estar presente no material particulado, e este, ser retido predominantemente por filtração e sedimentação. A eficiência de remoção do nitrogênio total e fósforo total foram de aproximadamente 90%, similar ou superior aos obtidos em outros estudos. Os resultados demonstraram o grande potencial da macrófita aquática Typha domingensis, em sistema de zonas úmidas construídas com fluxo subsuperficial, para a fitorremediação de água residuária de piscicultura ou contaminadas com mercúrio.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisco Jadilson dos Santos Silva.pdf: 1437166 bytes, checksum: 723ebc6c8bde855f26e3c823527ecdcf (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The measurement and utilization of the oxygen uptake rate (OUR), or respiration rate, is very important in biological wastewater treatment process. The OUR provides information about the biological activity and may indicate the presence of the toxic elements capable of corrupting the system. Due to the lack of reliable real time sensors for measurement of the respiration rate, computer codes, based on estimation techniques, have been used to develop software sensors to overcome such difficulties. In this work a software sensor, using a Kalman Filter algorithm, is developed to estimate the OUR in an aerobic reactor, in which the dissolved oxygen concentration is controlled by aerators of on-off type triggered by pulse width modulation. Simulations and experimental results performed in a bench-scale activated sludge reactor are compared. It follows from the analysis of results, that the proposed method is able to estimate the OUR reliably and in real time. / A medição e a utilização da taxa de consumo de oxigênio (TCO), ou taxa de respiração, é muito importante para os processos biológicos de tratamento de águas residuais. A TCO fornece informações a respeito da atividade biológica e pode indicar a presença de elementos tóxicos capazes de comprometer a unidade de tratamento. Devido à carência de sensores confiáveis e em tempo real para a medição da taxa de respiração, programas de computador, baseados em técnicas de estimação, têm sido aplicados no desenvolvimento de sensores por software como uma alternativa para superar tais dificuldades. Neste trabalho um sensor por software, utilizando um algoritmo de Filtro de Kalman, é desenvolvido para estimar a TCO em um reator aeróbio no qual a concentração de oxigênio dissolvido é controlada por meio aeradores do tipo liga-desliga acionados por modulação por largura de pulsos. Simulações e resultados experimentais, obtidos em um reator de lodo ativado em escala de bancada, são comparados. Conclui-se, a partir da análise dos resultados, que o método proposto é capaz de estimar a TCO de forma confiável e em tempo real.