Tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro em filtro anaeróbio seguido por sistema alagado construído: II - remoção de nutrientes e compostos fenólicos

Wastewater treatment of coffee fruit processing in anaerobic filter system followed by constructed wetland: II - removal of nutrients and phenolic compounds

ARTIGOS TÉCNICOS

SANEAMENTO E CONTROLE AMBIENTAL

Tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro em filtro anaeróbio seguido por sistema alagado construído: II - remoção de nutrientes e compostos fenólicos

Wastewater treatment of coffee fruit processing in anaerobic filter system followed by constructed wetland: II - removal of nutrients and phenolic compounds

Ronaldo Fia^I; Antonio T. de Matos^II; Túlio F. Lambert^III; Fátima R. L. Fia^VI; Mateus P. de Matos^V

^IEngo Agrícola e Ambiental, Prof. Adjunto, Departamento de Engenharia, UFLA, [e-mail]

^IIEngo Agrícola, Prof. Associado, Departamento de Engenharia Agrícola, UFV, [e-mail]

^IIIGraduando em Engenharia Agrícola, UFV, [e-mail]

^IVEnga Agrícola, Profa. Adjunta, Departamento de Engenharia, UFLA, [e-mail]

^VGraduando em Engenharia Agrícola, UFV, [e-mail]

RESUMO

Seis sistemas de tratamento foram compostos por três filtros anaeróbios com escoamento descendente, seguidos por seis sistemas alagados construídos (SACs), sendo avaliados, sob o ponto de vista operacional, no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os filtros foram confeccionados em PVC (1,5 m de altura e 0,35 m de diâmetro) e preenchidos com brita nº 2 e os SACs foram constituídos por caixas de madeira (1,5 m de comprimento, 0,4 m de altura e 0,5 m de largura), sendo impermeabilizados e preenchidos com brita "zero". A ARC teve o pH corrigido com cal até valores próximos a 7,0, e a concentração de nutrientes alterada, com a adição de fertilizantes, de forma a se obter uma relação DBO/N/P igual a 100/5/1. Em metade dos SACs, foi plantado o azevém (Lolium multiflorum Lam.), e na outra metade, aveia-preta (Avena strigosa Schreb). Como resultado, observou-se que as espécies vegetais cultivadas nos SACs influenciaram nas eficiências de remoção de fósforo pelos sistemas (SAC₃ e SAC₄; SAC₅ e SAC₆). Os sistemas que receberam as menores cargas de nutrientes e compostos fenólicos, via ARC, apresentaram as maiores eficiências de remoção destas variáveis, tendo sido alcançadas remoções de 40% do N_T e 50% do P_T. A remoção de compostos fenólicos totais foi superior a 65% na maior parte dos sistemas. Desta forma, considera-se ser viável a aplicação de filtros anaeróbios seguidos por sistemas alagados construídos no tratamento da ARC.

Palavras-chave: tratamento anaeróbio, wetlands construídos, água residuária agroindustrial, compostos fenólicos, café.

ABSTRACT

Six treatment systems composed of three anaerobic filters with downflow followed by six constructed wetlands (SACs) have been operationally evaluated in the treatment of wastewater from coffee fruit processing (ARC). The filters were made of PVC (1.5 m high and 0.35 m in diameter) and filled with n. 2 crushed stone. SACs were constructed of wood boxes (1.5 m long, 0.4 m high and 0.5 m wide) being sealed with an HDPE geomembrane and filled with "zero" crushed stone. The ARC had the pH adjusted with lime to values close to 7.0 and concentration of nutrients modified to have a relationship BOD/N/P equal to 100/5/1. In half of the SACs was planted ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and in the other half oat (Avena strigosa Schreb). As a result, it was observed that the plant species grown in the SACs have influenced the removal efficiencies of phosphorus by the systems (SAC₃ e SAC₄; SAC₅ e SAC₆). The systems that received the lowest loads of nutrients and phenolic compounds showed the highest removal efficiencies, reaching 40% for N_T and 50% for P_T. The removal of total phenolic compounds was higher than 65% in most systems. Thus, it is considered to be feasible the application of anaerobic filter system followed by constructed wetland system for the treatment of ARC.

