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Type: Monografia
Title: Desenvolvimento da ecotecnologia dos wetlands construídos aplicados para o tratamento descentralizado de efluentes nos últimos 30 anos
Author: Santos, Bárbara Luiza Brandenburg dos
First advisor: Alves, Alcione Aparecida de Almeida
metadata.dc.contributor.referee1: Pelissari, Catiane
metadata.dc.contributor.referee2: Cassol , Fabiano
Resume: Na ecotecnologia de wetlands, os diferentes elementos atuantes no processo de tratamento, como os critérios de dimensionamento e operação (carga orgânica, regime de alimentação, taxa hidráulica, e outros), a modalidade de wetland, a composição do maciço filtrante e as macrófitas utilizadas, apresentam características particulares sujeito à localização do projeto e/ou sua aplicação. A variabilidade significativa nos dados dos parâmetros citados anteriormente dificulta uma análise comparativa e uma tendência de padronização. Em virtude disso, no Brasil não há normas regulamentadoras de construção, operação e manutenção para essa tecnologia. O presente trabalho reúne a compilação de 274 artigos científicos de revistas indexadas (fator de impacto > 1,0), a fim de mapear e discutir os avanços desse modelo de tratamento, com o objetivo geral de avaliar o desempenho da aplicação de diferentes modalidades de wetlands construídos (WC) sob o contexto do saneamento descentralizado em um período de 30 anos (1980 a 2018). Para tanto, realizou-se uma revisão sistemática com análise estratificada de artigos científicos em revistas indexadas, duas plataformas internacionais: Scopus e Science Direct, devido a estas conterem o maior número de estudos que abordam a temática de wetlands. A partir disto, determinou-se a palavra-chave “wetlands” para selecionar os artigos e realizou-se os downloads de 391 artigos científicos (Scopus) e 694 artigos científicos (Science Direct). Em sequência, efetuou-se a amostragem estratificada, por meio da qual se determinou a análise de 25 %, resultando em 100 (Scopus) e 174 (Science Direct) artigos, totalizando em 274 artigos científicos. A posteriori, estabeleceu-se os tópicos à revisão sistemática, sendo estes: referência; base de dados; país; arranjo tecnológico; modalidade de WC; material filtrante; macrófita; regime hidráulico; volume; efluente tratado; carga orgânica aplicada (em termos de DQO e DBO); taxa hidráulica; carga de nitrogênio total; relação C/N afluente; remoções de poluentes; objetivo geral da pesquisa; e técnica analítica empregada (TAE). A partir das análises destes parâmetros foi possível explicitar os principais agentes atuantes, a fim de, avaliar o desempenho da aplicação das distintas modalidades de WC no período de 1980 a 2018 sob o contexto do saneamento descentralizado. Os resultados mostraram que ao longo das três décadas, a evolução da aplicação de diferentes modalidades de wetlands apresentou uma tendência de diminuição da utilização dos WN (wetlands naturais) e maior emprego dos WC. A partir da metade da década de 1990, iniciou-se uma tendência de procura à evolução dos WC de fluxo superficial (WCFS) e subsuperficial (WCFSS). Observou-se um aumento gradativo de estudos com o emprego de WC horizontal (WCH), WC vertical descendente (WCVD), WC vertical ascendente (WCVA), sistema híbrido (WCVD – WCH) e WC vertical de fundo saturado (WCV-FS). O WCH como pós-tratamento de águas residuárias foi o arranjo tecnológico mais empregado ao longo do período avaliado perfazendo um total de 97 estudos, seguido de WCFS, WCVD, WC e WN, com respectivos números de artigos científicos, 70, 58, 42 e 36. Os tipos de efluentes tratados mais abordado nos estudos, foram: efluentes domésticos ou sanitários (105 artigos), efluentes de atividades agroindustriais (61 artigos), esgotos industriais (59 artigos), águas superficiais (41 artigos) e efluentes sintéticos (25 artigos). As macrófitas mais empregadas nas diferentes modalidades de WC foram as dos gêneros Phragmites spp. (110 artigos), Typha spp. (86 artigos), Scirpus spp. (24 artigos), Cyperus spp. (22 artigos), Juncus spp. (19 artigos), Schoenoplectus spp. (15 artigos), Carex spp. (13 artigos), Pontederia spp. (10 artigos), Iris spp. (10 artigos) e Canna spp. (10 artigos). Os tipos de maciços filtrantes mais empregados foram: cascalho (130 artigos), areia (76 artigos), argila (18 artigos), solo (14 artigos) e compostos orgânicos (11 artigos). Os poluentes tratados nos estudos corresponderam a: compostos nitrogenados (136 artigos), matéria orgânica (66 artigos), compostos com fósforo (62 artigos), metais (43 artigos), série de sólidos (42 artigos) e agrotóxicos (26 artigos). Verificou-se ainda, que a maioria dos valores adotados nos estudos atribuem o carregamento orgânico em termos de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) variando de 0,05 g DBO m-2 d-1 a 70.200 g DBO m-2 d-1 e de 0,07 g DQO m-2 d-1 a 50.000.000 g DQO m-2 d-1. Com relação a carga de nitrogênio total (NT) aplicada os valores variam de 0,00196 g NT m-2 d-1 a 685.800 g NT m-2 d-1. Os valores de taxa hidráulica afluente variaram de 0,003 mm d-1 a 25.920.000 mm d-1. No caso da concentração de DBO, DQO e NT os valores variaram de 0,483 mg DBO L-1 a 68163,00 mg DBO L-1, de 0,0000207 mg DQO L-1 a 57934,80 mg DQO L-1 e de 0,01 mg NT L-1 a 116912 mg NT L-1. Estes elementos constituintes e as condições operacionais foram consideradas como alternativas promissoras para a maximização dos desempenhos das distintas modalidades de WC no tratamento de diferentes efluentes.
