Cinética do decaime Cinética do decaimento bacteriano no tratamento de águas residuárias para fins agrícolas no Semiárido brasileiro
Palavras-chave:
Coliformes, Escherichia coli, Efluente anaeróbioResumo
O esgoto doméstico constitui uma potencial fonte de água no Semiárido Brasileiro (SAB), inclusive para as atividades agrícolas. Entretanto, é necessária a utilização de tecnologias de tratamento que garantam um efluente com características adequadas para uso na irrigação de culturas agrícolas, especialmente os padrões microbiológicos. O objetivo desse estudo foi avaliar o decaimento da população de Escherichia coli em lagoas de polimento utilizadas como unidades de pós-tratamento de diferentes tipos de águas residuárias do SAB em reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). O decaimento bacteriano foi avaliado em lagoas de polimento (LP) que recebiam efluentes digeridos de reatores UASB alimentados com: esgoto total produzido em uma Instituição Pública (LP1), água cinza (LP2) e esgoto doméstico (LP3), sendo os dois últimos produzidos em residências localizadas na zona rural do munícipio de Cubati, estado da Paraíba. As lagoas, com profundidade de 0,8 m, operaram em escala real e com um tempo de detenção hidráulica de 5 dias, seguindo o regime de bateladas sequenciais. Para os testes, foram montados protótipos das lagoas LP2 e LP3 no laboratório. Observa-se que na lagoa LP1 a constante de decaimento da população de E. coli foi de 1,28 d-1, enquanto que nas lagoas LP2 e LP3 essa constante foi 1,05 e 0,62 d-1, respectivamente. A eficiência de remoção de E. coli em LP1 foi de 3,2 unidades logarítmicas (99,9%), em LP2 foi de 2,6 (99,7%) e LP3 foi de 1,6 (97,4%). O número mais provável de E. coli nos efluentes finais foi de 100, 970 e 17.000 células por 100 mL para LP1, LP2 e LP3, respectivamente. Conclui-se que o uso de lagoas de polimento como unidades de tratamento de efluentes do reator UASB, alimentado com diferentes tipos de águas residuárias no SAB, demonstra ser uma alternativa viável para obtenção de efluentes com características bacteriológicas que atendam aos requisitos para reúso agrícola.
Referências
AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA). Standard methods for the examination of water & wastewater. 23st ed. Washington: APHA, 2017.
BASTOS, R. K. X.; RIOS, E. N.; BEVILACQUA, P. D.; ANDRADE, R. C. UASB-polishing ponds design parameters: contributions from a pilot scale study in southeast Brazil. Water Science & Technology, v.63, p.1276-1281, 2011. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2011.108
BATISTA, A. A.; DUTRA, I.; CARMO, F. F.; IZIDIO, N. S. C.; BATISTA, R. O. Qualidade dos frutos de mamoeiro produzidos com esgoto doméstico tratado. Revista Ciência Agronômica, v.48, n.1, p.70-80, 2017. DOI: https://doi.org/10.5935/1806-6690.20170008
BOLTON, N. F. CROMAR, N. J.; HALLSWORTH, P.; FALLOWFIELD, H. J. A review of the factors affecting sunlight inactivation of micro-organisms in waste stabilisation ponds: Preliminary results for enterococci. Water Science and Technology, v.61, n.4, p.885–890, 2010. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2010.958
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução n° 357, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Brasília: DOU, 2005.
BRASIL. Ministério da Saúde. Portaria de Consolidação nº 5, de 28 de Setembro de 2017. Consolidação das normas sobre as ações e os serviços de saúde do Sistema Único de Saúde. Brasília: DOU, 2017.
CAVALCANTI, P.F.F. Aplicação de Reatores UASB e Lagoas de Polimento no Tratamento de Esgoto Doméstico. 1 ed. João Pessoa , PB: Gráfica Santa Marta, 2009.
CAVALCANTI, P. F. F. Integrated application of the UASB reactor and ponds for domestic sewage treatment in tropical regions. Doctoral Thesis - Wageningen Agricultural University, Wageningen, The Netherlands, 2003. 141p.
