As águas residuais são potenciais fontes de nutrientes, matéria orgânica e água se usadas na fertirrigação, contribuindo para o aumento de produção e atividade biológica do solo. Objetivou-se avaliar a respiração basal do solo, produtividade e remoção de nutrientes por Tifton 85 após aplicação de água residual de laticínios (ARL). Conduziu-se o ensaio na Universidade Federal de Lavras, em colunas de PVC com 0,30 m de diâmetro e 1,2 m de profundidade, preenchidas com Latossolo Vermelho Distrófico e cultivadas com Tifton 85. Os tratamentos compreenderam de adubação mineral (A Q T0) recomendada para esta espécie (300 kg ha-1 ano-1 de N), e quatro doses de ARL: 100 (A L T1), 200 (A L T2), 300 (A L T3) e 400% (A L T4) da recomendação de N. Realizaram-se três cortes, aos 60, 90 e 120 dias após o transplante. As crescentes dosagens de ARL não proporcionaram incrementos na respiração basal do solo. A maior produtividade foi de 15,11 t ha-1, ocorrida no segundo corte após dosagem de 7203 m³ ha-1 de ARL (A L T4), proporcionando, assim, consideráveis remoções de macro e micronutrientes neste corte. Os resultados revelaram a necessidade para efetuar tratamentos adequados às ARLs antes de sua aplicação em solos agrícolas, bem como estudos mais aprofundados ao tema abordado.

The wastewater is a potential source of nutrients, organic matter and water on the fertirrigation, contributing to increased production and biological activity of the soil. The objective of this study was to evaluate soil basal respiration, yield and nutrient removal by Tifton 85 grass after application of dairy wastewater (DW). The test was conducted at the Federal University of Lavras, in PVC columns with 0.30 m of diameter and 1.2 m deep, filled with Dystrofic Red Latosol cultivated with Tifton 85 grass. The treatments consisted of a (A Q T0) control with recommended mineral fertilization for Tifton 85 grass (300 kg ha-1 year-1 of N), and four doses of DW: 100 (A L T1), 200 (A L T2), 300 (A L T3) e 400% (A L T4) of the recommendation. Three cuts were performed, at 60, 90 and 120 days after planting. The doses of DW did not provide increases in soil basal respiration between treatments. The highest yield for 15.11 t ha-1, occurred in the second cut after the dose of 7203 m³ ha-1 of DW (A L T4), providing a considerable removal of macro and micronutrients. The results revealed the need to make appropriate treatments to ARLs your before application in agricultural soils, well as more detailed studies the subject.

ABSTRACT This study aimed to assess the performance of a combined vertical flow (VFCW) and horizontal subsurface-flow (HFCW) constructed wetland systems built on a pilot scale and submitted to different configurations and organic load application rates of pre-treated swine wastewater (SWW) in anaerobic systems on the nitrogen and phosphorus removal. The average values of redox potential in the systems were between anoxic and aerobic conditions, favoring an increased nitrate concentration in VFCW. Nitrogen removal by VFCW–HFCW system can be considered as satisfactory, reaching removal values of 75%. VFCW and HFCW proved to be limited in phosphorus removal, reaching values of 48%.

Este trabalho teve por objetivo avaliar o período de partida de um reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), seguido de um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), para o tratamento de águas residuárias de abatedouro. O RAHLF, preenchido com anéis de bambu, teve 1,2 m de comprimento, 0,10 m de diâmetro e volume útil de 7,5 L. O UASB teve volume útil de 15 L. O RAHLF e o UASB operaram com carga orgânica volumétrica e tempo de detenção hidráulica médios de 8,46 e 3,77 kg m-3 d-1 de DQO e 0,53 e 0,98 dias, respectivamente. Durante 150 dias de monitoramento do sistema, verificaram-se pH de 6,8, valores relativamente elevados de alcalinidade bicarbonato (> 1.000 mg L-1) e reduzidos valores de ácidos voláteis totais (70 a 150 mg L-1), o que proporcionou eficiências médias de remoção de DQO total e sólidos suspensos da ordem de 31 e 23% no RAHLF e de 79 e 63% no UASB. Pode-se concluir que a geração de alcalinidade bicarbonato e consumo de ácidos voláteis totais e consequente manutenção do pH durante o estudo indicaram operação estável dos reatores. A remoção de DQO nos reatores foi satisfatória, principalmente quando se considera que a avaliação foi realizada em período de adaptação dos microrganismos ao efluente e também à elevada carga orgânica aplicada durante este período.