Abstract: The different active elements in the process of treatment on wetlands ecotechnology, such as the sizing and operating criteria (organic load, add rate, hydraulic loading rate, among others), the wetland mode, the filter media composition and the macrophytes used, present particular characteristics subject to the location of the project and/or its application. The significant variability in the parameters data mentioned above makes it difficult to compare and standardize. Because of that, in Brazil there are no regulatory standards for construction, operation and maintenance for this technology. This paper compiles the compilation of 274 scientific articles from indexed journals (impact factor > 1.0), in order to map and discuss the advances of this treatment model, with the general aim of evaluating the performance of the application of different constructed wetland types (WC) under the context of decentralized sewage over a period of 30 years (1980 to 2018). Therefore, a systematic review was carried out with stratified analysis of scientific articles in indexed journals, two international platforms: Scopus and Science Direct, because they contain the largest number of studies addressing wetlands. From this, the keyword "wetlands" was determined to select the articles and the downloads of 391 scientific articles (Scopus) and 694 scientific articles (Science Direct) were carried out. After that, a stratified sampling was performed by means of which the analysis of 25 % was determined, resulting in 100 (Scopus) and 174 (Science Direct) articles, totalizing in 274 scientific articles. Subsequently, the topics were established to the systematic review, being these: reference; data base; country; technological arrangement; WC mode; filter material; macrophyte; hydraulic system; volume; treated effluent; applied organic load (in terms of COD and BOD); hydraulic application rate; total nitrogen load; affluent C/N ratio; removal of pollutants; general objective of the research; and analytical technique employed (ATE). From the analysis of these parameters it was possible to explain the main agents in order to evaluate the performance of the different WC modalities in the period from 1980 to 2018 under the context of decentralized sewage. The results showed that during the three decades, the evolution of the application of different modalities of wetlands presented a tendency to decrease the use of WN (natural wetlands) and greater use of WC. From the mid-1990s onwards, a trend towards demand for WC evolution of surface flow (WCFS) and subsurface (WCFSS). There was a gradual increase of studies with the use of horizontal WC (WCH), vertical descendent WC (WCVD), vertical ascendent WC (WCVA), hybrid system (WCVD - WCH) and saturated vertical WC (WCV - FS). The WCH as post-treatment of wastewater was the most used technological arrangement over the evaluated period, making a total of 97 studies, followed by WCFS (70 articles), WCVD (58 articles), WC (42 articles) and WN (36 articles), with respective numbers of scientific articles. The most studied types of effluents addressed in the studies were: household or sanitary effluents (105 articles), effluents from agroindustry activities (61 articles), industrial sewage (59 articles), surface water (41 articles) and synthetic effluent (25 articles). The most used macrophytes in the different WC modalities were those of the genus Phragmites spp. (110 articles), Typha spp. (86 articles), Scirpus spp. (24 articles), Cyperus spp. (22 articles), Juncus spp. (19 articles), Schoenoplectus spp. (15 articles), Carex spp. (13 articles), Pontederia spp. (10 articles), Iris spp. (10 articles) e Canna spp. (10 articles). The types of filtering masses most used were: gravel (130 articles), sand (76 articles), clay (18 articles), soil (14 articles) and organic compounds (11 articles). The pollutants treated in the studies corresponded to nitrogen compounds (136 articles), organic matter (66 articles), phosphorus compounds (62 articles), metals (43 articles), solids series (42 articles) and agrochemicals (26 articles). It was also verified that most of the values adopted in the studies attributed the organic load in terms of biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD) ranging from 0.05 g BOD m-2 d-1 to 70,200 g BOD m-2 d-1 and from 0.07 g COD D m-2 d-1 to 50,000,000 g COD m-2 d-1. In relation to total nitrogen (TN) applied the values vary from 0.00196 g TN m-2 d-1 to 685,800 g TN m-2 d-1. The values of affluent hydraulic rate ranged from 0.003 mm d-1 to 25,920,000 mm d-1. In the case of the concentration of BOD, COD and TN the values varied from 0.483 mg BOD L-1 to 68,163.00 mg BOD L-1, from 0.0000207 mg COD L-1 to 57,934.80 mg COD L-1 and from 0.01 mg TN L-1 to 116912 mg TT L-1. These constituent elements and operational conditions were considered as promising alternatives for the maximization of performances of the different WC modalities in the treatment of different effluents.
Keywords: Macrófitas
Efluentes
Resíduos
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Fronteira Sul
Acronym of the institution: UFFS
College, Institute or Department: Campus Cerro Largo
Type of Access: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/2353
Issue Date: 10-Dec-2018
Appears in Collections:TCC Engenharia Ambiental

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