COSTA, F. G. B.; OLIVEIRA, A. F. M.; CARVALHO, M. A. B.; FERNANDES, M. B.; BATISTA, R. O. Desenvolvimento inicial de cultivares de melão fertirrigadas com distintas proporções de esgoto doméstico em Mossoró-RN. Revista Caatinga, v.27, n.2, p.116-123, 2014.
DAVIES-COLLEY, R. Inactivation of faecal indicator micro-organisms in waste stabilization ponds: interactions of environmental factors with sunlight. Water Research, v.33, n.5, p.1220-1230, 1999. DOI: https://doi.org/10.1016/S0043-1354(98)00321-2
DIAS, D. F. C.; PASSOS, R. G.; VON SPERLING, M. A review of bacterial indicator disinfection mechanisms in waste stabilisation ponds. Reviews in Environmental Science and Biotechnology, v.16, n.3, p.517–539, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/s11157-017-9433-2
FEITOSA, T.; GARRUTI, D. S.; LIMA, J. R.; MOTA, S.; BEZERRA, F. M. L.; AQUINO, B. F.; SANTOS, A. B. Qualidade de frutos de melancia produzidos com reúso de água de esgoto doméstico tratado. Revista Tecnológica, v.30, n.1, p.53-60, 2009.
HESPANHOL, I. Potencial de reúso de água no Brasil: agricultura, indústria, municípios, recarga de aquíferos. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v.7, n.4, p.75-97, 2002. DOI: https://doi.org/10.21168/rbrh.v7n4.p75-95
JUNGLES, M. K. Tratamento de Esgoto Sanitário em Lagoa de Maturação com Biofilme. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, 2007. 150p.
LIU, L.; HALL, G.; CHAMPAGNE, P. Effects of environmental factors on the disinfection performance of a wastewater stabilization pond operated in a temperate climate. Water, v.8, n.1, p.1-11, 2016. DOI: https://doi.org/10.3390/w8010005
MACEDO, S. L.; ARAÚJO, A. L. C.; PEARSON, H. W. Thermo-tolerant coliform bacteria decay rates in a full scale waste stabilization pond system in Northeast Brazil. Water Science & Technology, v.63, p.1321-1326, 2011. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2011.110
MARAIS, G. V. R.; EKAMA, G. A. The Activated Sludge Process Part I: Steady State Behaviour. Water SA. v.2, n.4, p.164-200, 1976.
MAYO, A. W. Modelling coliform mortality in waste stabilization ponds. Journal of Environmental Engineering, v.121, p.140-152, 1995. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(1995)121:2(140)
MARCHELLO, A. E.; LOMBARDI, A. T.; DELLAMANO-OLIVEIRA, M. J.; SOUZA, C. W. O. Microalgae population dynamics in photobioreactors with secondary sewage effluent as culture medium. Brazilian Journal of Microbiology, v.46, n.1, p.75-84, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/S1517-838246120131225
MASCARENHAS, L. C. A.; VON SPERLING, M.; CHERNICHARO, C. A. L. Evaluation of the Performance of In-Series Shallow Polishing Ponds for Post Treatment of UASB Reactor Effluent. Engenharia Sanitária e Ambiental, v.9, n.1, p.45–54, 2004.
MEDEIROS, S. S. Estabelecimentos Agropecuários do Semiárido Brasileiro. 1º. ed. Campina Grande, PB: Instituto Nacional do Semiárido, 2018.
MEDEIROS, S. S.; SALCEDO, I. H; dos SANTOS, D. B.; BATISTA, R. O; SANTOS JÚNIOR, J. A; LIMA, R. C. C.; MARIN, A. M. P. Esgotamento sanitário: panorama para o semiárido brasileiro. Campina Grande, PB: Instituto Nacional do Semiárido, 2014.