Keywords: anaerobic treatment, constructed wetlands, agroindustrial wastewater, phenolic compounds, coffee.

INTRODUÇÃO

A produção de cafés lavados e descascados/despolpados gera um produto de melhor qualidade de bebida, sendo uma exigência crescente dos mercados consumidores, além de proporcionar melhores preços ao produto e, consequentemente, maior lucratividade aos produtores.

No processo de lavagem dos frutos e retirada da casca (descascamento) e da mucilagem que reveste os grãos (despolpa), são gerados, em média, quatro litros de efluentes para cada litro de frutos processados (MATOS et al., 2006). Estes efluentes são referidos como as águas residuárias do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC).

As características da ARC são altamente variáveis, dependendo das características dos frutos processados, se verdes, maduros ou secos, e do tipo de processamento utilizado, podendo, ainda, ser realizada a recirculação das águas. A ARC apresenta uma relação entre a matéria orgânica (DBO) e os nutrientes (N e P) considerada elevada, geralmente, superior a 100/5/1 (FIA 2008; LUIZ, 2007), fator que pode dificultar o tratamento biológico. Desta forma, faz-se necessária a adição de nutrientes, para que o desenvolvimento de comunidades microbianas não seja limitado, o que garante maiores eficiências na degradação da matéria orgânica (FIA et al., 2007). Além disso, a ARC apresenta valores de pH reduzidos, sendo necessária sua correção para favorecer a aplicação em sistemas de tratamento biológico. Quando se faz a recirculação da água no processamento, o volume gasto é reduzido (MATOS et al., 2007), no entanto, a ARC produzida apresenta maior concentração de matéria orgânica e compostos recalcitrantes, como os compostos fenólicos, dificultando o processo de tratamento.

Para o tratamento biológico da ARC, têm sido utilizados processos anaeróbios (FIA et al., 2010a; FIA, 2008; BRUNO & OLIVEIRA, 2008), os quais demandam pós-tratamento para que sejam obtidas melhores eficiências na remoção de matéria orgânica, compostos fenólicos e nutrientes. Como pós-tratamento de efluentes anaeróbios, de forma geral, tem sido sugerida a aplicação em sistemas alagados construídos - SACs (CHERNICHARO, 2007), obtendo-se desempenho satisfatório no pós-tratamento da ARC (FIA, 2008).

Em geral, os SACs removem poluentes por meio de processos físicos, como precipitação, sedimentação, filtração e processos biogeoquímicos que reciclam e transformam alguns elementos químicos, como o carbono, o fósforo, o nitrogênio, entre outros. Nos SACs cultivados, o nitrogênio é mobilizado pelos processos físicos de sedimentação e suspensão de partículas, deposição a partir da atmosfera, difusão das formas dissolvidas, assimilação e translocação pelas plantas, volatilização da amônia, adsorção de nitrogênio solúvel pelo meio suporte, migração de organismos e acumulação resultante do decaimento da planta (KADLEC & WALLACE, 2008).

Os principais mecanismos que removem P em alagados construídos incluem apenas sorção sobre substratos, armazenamento na biomassa, e a formação e acréscimo de turfa. O primeiro processo é, no entanto, saturável, o que significa que ele tem capacidade finita e, portanto, não pode contribuir, em longo prazo, na remoção de fósforo do sistema (KADLEC & WALLACE, 2008). O potássio não se encontra associado à matéria orgânica e está incluído entre os nutrientes absorvidos pelos vegetais, a principal forma de remoção (BRASIL et al., 2005)

Diante dos resultados positivos obtidos por FIA (2008), no presente trabalho, objetivou-se estudar o desempenho de sistemas de tratamento compostos por filtros anaeróbios, seguidos de sistemas alagados construídos (SACs), submetidos a diferentes cargas de nutrientes e compostos fenólicos, no tratamento das águas residuárias do processamento dos frutos do cafeeiro.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido na Área de Pré-Processamento e Armazenamento de Produtos Agrícolas, do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa-MG. A estrutura física foi constituída por três filtros anaeróbios, de escoamento descendente, construídos com segmentos de tubo de PVC, de 0,35 m de diâmetro e comprimento de 1,5 m, com capacidade total de 139,5 L, que foram preenchidos com meio suporte (brita de granito-gnaisse nº 2), perfazendo-se colunas de 1,2 m de altura. Antes da aplicação da ARC, esses filtros operaram com esgoto doméstico durante um período de três meses (FIA et al., 2009).

