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Previous issue date: 2018-02-16 / Diversos fatores são apontados na literatura como contribuintes no processo de colmatação de Sistemas Alagados Construídos de Escoamento Horizontal Subsuperficial (SACs-EHSS), sendo um deles a desintegração do substrato. No presente trabalho, procurou-se avaliar o comportamento e a colmatação de SACs- EHSS cultivados com Pennisetum purpureum Schum (capim-elefante cv. Napier) e Cynodon spp. (capim-tifton 85), de forma consorciada, utilizando-se garrafas PET amassadas ou brita # 0 como substrato, no tratamento de água residuária de tanque comunitário de resfriamento de leite (ARTL). A unidade experimental foi constituída por seis SACs-EHSS, nas dimensões de 0,6 m de altura x 1,0 m de largura x 2,5 m de comprimento que estavam em operação a 1 ano. Segundo as condições operacionais, esses sistemas foram denominados de SAC-P (meio preenchido com garrafas PET amassadas, sem cultivo); SAC-PTE (meio preenchido com garrafas PET amassadas, cultivado na sua primeira metade com capim-tifton 85 e, na sua segunda metade, com capim-elefante); SAC-PET (meio preenchido com garrafas PET amassadas, cultivado na sua primeira metade com capim-elefante e, na sua segunda metade, com capim-tifton 85); SAC-BTE (meio preenchido com brita, cultivado na sua primeira metade com capim-tifton 85 e, na sua segunda metade, com capim-elefante); SAC-BET (meio preenchido com brita, cultivado na sua primeira metade com capim-elefante e, na sua segunda metade, com capim-tifton 85); SAC-B (meio de brita, sem cultivo). Com o intuito de investigar a possível perda de eficiência na remoção de poluentes pelo sistema, em razão da colmatação nas unidades avaliadas, a operação do sistema foi dividida em dois períodos: Período I (de abril a dezembro de 2015) e Período II (abril a dezembro de 2016). Assim, compararam-se estatisticamente, as eficiências de remoção de DBO 5 , série de sólidos e concentração de nitrogênio total (NT), fósforo total (PT), potássio (K) e sódio (Na). Para caracterização do grau de colmatação, utilizaram-se o método direto, com extração dos sólidos do substrato, e o teste hidrodinâmico utilizando-se um traçador salino (LiCl). A extensão do escoamento superficial, forma de evidência de colmatação do substrato, também foi monitorada. Os resultados indicaram que a eficiência dos SACs-EHSS na remoção de poluentes aumentaram ou permaneceram semelhantes após um ano e nove meses de sua operação, mesmo apresentando sinais de elevado grau de colmatação do substrato, o que ficou evidente com o aumento na extensão do escoamento superficial nos leitos. Os SACs-EHSS com substrato constituído por brita # 0 apresentaram maior extensão do escoamento superficial do que os garrafas PET amassadas, sendo esse fenômeno mais evidente nos SACs-EHSS cultivados que nos não cultivados. Verificou-se que os sólidos retidos no substrato dos SACs-EHSS preenchidos com brita foram 4 vezes maiores aos quantificados em SACs preenchidos com garrafas PET amassadas, o que se atribui ao esfarelamento (desgaste da brita). Os sólidos de colmatação são constituídos predominantemente por material inorgânico, no entanto, apesar de estar em menor concentração, o material orgânico é que maior influência tem na obstrução dos poros do sistema, formando um aglomerado, principalmente nos SACs-EHSS cultivados e, em maior grau, na sua região inicial. Com a realização do teste hidrodinâmico, foi possível observar que todos os sistemas apresentaram zonas mortas e grande dispersão. Diante dos resultados obtidos, verificou-se que os principais fatores de colmatação dos sistemas foram o desgaste do substrato de brita e a presença de plantas. Garrafas PET amassadas podem constituir alternativa viável de substrato em SACs-EHSS, tendo em vista que propiciaram eficiente remoção de poluentes da ARTL, ao longo de um ano e nove meses de monitoramento, além de proporcionar mais lenta colmatação do substrato dos sistemas. / Several factors are pointed out by the literature as contributors to the process of clogging in horizontal subsurface flow constructed wetland systems (HSSF-CW), one of which is the disintegration of the substrate. In the present work, the behavior and the clogging of HSSF-CW cultivated with Pennisetum purpureum (elephant grass cv. Napier) and cynodon spp. (Tifton 85 grass) were evaluated, in association, using PET bottles crushed or gravel # 0 as substrate, in the treatment of wastewater from a community milk cooling tank (WMCT). The experimental unit consisted of six HSSF-CWs, in the dimensions of 0,6 m high x 1,0 m wide x 2,5 m long that were in operation for 1 year. The operational conditions of these systems were called CW - P (medium filled with crushed PET bottles, no culture); SAC-PTE (medium filled with crushed PET bottles, cultivated in its first half with tifton 85 grass and, in its second half, with elephant grass); CW-PET (medium filled with crushed PET bottles, cultivated in its first half with e capim-elephant grass and, in its second half, with tifton 85 grass); CW-BTE (medium filled with gravel, cultivated in its first half with tifton 85 grass and, in its second half, with elephant grass); CW-BET (medium filled with gravel, cultivated in its first half with elephant grass and, in its second half, with tifton grass 85); CW-B (gravel medium, without culture). In order to investigate the possible loss of efficiency in the removal of pollutants through the system, due to the clogging in the evaluated units, the operation of the system was divided into two periods: Period I (from April to December 2015) and Period II (April to December 2016). Thus, the efficiency of removal of BOD5, solids series and the concentration of total nitrogen (NT), total phosphorus (PT), potassium (K) and sodium (Na) were compared statistically. For the characterization of the degree of clogging, the direct method was used, with extraction of the solids from the substrate, and the hydrodynamic test using tracer (LiCl). The extent of surface runoff, a form of evidence of substrate clogging, was also monitored. The results indicated that the efficiency of the HSSF-CWs in the removal of pollutants increased or remained similar after one year and nine months of operation, even showing signs of substrate clogging, which was evident with the increase in surface runoff in the HSSF-CW beds. The HSSF-CWs with substrate constituted by gravel # 0 presented a greater extension of the surface flow than the crushed PET bottles, being this phenomenon more evident in the cultivated HSSF-CWs than in the non-cultured ones. It was found that the solids retained on the substrate of the gravel filled HSSF-CWs were 4 times larger than those quantified in CWs filled with crushed PET bottles, which is attributed to crushing (gravel wear). The clogging solids are predominantly composed of inorganic material. However, in spite of being in a lower concentration, the organic material has the greatest influence on the pore obstruction of the system, forming an agglomerate, mainly in the cultivated HSSF-CWs and, to a certain degree, in its initial region. With the hydrodynamic test, it was possible to observe that all the systems presented dead zones and great dispersion. In view of the obtained results, it was verified that the main factors of clogging in the systems were the gravel substrate wear and the presence of plants. Crushed PET bottles may be a viable substrate alternative in HSSF-CWs, since they allowed efficient removal of pollutants from the WMCT, over one year and nine months of monitoring, in addition to providing slower substrate saturation of the systems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/20880 |
| Date | 16 February 2018 |
| Creators | Miranda, Suymara Toledo |
| Contributors | Matos, Mateus Pimentel de, Matos, Antonio Teixeira de |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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