MOREIRA, J. F.; CABRAL, A. R.; OLIVEIRA, R.; SILVA, S. A. Causal model to describe the variation of faecal coliform concentrations in a pilot-scale test consisting of ponds aligned in series. Ecological Engineering, v.35, n.5, p.791-799, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.12.002
PEDRERO, F.; KALAVROUZIOTIS, I.; ALARCÓN, J. J.; KOUKOULAKIS, P.; ASANO, T. Use of treated municipal wastewater in irrigated agriculture: review of some practices in Spain and Greece. Agricultural Water Management, v.97, p.1233-1241, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2010.03.003
PINTO, A. C. A.; RODRIGUES, L. S.; OLIVEIRA, P. R.; SPERLING, M. V.; CRISÓSTOMO, C. M.; SILVA, I. J. Eficiência de lagoas de polimento no pós tratamento de reator UASB no tratamento de águas residuárias de suinocultura. Arq. Bras. Med. Vet. Zootec . v.66, n.2, p.360-366, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1678-41625719
SALES, M. A. L.; SÁNCHEZ-ROMÁN, R. M. Desenvolvimento da cultura e presença de E. coli na salsa irrigada com água residuária tratada por radiação solar. Revista Irriga, v.24, n.2, p.336-351, 2019. DOI: https://doi.org/10.15809/irriga.2019v24n2p336-351
SANTOS, S. L.; CHAVES, S. R. M.; VAN HAANDEL, A. Influence of phase separator design on the performance of UASB reactors treating municipal wastewater. Water S. A. v.42, n.2, p.176-182, 2016. DOI: https://doi.org/10.4314/wsa.v42i2.01
SCHAER-BARBOSA, M.; SANTOS, M. E. P.; MEDEIROS, Y. D. P. Viabilidade do Reúso de Água como Elemento Mitigador dos Efeitos da Seca no Semiárido da Bahia. Ambiente & Sociedade. v.17, n.2, p.17-32, 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/S1414-753X2014000200003
SOUZA, C. F.; BASTOS, R. G.; GOMES, M. P. M.; PULSCHEN, A. A. Eficiência de estação de tratamento de esgoto doméstico visando reúso agrícola. Revista Ambiente & Água, v.10, n.3, p.587-597, 2015. DOI: https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1549
URBANO, V. R.; MENDONÇA, T. G.; BASTOS, R. G.; SOUZA, C. F. Effects of treated wastewater irrigation on soil properties and lettuce yield. Agricultural Water Management, v.181, p.108-115, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.12.001
VAN HAANDEL, A. C.; LETTINGA, G. Anaerobic sewage treatment: a practical guide for regions with a hot climate. Chichester, UK: John Wiley & Sons Ltd, 1994.
Van HaandeL, A. C.; Van der Lubbe, J. Anaerobic sewage digestion: Theory and applications. London, UK: International Water Association, 2019.
VON SPERLING, M. Modelling of coliform removal in 186 facultative and maturation ponds around the world. Water Research, v.39, p.5261-5273, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.10.016
VON SPERLING, M. Lagoas de estabilização. 2. ed. Belo Horizonte: DESA- UFMG, 2011.
VON SPERLING, M.; MASCARENHAS, L. C. A. M. Performance of very shallow ponds treating effluents from UASB reactors. Water Science & Technology, v.51, n.12, p.83-90, 2005. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2005.0432
WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO). WHO Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater - Policy and regulatory aspects, v.1, Geneva, Switzerland, Ed. WHO©, 2006.
BASTOS, R. K. X.; RIOS, E. N.; BEVILACQUA, P. D.; ANDRADE, R. C. UASB-polishing ponds design parameters: contributions from a pilot scale study in southeast Brazil. Water Science & Technology, v.63, p.1276-1281, 2011. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2011.108
BATISTA, A. A.; DUTRA, I.; CARMO, F. F.; IZIDIO, N. S. C.; BATISTA, R. O. Qualidade dos frutos de mamoeiro produzidos com esgoto doméstico tratado. Revista Ciência Agronômica, v.48, n.1, p.70-80, 2017. DOI: https://doi.org/10.5935/1806-6690.20170008
BOLTON, N. F. CROMAR, N. J.; HALLSWORTH, P.; FALLOWFIELD, H. J. A review of the factors affecting sunlight inactivation of micro-organisms in waste stabilisation ponds: Preliminary results for enterococci. Water Science and Technology, v.61, n.4, p.885–890, 2010. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2010.958
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução n° 357, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Brasília: DOU, 2005.