Os efluentes dos três filtros anaeróbios (F₁, F₂ e F₃) foram lançados, respectivamente, em seis SACs (SAC₁ e SAC₂, SAC₃ e SAC₄, SAC₅ e SAC₆) de escoamento subsuperficial horizontal, construídos em escala-piloto, constituídos por caixas de madeira de pínus (0,4 m de altura x 0,5 m de largura x 1,5 m de comprimento), impermeabilizadas por geomembrana de PEAD (polietileno de alta densidade), posicionadas sobre o solo, em declividade de 0,01 m m^-1. Como meio suporte, utilizou-se brita nº "zero" (diâmetro D-60 = 7,0 mm e volume de vazios inicial de 0,491 m³ m^-3). Os SACs foram preenchidos com a brita até a altura de 0,35 m, deixando-se uma borda livre (não saturada) de 0,05 m, já que o nível d'água foi mantido em 0,30 m. Nos SAC₁, SAC₃ e SAC₅ foi plantado o azevém (Lolium multiflorum), e nos SAC₂, SAC₄ e SAC_6, a aveia-preta (Avena strigosa Schreb). Estas duas espécies, além de serem forrageiras de inverno, período no qual há produção da ARC, apresentaram bom desempenho agronômico quando cultivadas em rampas vegetadas para o tratamento da ARC por escoamento superficial (MATOS et al., 2005). O azevém foi plantado por meio de sementes (30 kg ha^-1), aplicadas a lanço sobre o leito de brita, e a aveia foi plantada a lanço (80 kg ha^-1), no entanto, devido à dificuldade na germinação, foi feito o transplantio aos 15 dias após a germinação (60 plantas m^-2). Após a semeadura, manteve-se o nível de água a 0,05 m abaixo da superfície do leito de brita, tendo as sementes permanecido umedecidas em decorrência da ascensão capilar da água no leito de brita.

A ARC foi proveniente do Sítio Jatobá, propriedade agrícola situada a 12 km da cidade de Viçosa, onde o consumo médio de água era de 2,5 L L^-1 de grãos processados, pois havia recirculação da água no processo. Os grãos eram lavados e descascados/despolpados, tendo parte da polpa removida. Os filtros anaeróbios foram alimentados com ARC diluída, com correção de pH até aproximadamente 7,0, com cal hidratada, e com correção nutricional com ureia e superfosfato simples para se obter uma relação DBO/N/P de 100/5/1 (FIA et al., 2007) e, após 15 dias de implantação do sistema, iniciou-se a aplicação, dos efluentes gerados nos SACs. As características da ARC bruta antes da diluição e aplicação aos filtros e, posteriormente, aos SACs estão apresentadas na Tabela 1.

O experimento foi monitorado durante 55 dias, compreendendo os meses de agosto e setembro, período no qual foram realizadas cinco amostragens, onde foram coletadas amostras afluentes e efluentes dos filtros, e efluentes dos SACs, para a avaliação do pH; nitrogênio total (N) pelo método semimicro Kjeldahl, com adição de ácido salicílico, adaptado de JACKSON (1976); potássio total (K), por fotometria de chama; fósforo total (P), por espectrofotometria (APHA et al., 2005), todos obtidos após as amostras terem sido submetidas à digestão nítrico-perclórico; e compostos fenólicos totais (FOLIN & CIOCALTEU, 1927).

Os valores médios e o desvio-padrão das características operacionais dos filtros anaeróbios e dos SACs estão apresentados na Tabela 2.

O experimento foi monitorado durante 55 dias, compreendendo os meses de agosto e setembro, período no qual foram realizadas cinco amostragens, onde foram coletadas amostras afluentes e efluentes dos filtros, e efluentes dos SACs, para a avaliação do pH; nitrogênio total (N) pelo método semimicro Kjeldahl, com adição de ácido salicílico, adaptado de JACKSON (1976); potássio total (K), por fotometria de chama; fósforo total (P), por espectrofotometria (APHA et al., 2005), todos obtidos após as amostras terem sido submetidas à digestão nítrico-perclórico; e compostos fenólicos totais (FOLIN & CIOCALTEU, 1927).

