Avaliação da remoção de nitrogênio em água residuária de...

Avaliação da remoção de nitrogênio em água residuária

de bovinocultura ao longo da estação piloto de

tratamento contendo leitos cultivados Gilda Vieira de Almeida, Leonardo Duarte Batista da Silva, Alexandre Lioi Nascentes, Camila

Pinho de Sousa, Thayza Oliveira Nacena de Santana

Gilda Vieira de Almeida

Engenheira Agrônoma

Mestranda do Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental da UFRRJ

Paraná, junho de 2015.

INTRODUÇÃO

• A bovinocultura de leite produz elevada quantidade de dejetos

• A ausência de tratamento provocam alterações físicas, químicas e biológicas no ecossistema

• A legislação vigente determina que as fontes poluidoras dos recursos hídricos devem buscar medidas que visem diminuir os impactos causados no meio ambiente (CONAMA 430)

Produção e características do esterco de vacas leiteiras.

Características Vacas de Leite

Peso vivo, kg 450

Resíduos (sólidos + líquido), kg.dia-1 45

Quantidade por peso vivo, % 9-11

Matéria seca % 10-12

DBO g.dia-1 1350

DQO g.dia-1 20

Fonte: EMBRAPA, 2003, pg. 3.

INTRODUÇÃO

• Quando um efluente com excesso de nutrientes é lançado em corpos hídricos causam eutrofização e acarretam no desequilíbrio ecológico.

• É necessário um sistema de tratamento simplificado e com custos reduzidos que possibilite a remoção dos nutrientes presentes no efluente.

OBJETIVO

Diante do problema de poluição dos recursos hídricos pela pecuária leiteira, o

presente trabalho apresenta a avaliação da remoção de nitrogênio na estação piloto de

tratamento.

MATERIAL E MÉTODOS

• Área experimental: Sistema Integrado de Produção Agroecológica (SIPA), localizada no município de Seropédica no Rio de Janeiro no período compreendido entre junho e novembro de 2014

• Estação piloto é composta por: – tanque de sedimentação, – caixa de passagem, – filtro anaeróbio, – filtro orgânico, – sistema de alagado construído (wetland)

MATERIAL E MÉTODOS

MATERIAL E MÉTODOS

RESULTADOS

• Os resultados apresentados são com base nos seguintes parâmetros:

– amônia,

– nitrato,

– nitrito ,

– nitrogênio total, com base no nitrogênio total Kjeldahl.

Concentrações de amônia, nitrato, nitrito, nitrogênio total e pH, na entrada e na saída do filtro anaeróbio com água

residuária de bovinocultura

Análises Entrada* Saída* Desvio Padrão Eficiência (%)

Amônia (mg.L-1) 38,71 39,41 3,5 1,8

Nitrato (mg.L-1) 5,88 3,61 3,7 38,6

Nitrito (mg.L-1) 0,34 0,16 0,13 52,9

Nitrogênio total (mg.L-1)

81,00 58,32 46,2 28

pH 6,72 6,93

*Valores obtidos através da média de quatorze análises realizadas.

Concentrações de amônia, nitrato, nitrito, nitrogênio total e pH, na entrada e na saída do filtro orgânico com

água residuária de bovinocultura

Análises Entrada* Saída* Desvio Padrão Eficiência (%)

Amônia (mg.L-1) 39,41 38,27 4,5 2,9

Nitrato (mg.L-1) 3,61 3,52 0,5 2,5

Nitrito (mg.L-1) 0,16 0,17 0,05 6,2

Nitrogênio total (mg.L-1)

58,32 58,94 18,5 1,1

pH 6,93 6,75

*Valores obtidos através da média de quatorze análises realizadas.

Concentrações de amônia, nitrato, nitrito, nitrogênio total e pH, na entrada e na saída do SAC com água residuária de

bovinocultura.

Análises Entrada* Saída* Desvio Padrão Eficiência (%)

Amônia (mg.L-1) 38,27 26,39 5,1 31

Nitrato (mg.L-1) 3,83 3,76 0,5 1,8

Nitrito (mg.L-1) 0,18 0,14 0,0 22

Nitrogênio total

(mg.L-1) 58,94 42,28 19,2 28

pH 6,75 6,78

*Valores obtidos através da média de quatorze análises realizadas.

Mecanismos de remoção de nitrogênio em Wetlands

Rotas biológicas Condições Referências

Nitrificação Ambiente aeróbio. Em pH abaixo de

7 reduz em 50% a nitrificação.

Krause, 2006; Philips, 2008; Scheeren et al,

2010; Saeed et. al, 2012; Figueiredo et. al, 2013

Desnitrificação Ausência de oxigênio

Volatilização da amônia Este processo ocorre

predominantemente em ambientes básicos.

ANAMMOX

Para que ocorra a transformação da amônia em nitrogênio atmosférico é necessária uma proporção de 1:1,3

de amônia e nitrito no efluente.

Nitrificação-desnitrificação parcial

Condições de limitação de oxigênio e acúmulo de nitrito no efluente.

CANON Baixa concentração de oxigênio dissolvido e de carga orgânica.

OLAND Ambientes com limitações de

oxigênio. Não necessita de fonte de carbono orgânico.

Remoção de nitrogênio do wetland

• O mecanismo que melhor explica a remoção de nitrogênio do SAC é a absorção do amônio pela biomassa.

• Uma das limitações para o aumento na eficiência na remoção de nitrogênio no SAC foi o tempo de detenção hidráulica.

CONCLUSÕES

• Os resultados permitem concluir: Os componentes mais eficientes da estação de

tratamento foram o filtro anaeróbio e o sistema alagado construído, sendo que o wetland foi mais eficiente na remoção de amônia enquanto o filtro anaeróbio na remoção de nitrato.

O filtro orgânico mostrou-se dispensável em relação a remoção de nitrogênio, uma vez que apresentou baixa redução na concentração do mesmo.

Agradecimentos

• Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro

• Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Referências Bibliográficas

• SAEED, T.; SUN, G. A review on nitrogen and organics removal mechanisms in subsurface flow construed wetlands: Dependency on evironmental parameters, operating conditions and supporting media. Journal of Environmental Management. v. 112, p. 429-448, 2012.

• SCHEEREN, M. B.; KUNZ, A.; STEINMETZ, R. L. R.; DRESSTER, V. L. O processo ANAMMOX como alternativa para tratamento de águas residuárias, contendo altas concentrações de nitrogênio. Revista brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental v. 15, n.12, p1289-1297, 2011.

Obrigada!

(gilda-almeida1@hotmail.com)