Remoção de nitrogênio amoniacal de efluente
de lagoa facultativa e utilização na agricultura




:: Instituição

O Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (PHD-Epusp) é responsável por diversas disciplinas dos cursos de graduação em engenharia civil e engenharia ambiental, voltadas ao saneamento básico e ambiental, hidráulica e gerenciamento de recursos hídricos. Mantém também programas de mestrado e doutorado nessas mesmas áreas. Possui laboratório de análises físico-químicas e biológicas e ensaios de tratabilidade de águas para abastecimento e residuárias. Conta também com uma área destinadaà implantação de unidades em escala-piloto de sistemas de tratamento de esgotos sanitários.
O PHD formou, aproximadamente, 50 mestres e 10 doutores nos últimos cinco anos, além de ter contribuído para a graduação de cerca de 700 engenheiros civis e 30 engenheiros ambientais, estes na primeira turma graduada em 2006.



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:: Resumo do Projeto

Os efluentes de sistemas de lagoas de estabilização apresentam dificuldades para atender as exigências estabelecidas pela Resolução 357/2005 do Conama sobre o lançamento em corpos d´água naturais. Por outro lado, esses efluentes apresentam potencialidades para a fertirrigação de culturas, contribuindo com água e nutrientes. O objetivo geral da pesquisa é avaliar a viabilidade e a sustentabilidade do uso de efluente de lagoa facultativa na irrigação de culturas, incluindo necessidades de pós-tratamento visando ao lançamento em corpos d’água naturais. O projeto é subdividido em dois subprojetos:

SUBPROJETO 1 - Remoção de notrogênio amoniacal de efluente de lagoa facultativa

O objetivo deste subprojeto é avaliar a remoção de nitrogênio amoniacal do efluente da lagoa facultativa em lagoa complementar e em sistema de filtros biológicos aeróbios. O esgoto, à entrada e à saída das lagoas de estabilização, será monitorado ao longo de 24 meses, realizando-se coletas semanais de amostras simples e coletas mensais de amostras compostas. São determinados os seguintes constituintes: temperatura, pH, alcalinidade, condutividade elétrica, sólidos, DBO, DQO, NKT, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, fósforo total, ortofosfatos, potássio, sódio, clorofila a, coliformes totais, E. coli e ovos de helmintos.



Figura 1 - Lagoas de estabilização em escala-piloto




Figura 2 - Filtro biológico aeróbio em escala-piloto

O efluente da lagoa facultativa alimenta por gravidade as duas lagoas terciárias-piloto, uma com profundidade útil de 0,5 m e outra com 1,0 m (figura 1). Cada lagoa cumpre quatro etapas com tempos de detenção diferentes. Cada etapa tem a duração de seis meses. As lagoas são providas de chicanas longitudinais. Os parâmetros de controle usados são: temperatura, pH, OD, NKT, N-AMON, nitrito, nitrato, DBO, DQO, alcalinidade, sólidos, clorofila a, E. coli e ovos de helmintos.
O objetivo principal será equacionar a remoção de nitrogênio amoniacal em função da carga aplicada. Foram construídos dois filtros biológicos em escala-piloto, um preenchido com brita e outro com material plástico (figura 2). A operação inicialmente é feita com leitos percoladores, evoluindo posteriormente para aerados submersos, introduzindo-
se aeração artificial e afogando-se os leitos e, depois, para reatores híbridos, retornando-se o lodo do decantador acoplado. A altura dos leitos é de 4 m. Os filtros percoladores ou aerados submersos são submetidos a diferentes taxas de aplicação de NKT. Cada etapa tem duração de seis meses, entre partida e operação no regime estabilizado. Os parâmetros de controle são semelhantes aos propostos para as lagoas-piloto.

SUBPROJETO 2 - Utilização agrícola do efluente da lagoa
facultativa

O segundo subprojeto tem por objetivos (i) avaliar os efeitos da utilização de efluente de lagoa facultativa sobre as características físicas, químicas e biológicas do sistema solo-planta-água do lençol freático, na irrigação de culturas de cana-de-açúcar e capim Bermuda Tifton e (ii) fornecer subsídios, a partir das taxas de aplicação de efluente da agricultura utilizadas, para a avaliação da área necessária por habitante para eliminação da descarga direta em corpos d’água naturais.
Na área da cultura do capim Tifton, são monitoradas as propriedades físicas do solo (condutividade elétrica, porosidade, granulometria e argila dispersa em água), a qualidade da solução no solo, o estado nutricional das plantas, a produção de massa seca, o retorno econômico e o impacto ambiental no solo da área. O sistema de irrigação empregado é o de aspersão convencional. O manejo da irrigação é realizado mediante leitura (a cada dois dias) dos tensiômetros, localizados em cinco camadas de solo até a profundidade de 1 m. O delineamento experimental empregado é o de blocos completos casualizados com seis tratamentos e quatro repetições. São mantidas parcelas que recebem 50% da dose de N mineral e aplicações do efluente a 100%; 125%; 150% e 200% da capacidade de evapotranspiração.
Na área da cultura de cana-de-açúcar, são utilizadas 20 parcelas com cana-de-açúcar, 16 irrigadas com efluente (figura 3). O experimento terá duração de quatro safras. O primeiro corte será feito quando a cultura atingir 18 meses, e os cortes subseqüentes em intervalos de 12 meses. O sistema de irrigação por gotejamento é manejado em função da determinação da evapotranspiração da cultura. O delineamento experimental envolve parcelas que recebem 50% da dose de N mineral e aplicações do efluente a 100%; 125%; 150% e 200% da capacidade de evapotranspiração.





Figura 3 - Vista da cultura de cana-de-açúcar




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