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DESEMPENHO AGRONÔMICO DE AVEIA E AZEVÉM CULTIVADOS EM SISTEMAS ALAGADOS CONSTRUÍDOS UTILIZADOS NO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS DO PROCESSAMENTO DOS FRUTOS DO CAFEEIRO
(2009) Fia, Ronaldo; Matos, Antonio T. de; Matos, Mateus P. de; Lambert, Túlio F.; Abreu, Edgar C.; Fia, Fátima R. L.; Embrapa - Café
Duas gramíneas forrageiras de inverno, azevém (Lolium multiflorum Lam) e aveia (Avena strigosa schreb), foram cultivadas em sistemas alagados construídos (SACs) utilizados no tratamento das águas residuárias do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC) com o objetivo de se avaliar seu desempenho agronômico. Essas forrageiras foram submetidas a diferentes cargas orgânicas (650 a 1.500 kg ha-1 d-1 de DQO), proporcionadas pela aplicação dos efluentes filtros anaeróbios, utilizados no tratamento da ARC. Como tratamento testemunha, as mesmas espécies vegetais foram cultivadas em solução de Hoagland. A matéria seca produzida pelas forrageiras ao longo dos 53 dias de monitoramento dos SACs variou de 7,4 a 14,0 e 0,5 a 2,7 t ha-1, e os rendimentos acumulados de proteína bruta variaram de 1.017 a 2.187 e 66,6 a 316,8 kg ha-1 para o azevém e a aveia, respectivamente. Os resultados permitiram concluir que, dentre as forrageiras estudadas, o azevém se mostrou mais adequado para ser cultivado em SACs utilizados no pós-tratamento da ARC efluente de filtros anaeróbios, já que apresentou maior rendimento de matéria seca e proteína bruta e, portanto, melhor adaptação ao sistema.
Desempenho de forrageiras em sistemas alagados de tratamento de águas residuárias do processamento do café
(Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG, 2010-08) Fia, Ronaldo; Matos, Antonio T. de; Fia, Fátima R. L.; Matos, Mateus P. de; Lambert, Túlio F.; Nascimento, Felipe S.
Duas gramíneas forrageiras de inverno, azevém (Lolium multiflorum) e aveia preta (Avena strigosa Schreb), foram cul- tivadas em sistemas alagados construídos (SACs) utilizados no tratamento das águas residuárias do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC) com o objetivo de se avaliar seu desempenho agronômico. Essas forrageiras foram submetidas a diferentes cargas orgânicas (650 a 1.500 kg ha -1 d -1 de DQO), proporcionadas pela aplicação dos efluentes de filtros anaeróbios, utilizados no tratamento da ARC. Como tratamento testemunha, as mesmas espécies vegetais foram cultiva- das em solução de Hoagland. A matéria seca produzida pelas forrageiras ao longo dos 53 dias de monitoramento dos SACs variou de 7,4 a 14,0 e 0,5 a 2,7 t ha -1 , e os rendimentos acumulados de proteína bruta variaram de 1.017 a 2.187 e 66,6 a 316,8 kg ha -1 para o azevém e a aveia, respectivamente. Os resultados permitiram concluir que, dentre as for- rageiras estudadas, o azevém se mostrou mais adequado para ser cultivado em SACs utilizados no pós-tratamento da ARC efluente de filtros anaeróbios, já que apresentou maior rendimento de matéria seca e proteína bruta e, portanto, melhor adaptação ao sistema.
DESEMPENHO DE SISTEMA FILTRO ANAERÓBIO-SISTEMA ALAGADO CONSTRUÍDO PARA O TRATAMENTO DAS ÁGUAS DO PROCESSAMENTO DOS FRUTOS DO CAFEEIRO: I - REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA
(2009) Fia, Ronaldo; Matos, Antonio T. de; Fia, Fátima R. L.; Abreu, Edgar C.; Nascimento, Felipe S.; Embrapa - Café
bjetivou-se estudar no presente trabalho o desempenho de três sistemas de tratamento compostos por filtros anaeróbios seguidos de sistemas alagados construídos (SACs), submetidos a diferentes cargas orgânicas, no tratamento das águas residuárias do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os filtros foram confeccionados em PVC (1,5 m de altura e 0,35 m de diâmetro) e preenchidos com brita no 2 e os SACs foram constituídos por caixas de madeira (1,5 m de comprimento, 0,4 m de altura e 0,5 m de largura) impermeabilizados por geomembrana de PEAD e preenchidos com brita “zero”. A ARC teve o pH corrigido com cal até valores próximos a 7,0 e a concentração de nutrientes alterada de forma a se obter uma relação DBO/N/P igual a 100/5/1. Como resultado, observou-se que a grande oscilação na carga hidráulica e orgânica fez com que os sistemas de tratamento utilizados neste trabalho operassem de forma instável. No entanto, os valores de pH afluente e efluente mantiveram-se dentro da faixa de valores adequados para que ocorresse a degradação biológica do material orgânico. Os sistemas não suportaram o choque de carga orgânica, o que reduziu a eficiência de remoção de matéria orgânica. Com base na análise de desempenho e nas condições operacionais empregadas, apenas o sistema que recebeu a menor carga orgânica, na terceira fase, foi eficaz na remoção de matéria orgânica.
