Wastewater treatment through an anaeroboc filter filled up with coco nuts (cocos nucifera) combined with sand filter

Orientador: Ronaldo StefanuttiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: O desenvolvimento de sistemas de tratamento de esgoto, eficientes e adaptáveis às condições econômicas e estruturais de uma região seria uma opção para diminuir o problema da escassez de água, já que o efluente poderia ser reutilizado ou descartado nos corpos hídricos. Ainda, com o esgotamento sanitário, os problemas de saúde pública e do meio ambiente seriam menos agravantes. Frente a esta situação, o objetivo deste projeto foi estudar um sistema para o tratamento de esgoto doméstico de pequenas comunidades, composto por filtros anaeróbios seguidos por filtros de areia. Avaliou-se o desempenho de dois filtros anaeróbios com fluxos ascendentes e preenchidos com cascas de coco verde (Cocos nucifera) e de quatro filtros de areia com espessura de 0,75m. A partida dos reatores anaeróbios foi diferente pois um deles foi inoculado. O Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) estudado variou de 12 horas até 3 horas. Nos quatro filtros de areia foram aplicadas diferentes taxas hidráulicas (300, 400, 500 e 600 Lm-2dia) com a finalidade de se encontrar a capacidade limite de aplicações diárias, mantendo seu efluente com qualidade compatível a legislações brasileiras, como o CONAMA 357. A avaliação dos reatores anaeróbios, do meio suporte e das taxas de aplicação nos filtros de areia foi realizada com a análise semanal do esgoto bruto, dos efluentes anaeróbios e dos efluentes dos filtros de areia quanto a parâmetros físicos, químicos e biológicos, conforme os procedimentos do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Os filtros anaeróbios mostraram-se estáveis frente a mudanças do TDH e a remoção de material orgânico foi em torno de 64% evidenciando que as cascas de coco verde podem ser utilizadas como meio suporte. Os filtros de areia puderam remover cerca de 80% da matéria orgânica e dos SST e, aproximadamente, 100% da turbidez. Além disso, apresentaram grande capacidade de aeração e nitrificação, gerando um efluente com 82% de concentração de nitrato em relação à concentração de nitrogênio total. Como os resultados foram satisfatórios, comprova-se que é possível a aplicação de maiores taxas hidráulicas nos leitos de areia.Abstract: The development of efficient wastewater treatment systems, which are also adapted to the economic and structural conditions of a village, would be an option to decrease the lack of water problem since the effluent could be reused or discharged into receiving waters. Moreover, with wastewater system, health and environmental problems would be less frequent. For this reason, the aim of this investigation was to study a wastewater treatment system for small villages constituted by the combination of upflow anaerobic filters followed by sand filters. The performance of two upflow anaerobic reactors filled with coco nuts (Cocos nucifera) and four sand filters (0.75m deep) was evaluated. The anaerobic filters' staring up were different since one of them was inoculated. The hydraulic retention time (HRT), which was studied, varied from 12 to 3 hours. On the four sand filters, the anaerobic effluent was disposed in different frequencies of application (300, 400, 500 and 600 Lm-2dia-1) in order to estipulate the diary application limit capacity to keep the effluent quality according to Brazilian laws, like CONAMA 357. To evaluate the anaerobic reactors, the support and the frequency of application on the sand filters, weekly, sewage, anaerobic and final effluent were analyzed through physical, chemical and biological parameters, according to Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Anaerobic reactors were stable even when HRT was modified and organic material removing was around 64% showing that the coco nuts can be used as a support. The sand filters could remove about 80% of organic matter and TSS and, approximately, 100% of turbidity. Besides, these filters showed a great capacity of aeration and nitrification producing an effluent with 82% of nitrate concentration from the total nitrogen concentration. As the results were satisfactory, it can be confirmed the possible higher frequencies of application in sand filters.MestradoSaneamento e AmbienteMestre em Engenharia Civi