Por que se diz que os solos úmidos artificiais têm uma grande capacidade de remover as substâncias orgânicas presentes nas águas residuais da indústria papelera?

O método de tratamento ecológico refere-se a um processo de purificação de águas residuais, em condições naturais, por meio dos processos metabólicos dos organismos ambientais. Atualmente, tornou-se um tema de grande interesse para pesquisa e aplicação, sendo que os estudos e aplicações relacionados a lagoas de oxidação e zonas úmidas artificiais são os mais frequentes. Suas características comuns são baixo consumo de energia, fácil gestão, baixos custos operacionais, possibilidade de combinar vários ecossistemas e facilitação da utilização integrada das águas residuais. Os tanques de oxidação, também conhecidos como tanques biológicos ou tanques de estabilização, são locais onde os materiais orgânicos presentes nas águas residuais são removidos, principalmente por meio da simbiose entre bactérias e algas. Microorganismos heterotróficos, ou seja, bactérias e fungos aeróbios, oxidam e degradam substâncias orgânicas para gerar energia e sintetizar novas células ； As algas fixam o dióxido de carbono por meio da fotossíntese e absorvem nutrientes como nitrogênio e fósforo, além de substâncias orgânicas, para sintetizar novas células e liberar oxigênio. Em condições normais, microrganismos e algas se complementam mutuamente. O oxigênio liberado pelas algas é utilizado por bactérias aeróbias e fúngicos facultativos para oxidar os materiais orgânicos, formando dióxido de carbono e água ； O dióxido de carbono presente pode ser utilizado pelas algas para a fotossíntese. Algumas algas não só conseguem realizar a fotossíntese, mas também podem metabolizar-se por meio do heterotrofismo. De acordo com suas propriedades biológicas, os tanques de oxidação podem ser divididos em tanques aeróbicos, tanques anaeróbicos e tanques facultativos. Nos tanques aeróbicos, deve-se manter constantemente um nível de oxigênio dissolvido acima de 2 ppm. Um nível insuficiente de oxigênio dissolvido gera condições de anaerobiose facultativa. Em teoria, a profundidade dos tanques aeróbicos deve ser limitada à profundidade em que a luz consegue penetrar (não mais do que 0,5 metros), a fim de garantir a fotossíntese das algas. Mas, em tanques tão profundos, pode ocorrer uma concentração excessiva de algas, o que impede a luz solar de chegar até o fundo do tanque. Na prática, para economizar espaço, costumam-se utilizar tanques facultativos com profundidade de 1 a 2 metros. Concentrações elevadas de matéria orgânica e sólidos em suspensão na água de entrada do lago de oxidação podem afetar a eficácia do tratamento. A aplicação de lagoas de oxidação para o tratamento avançado das águas residuais da indústria de papel e celulose permite a remoção dos poluentes orgânicos. Além disso, também reduz o teor de sais inorgânicos nas águas residuais, o que facilita seu reuso. Por exemplo, na Hai Sheng Paper Industry, que possui tanques de oxidação, a concentração de sais inorgânicos na água reutilizada é de 2 a 3 g/L. Já na Hua Peng Paper Industry, que não possui tanques de oxidação, essa concentração fica entre 7 e 8 g/L. A acumulação de sais inorgânicos acelera o acúmulo de incrustações e a corrosão nos equipamentos, o que faz com que seja necessário usar mais cola durante o processo de produção. A tecnologia de tratamento por zonas úmidas artificiais consiste na criação, de forma artificial, de zonas úmidas que imitam a estrutura e as funções das zonas úmidas naturais, conforme necessário. Os solos úmidos artificiais têm uma grande capacidade de remover os materiais orgânicos presentes nas águas residuais da indústria papelícola. Por um lado, os materiais orgânicos insolúveis são rapidamente retidos por meio de processos físicos de deposição, como sedimentação e filtração, no leito dos solos úmidos. Esses materiais podem ser utilizados por alguns microrganismos facultativos ou anaeróbios ； Por outro lado, os materiais orgânicos solúveis presentes nas águas residuais são degradados e removidos por meio da adsorção pelas raízes das plantas e pelas bactérias presentes na superfície dos materiais utilizados como recheio, bem como por meio de processos metabólicos biológicos. Por fim, a maior parte dos materiais orgânicos presentes nas águas residuais da indústria papelícola é convertida por microrganismos heterotróficos em organismos microbianos, além de CO2 e H2O. Os novos organismos formados são, por sua vez, removidos do sistema de zonas úmidas por meio da limpeza do solo e da colheita das plantas. No tratamento avançado de efluentes da indústria de celulose e papel, são frequentemente utilizadas zonas úmidas artificiais com juncos. Com esse método de tratamento, por um lado, consegue-se uma purificação profunda dos efluentes; por outro lado, os juncos que crescem nessas zonas podem ser utilizados como matéria-prima para a produção de celulose, possibilitando assim uma economia circular. Mas, nas aplicações práticas em engenharia, verificou-se que, ao utilizar o método de zonas úmidas para o tratamento avançado das águas residuais da indústria papelícola, ocorre um acúmulo de sais no solo dessas zonas úmidas. Portanto, é necessário combinar esse método com outros recursos hídricos, a fim de intensificar a lavagem e a remoção dos sais do solo, reduzindo assim seu acúmulo. Ao mesmo tempo, nas regiões do norte do nosso país, devido às grandes variações de temperatura devido à mudança das estações, a aplicação de sistemas de zonas úmidas artificiais é bastante afetada por essas mudanças sazonais. Isso representa um dos principais obstáculos para o uso desses sistemas no norte do país. Na prática, é possível resolver o problema do inverno nas zonas úmidas aumentando a capacidade dessas áreas, de modo que elas não precisem ser drenadas durante o inverno. O método de tratamento ecológico é uma técnica eficaz para o tratamento avançado das águas residuais provenientes da indústria de celulose e papel, sendo especialmente adequado para o tratamento dessas águas em empresas de pequeno e médio porte. Esse método, além de permitir o tratamento avançado das águas residuais, também contribui para a melhoria do ambiente ecológico nas áreas circundantes, além de possibilitar a reutilização dessas águas como recurso. Por isso, possui amplas perspectivas de aplicação. Mas os sistemas de tratamento ecológico ocupam grande área, o que facilita a proliferação de mosquitos e outros insetos. Além disso, há falta de experiência na sua concepção, operação e gestão, o que também é um problema que precisa ser resolvido no futuro.

Os solos úmidos artificiais possuem grande capacidade de remoção de substâncias orgânicas presentes nas águas residuais da indústria papelícola. Isso é possível graças à retenção física e à precipitação, bem como à absorção e degradação biológica dessas substâncias. Por um lado, os materiais orgânicos insolúveis presentes nas águas residuais da indústria papelera são rapidamente retidos por meio de processos físicos como sedimentação e filtração nos solos úmidos. Esses materiais podem ser utilizados por alguns microrganismos facultativos ou anaeróbios. Por outro lado, os poluentes solúveis presentes nas águas residuais são degradados e removidos por meio da adsorção pelas raízes das plantas e pelas bactérias que vivem na superfície delas, além de processos metabólicos biológicos. A maior parte dos materiais orgânicos presentes nas águas residuais da indústria papelícola é, por fim, convertida em organismos microbianos, além de CO2 e H2O, pelos microrganismos heterotróficos, o que permite uma remoção eficaz desses materiais.

Será que tem alguma relação com a qualidade do solo?