DESEMPENHO DE SISTEMA FILTRO ANAERÓBIO-SISTEMA ALAGADO CONSTRUÍDO PARA O TRATAMENTO DAS ÁGUAS DO PROCESSAMENTO DOS FRUTOS DO CAFEEIRO: II - REMOÇÃO DE NUTRIENTES E COMPOSTOS FENÓLICOS
(2009) Fia, Ronaldo; Matos, Antonio T. de; Fia, Fátima R. L.; Matos, Mateus P. de; Lambert, Túlio F.; Nascimento, Felipe S.; Embrapa - Café
Três sistemas de tratamento, compostos por filtros anaeróbios com escoamento ascendente seguidos por sistemas alagados construídos (SACs), foram avaliados em relação à capacidade de remoção de nutrientes e compostos fenólicos, no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os filtros foram confeccionados em PVC (1,5 m de altura e 0,35 m de diâmetro) e preenchidos com brita no 2 e os SACs foram constituídos por caixas de madeira (1,5 m de comprimento, 0,4 m de altura e 0,5 m de largura) impermeabilizados por geomembrana de PEAD e preenchidos com brita “zero”. A ARC teve o pH corrigido com cal até valores próximos a 7,0 e a concentração de nutrientes alterada de forma a se obter uma relação DBO/N/P igual a 100/5/1. Como resultado, observou-se que a grande oscilação na carga hidráulica e orgânica fez com que os sistemas de tratamento utilizados neste trabalho operassem de forma instável. O aumento nas taxas de carga orgânica e, consequentemente de nutrientes e compostos fenólicos, aplicada aos sistemas, proporcionou decréscimo na eficiência de remoção dos compostos avaliados nos três sistemas. Os tempos de residência hidráulica superiores a 160 h, a que foram submetidos todos os sistemas de tratamento, durante a fase III, não proporcionaram maiores eficiências de remoção, quando comparadas a fase I, pois o tempo de recuperação dos sistemas mostrou-se insuficiente. O sistema F 1 +SAC 1 , que recebeu a menor carga orgânica, apresentou desempenho satisfatório no que se refere à remoção de N e P, que foi maior que 50%.
Desempenho de sistemas alagados no tratamento de águas residuárias do processamento dos frutos do cafeeiro
(Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG, 2010-12) Fia, Ronaldo; Matos, Antonio T. de; Queiroz, Maria E. L. R. de; Cecon, Paulo R.; Fia, Fátima R. L.
Nove sistemas alagados (SACESHs) foram construídos em escala piloto (1,5 m de comprimento, 0,5 de largura e 0,4 m de profundidade), cultivados com Typha sp. e Alternanthera phyloxeroides, e operados sob diferentes taxas de aplicação orgânica, no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Três sistemas receberam ARC sem nenhum pré-tratamento, em três foi aplicada ARC com correção de pH e correção nutricional e nos três últimos os efluentes de filtros anaeróbios utilizados no tratamento da ARC, que teve o pH e o teor de nutrientes corrigidos. Os resultados mostraram que o aumento nas taxas de carga superficial dos constituintes da ARC no sistema proporcionou decréscimo na eficiência de remoção de matéria orgânica e compostos fenólicos, em todos os SACESHs avaliados. Os tempos de detenção hidráulica superiores a 100 h proporcionaram maiores eficiências na remoção de DQO (SAC *1 , SAC F1 e SAC F2 ) e DBO (SAC 1 , SAC *1 , SAC F2 e SAC F3 ) que os tempos de detenção hidráulica de aproximadamente 60 h aplicados nas fases iniciais do experimento. Entre os SACESHs, o SAC F1 , que recebeu a menor taxa de aplicação orgânica (1.500 kg ha -1 d -1 de DQO), apresentou desempenho mais satisfatório no que se refere à remoção de DBO (63%), DQO (85%) e compostos fenólicos (65%).
