Musa spp. no tratamento de esgotos: desempenho de um digestor integrado a leito de evapotranspiração e reuso do pseudocaule para produção otimizada de carvão ativado

As atuais tecnologias usadas no tratamento de esgotos podem apresentar limitações quando considerados seus custos de implementação e operação. A situação enfrenta mais desafios quando se cogita a aplicação desses sistemas em zonas rurais. Por esse motivo, as soluções baseadas na natureza (SbN) têm se mostrado como boas alternativas, devido à sua eficiência e ao seu baixo custo de instalação e manutenção. Os chamados tanques de evapotranspiração (TEvap) constituem uma configuração mista de um sistema alagado construído (SAC) e tanque séptico impermeável, que objetivam a “descarga zero” de efluente, diminuindo o potencial de risco da contaminação dos corpos hídricos. O intuito desse trabalho foi avaliar a remoção de poluentes do esgoto doméstico em um digestor integrado a leito de evapotranspiração (DIET), utilizando-se como culturas a bananeira (Musa spp.) e a taioba (Xanthosoma sagittifolium), além de verificar a absorção de nutrientes (fósforo e nitrogênio) pela taioba e avaliar a viabilidade de consumo da banana do DIET em relação à contaminação microbiológica (coliformes totais, enterobactérias e Escherichia coli). Neste sentido, foi empregado uma ANOVA de dois fatores avaliando-se os efeitos de entrada e saída do DIET (fator corrente) e diferentes vazões (fatores ciclos de 500 L d-1 e 750 L d-1) na remoção dos parâmetros demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), demanda química de oxigênio (DQO), cor verdadeira, cor aparente, turbidez, condutividade elétrica, coliformes totais, Escherichia coli, fósforo (total e reativo), nitrogênio (formas amoniacal, total Kjeldahl e nitrato), além da variação do pH. No intuito de promover o reaproveitamento de resíduos biomássicos e aplicação como possível substrato, foi avaliado o potencial do carvão ativado do pseudocaule da bananeira para remoção de fósforo (poluente presente nos esgotos domésticos). A produção do carvão foi realizada em ambiente com baixa concentração de oxigênio, utilizando-se o pseudocaule da bananeira como fonte precursora. Foi realizado um delineamento composto central rotacional (DCCR), avaliando-se o efeito do ativante, temperatura de pirólise e tempo de ativação quanto à área superficial. Para caracterização do carvão foram realizadas microscopia eletrônica de varredura (MEV), área superficial e tamanho de poros por Brunauer-Emmett-Teller (BET), difração de raios-x (DRX), potencial zeta, ponto de carga-zero (pHpcz) e análise imediata. Posteriormente foram conduzidos testes de cinética e isotermas com solução de fósforo em bancada laboratorial, com um ponto ótimo selecionado do delineamento com base nos menores gastos de energia e reagente e com maior área superficial. Os resultados demonstraram remoção estatisticamente significativa de DBO5 (30% - corrente), DQO (43% - corrente), turbidez (36% - corrente), cor aparente (38% - corrente, 17% - ciclo), coliformes totais (52% ou 0,31 logs – corrente), Escherichia coli (38% ou 0,29 logs – corrente, 44% ou 0,34 logs - ciclo) e diferença no pH (aumento de 4,5% - ciclo). A remoção de nitrogênio e fósforo pela taioba, no segundo ciclo resultou em cerca de 1% para ambos os nutrientes. Não houve contagem para nenhum dos microrganismos na polpa da banana, embora tenha havido contagem para enterobactérias em atmosfera próxima. O carvão ativado obteve elevados valores de área superficial, com ponto ótimo nas condições de 400°C, 60 min e 2 kg kg-1, obtendo-se uma área de cerca de 1000 m² g-1. O ponto de carga zero indica que o carvão produzido favorece a adsorção de ânions em pH<7,30. O carvão demonstrou bons resultados na adsorção de fósforo, sendo o modelo de Langmuir o melhor ajustado à isoterma em 20°C, com qmax de 11,8 mg g-1, e o modelo de pseudo- segunda ordem como o melhor ajuste para cinética, com tempo de equilíbrio em 7h. Palavras-chave: tratamento de água residuária; sistema alagado construído; biomassa ligno-celulósica; carvão ativado; adsorção.

Grantor dc:publisher

Universidade Federal de Viçosa

Year dc:date.issued

2024

Author dc:creator

• Faria, Moisés de Souza Luz

Advisor dc:contributor.advisor

• Borges, Alisson Carraro

Contributors dc:contributor

• Sousa, Rita de Cassia Superbi de

• Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico
• Sistemas alagados construídos
• Biomassa vegetal
• Carvão ativado
• Adsorção

Statement dc:rights

• Acesso Aberto

Language dc:language.iso

por

DOI

https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2025.184

OAI identifier oai:identifier

oai:locus.ufv.br:123456789/34196