Assessment of efficiency of combined constructed wetlands system for water quality improvement

Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema combinado de alagados construídos, localizado no Parque Ecológico do Tietê em São Paulo, na melhoria da qualidade das águas. A estação de estudo é composta por um canal de decantação, um canal de macrófitas flutuantes (Eicchornia crassipes, Pistia stratioides, Salvinia auriculata) e emergentes (Typha angustifolia) de fluxo superficial, e duas células paralelas de solos filtrantes de fluxo vertical descendente cultivados com arroz (Oryza sativa). As coletas de água foram realizadas mensalmente, na entrada e saída de cada etapa do sistema, no período de fevereiro, março, junho e julho de 2004 e de março a setembro de 2005. As variáveis físicas, químicas e biológicas da água foram medidas e taxas de eficiência de remoção parcial e total do sistema foram calculadas. A estação construída de alagados mostrou-se eficiente principalmente na remoção de sulfato (52%), turbidez (86%), 'DBO IND.5' (41 - 64%), fósforo total (51 68%), nitrogênio albuminóide (51,7%), nitrito (77,8%) e nitrogênio amoniacal (57 84%). Os canais de macrófitas apresentaram um alto desempenho de remoção média para maioria das variáveis analisadas no trabalho, contribuindo com a maior porção na taxa de remoção total do sistema. Durante o período de estudo, provavelmente devido à falta de manejo do sistema, observou-se a volta dos nutrientes assimilados pelas macrófitas para a coluna d`água (N, P, Fe) com a decomposição das plantas e condições de anaerobiose nos solos filtrantes. Esses fatores, juntamente com a presença dos animais do parque atraídos pelo arroz, contribuíram com o baixo desempenho do canal de macrófitas e dos solos filtrantes na remoção de cor, turbidez, ferro total e coliformes em alguns meses de coleta. Para a maioria das variáveis analisadas, a água tratada pelo sistema de alagados construídos alcançou os limites e padrões estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/2005 para águas doces de classe 2 (BRASIL, 2005). Contudo, em função dos dados obtidos, não se pode enquadrar totalmente o efluente, embora seja esperado que com a estabilização do sistema e um manejo adequado, a água tratada consiga atingir as características exigidas e possa ser enquadrada em águas doces de classe 2.The aim of this work was evaluate the efficiency of combined constructed wetlands, located in the Tiete Ecological Park in São Paulo, in water quality improvement. The station consists of a settling channel, one free-floating (Eichhornia crassipes, Salvinia auriculata, Pistia stratiotes) and rooted emergent macrophyte-based system (Typha angustifolia) with surface flow and two cells of vertical flow filter soils in parallel, planted with rice (Oryza sativa). The water samples were collected monthly at the inlet and outlet of each step of the system, in the period of February, March, June and July of 2004 and of March to September of 2005. The physical, chemical and biological variables of the water were measured and efficiency rates of the system were made. The constructed wetlands system mainly showed efficient removal rates in sulphate (52%), turbidity (86%), BDO (41 - 64%), total phosphorus (51 - 68%), organic nitrogen (51,7%), nitrite (77,8%) and ammonia nitrogen (57 - 84%). The settling channel and macrophyte-based system presented a high removal performance for most of the variables analyzed in the work, contributing with the largest portion in the total removal rate of the system. During the study period, probably due to the lack of system management, the return of nutrients previously uptaken (N, P, Fe) by macrophytes for the water column was observed with the decay of aging plants and anaerobic conditions in the HDS system. Those factors, added with the presence of the park´s animals attracted for the rice, contributed with the low performance of macrophyte-based and HDS system in the removal of color, turbidity, total iron and coliforms in some months of collection. For most of the analyzed variables, the water treated by the constructed wetlands system reached the limits and patterns established by the Resolution CONAMA 357/2005 for fresh water of class 2 (BRAZIL, 2005). However, due to the obtained data, the treated water cannot be totally classified as class 2, although it is expected that with the stabilization of the system and appropriate handling, the treated water reach the demanded characteristics and can be classified in fresh water of class 2