Considerando-se os sistemas de tratamento (F+SAC), as variáveis N_T, P_T, K_T e os compostos fenólicos (F_T) foram analisados estatisticamente no esquema fatorial 2 x 3 (duas espécies vegetais e três taxas de carga de nutrientes e compostos fenólicos), no delineamento em blocos casualizados (DBC), com cinco repetições (repetições no tempo). Procedeu-se à análise de variância, e as médias foram comparadas, utilizando-se do teste de Tukey, adotando-se o nível de 5% de probabilidade.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O sistema operou sob temperatura ambiente, que variou de 13,3 a 23,2 ºC, e a temperatura média do período foi de 17,4±2,2 ºC, sendo esta faixa de temperatura considerada psicrofílica para os microrganismos. Com relação à ocorrência de chuvas, foi registrada durante a fase experimental uma lâmina de 138,8 mm, ocorrida ao longo do período de condução do experimento, a qual não influenciou nos resultados experimentais, por não ser coincidente com o período de amostragem.

Na Tabela 3, estão apresentados os valores médios de pH, N_T, P_T, K_T e F_T afluentes (C₁, C₂ e C₃) e efluentes dos filtros (F₁, F₂ e F₃) e dos SACs (SAC₁, SAC₂, SAC₃, SAC₄, SAC₅ e SAC₆).

Houve tendência de redução nos valores de pH nos efluentes dos filtros, quando comparados aos obtidos nos afluentes. No entanto, os valores mantiveram-se dentro da faixa considerada adequada para a digestão anaeróbia (CHERNICHARO, 2007).

As menores concentrações de P_T e F_T aplicadas neste trabalho, quando comparadas às aplicadas em outros trabalhos (FIA et al., 2010b; BRUNO & OLIVEIRA, 2008), podem estar associadas à remoção parcial destas variáveis, proporcionadas pela cal, adicionada à ARC para correção do seu pH, tal como observado por TANAKA et al. (2007) e HSU et al. (2007).

Avaliação dos filtros anaeróbios

As variações na vazão afluente aos filtros (dados não apresentados) provocaram oscilações na estabilidade do sistema, o que dificultou a obtenção de eficiências de remoção constantes durante o experimento. Durante o período de monitoramento, as remoções médias de nutrientes (N, P e K) e compostos fenólicos foram semelhantes para os três filtros, não havendo diferença estatística entre elas (P<0,05) (Tabela 4).

LUIZ (2007) avaliou reator anaeróbio de leito fixo, preenchido com brita, operando sob temperatura ambiente, e obteve eficiências de remoção de N_T, P_T e K_T de 23; 52 e 18%, ao aplicar concentrações de 29; 3 e 118 mg L^-1 de N_T, P_T e K_T, com TDH médio de 38 horas. Ao aumentar as concentrações aplicadas para 71; 8 e 401 mg L^-1 de N_T, P_T e K_T, respectivamente, para o mesmo TDH, aumentou-se também a eficiência de remoção de N_T para 34%. No entanto, a remoção de P_T e K_T foi reduzida para 16 e 5%, respectivamente.

A remoção de F_T variou de 36 a 44% para concentrações afluentes que variaram entre 20 e 43 mg L^-1. PRADO & CAMPOS (2008) obtiveram eficiências máximas de remoção de N_T, P_T e compostos fenólicos iguais a 35; 61 e 70%, para concentrações que variaram de 15 a 35; 38 a 351 e 30 a 380 mg L ^-1 de N_T, P_T e F_T, em reator UASB operado com TDH entre 8 e 70 horas, utilizado no tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro.

FIA (2008) obteve eficiências de remoção negativas para N_T, P_T e K_T durante a fase de adaptação de filtros anaeróbios utilizados no tratamento da ARC, o que foi atribuído à liberação de nutrientes do lodo utilizado como inóculo. O autor verificou que, com o aumento da carga orgânica aplicada aos filtros e o consequente aumento nas concentrações de N_T de 296 para 539 mg L^-1, P_T de 9 para 13 mg L^-1 e K_T de 199 para 424 mg L^-1, mantendo-se a TDH em 35 horas, houve aumento na eficiência do sistema.

