Treatment of the dairy industry wastewater in constructed wetland systems cropped with forages

Por existir pouca informação sobre dimensionamento, métodos de construção, operação e eficiência de Sistemas Alagados Construídos (SACs) na depuração de águas residuárias de indústrias de laticínios, no presente trabalho procurou-se estudar a influência da espécie vegetal cultivada e da taxa de carga orgânica média aplicada por unidade de área (TCOs) no desempenho de sistemas piloto. Cada SAC foi constituído por um tanque de 0,40 x 0,73 x 3,00 m, impermeabilizado, preenchido com substrato de brita zero, com declividade de base de 0,5% no sentido longitudinal e profundidade do leito filtrante de 0,33 m. O afluente aos SACs escoava de forma subsuperficial, com vazão média de 60 L d-1 e tempo de residência hidráulica igual a 4,8 dias. O tratamento testemunha foi constituído por um SAC sem vegetação (SV), ao qual foi aplicada uma TCOs de 130 kg ha-1 d-1 de DBO e nos outros SACs, tanto os cultivados com capim-elefante cv. Napier (Pennisetum purpureum) como nos cultivados com capim-tifton 85 (Cynodon spp), foram aplicadas TCOs de 66, 130, 190, 320 e 570 kg ha-1 d-1 de DBO. Para avaliar o desempenho dos sistemas foram efetuadas seis amostragens da água residuária afluente e efluente de cada SAC, no decorrer do período experimental, para medir a condutividade elétrica (CE) e o pH e quantificar as concentrações de DBO, DQO, ST, SST, N-total, P-total, K e Na. Foi também removida a biomassa aérea das espécies vegetais, para a quantificação da matéria verde, matéria seca e das concentrações de N-total, P-total, K e Na no tecido vegetal. De modo geral, as duas espécies vegetais avaliadas se adaptaram bem aos sistemas, tanto em relação à condição de saturação do substrato, quanto às diferentes aplicações de TCOs. Os sistemas se mostraram eficientes na remoção da DBO, da DQO, dos SST, dos ST e do nitrogênio, entretanto não se mostraram eficientes na remoção de fósforo, potássio e sódio. Embora preliminares, os resultados desta pesquisa mostraram que os Sistemas Alagados Construídos podem ser adequados para o tratamento de Água Residuária de Laticínios.Taking into account the lack of information on the dimensioning, construction and operational methods, as well as the efficiency of the Constructed Wetland Systems (SACs) in purifying the dairy industry wastewater, this study was carried out to evaluate the influence of either the cropped vegetative species and average organic load applied in each unit area (TCOs) upon the performance of the pilot-systems. Each SAC consisted of one waterproof tank measuring 0.40 x 0.73 x 3.00, infilled with crushed stone (zero), 0.5% longitudinally basic declivity, and 0.33m filtering bed depth. The affluent of the SACs was subsuperficially flowing at an average flow of 60 L d-1 and hydraulic residence time of 4.8 days. The control treatment consisted of one SAC without vegetation (SV) to which a TCOs of 130 kg ha-1 d-1 BOD was applied, whereas in other SACs either cropped with elephant grass, Napier cv. (Pennisetum purpureum) and those cropped with grass tifton 85 (Cynodon spp.) the following TCOs were applied: 66, 130, 190, 320 and 570 kg ha-1 d-1 BOD. To evaluate the performance of those systems, six samplings of both affluent and effluent waters of each SAC were obtained during the experimental period, in order to measure the electric conductivity (CE) and pH as well as to quantify the concentrations of BOD, COD, ST, SST, Total-N, Total-P, K and Na. The aerial biomass of the vegetative species were also removed in order to quantify the green matter, dry matter and the concentrations of Total-N, Total-P, K and Na in the vegetal tissue. In general, both vegetative species showed a good adaptation to the systems, relative to the substrate saturation condition and the different TCOs applications. The systems showed to be efficient in removing BOD, COD, SST, ST and nitrogen, but were nonefficient in the removal of potassium and sodium. Although the results of this research are preliminary, they showed the Constructed Wetland Systems can be appropriate to the treatment of dairy industry wastewaters