BRASIL. Ministério da Saúde. Portaria de Consolidação nº 5, de 28 de Setembro de 2017. Consolidação das normas sobre as ações e os serviços de saúde do Sistema Único de Saúde. Brasília: DOU, 2017.
CAVALCANTI, P.F.F. Aplicação de Reatores UASB e Lagoas de Polimento no Tratamento de Esgoto Doméstico. 1 ed. João Pessoa , PB: Gráfica Santa Marta, 2009.
CAVALCANTI, P. F. F. Integrated application of the UASB reactor and ponds for domestic sewage treatment in tropical regions. Doctoral Thesis - Wageningen Agricultural University, Wageningen, The Netherlands, 2003. 141p.
COSTA, F. G. B.; OLIVEIRA, A. F. M.; CARVALHO, M. A. B.; FERNANDES, M. B.; BATISTA, R. O. Desenvolvimento inicial de cultivares de melão fertirrigadas com distintas proporções de esgoto doméstico em Mossoró-RN. Revista Caatinga, v.27, n.2, p.116-123, 2014.
DAVIES-COLLEY, R. Inactivation of faecal indicator micro-organisms in waste stabilization ponds: interactions of environmental factors with sunlight. Water Research, v.33, n.5, p.1220-1230, 1999. DOI: https://doi.org/10.1016/S0043-1354(98)00321-2
DIAS, D. F. C.; PASSOS, R. G.; VON SPERLING, M. A review of bacterial indicator disinfection mechanisms in waste stabilisation ponds. Reviews in Environmental Science and Biotechnology, v.16, n.3, p.517–539, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/s11157-017-9433-2
FEITOSA, T.; GARRUTI, D. S.; LIMA, J. R.; MOTA, S.; BEZERRA, F. M. L.; AQUINO, B. F.; SANTOS, A. B. Qualidade de frutos de melancia produzidos com reúso de água de esgoto doméstico tratado. Revista Tecnológica, v.30, n.1, p.53-60, 2009.
HESPANHOL, I. Potencial de reúso de água no Brasil: agricultura, indústria, municípios, recarga de aquíferos. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v.7, n.4, p.75-97, 2002. DOI: https://doi.org/10.21168/rbrh.v7n4.p75-95
JUNGLES, M. K. Tratamento de Esgoto Sanitário em Lagoa de Maturação com Biofilme. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, 2007. 150p.
LIU, L.; HALL, G.; CHAMPAGNE, P. Effects of environmental factors on the disinfection performance of a wastewater stabilization pond operated in a temperate climate. Water, v.8, n.1, p.1-11, 2016. DOI: https://doi.org/10.3390/w8010005
MACEDO, S. L.; ARAÚJO, A. L. C.; PEARSON, H. W. Thermo-tolerant coliform bacteria decay rates in a full scale waste stabilization pond system in Northeast Brazil. Water Science & Technology, v.63, p.1321-1326, 2011. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2011.110
MARAIS, G. V. R.; EKAMA, G. A. The Activated Sludge Process Part I: Steady State Behaviour. Water SA. v.2, n.4, p.164-200, 1976.
MAYO, A. W. Modelling coliform mortality in waste stabilization ponds. Journal of Environmental Engineering, v.121, p.140-152, 1995. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(1995)121:2(140)
MARCHELLO, A. E.; LOMBARDI, A. T.; DELLAMANO-OLIVEIRA, M. J.; SOUZA, C. W. O. Microalgae population dynamics in photobioreactors with secondary sewage effluent as culture medium. Brazilian Journal of Microbiology, v.46, n.1, p.75-84, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/S1517-838246120131225
MASCARENHAS, L. C. A.; VON SPERLING, M.; CHERNICHARO, C. A. L. Evaluation of the Performance of In-Series Shallow Polishing Ponds for Post Treatment of UASB Reactor Effluent. Engenharia Sanitária e Ambiental, v.9, n.1, p.45–54, 2004.