This study aimed to evaluate the start-up of a horizontal anaerobic fixed bed reactor (HAFBR) followed by an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) for the slaughterhouse wastewater treatment. HAFBR was filled with bamboo rings and had 1.2 m in length, 0.10 m in diameter and volume of 7.5 L. The UASB had the volume of 15 L. The HAFBR and UASB operated at organic loading rate and hydraulic retention time average of 8.46 and 3.77 kg m-3 d-1 of COD and 0.53 and 0.98 days, respectively. During 150 days of monitoring system it was found pH 6.8, relatively high values of bicarbonate alkalinity (> 1000 mg L-1) and reduced values of volatile acids (70 to 150 mg L-1), which afforded average removal efficiencies of COD total and total suspended solids of the order of 31 and 23% in HAFBR and 79% and 63% in UASB. It can be concluded that the generation and consumption of bicarbonate alkalinity and total volatile acids, thereby maintaining the pH during the study indicated stable operation of the reactors. The COD removal in the reactors was satisfactory especially when it considers that the assessment was conducted in a period of adaptation of organisms to the effluent and also the high organic load applied during this period.

Este trabalho teve por objetivo estudar o desempenho agronômico e a capacidade de extração de nutrientes pelo capim-tifton 85 (Cynodon spp.) e pela taboa (Typha sp.), quando cultivados em sistemas alagados construídos (SACs) de escoamentos vertical e horizontal, respectivamente, utilizados no pós-tratamento de águas residuárias da suinocultura (ARS). A produtividade média de matéria seca (MS) do capim-tifton 85, em cortes com intervalo de 60 dias, variou entre 14 e 43 t ha-1, enquanto a taboa cultivada produziu em um único corte, após 200 dias de cultivo entre 45 e 67 t ha-1 de MS. O capim-tifton 85 extraiu até 17,65 kg ha-1 d-1 de nitrogênio, 1,76 kg ha-1 d-1 de fósforo, 6,67 g ha-1 d-1 de cobre e 54,75 g ha-1 d-1 de zinco. A taboa extraiu até 5,10 kg ha-1 d-1 de nitrogênio, 1,07 kg ha-1 d-1 de fósforo, 1,41 g ha-1 d-1 de cobre e 16,04 g ha-1 d-1 de zinco. A taboa e o capim-tifton 85 foram capazes de remover, respectivamente, 5,0 e 4,6% do nitrogênio e 11,2 e 5,4% do fósforo aplicado via ARS, sendo pouco eficientes na extração de N e P quando avaliado o aporte inicial destes nutrientes.

This work aimed to study the agronomic performance and capacity of nutrient removal by bermudagrass (Cynodon spp.) and cattail (Typha sp.) when grown in constructed wetlands systems (CWSs) of vertical and horizontal flow, respectively, used in the post-treatment of swine breeding wastewater (ARS). The average yield of dry matter (DM) of bermudagrass in sections of 60-day interval ranged from 14 to 43 t ha-1, while the cultivated cattail produced in a single cut after 200 days of cultivation between 45 and 67 t ha-1 of DM. Bermudagrass extracted up to 17.65 kg ha-1 d-1 of nitrogen, 1.76 kg ha-1 d-1 of phosphorus, 6.67 g ha-1 d-1 of copper and 54.75 g ha-1 d-1 of zinc. Cattail extracted up to 5.10 kg ha-1 d-1 of nitrogen, 1.07 kg ha-1 d-1 of phosphorus, 1.41 g ha-1 d-1 of copper and 16.04 g ha-1 d-1 of zinc. Cattail and bermudagrass were able to remove, respectively, 5.0 and 4.6% of the nitrogen and 11.2 and 5.4% of the phosphorus applied via ARS, being less efficient in extracting N and P when the initial intake of these nutrients is evaluated.

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 (SAC1, 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%).

Nine constructed wetlands (SACESHs) were built on a pilot scale (1.5 m long, 0.5 wide and 0.4 m deep), grown with Typha sp. and Alternanthera phyloxeroides, and operated under different organic loads in the treatment of wastewater of coffee processing (ARC). Three systems received no ARC pre-treatment, three received ARC with correction of pH and nutritional correction, and the last three received the effluent of filters used in the anaerobic treatment of ARC that had the pH and nutrient content corrected. The results showed that the increase in the rate of surface charge of the constituents of the ARC provided the decrease in efficiency of removal of all SACESHs evaluated. The hydraulic detention time of more than 100 h provided higher efficiencies in the removal of COD (SAC*1, SAC F1 and SAC F2) and BOD (SAC1, SAC*1, SAC F2 and SAC F3) than hydraulic detention times of approximately 60 h implemented in the early stages of the experiment. Among SACESHs the SAC F1, which received the lowest organic load (1500 kg ha-1 d-1 of COD), showed a satisfactory performance with regard to the removal of BOD (63%), COD (85%) and phenolic compounds (65%).

