Integração da ozonização e de leitos de macrófitas para obter a depuração do efluente da indústria corticeira

A operação de cozimento da cortiça, destinada à purificação da matéria-prima, requer elevados consumos específicos de água e origina um efluente com cor escura intensa, composição complexa e elevada carga orgânica. O impacte ambiental desta atividade é agravado pela dificuldade no tratamento deste efluente através dos processos convencionais de depuração, nomeadamente os baseados no tratamento biológico, devido à elevada carga orgânica com carácter recalcitrante e tóxico. As quatro amostras de efluente industrial utilizadas nesta investigação caracterizaram-se por cargas orgânicas elevadas, valores médios CQO de 1756 mg O2 L-1, concentração de fenóis totais de 183 mg ácido tânico L-1, e uma coloração castanho-escura intensa. Este efluente carateriza-se também pela sua reduzida biodegradabilidade, com valores de 0,30 e 0,44 para as razões CBO5/CQO e CBO20/CQO, respetivamente, as quais limitam a possibilidade de concretizar a depuração através de processos biológicos. O trabalho desenvolvido com os leitos de macrófitas (CW), (configurado a um sistema de escoamento horizontal (LM-ESSH) com enchimento de LECA, um dos leitos plantado com Phragmites australis (CWP) e o outro sem plantas usado como controlo (CWC)), foi concretizado para prosseguir o processo de adaptação e aclimatização da biomassa imobilizada às características do efluente, o qual foi iniciado em 23 julho de 2013. Os resultados obtidos para as duas fases de operação desenvolvidas com uma carga orgânica de 8,87 g m-2 d-1 (Fase 7) e 6,82 g m-2 d-1 (fase 8) para a CWP e 8,23 g m-2 d-1 (Fase 7) e 5,97 g m-2 d-1 (Fase 8) para a CWC, permitiram obter remoções mássicas entre 6,08 g m-2 d-1 (fase 7) e 4,94 g m-2 d-1 (fase 8) para CWP e 4,78 g m-2 d-1 (fase 7) e 3,85 g m-2 d-1 (fase 8) para CWC. Apesar dos valores da evapotranspiração serem significativos no CWP (entre 7,73 mm d-1 e 0,73 mm d-1 dependendo da estação) e desta forma condicionarem a possibilidade da recuperação da água para reutilização, a depuração obtida é relevante mesmo para valores de CQO próximos do efluente bruto. A diversidade de condições físico-químicas existente no CWP resultou favorável para o processo de depuração apesar das razões CBO5/CQO e CBO20/CQO dos influentes testados estarem limitadas na fase 7 a 0,23 e 0,33 para as razões CBO5/CQO e CBO20/CQO, respetivamente, e na fase 8 a 0,28 e 0,47 pela mesma ordem de ideias. Para obter o incremento da biodegradabilidade e a redução da toxicidade dos influentes testados foi concretizada a integração da oxidação química através da ozonização, como pré e pós-tratamento. A quantidade de ozono aplicada foi ajustada para obter, em ambos os casos, uma razão O3,apl/CQOi próxima de 0,30. Apesar do constrangimento antecipado relativamente à reduzida biodegradabilidade, a depuração média obtida para o pós-tratamento foram de 72,0 e 78,3%, resultados superiores aos obtidos através do pré-tratamento, 70,3 e 75,7%, para o tratamento biológico no CWC e CWP, respetivamente. Os resultados obtidos confirmaram que a extensão da oxidação depende da concentração dos compostos orgânicos e da quantidade de ozono aplicado e que a seletividade é reduzida. A análise dos resultados obtidos permite concluir que os leitos de macrófitas, com ou sem integração da oxidação química, podem contribuir para mitigar o impacte ambiental da indústria corticeira.The cork cooking operation, for the purification of the raw material requires higher specific consumption of water and produces an effluent with intense dark color, complex composition and high organic load. The environmental impact of this activity is compounded by the difficulty in treating this effluent through conventional cleaning processes, particularly those based on biological treatment due to the high organic load with recalcitrant and toxic nature. The four samples of industrial wastewater used in this study were characterized by high organic loads, average values of 2419 COD mg O2 L-1, total phenol concentration of 183 mg tannic acid, L-1, and intense dark brown color. This effluent is also characterized by its low biodegradability, with values of 0,21 and 0,32 for BOD5 / COD and CBO20 / COD ratios, respectively, which limit the possibility of achieving clearance through biological processes. The work with constructed wetlands (CW), (set to a (LM-SSHE) horizontal flow system filled with LECA, one of the beds planted with Phragmites australis (CWP) and the other without plants used as control (CWC )), was implemented to continue the process of adaptation and acclimatization of immobilized biomass to the characteristics of the effluent, which was initiated on 23 July 2013. The results obtained for the two phases of operation developed with an organic load of 8,87 g m-2 d-1 (step 7) and 6,82 g m-2 d-1 (step 8) to CWP and 8,23 g m-2 d-1 (step 7) and 5,97 g m-2 d-1 (step 8) for CWC removals mass allowed to obtain 6,08 g of m-2 d-1 (step 7) and 4,94 g m-2 d-1 (step 8) to CWP and 4,78 g m-2 d-1 (step 7) and 3.85 g m-2 d-1 (step 8) to CWC. Although the values of evapotranspiration are significant in CWP (between 7,73 mm d-1 and 0,73 mm d-1 depending on the season) and thus conditioning the possibility of recovery of water for reuse, debugging obtained is relevant even for COD values near the raw wastewater. The diversity of the physicochemical conditions achieved favorable results for the CWP process for purification reasons despite the BOD5 / COD and CBO20 / COD of influent tested are limited in step 7 to 0,23 and 0,33 to BOD5 / COD ratios and CBO20 / COD, respectively, and in stage 8 to 0,28 and 0,47 in the same order of ideas. To obtain increased biodegradability and reduce the toxicity of tested influent chemical oxidation by ozonisation was integrated, such as pre-and post-treatment. The amount of ozone applied is adjusted to obtain in both cases a reason O3, apl / CQOi close to 0,30. Despite the advanced constraint regarding the low biodegradability, the mean clearance obtained for the post-treatment were 72,0 and 78,3% better results than those obtained by the pretreatment, 70,3 and 75,7% for biological treatment in CWC and CWP, respectively. The results confirmed that the extent of oxidation depends on the concentration of the organic compounds and the amount of ozone applied and that the selectivity is decreased. The analysis of the results shows that the constructed wetlands, with or without integration of chemical oxidation, may help to mitigate the environmental impact of the cork industry