Post treatment of pre-treated simulated black water by UASB reactor using constructed wetlands

A utilização de sistemas de alagados construídos (SACs), como alternativa para o tratamento de diversos tipos de efluentes, tem sido objeto de diversos estudos devido as suas vantagens: baixo custo de implantação e manutenção, ausência de odores, boa qualidade de efluente final e poder paisagístico. O presente estudo teve como finalidade implantar e monitorar um SAC híbrido, em escala piloto, composto por uma unidade contínua subsuperficial de fluxo horizontal (SFH) seguido por uma unidade intermitente subsuperficial de fluxo vertical (SFV) com recirculação. A vegetação utilizada foi a Canna x generalis, popularmente conhecido com Biri, visando o tratamento de água negra simulada pré tratada por reator UASB. Foram implantados na estação de tratamento de esgoto Monjolinho, da cidade de São Carlos – SP. Foram utilizados tempos de detenção hidráulico (TDH) de 1, 2 e 3 dias para o SAC SFH, e o monitoramento do experimento durou, aproximadamente, 6 meses consecutivos. Avaliou-se parâmetros físico-químicos, eficiências de remoção de material orgânico, nutrientes e microrganismos, além da avaliação da presença de antibióticos no efluente. A espécie plantada se adaptou bem às condições ambientais, mostrando-se viável seu uso em SACs. O sistema de tratamento foi responsável, em média, por remoção de 71,4 % de DQO, 73,1% de DBO, 41,3% de carbono orgânico total, 32,1% de N total, 30,9% de N amoniacal, 47,4% de P total e 47,3% de ortofosfato. A remoção de coliformes totais variou de 0 a 2 unidades logarítmicas, e a de Escherichia coli de 0 a 3,5 unidades logarítmicas. A elevação do TDH e a diminuição das taxas de aplicação hidráulica, influenciaram positivamente na eficiência de remoção, principalmente, dos nutrientes e dos coliformes totais. Apenas o antibiótico ciprofloxacina teve sua presença confirmada no afluente do ponto de amostragem da entrada do SAC SFH, com média de concentração de 442,6 ng/L. Supostamente há um mecanismo de remoção de antibióticos ocorrendo nos SACs, devido à presença desse analito apenas no seu afluente, se tornando um potencial para experimentos futuros sobre remoção de antibióticos. Tais resultados mostraram o SAC como uma alternativa promissora para o pós tratamento de efluente concentrado pré tratado anaerobiamente, oferecendo subsídios para planos de saneamento básico, principalmente em áreas descentralizadas, mas dependendo da utilização que se dará ao efluente após o tratamento, pode ser necessária a utilização de um processo de desinfecção.The use of constructed wetlands systems (CWSs) as an alternative for the treatment of several types of wastewater have been the subject of studies due to its benefits: low cost of deployment and maintenance, absence of odors, good quality of the final effluent and landscaping application. The present study had the purpose to implement and monitor a pilot hybrid CWS composed of a continuous horizontal subsurface flow unit (HSF) followed by a vertical subsurface flow unit (VSF), with a recirculation. The vegetation used was Canna x generalis, popularly known as Biri. This system aimed the treatment of simulated black water pre-treated by UASB reactor, and it was deployed at the Monjolinho sewage treatment plant, in São Carlos – SP. Hydraulic retention times (HRT) of 1, 2 and 3 days were used for the HSF CWS, and the monitoring of the experiment lasted approximately 6 consecutive months. It was evaluated the physical-chemical parameters, the efficiency of removal of organic matter, nutrients and microrganisms, and the presence of antibiotics in the effluent. The specie planted showed a good adaptation to the environmental conditions, showing its viability in CWSs. On average, the treatment system was responsible for removal of 71.4% COD, 73.1% BOD, 41.3% total organic carbon, 32.1% total N, 30.9% N Ammonia, 47.4% of total P and 47.3% of orthophosphate. The total coliforms removal ranged from 0 to 2 log units and the Escherichia coli from 0 to 3.5 log units. The elevation of HRT and the decrease of hydraulic application rates, showed a positively influence on the removal efficiency, mainly of nutrients and total coliforms. Only the antibiotic ciprofloxacin was confirmed in the affluent of the input sampling point of CWS HSF, with a mean concentration of 442.6 ng/L. Supposedly there is a mechanism of antibiotic removal occurring in CWSs, due to the presence of this analyte only in its affluent, becoming a potential for future experiments on antibiotic removal. These results have shown the CWS as a promising alternative for post treatment of concentrated effluent anaerobically pre-treated, offering subsidies for basic sanitation plans, mainly in decentralized areas. However, depending on the use that will be given to the effluent after the treatment, it could be necessary to use a disinfection process