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Type: Dissertação
Title: Contaminação de estruvita precipitada a partir de efluente misto
Author: Magalhães, Ana Dávila de
First Advisor: Dias, Edgard Henrique Oliveira
Co-Advisor: Castro, Samuel Rodrigues
Referee Member: Maria, Marina Andrada
Referee Member: Andrade, Rosane Cristina de
Resumo: A produção de estruvita a partir dos mais diferentes tipos de efluentes tem se mostrado uma boa prática ambiental, pelo potencial de diminuir a exploração de reservas naturais de fósforo, economizar energia na produção de fertilizantes a base de nitrogênio e ainda evitar o descarte desses nutrientes em corpos d’agua causando sua degradação. A seguridade da aplicação deste mineral em relação a presença de microrganismos, provenientes dos efluentes altamente contaminados utilizados em sua produção, ainda é uma questão pouco explorada. Nesse contexto, esse trabalho objetivou realizar uma revisão de literatura sobre o assunto, bem como verificar a contaminação de estruvita precipitada a partir da mistura esgotos sanitários + lixiviados de aterro sanitário. A revisão realizada demonstrou a possibilidade de adsorção de diferentes grupos de microrganismos juntamente com a estruvita. São relatadas concentrações na estruvita de 1,6 – 3,7 log10 ufc/g para bactérias e <0,8 log10 ufp/g para bacteriófagos. Entretanto, ainda existem questões a serem exploradas, como mecanismos de precipitação responsáveis pela presença de microrganismos junto aos cristais e alternativas para o tratamento da estruvita antes de seu uso benéfico. Na parte experimental deste trabalho, foi avaliada a presença de microrganismos no precipitado de a partir da mistura de lixiviado de aterro sanitário a esgotos sanitários em diferentes proporções (1%, 5% e 10%). As maiores concentrações de microrganismos foram encontradas para o precipitado obtido com a proporção de 5% de lixiviado: 3,5 log10 ufp/g peso úmido para colifagos somáticos; 3,7 log10 ufp/g peso úmido para colifagos F-específicos; 5,8 log10 ufc/g peso úmido para E. coli; 4,1 log10 ufc/g peso úmido para Esporos de Bactérias Aeróbias (EBA). A caracterização de estruvita obtida a partir de efluentes sanitários e lixiviados de aterro sanitário quanto a concentrações de colifagos e EBA é inédita na literatura. A secagem da estruvita a 40ºC até remoção de toda umidade demonstrou significativa redução nos microrganismos (até 3,9 log10 para E. coli). Quanto a matriz líquida, observou-se redução significativa dos microrganismos avaliados em algumas das condições de precipitação de estruvita. Adicionalmente, a concentração remanescente de nutrientes, especialmente nitrogênio, seria o suficiente para submeter o efluente misto a tratamento biológico convencional. Dadas as concentrações elevadas de indicadores bacterianos e virais no precipitado, a aplicação da estruvita como fertilizante pode apresentar riscos à saúde pública. Dessa forma, recomenda-se a caracterização da estruvita precipitada a partir da mistura esgoto + lixiviado quanto a organismos patogênicos (além de indicadores), assim como a aplicação de ferramentas de estimativa de risco, como a avaliação quantitativa de risco microbiológico (AQRM).
Abstract: The production of struvite from different types of effluents from animal and anthropogenic origin has increasingly proven to be a good environmental choice, due to its potential to reduce the exploitation of natural phosphorus reserves, save energy in the production of nitrogen-based fertilizers and also avoid the disposal of these nutrients into water bodies, causing their degradation. The safety of applying this mineral in relation to the presence of microorganisms, originating from highly contaminated effluents used in its production, is still an issue that has been little explored. Within this context, this study aimed at elaborating a literature review on the topic, as well as verifying the microbial contamination of struvite precipitated from a mix of municipal wastewater + landfill leachate. The literature review demonstrated the potential adsorption of different groups of microorganisms to the struvite. Concentrations of 1,6 – 3,7 log10 cfu/g for bacteria e <0,8 log10 pfu/g for viruses have been reported. However, there are still several questions to be explored, as the mechanisms responsible for the presence of microorganisms near the crystals and treatment alternatives to reduce their concentrations in struvite prior to its use. In the experimental part of the study, the presence of microorganisms in struvite precipitated from the mixture of landfill leachate to municipal wastewater at different proportions (1%, 5% and 10%) was evaluated. The highest concentrations of microorganisms were found in the struvite obtained from the mix with 5% landfill leachate: 3.5 log10 pfu/g wet weight for somatic coliphages; 3.7 log10 pfu/g wet weight for F-specific coliphages; 5.8 log10 cfu/g wet weight for E. coli; 4,1 log10 cfu/g wet weight for aerobic endospores. The characterization of struvite obtained from the mix municipal wastewater + landfill leachate is believed to be unprecedented in the literature. Drying the precipitate at 40ºC until all moisture was removed demonstrated a significant reduction in microorganisms (up to 3.9 log10 for E. coli), but it was not enough to lead to a final concentration within the recommended range. As for the liquid matrix, there were significant reductions in the levels of microorganisms in some operational conditions. In addition, the remaining concentrations of nutrients, mainly nitrogen, allow the effluent to be subjected to further conventional biological treatment. Finaly, given the high levels of bacterial and viral indicators in the precipitate, the land application of struvite obtained from the mix of wastewater + landfill leachate may pose risks to human health. Therefore, the characterization of precipitate from wastewater + landfill leachate for pathogens (besides indicators) and the application of quantitative microbial risk assessment are recommended.
Keywords: Estruvita
Contaminação
Fagos
Esporos
Bactérias indicadoras
Struvite
Contamination
Phages
Spores
Indicator bacteria
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-ShareAlike 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16690
Issue Date: 15-Dec-2023
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações)



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