Abordagem multiobjetivo na seleção de sistemas de reúso de água em irrigação paisagística no Distrito Federal

Abstract

A presente dissertação descreve os efeitos sobre o sistema água-solo-planta, decorrentes da utilização de efluentes na irrigação de canteiros de flores no Distrito Federal. Além disso, sob a ótica da Análise Multicritério, apresenta e aplica uma metodologia de seleção de sistemas de reúso de água em irrigação, utilizando dados obtidos em um estudo piloto previamente realizado, cultivando flores da espécie Dália Anã Sortida (Dahlia pinnata) e também as recomendações encontradas na literatura. O delineamento experimental do estudo previamente realizado foi com os seguintes “tratamentos”: T1 = água + adubação com NPK, T2 = Água do lago Paranoá; T3 = Efluente primário sem diluição; T4 = Efluente primário diluído com efluente terciário, T5 = Efluente secundário; T6 = Efluente terciário; T7 = Efluente de reator UASB; e T8 = Efluente de lagoa de estabilização. Foram empregados os métodos multicriteriais Compromise Programming, Promethee 2 e Topsis, e o software SRF, que utiliza o método do Jogo de Cartas para atribuição de pesos dos critérios. Indicaram-se os melhores efluentes conforme suas performances obtidas em escala-piloto. Com recomendações da literatura e cruzamento com dados do estudo piloto, foram obtidos os melhores efluentes a serem utilizados em conjunto com sistemas de condicionamento. Por fim, de forma semelhante, acatando considerações da literatura, obtiveram-se alternativas de sistemas de reúso de água que são compostas por (1) efluentes a serem utilizados, (2) sistemas/processos de adequação de águas de reúso e (3) sistemas de irrigação.Os efluentes que mantêm restrições moderadas de qualidade de água de irrigação foram T5, T6, T7 e T8. Todos os “tratamentos” apresentaram alta eficiência, quando considerados como sistemas de polimento, com relação a coliformes totais e E. coli. Nas águas percoladas, os parâmetros que ultrapassaram as recomendações da CETESB (2005) foram: ferro, níquel, alumínio, cromo, cobalto, chumbo, cádmio e molibdênio. Segundo a biometria das plantas, nos parâmetros altura do caule, diâmetro do caule, número de folhas, número de botões e número de flores, os que obtiveram maiores valores foram os tratamentos T1, T3 e T7. Os piores crescimentos foram nos tratamentos T2, T5 e T6. Os resultados gerais, quando se puder lançar mão de todos os efluentes estudados, apontam para as três melhores alternativas como sendo: (1º) T3 seguido de filtração e desinfecção UV com irrigação por gotejamento, (2º) T3 com filtração e desinfecção UV com irrigação sub-superficial, (3º) T3 com filtração e cloração e irrigação por gotejamento. Para cada efluente, as melhores combinações de sistemas de tratamento e sistemas de irrigação foram: (1º) T3 com filtração, cloração e irrigação por gotejamento. (2º) T4 com filtração cloração e irrigação sub-superficial. (3º) T7 com cloração e irrigação sub-superficial. (4º) T8 com cloração e irrigação por gotejamento. Sobre os sistemas de tratamento, a filtração seguida de cloração mostrou-se como a alternativa que apresentou melhores resultados na análise multicritério. Isso confirma a indicação da literatura especializada, pois a filtração remove protozoários e helmintos e a cloração é eficiente para a desinfecção. Os sistemas de irrigação escolhidos foram os que menos possibilitam contatos com viandantes. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This thesis describes the effects on the system water-soil-plant caused by the use of effluents for irrigation of plots of flowers in the Federal District. Also, from the perspective of Multicriteria Analysis, this work describes and applies a methodology for selection of systems for water reuse in irrigation, using data from a pilot study conducted previously, cultivating flowers of the species “Dália Anã Sortida” (Dahlia pinnata) and also the recommendations found in the literature. The experimental design of the study was previously conducted with the following “treatments”: T1 = water + with NPK fertilizer, T2 = water of Paranoá Lake; T3 = primary effluent; T4 = primary diluted with sewage effluent tertiary, T5 = secondary effluent, T6 = tertiary effluent; T7 = effluent of UASB reactor and T8 = effluent from the stabilization pond. The multicriteria methods employed were Compromise Programming, Promethee 2 and Topsis, and the SRF software, which uses the method of the Card’s Game to assign criteria weights. The best effluents were indicated according to their respective performances obtained in pilot scale. Considering the recommendations from the literature and data from the pilot scale study, the best effluents to be used in conjunction with conditioning systems were indicated. Finally, in a similar way, following considerations of literature, alternative systems for the water reuse were generated by combination of (1) effluent to be used, (2) systems/processes of adequacy of the water for reuse and (3) irrigation systems. “Treatments” T5, T6, T7 and T8 have showed moderated effluent quality restrictions to be used as irrigation water. All the "treatments" showed high efficiency, when considered as polishing systems for removal of total coliform and E coli. In the leachates, the parameters that exceeded the recommendations of CETESB (2005) were: iron, nickel, aluminum, chromium, cobalt, lead, cadmium and molybdenum. In terms of plant biometry, T1, T3 and T7 obtained the highest values of the parameters stem height, diameter of the stem, number of leaves, number of buttons and number of flowers. The worst growing results were presented by “treatments” T2, T5 and T6. When all studied effluents are possible to be used, the overall results indicated that the three best alternatives were: (1º) T3 followed by filtration and disinfection UV drip irrigation, (2º) T3 with filtration and disinfection UV with sub-surface irrigation, and (3º) T3 with chlorination and filtration and drip irrigation. For each effluent, the best combinations of treatment systems and irrigation systems were: (1º) T3 with filtration, chlorination and drip irrigation, (2º) T4 with chlorination and filtration irrigation subsurface, (3º) T7 with chlorination and irrigation sub-surface, (4º) T8 with chlorination and drip irrigation. In relation to the treatment systems, filtration followed by chlorination was the alternative that showed better results in multicriteria analysis. This confirms indication of the specialized literature, since the filtration removes protozoa and helminths and chlorination is effective in disinfecting. The chosen irrigation systems were those that allow lesser contact with travellers.