Impact of the use of rural domestic sewage treated in UASB reactor and polishing ponds on soil properties

Authors

  • Luis Almeida Santos Instituto Federal Sertão Pernambucano
  • José Sebastião Costa de Sousa

DOI:

https://doi.org/10.31416/rsdv.v12i1.584

Abstract

The treatment and reuse of domestic effluent is an important strategy for increasing local water availability, reusing nutrients for plant development and increasing productivity, reducing environmental pollution and promoting health. In this work, the impact of irrigation on the soil with wastewater from the treatment system implemented in the Dom José Rodrigues Training Center - CFDJR, belonging to the Regional Institute of Small Appropriate Agriculture - IRPAA, composed of a UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) and polishing ponds. Post-treatment water and soil samples were collected at depths of 0 - 20, 20 - 40 and 40 - 60 cm, to assess the chemical and biological/sanitary impacts on the soil caused by the use of wastewater. It was observed that during the period from June 2019 to November 30, 2021, 303.24 m³ of wastewater were reused at the experiment site. From the analysis of the water carried out at the exit of the polishing ponds, average treatment efficiencies of around 93% were verified for Escherichia coli. (E. Coli.), 96% for Thermotolerant Coliforms and absence of helminth eggs. From the chemical analyzes of the soil, contents of total nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sodium of 31.4; 67.5; 43.3; 0.9; 1.40 and 54.4 mg L-1, respectively, considerable values ??for agriculture. Thus, the sanitary sewage system studied proved to be efficient in the treatment of rural domestic wastewater and the generated effluent used as a product for fertigation did not cause environmental pollution to the soil.

References

AB'SABER, Aziz Nacib. O domínio morfoclimático semi-árido das caatingas brasileiras. Geomorfologia, São Paulo, n. 43, p. 1-39, 1974. Disponível em: < biblio.fflch.usp.br/AbSaber_AN_1348621_ODominioMorfoclimatico.pdf >

APHA, American Public Health Association: Standart Methods for the Examination of Water and Watewaster, 23th edition, 2012. Washington, DC, USA

BATISTA, L.F. (2015). Lodos gerados nas estações de tratamento de esgotos no Distrito Federal: um estudo de sua aptidão para o condicionamento, utilização e disposição final.Dissertação de Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, Publicação PTARH.DM-168/2015, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 197p

BRASIL – Ministério das Cidades - Grupo de Trabalho Interinstitucional, incumbido de coordenar a elaboração e promover a divulgação do Plano Nacional de Saneamento Básico (Portaria nº. 634, de 22/10/2010, e nº 418, de 31/01/2011), com vigência até abril de 2011, GTI–Plansab. Disponível em: http://www.cecol.fsp.usp.br/dcms/uploads/arquivos/1446465969_Brasil-PlanoNacionalDeSaneamentoB%C3%A1sico-2013.pdf Acesso: 30/03/2021

______ - Lei nº 11.445/2007 – Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2007/lei/l11445.htm Acesso: 30/03/2021

_____ - Ministério da Integração Nacional. Superintendência do Desenvolvimento do Nordeste. Nova delimitação Semiárido. [s.l.]: MI. Sudene, 2 abr. 2018. Disponível em http://www.sudene.gov.br/images/arquivos/semiarido/arqui

vos/Rela%C3%A7%C3%A3o_de_Munic%C3%ADpios_Semi%C3%A1rido.pdf>. Acesso em: 30/03/2021

BRASIL, Mozart da S. Brasil; Antonio T. de Matos; Antônio A. Soares e Paulo A. Ferreira - Qualidade do efluente de sistemas alagados construídos, utilizados no tratamento de efluente doméstico - Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.9, (Suplemento), p.133-137, 2005 Campina Grande, PB, DEAg/UFCG - http://www.agriambi.com.br

BUENO, R. D. F. (2011) Nitrificação e Desnitrificação Simultânea em Reator com Biomassa em Suspensão e Fluxo Contínuo de Esgoto, dissertação de mestrado, Faculdade de Saúde Pública, SP - Brasil 148 pp.

CALIJURI, Maria Lúcia et. al., - Tratamento de esgotos sanitários em sistemas reatores UASB/wetlands construídas de fluxo horizontal: eficiência e estabilidade de remoção de matéria orgânica, sólidos, nutrientes e coliformes - Eng. Sanit. Ambient. vol.14 no.3 Rio de Janeiro July/Sept. 2009

CAMPOS, C. M. M.; ANDERSON, G. K. The effect of the liquid upflow velocity and the substrate concentration on the start-up and steady-state periods of lab-scale UASB reactors. Wat. Sci. Tech, v.25, n.7, p. 41-157.

CARMO JUNIOR, Gersina Nobre da Rocha – Aplicabilidade do reator anaeróbico de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) para o tratamento de resíduos líquidos da suinocultura. – Dissertação de mestrado – 1998 – Santa Catarina 81p.

