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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31565| Título: | Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios |
| Título(s) alternativo(s): | Red ceramics, autoclaved and composite concrete from autoclaved concrete, and white cement as substrates In constructed wetlands treatment of carbonaceous matter, nutrients, and hormones |
| Autor(es): | Silva, Lucas de Carvalho |
| Orientador(es): | Cavalho, Karina Querne de |
| Palavras-chave: | Resíduos como material de construção Wetlands construídos Poluentes Cerâmica vermelha Adsorção Águas residuais - Purificação Águas residuais - Purificação - Remoção de fosfato Biodegradação Waste products as building materials Constructed wetlands Pollutants Red pottery Adsorption Sewage - Purification Sewage - Purification - Phosphate removal Biodegradation |
| Data do documento: | 27-Abr-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SILVA, Lucas de Carvalho. Cerâmica vermelha, concreto autoclavado e composito a partir de concreto autoclavado e cimento branco como substrato em wetlands construídos tratando matéria carbonácea, nutrientes e hormônios. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | A utilização de substratos com capacidade de sorção e de macrófitas capazes de remover macro e micronutrientes pode contribuir na remoção de poluentes e no desenvolvimento de comunidades microbianas, favorecendo o tratamento de águas residuárias por wetlands construídos (WC). O objetivo desta pesquisa foi avaliar a utilização de resíduos da cerâmica vermelha (CV, fragmentos de tijolos), concreto aerado autoclavado (CA) e de compósito gerado a partir do CA quimicamente ativado com cimento branco (CQA) como substrato em sistemas de WC subsuperficial vertical de fundo saturado (WCV-FS) na remoção de matéria carbonácea, nitrogenada, fosfatada e de desreguladores endócrinos (DE). Os três sistemas, em escala de microcosmos, foram montados em caixas de polipropileno de 0,2 m2, preenchidas com uma camada de 0,20 m de cada material sobreposta por uma camada de 0,05 m como fundo saturado e vegetado com a macrófita Eichhornia crassipes (25 plantas m-2) no tratamento de efluente sintético simulando esgoto sanitário. Os sistemas foram operados em três etapas com variação do tempo de amostragem, sendo – Etapa I de 24 h; Etapa II de 48 h e Etapa III de 48 h e adição de desreguladores endócrinos (E1, E2 e EE2), totalizando 380 dias de operação. Na Etapa III, o WC-CV apresentou melhor eficiência na remoção de DQO (91%), NO2- (85%) e NO3- (94%). Não foi verificada diferença significativa (p-valor > 0,05) na remoção de NTK (31%, 33% e 27%) e N-Amon (0%, 10% e 0%) entre as Etapas I, II e III, nem entre as Etapas II (85%) e III (77%) para remoção de PT. O WC-CA e WC-CQA apresentaram melhores resultados de remoção de NTK (70% e 66%), N-Amon (70% e 62%) e PT (95% e 92%) na Etapa II. No WC-CA, foi verificada melhor remoção da DQO na Etapa II (84%) e do NO2- na Etapa III (87%). Não foi verificada diferença significativa (p-valor > 0,05) na eficiência de remoção do NO3- entre as Etapas II (89%) e III (85%). O WC-CQA apresentou melhores remoções do NO2- (93%) e NO3- (76%) na Etapa III. Não foi verificada diferença significativa (p-valor > 0,05) em relação à remoção da DQO entre as Etapas II (78%) e III (81%). A Etapa II se mostrou mais efetiva no comportamento dos sistemas WC-CA e WC-CQA, provavelmente devido a uma maior interação entre as macrófita, substrato e microrganismo. Pode-se concluir que os sistemas mantiveram a estabilidade operacional e melhoraram o desempenho da desnitrificação após a adição dos DE. Na avaliação da estrutura da comunidade microbiana do sistema, Firmicutes, Proteobacteria e Planctomycetes foram os filos mais abundantes. Além disso, foram identificadas bactérias Anammox, como Candidatus brocadia e Candidatus Jettenia, além de algumas responsáveis pela degradação dos DE, como Pseudomonas, Citrobacter e Comamonas. No balanço de massa após 188 dias de operação foi observado que CQA (258,5 g m-2 b-1) apresentou maior capacidade de retenção do PT, enquanto CV (246,4 g m-2 b-1) reteve mais NT. A macrófita contribuiu com remoção máxima de 5,4% de PT e 7,0% de NT. |
| Abstract: | The use of a substrate with sorption capacity and macrophytes capable of removing macro and micronutrients can contribute to the removal of pollutants and the development of microbial communities, favoring wastewater treatment by constructed wetlands (CW). The objective of this research was to evaluate the use of waste from red ceramics (RC, fragments of bricks), autoclaved aerated concrete (AC), and the composite generated from chemically activated AC with white cement (AAC) as a substrate in vertical subsurface flow constructed wetlands with saturated bottom (VCW) in the removal of carbonaceous, nitrogenous, phosphate matter and endocrine disruptors (ED). The three systems were operated in three stages with varying sampling times: Stage I of 24 h, Stage II of 48 h, and Stage III of 48 h, with the addition of endocrine disruptors (E1, E2, and EE2), totaling 380 days of operation. In Stage III, CW-RC showed better efficiency in the removal of COD (91%), NO2- (85%), and NO3- (94%). No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal of TKN (31%, 33%, and 27%) and N-Ammon (0%, 10%, and 0%) between Stages I, II, and III, nor between Stages II (85%) and III (77%) for PT removal. CW-AC and CW-AAC presented better results for TKN removal (70% and 66%), N-Ammon removal (70% and 62%), and PT removal (95% and 92%) in Stage II. In CW-AC, better removal of COD was observed in Stage II (84%), and better NO2- was observed in Stage III (87%). No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal efficiency of NO3- between Stages II (89%) and III (85%). CW-AAC showed better removal of NO2- (93%) and NO3- (76%) in Stage III. No significant difference (p-value > 0.05) was observed in the removal of COD between Stages II (78%) and III (81%). Stage II proved to be more effective in the behavior of CW-AC and CW-AAC systems, possibly due to more significant interaction between macrophytes, substrate, and microorganisms. It can be concluded that the systems maintained operational stability and improved denitrification performance after adding Eds. In the evaluation of the microbial community structure of the system, Firmicutes, Proteobacteria, and Planctomycetes were the most abundant phyla. In addition, Anammox bacteria were identified, such as Candidatus brocadia and Candidatus Jettenia, and some responsible for the degradation of Eds, such as Pseudomonas, Citrobacter, and Comamonas. In the mass balance after 188 days of operation, it was observed that CQA (258.5 g m-2 b-1) showed higher PT retention capacity, while CV (246.4 g m-2 b-1) retained more NT. The macrophyte contributed with a maximum removal of 5.4% for PT and 7.0% for NT. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31565 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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