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 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), 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 (SAC3 e SAC4; SAC5 e SAC6). 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.

Six treatment systems composed of three anaerobic filters with downflow followed by six constructed wetlands (SACs) have been operationally evaluated in the treatment of wastewater from coffee fruit processing (ARC). The filters were made of PVC (1.5 m high and 0.35 m in diameter) and filled with n. 2 crushed stone. SACs were constructed of wood boxes (1.5 m long, 0.4 m high and 0.5 m wide) being sealed with an HDPE geomembrane and filled with "zero" crushed stone. The ARC had the pH adjusted with lime to values close to 7.0 and concentration of nutrients modified to have a relationship BOD/N/P equal to 100/5/1. In half of the SACs was planted ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and in the other half oat (Avena strigosa Schreb). As a result, it was observed that the plant species grown in the SACs have influenced the removal efficiencies of phosphorus by the systems (SAC3 e SAC4; SAC5 e SAC6). The systems that received the lowest loads of nutrients and phenolic compounds showed the highest removal efficiencies, reaching 40% for N T and 50% for P T. The removal of total phenolic compounds was higher than 65% in most systems. Thus, it is considered to be feasible the application of anaerobic filter system followed by constructed wetland system for the treatment of ARC.

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.

The operation of three fixed-bed anaerobic reactors with upflow and containing immobilized biomass were evaluated as regards to the removal of phenolic compounds found in the wastewater from coffee bean processing (RWC). The supports used in immobilization of the biomass were blast-furnace cinders, polyurethane foam and crushed stone. The PVC-made reactors with 139.5 L total volume were fed with increasing concentrations (13, 19.7 and 42.7 mg L-1) of phenolic compounds, and the hydraulic residence time (HRT) was maintained constant (around 1.3 days). At the end of each evaluated condition, samples were collected from the RWC along the height of the reactor for kinetic studies. Rapid acclimation of biomass attached to the blast-furnace cinders resulted in increased efficiency of removal of phenolic compounds in start-up, and the best performance of this reactor regarding the removal of these compounds over the period of the experiment. According to the results, the blast furnace cinders showed higher potential for use as supporting material of anaerobic reactors, when the objective is the removal of the phenolic compounds from RWC.

Nas últimas décadas tem-se registrado, no Brasil, o uso de reatores anaeróbios de leito fixo para o tratamento de diversos tipos de efluentes. Uma vez que a capacidade de retenção de micro-organismos pelo meio suporte (leito fixo) é fator de influência no desempenho desses reatores, buscou-se, com a realização do presente estudo, avaliar a influência do leito fixo na eficiência de três unidades tratando um efluente com elevado potencial poluidor: água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC), com concentração de matéria orgânica variando entre 812 e 5.320 mg L-1 na forma de DQO. Os tipos de suporte utilizados na imobilização da biomassa foram: escória de alto-forno, espuma de poliuretano e brita nº 2, com índice de vazios de 53, 95 e 48%, respectivamente. A eficiência média de remoção de DQO no reator preenchido com espuma de poliuretano foi de 80%, atribuída ao seu maior índice de vazios o qual proporcionou também maior retenção e fixação da biomassa que, quantificada na forma de SVT, foi equivalente a 1.301 mg g-1 de espuma. O biofilme apresentou variedade de microrganismos tendo-se registrado bacilos, bacilos curvos, cocos, filamentos, e morfologias semelhantes a Methanosaeta sp. e Methanosarcina sp..

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 performance 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 quantified 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.

Duas gramíneas forrageiras de inverno, azevém (Lolium multiflorum) e aveia preta (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 de 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.

Two winter grasses, ryegrass (Lolium multiflorum) and oats (Avena strigosa Schreb), were grown in constructed wetlands (SACs) used in the treatment of wastewater of coffee processing (ARC) with the aim to evaluate their agronomic performance. These forage crops were submitted to different organic loads (650 to 1500 kg ha-1 d-1 of COD), offered by the application of anaerobic effluent filters, used in the treatment of ARC. As a control treatment, the same plant species were grown in a Hoagland solution. The forage dry matter produced by over 53 days of monitoring SACs ranged from 7.4 to 14.0 and from 0.5 to 2.7 t ha-1, and the crude protein yield ranged from 1017 to 2187 and 66.6 to 316.8 kg ha-1 for ryegrass and oats, respectively. The results showed that, among the forages studied, the ryegrass was more suitable to be grown in SACs used in the post-treatment of ARC anaerobic effluent filters, presenting higher dry matter yield and crude protein, and therefore better adaptation to the system.