No entanto, os valores máximos obtidos na remoção de N_T e K_T foram de 8 e 7%. No caso do P_T, foram obtidas eficiências relativamente maiores, alcançando 48% na menor concentração aplicada. CHERNICHARO (2007) destaca que a degradação anaeróbia apresenta remoção insatisfatória de nutrientes, necessitando de tratamentos complementares para remoção destes no efluente tratado.

A remoção de compostos fenólicos foi reduzida com o aumento na concentração aplicada de 30 para 65 mg L^-1 de F_T; entretanto, em uma terceira etapa, com a redução da concentração de F_T (6 a 19 mg L^-1) e a adaptação dos microrganismos à ARC, houve aumento da eficiência do sistema na remoção de compostos fenólicos, tendo sido alcançados valores de 75% quando aplicada a menor carga.

BRUNO & OLIVEIRA (2008) obtiveram eficiência média de 72% na remoção de compostos fenólicos, aplicando concentrações entre 80 e 97 mg L^-1 de F_T em reator UASB de dois estágios, utilizados no tratamento da ARC, operando com TDH de 144 horas.

Deve-se destacar que os valores afluentes obtidos na literatura foram superiores aos aplicados neste trabalho. Entretanto, as eficiências obtidas neste trabalho são comparáveis àquelas obtidas por FIA et al. (2010b) e foram superiores às obtidas por FIA (2008), provavelmente devido às maiores cargas aplicadas por esse autor.

Avaliação dos sistemas alagados construídos

As eficiências médias na remoção de nutrientes e F_T nos SACs foram influenciadas pelas cargas aplicadas (Tabela 5). A remoção de N_T foi maior para as menores cargas aplicadas deste nutriente e, entre os SACs que receberam as mesmas cargas orgânicas, obteve-se tendência de maiores eficiências médias naqueles cultivados com azevém (SAC₁, SAC₃ e SAC₅), espécie que apresentou maior desenvolvimento vegetativo (FIA et al., 2010c), apesar de não ter sido verificada diferença estatística (P<0,05). Fato semelhante foi observado para remoção de P, com exceção do SAC₂ e SAC₄.

IAMCHATURAPATR et al. (2007) obtiveram entre 80 e 99% de remoção de N_T e P_T em SACs cultivados, e entre 40 e 78% nos SACs não cultivados, respectivamente, ao tratarem água residuária rica em nitrato (20,3 mg L^-1) e fosfato (20,1 mg L^-1) com TDH de 14 dias.

Ao avaliar o desempenho de SACs operados com águas residuárias do processamento da cana-de-açúcar com TDH de 60 e 120 horas, OLGUÍN et al. (2008) obtiveram eficiências de remoção de N_T entre 73 e 76%, para concentração média afluente de 26 mg L^-1. Os mesmos autores obtiveram eficiências negativas para remoção de P_T e K_T, sendo as concentrações médias afluentes iguais a 2 e 164 mg L^-1. SOHSALAM et al. (2008) aplicaram, em sistemas alagados construídos, cargas de 58 a 292 kg ha^-1 d^-1 de N_T e de 28 a 50 kg ha^-1 d^-1 de P_T; e obtiveram eficiências médias de 72 a 92% e 72 a 77%, respectivamente, na remoção de N_T e P_T de águas residuárias do processamento de carne de frutos do mar. FIA (2008) obteve remoção de N_T e P_T da ordem de 40 e 54% em SAC que recebeu 18,2 e 3,2 kg ha^-1 d^-1 de N_T e P_T proveniente da ARC pré-tratada em filtros anaeróbios. GREENWAY (2005) obteve remoções de 85 e 21% do N_T e do P_T, contidos em esgotos domésticos pré-tratados, ao aplicar concentrações de 6 e 8 mg L^-1 de N_T e P_T, respectivamente, com TDH de 264 horas, em SACs cultivados com Typha domingensis, Eleocharis sphaceolata, Schoenoplectus validus, Marsilia sp., Spirodela sp. e Ceratophyllum demersum. VYMAZAL (2007), em uma revisão sobre remoção de nutrientes em SACs, afirma que a remoção de nitrogênio e fósforo varia de 40 a 55% e de 40 a 60%, para cargas entre 6 e 17 kg ha^-1 d^-1 e 1,2 e 2,1 kg ha^-1 d^-1, respectivamente.