CEPAL – Camila Gramkow (org.), “Investimentos transformadores para um estilo de desenvolvimento sustentável: estudos de casos de grande impulso (BigPush) para a sustentabilidade no Brasil", Documentos de Projetos (LC/TS.2020/37; LC/BRS/TS.2020/1), Santiago, Comissão Econômica para a América Latina e o Caribe(CEPAL), 2020. Disponível em: https://repositorio.cepal.org/bitstream/handle/11362/45592/S2000209_06_pt.pdf?sequence=1eisAllowed=y Acesso: 17/12/2021

CHERNICHARO, C. A. L. Reatores anaeróbios. 2. ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Universidade Federal de Minas Gerais, 2007. 380 p. (Princípios do tratamento biológico de águas residuárias, v.5

CRUZ, H., Luckman, P., Seviour, T., Verstraete, W., Laycock, B., Pikaar, I. (2018a) Rapid removal of ammonium from domestic wastewater using polymer hydrogels. Scientific Reports, 8(1), 1–6.

EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro,

RJ). Manual de métodos de análise de solo / Centro Nacional de

Pesquisa de Solos. – 2. ed. rev. atual. – Rio de Janeiro, 1997.

p. : il. (EMBRAPA-CNPS. Documentos ; 1)

FAO – Organização da Nações Unidas para a Agricultura – Disponível em :http://www.fao.org/brasil/noticias/detail-events/pt/c/1107498. Acesso: 12/12/2021

FERREIRA, D. C., Souza, J. A. R., Batista, R. O., Campos, C. M. M., Matangue, M. T. A. e Moreira, D. A. (2011) Nutrient inputs in soil cultivated with coffee crop fertigated with domestic sewage. Ambi-Agua,Taubaté, 6(3), 77-85.

FERREIRA, G. B, et. al, Caracterização morfológica dos solos do Centro de Treinamento do Instituto Regional da Pequena Agropecuária Apropriada – IRPAA – Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/CPATSA/38874/1/OPB1906.pdf Acesso: 17/12/2021

FONSECA, Adriel Ferreira - Disponibilidade de nitrogênio, alterações nas características químicas do solo e do milho pela aplicação de efluente de esgoto tratado / Adriel Ferreira da Fonseca. - - Piracicaba, 2001.110 p. : il.

JIMÉNEZ, B.; ASANO, T. Water reuse: an international survey of current practice, issues and needs. IWA Publishing, 650p., 2008.

JORDÂO, E.P. e PESSÔA, C.A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 6ªEdição. ABES, Rio de Janeiro,2011. 969 p.

KUMAR, P.; SAROJ, D. P. Water-energy-pollution nexus for growing cities. Urban Climate, p. 846-853, 2014.

LOIOLA EDVAN, Ricardo et al. ACÚMULO DE BIOMASSA E CRESCIMENTO RADICULAR DA PALMA FORRAGEIRA EM DIFERENTES ÉPOCAS DE COLHEITA Biomass accumulation and root growth of cactus pear in different harvest periods. Revista Acadêmica Ciência Animal, [S.l.], v. 11, n. 4, p. 373 - 381, out. 2013. ISSN 2596-2868. Disponível em: <https://periodicos.pucpr.br/cienciaanimal/article/view/12002/11333>.

LOURENÇO, S. de O. (2006) Cultivo de microalgas marinhas: princípios e aplicações. Embrapa Agroenergia, 113(1), 588 pp.

LUCAS, Silvânia dos Santos, et.al., Análise comparativa entre o sistema convencional de lagoas de estabilização com reator UASB seguido de lagoas de polimento – Congresso Brasileiro de Engenheria Sanitária e Ambiental. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/55025/1/2019_eve_sdslucas.pdf Acesso: 30/03/2021

MAGALHÃES FILHO, F. J. C.; Paulo, P. L. Abastecimento de água, esgotamento doméstico e aspectos de saúde em comunidades Quilombolas no Estado de Mato Grosso do Sul. Revista Interações, v. 18, n. 2, p. 103-116, 2017. DOI: h?

p://dx.doi.org/10.20435/inter.v18i2.1435

MARQUES, Marcus Vinícius Araújo. Dinâmica e distribuição dos nutrientes do efluente do tratamento preliminar de esgoto doméstico no solo quando aplicado em sulcos na fertirrigação do capim-elefante [manuscrito] / Marcus Vinícius Araújo

Marques. - 2017.

MASSA, K. H. C.; Chiavegatto Filho, A. D. P. Saneamento básico e saúde autoavaliada nas capitais brasileiras: uma análise multinível. Revista Brasileira de Epidemiologia, v. 23, e200050, 2020.

MELO, J.W.; MARQUES, M.O. Potencial do lodo de esgoto como fonte de nutrientes para as plantas. In: BETTIOL, W.; CAMARGO, O.A. (Ed.). Impacto ambiental do uso agrícola de lodo de esgoto. Jaguariúna: EMBRAPA Meio Ambiente, 2000. cap.5, p.109-142.

METCALF e EDDY, Inc. Wastewater engineering: treatment and reuse. 4 ed. Nova York, USA: McGraw-Hill Higher Education, 2003

MONFET, E., Aubry, G., Ramirez, A. A. (2018) Nutrient removal and recovery from digestate: a review of the technology. Biofuels, 9(2), 247–262.

