Tratamento de água residual suinícola através de vermifiltração e hidroponia

Luz, Tomás Michael do Rosário da

http://hdl.handle.net/10400.8/9607

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Authors

Luz, Tomás Michael do Rosário da

Advisor(s)

Aires, Luis Miguel Igreja

Ispolnov, Kirill

Abstract(s)

A suinicultura, apesar da sua importância, contribui para o aumento da indisponibilidade de água potável devido às descargas das águas residuais deste setor sem o tratamento adequado, ricas em sólidos, nutrientes, metais pesados e agentes patogénicos. Perante as dificuldades de implementação de sistemas convencionais de tratamento de água, e pela dispersão das explorações suinícolas, parece fundamental estudar novas alternativas, mais sustentáveis e descentralizadas, de gestão e tratamento destes efluentes. Este estudo teve por objetivo principal avaliar a vermifiltração integrada com a hidroponia no tratamento de água residual suinícola. Para isso, primeiramente foi concebido e otimizado um sistema hidropónico DWC (Deep Water Culture) à escala laboratorial, que permitisse produzir adequadamente alfaces, de bom aspeto, com elevada eficiência de uso de água e de radiação e um efluente com teores baixos de azoto (N) e fósforo (P), com o intuito de se usar posteriormente esse sistema no tratamento hidropónico de água residual suinícola vermifiltrada. Para o efeito foram testados diferentes níveis de radiação (DLI, integral diário de luz fotossintética, entre 8 e 23 mol m-2 d-1), usando luz fluorescente, e volumes de solução nutritiva (SN) por alface entre 1,5 e 3 L, em dois estudos consecutivos de 35 dias de crescimento de alface frisada (Lactuca sativa L. var. crispa). Os resultados revelaram que 2 L de SN por alface e DLI entre 10 e 12 mol m-2 d-1 foram as condições que permitiam alcançar os objetivos pretendidos com o sistema concebido. Uma vez otimizado o sistema hidropónico, foram realizados 2 estudos de tratamento de água residual suinícola por vermifiltração e hidroponia. A alface frisada foi cultivada hidroponicamente durante 35 dias num primeiro momento em água vermifiltrada (AV), e posteriormente em água vermifiltrada suplementada (AVS), tendo como controlo a SN. O crescimento das plantas foi monitorizado semanalmente, através de análises métricas de alguns parâmetros de crescimento, assim como os parâmetros físico-químicos e microbiológicos de qualidade de água. A água vermifiltrada usada nos estudos foi recolhida após aclimatação das minhocas usadas (Eisenia fetida) e maturação do vermifiltro, construído e testado em estudos anteriores. As análises pontuais realizadas mostraram que o vermifiltro conseguiu remover da água residual 84% dos SST, mais de 80% da turvação, 20% dos SDT, mais de 47% da CBO5, mais de 80% do NH3-N e mais de 80% dos coliformes totais e E. coli. O acréscimo máximo observado de PO4-P foi de 2,2 mgP L-1, e de NO3-N foi de 113 mgN L- 1. A água vermifiltrada evidenciou ter teores médios de NO3-N adequados à hidroponia de alface, mas valores baixos de PO4-P. No estudo de hidroponia em AV, usou-se 2 L de solução por planta e DLIs de 8,06, 10,4 e 12,1 mol m-2 d-1, com a SN como controlo. A AV evidenciou excelente viabilidade para o crescimento de alface, no entanto o crescimento médio, a biomassa produzida e o aspeto final das alfaces foram significativamente inferiores nos tratamentos com AV, sendo o fósforo um dos nutrientes limitantes. A AV no final da hidroponia apresentou, contudo, critérios legais de qualidade que permitiriam a sua reutilização em rega, com algumas restrições, e a sua reutilização em alguns usos urbanos. No tratamento hidropónico em AVS, a suplementação com fósforo e outros macro e micronutrientes foi realizada com o objetivo de se melhorar a produtividade de alface e ao mesmo tempo potenciar o tratamento da água, tendo decorrido também com volume 2 L de solução por planta, mas com um DLI médio de 11 mol m-2 d-1, usando a SN e a AV como controlos. Em termos de biomassa produzida e aspeto das alfaces, o tratamento AVS foi igual ao tratamento SN. No final do estudo hidropónico, os parâmetros analisados na AV como na AVS estavam em conformidade com os requisitos legais para descarga de águas residuais. No que respeita ao aproveitamento de águas residuais tratadas para reutilização em rega (Decreto-Lei 119/2019) a AV e a AVS poderiam ser classificadas com uma classe de qualidade C em função da quantidade de E. coli ainda presente na água. Os resultados obtidos mostraram boa capacidade do sistema integrado de vermifiltração e hidroponia no tratamento de águas residuais suinícolas, produzindo uma água com qualidade de ser reutilizada em diversos fins e permitindo em simultâneo a produção de alfaces com elevada eficiência de uso de água e com potencial se serem valorizadas economicamente.