https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20410| File | Description | Size | Format | |
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| claricecoimbrapinto.pdf | 2.19 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Type: | Dissertação |
| Title: | Avaliação de um protótipo de Sistema Alagado Construído para o tratamento de água residuária de queijaria com soro de leite vegetado com Cymbopogon citratus |
| Author: | Pinto, Clarice Coimbra |
| First Advisor: | Paula, Junio Cesar Jacinto de |
| Co-Advisor: | Saraiva, Claudéty Barbosa |
| Co-Advisor: | Otênio, Marcelo Henrique |
| Referee Member: | Moreira, Gisela de Magalhães Machado |
| Referee Member: | Tavares, Tatiane Teixeira |
| Resumo: | A indústria de laticínios possui grande relevância socioeconômica, especialmente em Minas Gerais, mas enfrenta desafios ambientais significativos relacionados ao tratamento de águas residuárias de laticínios (ARL). Essas águas apresentam elevada carga orgânica e altos teores de nutrientes, como fósforo e nitrogênio, o que demanda processos de tratamento de elevado custo, muitas vezes inviáveis financeiramente para produtores de diferentes portes. Além disso, os métodos convencionais de tratamento não removem completamente os poluentes, sobretudo os nutrientes, reforçando a necessidade de soluções sustentáveis capazes de promover também a remoção eficiente desses compostos. Diante desse cenário, o presente estudo teve como objetivo avaliar o desempenho de um protótipo de Sistema Alagado Construído de Escoamento Horizontal Subsuperficial (SAC-EHSS) como alternativa para o tratamento de águas residuárias de laticínio (ARL), submetidas a diferentes taxas de carga orgânica geradas pela adição controlada de soro de leite. A pesquisa foi conduzida nas dependências da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais/Instituto de Laticínios Cândido Tostes (EPAMIG ILCT). A infraestrutura experimental foi composta por três leitos construídos a partir da adaptação de bombonas plásticas de 200 L, com as seguintes dimensões: 0,91 m de comprimento, 0,35 m de altura útil e 0,50 m de largura. Cada unidade foi preenchida com brita n.º 0 e posteriormente vegetada com capim-cidreira (Cymbopogon citratus (DC.) Stapf). Os SACs foram operados em ciclos de quatro dias, durante os quais eram alimentados com água residuária e mantidos em repouso. Foram avaliadas três condições experimentais correspondentes a diferentes cargas orgânicas. O monitoramento ocorreu entre 24/03/2025 e 04/07/2025, totalizando sete amostragens das águas residuárias tratadas nos leitos. O experimento foi conduzido em Delineamento em Blocos Casualizados (DBC), com três tratamentos (SAC1, SAC2 e SAC3) e sete ciclos operacionais considerados como blocos. Foram avaliadas as seguintes variáveis: pH, condutividade elétrica, turbidez, DBO₅,20, DQO, fósforo, nitrogênio, óleos e graxas, sólidos totais, sólidos totais suspensos, sólidos totais fixos, sólidos totais voláteis, sólidos suspensos fixos e sólidos suspensos voláteis. Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e, quando significativo, ao teste de comparação de médias Student-Newman-Keuls (SNK), ambos ao nível de 5% de significância. Para a variável condutividade elétrica, aplicou-se o teste t, também a 5% de significância. Os SACs apresentaram reduções significativas de DBO5,20, DQO, fósforo, óleos e graxas, sólidos totais e suspensos. As remoções médias de DBO5,20 foram 80% (SAC1), 81% (SAC2) e % 67 (SAC3). Para DQO, as eficiências variaram de 60% a 78%; para fósforo total, 63% (SAC1), 42% (SAC2) e 70% (SAC3). As remoções de nitrogênio total oscilaram entre 51% e 66% (p > 0,05), e as de óleos e graxas alcançaram 83%, 75% e 54%. As frações de sólidos variaram entre 50% e 65%, sem diferenças significativas entre os sistemas. Conclui-se que o SAC-EHSS vegetado com capim-cidreira apresentou desempenho satisfatório em escala de protótipo, especialmente sob cargas orgânicas moderadas, configurando-se como alternativa de baixo custo, eficiente e ambientalmente sustentável para o tratamento de águas residuárias de laticínios, com potencial aplicação em queijarias artesanais. |
| Abstract: | The dairy industry has significant socioeconomic importance, particularly in Minas Gerais, but faces substantial environmental challenges related to the treatment of dairy wastewater (DWW). These effluents present high organic loads and elevated nutrient concentrations, such as phosphorus and nitrogen, requiring costly treatment processes that are often financially unfeasible for producers of different scales. Furthermore, conventional treatment methods do not completely remove pollutants, especially nutrients, reinforcing the need for sustainable solutions capable of efficiently removing these compounds. In this context, the present study aimed to evaluate the performance of a prototype Horizontal Subsurface Flow Constructed Wetland system (HSSF-CW) as an alternative for treating dairy wastewater subjected to different organic loading rates generated by the controlled addition of whey. The research was conducted at the facilities of the Agricultural Research Company of Minas Gerais / Cândido Tostes Dairy Institute (EPAMIG ILCT). The experimental infrastructure consisted of three beds constructed from adapted 200-L plastic drums, with the following dimensions: 0.91 m in length, 0.35 m of useful height, and 0.50 m in width. Each unit was filled with gravel (no. 0) and vegetated with lemongrass (Cymbopogon citratus (DC.) Stapf). The CWs were operated in four-day cycles, during which they were fed with wastewater and subsequently maintained at rest. Three experimental conditions corresponding to different organic loading rates were evaluated. Monitoring occurred between March 24, 2025, and July 4, 2025, totaling seven sampling events of treated wastewater collected from the beds. The experiment was conducted in a Randomized Complete Block Design (RCBD), with three treatments (CW1, CW2, and CW3) and seven operational cycles considered as blocks. The following variables were analyzed: pH, electrical conductivity, turbidity, BOD₅,20, COD, phosphorus, nitrogen, oils and grease, total solids, total suspended solids, total fixed solids, total volatile solids, fixed suspended solids, and volatile suspended solids. The results were subjected to analysis of variance (ANOVA) and, when significant, means were compared using the Student-NewmanKeuls (SNK) test, both at a 5% significance level. For electrical conductivity, the t-test was applied at the 5% significance level. The CW systems showed significant reductions in BOD₅,20, COD, phosphorus, oils and grease, total solids, and suspended solids. Mean BOD₅,20 removal efficiencies were 80% (CW1), 81% (CW2), and 67% (CW3). COD removal ranged from 60% to 78%, while total phosphorus removal was 63% (CW1), 42% (CW2), and 70% (CW3). Total nitrogen removal ranged from 51% to 66% (p > 0.05), and oils and grease removal reached 83%, 75%, and 54% for CW1, CW2, and CW3, respectively. Solid fractions varied between 50% and 65%, with no significant differences among systems. It is concluded that the HSSF-CW vegetated with lemongrass demonstrated satisfactory performance at the prototype scale, particularly under moderate organic loads, representing a low-cost, efficient, and environmentally sustainable alternative for dairy wastewater treatment, with potential application in artisanal cheese production units. |
| Keywords: | Água residuária Sistema alagado construído Soro de leite Sustentabilidade Wastewater Constructed wetland Whey Sustainability |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
| Institution Initials: | UFJF |
| Department: | Faculdade de Farmácia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia do Leite e Derivados |
| Access Type: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
| Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20410 |
| Issue Date: | 15-Dec-2025 |
| Appears in Collections: | Mestrado Profissional em Ciência e Tecnologia do Leite e Derivados (Dissertações) |
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