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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação técnica-operacional e monitoramento de um sistema descentralizado de tratamento de esgotos domésticos como proposta de reúso de água em áreas isoladas
Título(s) alternativo(s): Technical-operational analysis and monitoring of a decentralized domestic sewage treatment system with proposals for water reuse in isolated areas
Autor: Jacob, Rayssa Vogeler Berquó 
Primeiro orientador: Salomão, André Luis de Sá
Primeiro coorientador: Santos, Ana Sílvia Pereira
Primeiro membro da banca: Machado, Anna Virgínia Muniz
Segundo membro da banca: Silva, Leonardo Duarte Batista da
Terceiro membro da banca: Torres Netto, Alena
Resumo: A falta da oferta de serviços de esgotamento sanitário é uma problemática socioambiental que assola de forma ainda mais intensa as populações das áreas isoladas, que precisam aplicar alternativas descentralizadas para ter o tratamento do esgoto. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do sistema descentralizado de tratamento de esgotos domésticos, denominado Ecossistema Engenheirado (EE), instalado no CEADS da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) localizado na Ilha Grande – RJ para disposição final adequada e/ou aproveitamento do efluente tratado. O EE foi composto por tratamento convencional, com caixa de gordura + tanque séptico + filtro aerado submerso + biofiltro misto combinado com soluções baseadas na natureza, compostas por 3 wetlands construídos (E. crassipe, T. domingensis, gramíneas) e um tanque de algas, com capacidade de tratamento de 1440 L dia -1, em uma área total de 25 m². O sistema foi operado e monitorado em 3 fases (partida do sistema, fase I e fase II de operação) no período de fevereiro/22 a fevereiro/23, tendo sido realizadas 10 campanhas para avaliar a eficiência de tratamento de parâmetros físico-químicos (pH, OD, DBO, DQO, Temperatura, Turbidez, CE, SST, SDT, SSed, Amônia, Nitrito, Nitrato e Fósforo) e microbiológico (Coliformes Termotolerantes) visando atender aos padrões de lançamento de efluentes líquidos da Normativa do Rio de Janeiro - NOP INEA nº 45/2021. Ainda, foram avaliados a contribuição da remoção de cargas orgânicas e de nutrientes pela biomassa das macrófitas e o potencial para remoção de poluentes emergentes, entre fármacos, hormônios e aditivos plásticos. Os resultados indicaram boa eficiência na remoção de compostos orgânicos, tendo um efluente final com concentração média de DBO de 57,2 mg L-1 (74% de eficiência de remoção), 13 mg L-1 de SST (90%), atendendo a legislação vigente. No entanto, a remoção de nutrientes não foi tão satisfatória, apresentando um efluente final com concentração de 41,4 mg L-1 de Amônia e 16,20 mg L-1 de fósforo, sendo necessário um ajuste no EE para melhorias nas rotas de remoção destes compostos. A remoção de coliformes termotolerantes foi de 99,9%, 91,9 % e 42,5% em diferentes coletas na saída do tratamento. A taxa média de crescimento de biomassa das macrófitas foi de 24,12 g m-2 dia-1, com absorção total de 10,41 g C m–2 dia-1, 1,01 g N m–2 dia-1, 0,15 g P m–2 dia-1. Os compostos emergentes apresentaram uma redução na área do pico cromatográfico de 32-99%. No entanto, o efluente final ainda apresenta toxicidade crônica para microalgas. As propostas para reúso de água foram para aplicações de uso restrito, devido a qualidade do efluente final gerado, sendo recomendada a aplicação de algumas barreiras para permitir maior viabilidade da prática. Pode-se concluir, que o modelo do EE é uma alternativa promissora para alcançar a universalização do saneamento em áreas isoladas, tendo em vista que é um sistema com boa eficiência de tratamento, baixo consumo de energia, simples operação, baixa manutenção e tem alta resiliência. Para aumento da eficiência de tratamento, recomendam-se alguns ajustes, como a implantação de painéis fotovoltaicos, a fim de dar mais autonomia de energia elétrica para manter a aeração constante do sistema.
Abstract: The lack of supply of sanitary sewage services is a socio-environmental problem that affects even more intensely the populations of isolated areas, who need to apply decentralized alternatives to have sewage treatment. The aim of the study was to evaluate the performance of the decentralized domestic wastewater treatment system - Engineered Ecosystem (EE), installed at the CEADS of the Rio de Janeiro State University (UERJ) in Ilha Grande – Rio de Janeiro for proper final disposal and/or use of treated effluent. The EE is formed by the combination of conventional treatment, such as grease trap, septic tank, submerged aerated filter and mixed biofilter, with the biotechnology of 3 constructed wetlands (E. crassipe, T. domingensis, grasses) and algae tank, with a treatment capacity of 1440 Lday-1, occupying a total area of 25 m2. The system was operated and monitored in 3 phases (system startup, phase I and phase II of operation) from February/22 to February/23, with 10 campaigns being carried out to evaluate the efficiency of treatment of physical-chemical parameters (pH, DO, BOD, COD, Temperature, Turbidity, EC, TSS, TDS, SedS, Ammonia, Nitrite, Nitrate and Phosphorus) and microbiological (Thermotolerant Coliforms) in order to meet the standards for the release of liquid effluents of the Rio de Janeiro Regulation - NOP INEA nº 45/2021. Also, were evaluated the contribution of removal of organic loads and nutrients by macrophyte biomass and the potential for removal of emerging pollutants, including drugs, hormones, and plastic additives. The results indicated good efficiency in the removal of organic compounds, with a final effluent with an average concentration of BOD of 57.2 mg L-1 (74% removal efficiency), 13 mg L-1 of TSS (90%), meeting the current legislation. However, the removal of nutrients was not so satisfactory, presenting a final effluent with a concentration of 41.4 mg L-1 of Ammonia and 16.20 mg L-1 of phosphorus, requiring an adjustment in the EE for improvements in the routes of removal of these compounds. The removal of thermotolerant coliforms was 99.9%, 91.9% and 42.5% in different campaigns at the end of treatment. The average growth rate of macrophyte biomass was 24.12 g m-2 day-1, with a total absorption of 10.41 g C m–2 day-1, 1.01 g N m–2 day-1, 0.15 g P m–2 day-1. The emerging compounds showed a reduction in chromatographic peak area of 32-99%. However, the final effluent still presents chronic toxicity for microalgae. The proposals for water reuse were for restricted use applications, due to the quality of the final effluent generated, and the application of some barriers was recommended to allow greater viability of the practice. According to our results, the EE model is a viable alternative to universalize access to domestic wastewater treatment in isolated communities, being a treatment efficiency, low energy consumption, simple operation, low maintenance and high resilience. Toward to increase treatment efficiency, some adjustments are recommended, such as the installation of photovoltaic panels, to provide more electricity autonomy.
Palavras-chave: Environmental engineering
Ecosystem services
Water - Purification
Water reuse
Engenharia ambiental
Serviços ambientais
Água - Purificação
Água - Reuso
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL::CONTROLE DA POLUICAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
Citação: JACOB, Rayssa Vogeler Berquó. Avaliação técnica-operacional e monitoramento de um sistema descentralizado de tratamento de esgotos domésticos como proposta de reúso de água em áreas isoladas. 2023. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20163
Data de defesa: 17-Mar-2023
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental

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