MEDEIROS, S. S. Estabelecimentos Agropecuários do Semiárido Brasileiro. 1º. ed. Campina Grande, PB: Instituto Nacional do Semiárido, 2018.
MEDEIROS, S. S.; SALCEDO, I. H; dos SANTOS, D. B.; BATISTA, R. O; SANTOS JÚNIOR, J. A; LIMA, R. C. C.; MARIN, A. M. P. Esgotamento sanitário: panorama para o semiárido brasileiro. Campina Grande, PB: Instituto Nacional do Semiárido, 2014.
MOREIRA, J. F.; CABRAL, A. R.; OLIVEIRA, R.; SILVA, S. A. Causal model to describe the variation of faecal coliform concentrations in a pilot-scale test consisting of ponds aligned in series. Ecological Engineering, v.35, n.5, p.791-799, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.12.002
PEDRERO, F.; KALAVROUZIOTIS, I.; ALARCÓN, J. J.; KOUKOULAKIS, P.; ASANO, T. Use of treated municipal wastewater in irrigated agriculture: review of some practices in Spain and Greece. Agricultural Water Management, v.97, p.1233-1241, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2010.03.003
PINTO, A. C. A.; RODRIGUES, L. S.; OLIVEIRA, P. R.; SPERLING, M. V.; CRISÓSTOMO, C. M.; SILVA, I. J. Eficiência de lagoas de polimento no pós tratamento de reator UASB no tratamento de águas residuárias de suinocultura. Arq. Bras. Med. Vet. Zootec . v.66, n.2, p.360-366, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1678-41625719
SALES, M. A. L.; SÁNCHEZ-ROMÁN, R. M. Desenvolvimento da cultura e presença de E. coli na salsa irrigada com água residuária tratada por radiação solar. Revista Irriga, v.24, n.2, p.336-351, 2019. DOI: https://doi.org/10.15809/irriga.2019v24n2p336-351
SANTOS, S. L.; CHAVES, S. R. M.; VAN HAANDEL, A. Influence of phase separator design on the performance of UASB reactors treating municipal wastewater. Water S. A. v.42, n.2, p.176-182, 2016. DOI: https://doi.org/10.4314/wsa.v42i2.01
SCHAER-BARBOSA, M.; SANTOS, M. E. P.; MEDEIROS, Y. D. P. Viabilidade do Reúso de Água como Elemento Mitigador dos Efeitos da Seca no Semiárido da Bahia. Ambiente & Sociedade. v.17, n.2, p.17-32, 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/S1414-753X2014000200003
SOUZA, C. F.; BASTOS, R. G.; GOMES, M. P. M.; PULSCHEN, A. A. Eficiência de estação de tratamento de esgoto doméstico visando reúso agrícola. Revista Ambiente & Água, v.10, n.3, p.587-597, 2015. DOI: https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1549
URBANO, V. R.; MENDONÇA, T. G.; BASTOS, R. G.; SOUZA, C. F. Effects of treated wastewater irrigation on soil properties and lettuce yield. Agricultural Water Management, v.181, p.108-115, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.12.001
VAN HAANDEL, A. C.; LETTINGA, G. Anaerobic sewage treatment: a practical guide for regions with a hot climate. Chichester, UK: John Wiley & Sons Ltd, 1994.
Van HaandeL, A. C.; Van der Lubbe, J. Anaerobic sewage digestion: Theory and applications. London, UK: International Water Association, 2019.
VON SPERLING, M. Modelling of coliform removal in 186 facultative and maturation ponds around the world. Water Research, v.39, p.5261-5273, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.10.016
VON SPERLING, M. Lagoas de estabilização. 2. ed. Belo Horizonte: DESA- UFMG, 2011.
VON SPERLING, M.; MASCARENHAS, L. C. A. M. Performance of very shallow ponds treating effluents from UASB reactors. Water Science & Technology, v.51, n.12, p.83-90, 2005. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2005.0432
WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO). WHO Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater - Policy and regulatory aspects, v.1, Geneva, Switzerland, Ed. WHO©, 2006.
Downloads
Publicado
2022-09-27
Edição
Seção
Artigos