Baseando-se nos valores reportados por VYMAZAL (2007) e nas cargas de nutrientes aplicadas neste trabalho, entende-se que as eficiências de remoção de N_T podem ser consideradas satisfatórias, nos SAC₁, SAC₂, SAC₃ e SAC₄, e as de P_T, nos SAC₁, SAC₂ e SAC₃.

O K_T permanece em solução, não se associando aos compostos orgânicos, o que torna a eficiência de remoção nos SACs totalmente dependente da absorção vegetal. BRASIL et al. (2005) obtiveram eficiências médias de remoção de K_T que variaram de 23 a 52%; entretanto estes autores aplicaram taxas que variaram de 2 a 11 kg ha^-1 d^-1 de K_T. MATOS et al. (2010) obtiveram eficiências de remoção que variaram de 29 a 46%, para uma taxa de aplicação média de 36 kg ha^-1 dia^-1 de K_T. Ambos os autores aplicaram cargas de K_T inferiores às aplicadas neste trabalho, que foi de 38,6 a 65,4 kg ha^-1 d^-1 de K_T. FIA (2008) obteve eficiências relativamente baixas na remoção de K_T (até 14%) ao serem aplicadas cargas acima de 100 kg ha^-1 d^-1 de K_T em SACs, no pós-tratamento da ARC em filtros anaeróbios. Torna-se importante, no entanto, ressaltar que, com o desenvolvimento das plantas, há aumento na evapotranspiração e consequente redução na vazão efluente dos SACs, proporcionando aumento na concentração de sais no meio, fenômeno que, provavelmente, mais influenciou no aumento da concentração efluente de potássio.

A remoção de F_T também seguiu a tendência de redução com o aumento da carga aplicada, sem diferença estatística entre os SACs que receberam a mesma carga orgânica. GRISMER et al. (2003), no tratamento de águas residuárias da produção de vinho, obtiveram remoções de 48 a 78% de F_T, utilizando sistemas alagados construídos. Os autores aplicaram taxas médias de 17 kg ha^-1 d^-1 de F_T (estimada), quantificados como taninos, sendo o TDH de 132 horas. FIA (2008) aplicou em SACs, utilizados no pós-tratamento de ARC, em filtros anaeróbios, cargas que variaram de 4,6 a 6,7 kg ha^-1 d^-1 de F_T, com TDH de 58 horas, e obteve eficiências de remoção entre 32 e 65%. Apesar de GRISMER et al. (2003) terem aplicado maior carga de F_T comparadas àquelas aplicadas por FIA (2008) e às aplicadas neste trabalho, o TDH dos SACs operados por GRISMER et al. (2003) foi cerca de três vezes maior que o aplicado neste trabalho. Assim, pode considerar-se que as eficiências de remoção de F_T obtidas nos SAC₁, SAC₂, SAC₃ e SAC₄ estão satisfatórias, em função do reduzido TDH aplicado no tratamento da ARC.

Avaliação global do sistema de tratamento

A eficiência global do sistema (F+SAC), apresentada na Tabela 6, pode ser considerada satisfatória na remoção de N_T e P_T, principalmente naqueles sistemas que receberam as menores cargas de N_T (F₁+SAC₁ e F₁+SAC₂) e de P_T (F₁+SAC₁, F₁+SAC₂ e F₂+SAC₃). Fato semelhante também foi observado em relação à remoção de F_T. A eficiência na remoção de K_T foi reduzida, tal como seria de se esperar e como observado na literatura.

