Título: Sistema multibarreira para o tratamento de esgoto sanitário visando a produção de água de reuso
Comissão Examinadora - Titulares
Prof. Dr. Renato Falcão Dantas (Presidente) - FT/Unicamp
Prof. Dr. Amilcar Machulek Junior - USP
Profa. Dra. Marcia Walquiria de Carvalho Dezotti - UFRJ
Suplentes
Dr. Rodrigo Pereira Cavalcante - PPD Unicamp
Prof. Dr. Enelton Fagnani - FT/Unicamp
Local: Sala de Defesa (FT/Unicamp) | https://stream.meet.google.com/stream/d423eb76-aa29-4d1f-87db-a463dfe06bf6
Resumo: O objetivo deste projeto de mestrado foi determinar a configuração de tratamento multibarreira que possui o melhor desempenho na remoção de contaminantes, com ênfase para a remoção de metais presentes em efluente secundário, visando o reuso. A configuração multibarreira consistiu em uma pré-ozonização, seguida de adsorção por carvão ativado biologicamente (CAB) e uma pós-ozonização. A otimização das etapas de pré e pós-ozonização do efluente secundário foi realizada por meio do delineamento composto central (DCC), com duas variáveis independentes (concentração de O3 antes e depois do tratamento por CAB) e dois níveis (2 e 6 mg O3 L-1). Para a filtração por meio de CAB, foram construídas duas colunas em tubos de vidro de altura de 1 m e diâmetro de 20 mm empacotadas com carvão ativado adquirido comercialmente da empresa BFilters, sendo que uma coluna foi empacotada com cerca de 50 cm de carvão ativado granular (CAB1) e, a outra, empacotada com aproximadamente 25 cm de carvão ativado granular (CAB2). Para formação do biofilme os filtros foram alimentados durante cerca de 365 dias com efluente secundário coletado de uma estação municipal de esgoto. A eficiência das colunas CAB foi avaliada pela remoção da DQO, remoção de metais, inativação de coliformes totais e Escherichia coli (E. coli) das amostras tratadas, onde foi determinado o tempo de contato da coluna para maior remoção. Os parâmetros avaliados para investigar a eficiência do sistema O3-CAB-O3 foram: remoção de sódio (Na), cálcio (Ca), magnésio (Mg), cloreto (Cl-) e boro (B). A quantificação de Na, Ca e Mg foi realizada por espectrometria de absorção atômica por chama (FAAS), o boro pelo método colorimétrico e cloreto por titulação de precipitação. Os resultados demostraram uma remoção de cerca de 50% de matéria orgânica (MO) no tempo de contato do leito vazio, juntamente com a remoção efetiva de coliformes totais e E. coli. Com relação ao DCC, comportamentos similares de remoção foram observados tanto para a CAB1 como para CAB2. Para as variáveis B e Na, não foram obtidos valores significativos de remoção para ambas as colunas. A concentração de ozônio foi significativa antes do processo para o Ca para ambas as colunas e, antes e, depois, somente para a coluna CAB2. O cloreto e a condutividade apresentaram interação significativa (p<0,05) entre as duas variáveis independentes para as colunas CAB1 e CAB2. A partir do desenvolvimento e avaliação do sistema multibarreira proposto para o tratamento de efluente secundário, os resultados obtidos demonstraram a efetividade das diferentes etapas do tratamento, sendo possível obter um efluente final de qualidade adequada para ser utilizado na irrigação de culturas agrícolas. Após determinar as condições consideradas ótimas (por meio do planejamento experimental empregado) para o sistema multibarreira O3-CAB-O3, realizou-se uma investigação acerca da eficácia na remoção de 12 metais e um metalóide, sendo eles Al, B, Ba, Ca, Co, Cu, Fe, Mn, Mg, Mo, Ni, Na, e Zn. Adicionalmente, procedeu-se à análise da capacidade do sistema ao enriquecer o efluente secundário com o dobro da concentração permitida pela legislação vigente, a fim de avaliar sua eficiência na remoção desses elementos. Paralelamente, efetuou-se uma caracterização metagenômica abrangente do sistema CAB. Como etapa subsequente, implementou-se o sistema multibarreiras, visando a reutilização do efluente tratado na agricultura, resultando, por fim, na produção hidropônica de alface. Os resultados demonstraram que, com relação à remoção de metais, ao final do sistema foi possível obter todos nos limites estabelecidos, com exceção do efluente dopado, onde 7 dos 13 elementos analisados estiveram acima do permitido. Com relação às análises de toxicidade, o efluente final demonstrou ser uma ótima alternativa, pois foi capaz de promover o crescimento das sementes de Eruca sativa, agindo como biofertilizante, diminuiu a mortalidade de Artemia salina e zebrafish e, promoveu a remoção de bactérias coliformes totais e E. coli e ovos de parasitas. Com relação a hidroponia, foi possível observar um ganho de massa fresca da cultura da alface para ambos os tratamentos aplicados. Portanto, conclui-se que o sistema multibarreira aplicado ao tratamento do efluente sanitário é altamente promissor quanto a utilização do efluente final como biofertilizante.