Development of biofilm in anaerobic reactors treating wastewater from coffee grain processing
(Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG, 2010-02) Fia, Fátima R. L.; Borges, Alisson C.; Matos, Antonio T. de; Duarte, Iolanda C. S.; Fia, Ronaldo; Campos, Lidiane C. de
In recent decades the use of anaerobic fixed bed reactors has been established in Brazil for the treatment of different effluents. As the capability of retaining microorganisms by support media (fixed bed) is a factor influencing the perfor- mance of these reactors, the present study aims at evaluating the influence of three fixed bed on the effectiveness of treating an effluent with high pollution potential: wastewater from coffee grain processing (WCP), with organic matter concentrations varying from 812 to 5320 mg L -1 in the form of chemical oxygen demand (COD). Support media used for the immobilization of biomass were: blast furnace slag, polyurethane foam and #2 crushed stone with porosities of 53, 95 and 48%, respectively. The mean efficiency of COD removal in the reactor filled with polyurethane foam was 80%, attributed to its higher porosity index, which also provided greater retention and fixation of biomass which, when quan- tified as total volatile solids, was found to be 1301 mg g -1 of foam. The biofilm was made up of various microorganisms, including rod, curved rods, cocci, filaments and morphologies similar to Methanosaeta sp. and Methanosarcina sp.
Partida de um reator anaeróbio horizontal para tratamento de efluentes do processamento dos frutos do cafeeiro
(Associação Brasileira de Engenharia Agrícola, 2009-10) Borges, Alisson C.; Pereira, Priscila dos A.; Matos, Antonio T. de
O presente estudo teve o objetivo de avaliar a partida e a adaptação de um reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) no tratamento de águas residuárias do processamento primário dos frutos do cafeeiro (ARC). O reator foi construído com tubos de PVC de 0,2 m de diâmetro e 3,2 m de comprimento. O sistema foi preenchido com cubos de espuma de poliuretano para imobilização de biomassa ativa. O reator apresentou volume total de 0,1 m 3 e volume útil equivalente a 0,04 m 3 . Em média, houve remoção de 49% da matéria orgânica, com o reator trabalhando sob carga orgânica volumétrica média de 2,66 kg m-3 d-1 , medida como DQO. A suplementação de alcalinidade, somada à inoculação prévia de biomassa, proporcionou partida estável do RAHLF, confirmada pelo consumo de ácidos voláteis e adaptação da microbiota ao resíduo. O sistema apresentou resistência às variações de vazão e de carga orgânica observadas, e os teores de fenol e potássio monitorados não causaram inibição da atividade biológica no RAHLF. O maior controle sobre as variações de carga é fator importante na continuidade dos estudos.
Produtividade de forrageiras utilizadas em rampas de tratamento de águas residuárias da lavagem e despolpa dos frutos do cafeeiro
(Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG, 2003-01) Matos, Antonio T. de; Pinto, Andressa B.; Pereira, Odilon G.; Soares, Antonio A.; Monaco, Paola A. Lo
Gramíneas forrageiras foram cultivadas com o objetivo de se selecionar espécies para serem utilizadas como cobertura vegetal em rampas de tratamento de águas residuárias, por escoamento superficial. Essas forrageiras, azevém comum, aveia preta comum e milheto foram submetidas à aplicação de águas residuárias da lavagem e despolpa de frutos do cafeeiro (ARC) sob uma taxa de 250 kg ha-1 d-1 de DBO5. As mesmas espécies vegetais foram cultivadas como testemunhas, recebendo adubação convencional e água proveniente da rede de abastecimento local, no mesmo volume em que as demais receberam ARC. Os rendimentos acumulados de matéria seca foram de 11,71, 10,04 e 5,04 t ha-1 e os de proteína bruta, de 1.934, 1.583 e 875 kg ha-1 para o azevém comum, o milheto e a aveia preta, respectivamente. Os resultados permitiram concluir que, dentre as forrageiras estudadas, o azevém se mostrou mais adequado para ser utilizado em rampas de tratamento de ARC por disposição sobre o solo, visto ter apresentado maior rendimento acumulado de matéria seca e proteína bruta, além de maior número de cortes e, conseqüentemente, maior período de utilização, além de rápida recuperação após o corte, boa cobertura do solo e ocorrência de poucas invasoras.