Diante dos resultados obtidos, verifica-se que os efluentes dos sistemas de tratamento (F₂+SAC₃, F₂+SAC₄, F₃+SAC₅ e F₃+SAC₆) apresentam concentrações de nitrogênio superiores à estabelecida na Resolução COPAM/CERH nº 01 de 2008 para a disposição final em cursos de água, que é de 20 mg L^-1 para o nitrogênio amoniacal total. Apesar de a forma de nitrogênio determinada neste trabalho ser diferente da forma estabelecida como padrão de lançamento, acredita-se que grande parte do nitrogênio total, determinada neste trabalho, seja formada pelo nitrogênio amoniacal, em função da degradação no nitrogênio orgânico e, provavelmente, em função das baixas concentrações de oxigênio dissolvido no meio devido à aplicação das elevadas cargas orgânicas, não resultando na conversão de formas nítricas. Desta forma, com o tratamento da ARC, há remoção de partículas sólidas, parte da matéria orgânica e dos F_T, sabidamente tóxicos às plantas, quando aplicado em excesso no solo (EL HADRAMI et al., 2004), podendo ser utilizada, como fonte de nutrientes, em processos de fertirrigação.

Em função das maiores concentrações de K_T presentes na ARC e diante dos resultados obtidos neste trabalho, recomenda-se que a carga máxima a ser utilizada no sistema F+SAC não ultrapasse 0,150 kg m^-3 d^-1 de K_T e 0,040 kg m^-3 d^-1 de F_T nos filtros anaeróbios, e 40 kg ha^-1 d^-1 de K_T e 9 kg ha^-1 d^-1 de F_T nos SACs. As maiores eficiências de remoção de matéria orgânica obtidas por FIA (2008), ao aplicar ARC em filtros, anaeróbios seguidos por SACs, foram conseguidas ao aplicarem valores semelhantes de K_T (60 kg ha^-1 d^-1) e F_T (10 kg ha^-1 d^-1) nos SACs. Entretanto, nos filtros as taxas aplicadas foram inferiores a 0,080 kg m^-3 d^-1 de K_T e 0,003 kg m^-3 d^-1 de F_T, proporcionando maiores eficiências, quando comparadas às obtidas neste trabalho.

Para o tratamento da ARC em SACs, há necessidade de mais estudos e a determinação das variáveis de maior importância no dimensionamento dos sistemas. No entanto, os dados até aqui obtidos indicam a possibilidade da aplicação de sistemas conjugados formados por filtros anaeróbios e sistemas alagados construídos no tratamento da ARC para remoção de nutrientes e compostos fenólicos.

CONCLUSÕES

Os sistemas de tratamento compostos por filtros anaeróbios, seguidos de sistemas alagados construídos que receberam as menores cargas de nutrientes (N_T, P_T e K_T aplicados em F₁, 0,065, 0,008 e 0,143 kg m^-3 d^-1; no SAC₁, 19,6, 2,1 e 38,6 kg ha^-1 d^-1; e no SAC₂, 20,5, 2,2 e 40,5 kg ha^-1 d^-1, respectivamente) e compostos fenólicos (F_T aplicados em F₁, 0,028 kg m^-3 d^-1; no SAC₁, 5,6 kg ha^-1 d^-1; e no SAC₂, 5,9 kg ha^-1 d^-1, respectivamente), apresentaram as maiores eficiências na remoção desses poluentes. As espécies vegetais cultivadas nos SACs influenciaram nas eficiências de remoção de P_T pelos sistemas (SAC₃ e SAC₄; SAC₅ e SAC₆). Quando da aplicação das menores cargas, a remoção do N_T foi de 40% nos sistemas F₁+SAC₁ e F₁+SAC₂ e de 50% do P_T nos sistemas F₁+SAC₁, F₁+SAC₂ e F₂+SAC₃. A remoção de compostos fenólicos totais foi superior a 65% nos sistemas F₁+SAC₁, F₁+SAC₂, F₂+SAC₃ e F₂+SAC₄, indicando a viabilidade da aplicação do sistema F+SAC no tratamento das águas residuárias do processamento dos frutos do cafeeiro.

AGRADECIMENTOS

À FAPEMIG (Bolsa de Pós-Doutorado) e ao CNPq, pelo apoio financeiro e bolsa concedidos.

Recebido pelo Conselho Editorial em: 28-5-2010

Aprovado pelo Conselho Editorial em: 25-10-2010

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  04 Jan 2011
• Data do Fascículo
  Dez 2010

Histórico

• Aceito
  25 Out 2010
• Recebido
  28 Maio 2010