MOREIRA, J. F.; CABRAL, A. R.; OLIVEIRA, R.; SILVA, S. A. Causal model todescribe the variation of faecal coliform concentrations in a pilot-scale test consistingof ponds aligned in series. Ecological Engineering, v. 35, n. 5, p. 791-799, 2009.

MELO, Mikhael Rangel de Souza. ESTRATÉGIAS DE APLICAÇÃO DE EFLUENTE DE ÁGUA CINZA NO CULTIVO DO GIRASSOL ORNAMENTAL / Mikhael Rangel de Souza Melo. - 2018. 73 f. : il. Orientador: Nildo da Silva Dias. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal Rural do Semi-árido, Programa de Pós-graduação em Manejo de Solo e Água, 2018.

MEYER, Mateus et. al,- Camila Gramkow (org.), “Investimentos transformadores para um estilo de desenvolvimento sustentável: estudos de casos de grande impulso (BigPush) para a sustentabilidade no Brasil", Documentos de Projetos (LC/TS.2020/37; LC/BRS/TS.2020/1), Santiago, Comissão Econômica para a América Latina e o Caribe(CEPAL), 2020. Disponível em: https://repositorio.cepal.org/bitstream/handle/11362/45592/S2000209_06_pt.pdf?sequence=1eisAllowed=y Acesso: 30/02021

MOREIRA NETO, R. F. M.; CARVALHO, I. C. CALIJURI, M. L.; SANTIAGO, A. F. Rainwater use in airports: A case study in Brazil. Resources, Conservation and Recycling. p. 36-43, 2012.

NOYOLA, Adalberto Robles. Diseño, Inoculación y Arranque de Reatores UASB. III Taller y Seminario Latinoamericano – Tratamiento Anaerobio de Aguas Residuales, Montevideo, Uruguay, 25-28 de octubre, 1994

PEARSON, H. W.; MARCON, A. E.; MELO, H. N. The removal of thermo-tolerantcoliform bacteria by immobilized waste stabilization pond algae.In: IWA SpecialistGroup Conference on Waste Stabilization Ponds-Advances and Innovations in PondTreatment Technology, 8., 2009, Belo Horizonte.Proceedings...Belo Horizonte:ABES,2009.

PERONI, J. B.; CARVALHO, L. H.; LANNES, L. S. . Aspects of water quality and basic sanitation in a rural settlement in the state of São Paulo: diagnosis and perspectives for the improvement of the socio-environmental quality . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 2, p. e1010212293, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i2.12293. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/12293. Acesso em: 17 dec. 2021.

PROSAB, projeto - Tratamento e utilização de esgotos sanitários / Lourdinha Florencio, Rafael Kopschitz Xavier Bastos, Miguel Mansur Aisse (Coord.). Rio de

Janeiro : ABES, 2006.

REZENDE, O. de O., Rosa, R. S., Messias, R. M., Ambrozini, B. (2003) Importância da compreensão dos ciclos biogeoquímicos para o desenvolvimento sustentável. Ecologia, 52, 12-21.

SILVA, Juan Monteiro da. Gestão de recursos hídricos em propriedades rurais do semiárido. / Juan Monteiro da Silva. - 2021. 216 f. Orientador: Professor Dr. José Irivaldo Alves de Oliveira Silva. Dissertação de Mestrado - Universidade Federal de Campina Grande; Centro de Desenvolvimento Sustentável do Semiárido; Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos - PROFÁGUA.

USEPA - UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Guidelines for water reuse, Washington DC, 2004.

______ - UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Guidelines for Water Reuse, Washington D.C., September 2012. 643. (EPA/600/R-12/618).

VAN HAANDEL, A. C.e LETTINGA, G. (1994) Tratamento Anaeróbio de Esgotos: Um Manual para Regiões de Clima Quente. Epgraf. Campina Grande, PB.

VAN HAANDEL, Adrianus C.; MARAIS, Gerrit. O Comportamento do Sistema de Lodo Ativado - Teoria e Aplicações para Projetos e Operação. EPGRAF, Campina Grande, 1999

WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO). WHO guidelines for the safe use of

wastewater, excreta and greywater - wastewater use in agriculture. Geneva: [s.n.], v. 2, 2006. 222 p. ISBN 92 4 154683 2.

_____ Health guidelines for the use of wastewaterin agriculture and aquaculture. World Health Organization TechnicalReport Series, n.778. World Health Organization, Geneva. 1989.

Published

2024-03-01

How to Cite

SANTOS, L. A.; SOUSA, J. S. C. de. Impact of the use of rural domestic sewage treated in UASB reactor and polishing ponds on soil properties. Revista Semiárido De Visu, [S. l.], v. 12, n. 1, p. 222–238, 2024. DOI: 10.31416/rsdv.v12i1.584. Disponível em: https://revistas.ifsertao-pe.edu.br/index.php/rsdv/article/view/584. Acesso em: 4 dec. 2024.