Desempenho de meios filtrantes aplicados em sistemas naturais de descarga zero recebendo águas cinza clara

Abstract

De acordo com a Lei Nacional de Saneamento Básico (n.° 11.445), sancionada em 2007, na ausência de redes públicas de saneamento básico, serão admitidas soluções individuais de abastecimento de água e de afastamento e destinação final dos esgotos sanitários. Para garantir a universalidade de acesso aos serviços de esgotamente sanitário e promover o uso racional da água sem desperdícios, as soluções individuais além de apresentarem boa eficiêcnia de tratamento, devem ser economicamente viáveis e requerer baixa manutenção. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de diferentes meios filtrantes no tratamento de águas cinza, utilizando sistemas de bancada com descarga zero alimentados em batelada, buscando definir, dentre os meios filtrantes estudados, qual seria o mais adequado considerando baixa emanação de odores e evitando toxicidade a microrganismos envolvidos na degradação da matéria orgânica. Para isso, cinco tipos de meios filtrantes (espuma de poliuretano, bucha vegetal, escória de alto forno, pedrisco e bambu) foram avaliados e comparados através de análises físico químicas e de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados indicaram que nos diferentes meios filtrantes, a degradação da matéria orgânica influenciou diretamente as condições redox, provocando a formação de ambientes anóxicos e anaeróbios nos jarros estudados. Essas trocas de ambientes contribuíram para um sintrofismos entre arquéias metanogênicas (AM), bactérias redutoras de sulfato (BRS) e bactérias anaeróbias fototróficas (BAF). AM e BRS provavelmente foram responsáveis pela degradação da matéria orgânica e coexistiram nos jarros preenchidos com espuma de poliuretano, bucha vegetal, escória de alto forno e pedrisco a partir do 160º dia de experimento, quando a relação DQO/SO4-2 foi 1,8, 1,9, 1,7 e 1,9 respectivamente. No jarro contendo bambu o superávit de matéria orgânica possilvemente favoreceu a presença conjunta desses microrganismos desde o início do experimento, mesmo com uma relação DQO/SO4-2 de 8,9. A faixa de pH mantida entre 7 e 8,5 e as conversões de sulfeto para enxofre elementar realizado pelas BAF aderidas aos diferentes meios filtantes, foram responsáveis pela ausência de odor e pela não toxicidade aos microrganismos causadas pelo gás sulfeto (H2S). A MEV demonstrou que os meios filtrantes são uma importante ferramenta para fixação da biomassa, sendo a espuma de poliuretano o meio filtrante que apresentou a maior diversidade de morfologias aderidas.

ABSTRACT - According to the National Basic Sanitation Law (nº 11.445), enacted in 2007, individual solutions for water supply and removal and disposal of sewage shall be allowed when public sewerage systems are absent. To ensure universality of sewage sanitary services and promote the rational use of water without waste, individual solutions, in addition to having good treatment efficiency, should be economically viable and require low maintenance. In this sense, the purpose of this study was to evaluate the performance of different filter media in the treatment of grey water using a batch fed bench jar system with zero discharge, attempting to define among the studied filter media which would be the most appropriate considering low emanation of odors and avoidance of toxicity to the microorganisms involved in the degradation of organic matter. Five types of filter media (polyurethane foam, loofah, blast furnace slag, gravel and bamboo) were evaluated, with comparison of physical and chemical parameters, and biofilm formation using scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that the degradation of organic matter directly influenced the redox condition, causing the formation of anoxic and anaerobic environments in the test jars. These exchanges environments contributed to syntrophism between methanogenic archaea (MA), sulfate reducing bacteria (SRB) and anaerobic phototrophic bacteria (BAF). MA and SRB were probably responsible for the degradation of organic matter and coexisted in jars filled with polyurethane foam, loofah plant, blast furnace slag and gravel from the 160th day of the experiment, when values of the ratio DQO/SO4-2 were 1.8, 1.9, 1.7 and 1.9 respectively. The jar containing bamboo, with a surplus of organic matter, probably favored the joint presence of these microorganisms from the beginning of the experiment, even with a DQO/SO4-2 ratio of 8.9. The pH remained between 7 and 8.5 and conversions of sulfide to elemental sulfur by the BAF were probably responsible for the absence of odor and lack of sulfide gas (H2S) toxicity to the microorganisms. SEM showed that the filter media are an important substrate for fixing biomass, with the polyurethane foam being the filter mediim which showed the greatest diversity of adhered morphologies.