Remoção de compostos fenólicos em reatores anaeróbios de leito fixo com diferentes materiais suporte
(Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG, 2010-05-19) Fia, Fátima R. L.; Matos, Antonio T. de; Borges, Alisson C.; Moreira, Débora A.; Fia, Ronaldo; Eustáquio Júnior, Valdeir
Objetivou-se, com a realização deste estudo, efetuar a avaliação operacional de três reatores anaeróbios de leito fixo e com escoamento ascendente, contendo biomassa imobilizada na remoção de compostos fenólicos presentes na água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os suportes utilizados na imobilização da biomassa foram: escória de alto-forno espuma de poliuretano e brita. Os reatores, confeccionados em PVC e com volume total de 139,5 L, foram alimentados com concentrações crescentes de compostos fenólicos (13, 19,7 e 42,7 mg L-1), sendo que o tempo de detenção hidráulica (TDH) foi mantido em torno de 1,3 dias. No final de cada condição avaliada foram coletadas amostras de ARC, ao longo da altura dos reatores, para estudo cinético. A rápida aclimatação da biomassa aderida à escória resultou em uma eficiência maior de remoção de compostos fenólicos no período de partida bem como no melhor desempenho deste reator quanto à remoção desses compostos ao longo do período de experimentação. Os resultados indicaram que a escória de alto-forno apresentou maior potencial de utilização como material suporte de reatores anaeróbios, visando à remoção de compostos fenólicos da ARC.
REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA E COMPOSTOS FENÓLICOS EM SISTEMAS ALAGADOS CONSTRUÍDOS DE ESCOAMENTO SUBSUPERFICIAL HORIZONTAL (SACESHS) NO TRATAMENTO DAS ÁGUAS RESIDUÁRIAS DO PROCESSAMENTO DOS FRUTOS DO CAFEEIRO
(2009) Fia, Ronaldo; Matos, Antonio T. de; Luiz, Fátima A. R.; Lambert, Túlio F.; Matos, Mateus P. de; Embrapa - Café
No presente trabalho teve-se como objetivos estudar o desempenho de nove sistemas alagados construídos de escoamento subsuperficial horizontal (SACESHs), em escala piloto (1,5 m de comprimento, 0,5 de largura e 0,40 m de profundidade), cultivados com Typha sp. e Alternanthera phyloxeroides, no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC), quando submetidos a diferentes condições experimentais a à aplicação de diferentes cargas orgânicas. Três sistemas receberam ARC sem nenhum pré-tratamento, três receberam ARC com correção de pH e correção nutricional, e os três últimos receberam os efluentes de filtros anaeróbios utilizados no tratamento da ARC que teve o pH e o teor de nutrientes corrigidos. Os resultados mostraram que o aumento nas taxas de carga superficial dos constituintes da ARC no sistema proporcionou decréscimo na eficiência de remoção de matéria orgânica e compostos fenólicos em todos os SACESHs avaliados. Os tempos de residência hidráulica superiores a 100 h proporcionaram em todos os SACESHs maiores eficiências na remoção de DQO e DBO, quando comparado aos tempos de residência hidráulica de aproximadamente 60 horas. Entre os SACESHs, aquele que recebeu a menor carga orgânica proveniente do filtro anaeróbio (1.500 kg ha-1 d-1 de DQO), apresentou desempenho mais satisfatório no que se refere à remoção de DBO (63%), DQO (85%) e compostos fenólicos (65%). As eficiências obtidas na remoção de matéria orgânica foram semelhantes às encontradas na literatura para tratamento de águas residuárias contendo compostos orgânicos de difícil degradação ou tóxicos aos microrganismos.
Remoção de sólidos em suspensão na água residuária da despolpa de frutos do cafeeiro em filtros constituídos por pergaminho de grãos de café submetido a compressões
(Associação Brasileira de Engenharia Agrícola, 2006-05) Matos, Antonio T. de; Magalhães, Marcos A.; Fukunaga, Danilo C.
