Avaliação de lagoas de Lemnas (Landoltia punctata) para o polimento de esgoto sanitário e fixação de gás carbônico

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014.A fim de mitigar o problema da poluição das águas, as lagoas de lemnas têm sido consideradas como uma tecnologia eficiente e de baixo custo, sendo então aplicadas para o tratamento de esgoto sanitário e agroindustrial. A elevada eficiência na remoção de nutrientes (N e P) é uma das principais vantagens dessa tecnologia. Além disso, a biomassa produzida durante o tratamento pode apresentar um alto valor nutricional, agregando valor ao processo. Desse modo, o presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial de um sistema de lagoas de lemnas (Landoltia punctata) no tratamento de esgoto doméstico e fixação de gás carbônico. Com esse intuito, foi realizado um experimento, em escala piloto, constituído por uma lagoa anaeróbia seguida por duas lagoas de lemnas, operando em fluxo contínuo. O sistema recebeu cargas de esgoto doméstico condominial a uma vazão de 200L/d. A avaliação da eficiência do sistema se deu através de análises de amostras do efluente, coletadas em cada etapa do tratamento. Também foram realizadas avaliações qualitativas (teores de proteína e amido) e quantitativas (cargas de crescimento) sobre a biomassa produzida. A fixação de gás carbônico foi avaliada através da medição da concentração, por meio de uma câmara de fluxo, para avaliar o potencial do sistema como redutor de gases do efeito estufa (GEE). No período experimental, o sistema apresentou excelentes resultados na remoção dos parâmetros avaliados, alcançando as seguintes eficiências: DQO= 92%, DBO= 97%, PT= 80%, PO43-= 70%, NTK=85,4%, N-NH3= 87%, Turbidez= 97%, E. coli= 3 log10. Quanto à biomassa de lemnas, foi constatada uma produtividade de até 7,48 g/m²/d, ou 27,3 t/ha/ano, com um teor de proteína médio de 35% e de amido de 4,7%. Foram removidos 9,29kg de CO2, ou 17,4 t CO2/ha/ano, sendo encontrada uma carga de fixação de CO2 de 10,95 g/m²/d. Desse modo, conclui-se que o sistema de tratamento por lagoas de lemnas apresentado no presente estudo possui grande potencial no polimento do esgoto doméstico, além de produzir uma biomassa com valor agregado, passível de valorização. Devido ao seu potencial de fixação de gás carbônico, as lemnas podem neutralizar as emissões de GEE na ETE, enquadrando-se como um mecanismo de desenvolvimento limpo.<br>Abstract : In order to mitigate the problem of water pollution, the duckweed ponds have been considered as an efficient and low cost technology being applied to the treatment of domestic sewage and agricultural waste. The high removal efficiency of nutrients (N and P) is one of the main advantages of this technology. Also, the biomass produced during treatment can have a high nutritional value by adding value to the process. Thus, the present study aimed to evaluate the potential of duckweed ponds system (Landoltia punctata) in wastewater treatment and carbon dioxide fixation. With this aim, an experiment was conducted on a pilot scale, consisting of an anaerobic pond followed by two duckweed ponds, operating in continuous flow. The system received loads of condominium domestic sewage at a rate of 200 L/d. The evaluation of the efficiency of the system was made through analyzes of effluent samples collected at each stage of treatment. Qualitative assessments (protein and starch content) and quantitative (growth rates) on biomass production were also performed. The fixation of carbon dioxide was evaluated by measuring the concentration, through a flow chamber, to assess the potential of the system as a reduction of Greenhouse Gases. In the trial period, the system showed excellent results in the removal of the evaluated parameters, achieving the following efficiencies: COD = 92%, BOD = 97%, TP = 80%, PO43-= 70%, TKN = 85,4%, NH3-N = 87%, Turbidity = 97%, E. coli = 3 log10. As for the duckweed biomass, we observed a productivity of up to 7.48 g/m²/d, or 27.3 ton/ha/year, with a medium protein content of 35% and 4.7% of starch. Were removed 9.29kg of CO2, or 17.4 tonCO2/ha/year, the rate of CO2 fixation of 10.95 g/m²/day was found. Thus, it is concluded that this treatment systems consisting of duckweed ponds have great potential in polishing of wastewater, and produce a biomass value, subject to valuation. Due to its potential for fixation of carbon dioxide, the duckweed can neutralize greenhouse gas emissions on ETE positioning themselves as a clean development mechanism