A remoção de sólidos em suspensão é fundamental para que se possa aplicar a água residuária gerada na despolpa de frutos do cafeeiro (ARC) na fertirrigação de culturas agrícolas. Dentre as opções disponíveis para efetuar a remoção de SS da ARC, está o uso de filtros orgânicos. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a influência do grau de compressão na redução do volume e na eficiência do pergaminho, utilizado como material filtrante, na remoção de sólidos em suspensão (SS) na ARC. Numa primeira etapa, foram realizados ensaios nos quais corpos-de-prova de pergaminho triturado (retido entre as peneiras de 2,5 e 3 mm) e não-triturado (na condição em que é produzido) foram submetidos a diferentes compressões para a redução do volume das colunas filtrantes em 5; 10; 15; 20; 25 e 28%. Numa segunda etapa, os corpos-de-prova foram utilizados como material filtrante da ARC para a avaliação da sua capacidade de remoção de SS presentes nessa água residuária. O pergaminho triturado ofereceu maior resistência à compressão e proporcionou, para as mesmas reduções volumétricas no material filtrante, maior eficiência na remoção de SS da ARC do que o pergaminho não-triturado. Reduções na faixa de 10% a 15% no volume do filtro constituído por pergaminho triturado foram suficientes para obter satisfatórias eficiências na remoção de SS da ARC, enquanto, para filtros constituídos de pergaminho não-triturado, as reduções de volume devem ser superiores a 25%.
Tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro em filtro anaeróbio seguido por sistema alagado construído: I - Remoção de matéria orgânica
(Associação Brasileira de Engenharia Agrícola, 2010-11) Fia, Ronaldo; Matos, Antonio T. de; Matos, Mateus P. de; Abreu, Edgar C.; Fia, Fatima R. L.
Seis sistemas de tratamento, compostos por três filtros anaeróbios com escoamento descendente, seguidos por seis Sistemas Alagados Construídos (SACs), tiveram suas condições operacionais avaliadas quando utilizados no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os filtros foram confeccionados em PVC (1,5 m de altura e 0,35 m de diâmetro) e preenchidos com brita n o 2. Os SACs foram constituídos por caixas de madeira (1,5 m de comprimento, 0,4 m de altura e 0,5 m de largura), sendo impermeabilizados e preenchidos com brita “zero”. A ARC teve o pH corrigido com cal até valores próximos a 7,0, e a concentração de nutrientes alterada, de forma a se obter uma relação DBO/N/P de 100/5/1. Em metade dos SACs foi plantado o azevém (Lolium multiflorum Lam.), e na outra metade, aveia-preta (Avena strigosa Schreb). Como resultado, observou-se que as espécies vegetais cultivadas nos SACs não influenciaram nas eficiências globais de remoção de poluentes pelos sistemas. Os sistemas que receberam as menores cargas orgânicas apresentaram as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica, alcançando 78% para DQO e 70% para DBO. A remoção de SST foi superior a 70% em todos os sistemas avaliados, indicando a viabilidade da aplicação de filtro anaeróbio seguido por SACs no tratamento da ARC.
Tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro em filtro anaeróbio seguido por sistema alagado construído: II - Remoção de nutrientes e compostos fenólicos
(Associação Brasileira de Engenharia Agrícola, 2010-11) Fia, Ronaldo; Matos, Antonio T. de; Lambert, Túlio F.; Fia, Fátima R. L.; Matos, Mateus P. de
Seis sistemas de tratamento foram compostos por três filtros anaeróbios com escoamento descendente, seguidos por seis sistemas alagados construídos (SACs), sendo avaliados, sob o ponto de vista operacional, no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os filtros foram confeccionados em PVC (1,5 m de altura e 0,35 m de diâmetro) e preenchidos com brita n o 2 e os SACs foram constituídos por caixas de madeira (1,5 m de comprimento, 0,4 m de altura e 0,5 m de largura), sendo impermeabilizados e preenchidos com brita “zero”. A ARC teve o pH corrigido com cal até valores próximos a 7,0, e a concentração de nutrientes alterada, com a adição de fertilizantes, de forma a se obter uma relação DBO/N/P igual a 100/5/1. Em metade dos SACs, foi plantado o azevém (Lolium multiflorum Lam.), e na outra metade, aveia-preta (Avena strigosa Schreb). Como resultado, observou-se que as espécies vegetais cultivadas nos SACs influenciaram nas eficiências de remoção de fósforo pelos sistemas (SAC 3 e SAC 4 ; SAC 5 e SAC 6 ). Os sistemas que receberam as menores cargas de nutrientes e compostos fenólicos, via ARC, apresentaram as maiores eficiências de remoção destas variáveis, tendo sido alcançadas remoções de 40% do N T e 50% do P T . A remoção de compostos fenólicos totais foi superior a 65% na maior parte dos sistemas. Desta forma, considera-se ser viável a aplicação de filtros anaeróbios seguidos por sistemas alagados construídos no tratamento da ARC.