PT1492733E - Plantações equipadas para o tratamento de efluentes orgânicos por bio-sanitização - Google Patents

Description

1

Descrição "Plantações equipadas para o tratamento de efluentes orgânicos por bio-sanitização" A presente invenção diz respeito ao tratamento de efluentes orgânicos industriais, agrícolas, ou domésticos por bio-sanitização. Mais precisamente, a invenção diz respeito a uma plantação equipada para o tratamento dos efluentes orgânicos constituída por ilhotas, estando cada ilhota disposta num terreno que forma um ou vários planos inclinados que se encontram numa zona baixa, sendo a inclinação dos planos determinada de acordo com a permeabilidade do solo e compreendendo um dispositivo de condução dos efluentes para as zonas mais elevadas, um colector disposto na zona baixa para a recuperação dos efluentes não infiltrados, e se necessário um dispositivo de bombagem dos efluentes não infiltrados e drenados pelo colector tendo em vista o seu reprocessamento, possuindo a dita plantação pelo menos uma espécie vegetal escolhida entre aquelas capazes de retirar através das suas raízes as matérias poluentes de efluentes levados a cada ilhota. A invenção diz também respeito a um processo de tratamento de efluentes orgânicos por bio-sanitização numa plantação de bambus.

Os efluentes orgânicos de origem agrícola, industrial, ou doméstica não podem ser deitados no meio ambiente sem tratamento prévio que visa degradar a matéria orgânica, a eliminar o excesso de matéria mineral e em particular o azoto, o fósforo, o potássio e determinados metais pesados e hidrocarbonetos.

Em particular a regulamentação em França· exige numa zona normal o abate das matérias em suspensão e dos 2 materiais oxidáveis e a supressão dos resíduos das lamas das estações de depuração nas águas de superfície.

As soluções de sanitização utilizadas até agora são essencialmente os processos de despoluição por depuração biológica em estações de depuração para as águas residuais e a disseminação nos solos cultivados para os efluentes agrícolas. Estes processos embora satisfazendo os requisitos mencionados acima, apresentam contudo diversos inconvenientes. Em particular, no que diz respeito ao tratamento das águas residuais, a construção e a manutenção das estações de depuração conduzem a custos elevados, limitando o seu interesse para pequenas colectividades. Por outro lado, a capacidade de tratamento do azoto e do fósforo são em geral limitadas. Finalmente as instalações compreendem em geral elementos em betão que se integram dificilmente na paisagem.

Foram propostos determinados processos alternativos para tentar remediar os inconvenientes enunciados acima. Refere-se em particular a lagunagem e a filtração sobre leito de areia. Estas técnicas baseiam-se na utilização de solos suficientemente arenosos para permitir uma boa percolação e uma boa filtração das águas a tratar num meio sempre arejado. Estas técnicas necessitam igualmente de alimentação de areia que se faz quer em aterro (cabeço) , quer após a terraplanagem do solo no local (leito, filtro, vala) . A depuração por lagunagem (Racault Y., Bois JS et al., 1997; le lagunage naturel: les leçons tirés de 15 ans de pratique en France; cahier technique, Agence de l'eau, CEMAGREF, SATESE, ENSP Rennes) baseia-se na decantação da matéria em suspensão em bacias pouco profundas (1 a 2 m) e com um tempo de residência elevado (mínimo de 20 dias). As matérias solúveis provenientes do efluente, ou da fermentação de depósitos são absorvidas pelas algas em 3 suspensão que decantam por sua vez. Esta técnica necessita de muito espaço (10 m2/eh), é obrigatória uma terraplanagem, uma manutenção regular e mostra-se pouco adaptada aos efluentes carregados provenientes da indústria agroalimentar sem dispositivo de arejamento adicional. A filtração sobre leito de areia requer igualmente superfície mas numa menor proporção em relação à lagunagem (de 1,5 m2. a 5 m2 de acordo com a tecnologia desenvolvida: infiltração - percolação ou então um filtro dé areia vertical). Este processo de depuração é o preconizado numa sanitização autónoma e descrito na norma XP P16-603 de Agosto de 1998, referência DTU 64,1. Esta técnica coloca problemas mais adiante de colmatagem da areia com a necessidade de a substituir, ou de não a utilizar mais para que ela se descolmate a ela própria. -Esta técnica é dê facto eficaz para os efluentes contendo poucas matérias em suspensão. A bío-sanitização . também designada como fito remediação pode igualmente constituir uma alternativa às técnicas clássicas de tratamentos dos efluentes orgânicos. A bio-sanitização baseia-se na ideia de utilizar plantas,, e em particular a sua capacidade, de retirar determinados elementos· do solo para a despoluição. No entanto, a eficácia das remoções, os riscos de contaminação por via da cadeia alimentar e a capacidade de resistência às matérias tóxicas das plantas utilizadas é muito variável de acordo com as espécies, a escolha da espécie utilizada na bio-sanitização constitui um critério determinante para a eficácia global da técnica e avaliação do seu custo. A'disseminação em culturas de matas de corte de curta duração encontra-se actualmente em experimentação em França em três espécies específicas valorizáveis: o choupo, o salgueiro e o eucalipto (Environment & Technique, . Julho-Agosto de 2001) n° 208: la Bretagne espérimente le taillis 4 à trés courte rotation de saule; TSM n° 9 Setembro de 2001, Reportage: le traitement naturel des effluents des industries agroalimentaires).· A presente invenção tem como objectivo propor uma solução para o tratamento de efluentes orgânicos por bio-sanitização com um custo de. instalação e ‘de funcionamento-reduzido permitindo um abate de 90 a 100% de fósforo e do azoto com um risco de contaminação mínima preservando a paisagem e com a possibilidade de se implantar em terras até agora não exploráveis: baldios agrícolas, zonas inundáveis. A invenção tem como objectivo em, particular, o tratamento de efluentes orgânicos de - pequenas colectividades (produção inferior a 10000 eh) ou de explorações industriais do tipo agroalimentar ou agrícola em tratamento completo, ou em tratamento terciário (isto é após um dispositivo de depuração biológico clássico e isto com o objectivo de eliminar o azoto e o fósforo). A invenção resulta em parte da utilização das propriedades específicas dos solos naturais colocados para o arranjo de plantações equipadas para o tratamento de efluentes orgânicos por bio-sanitização.

Em particular, a invenção diz respeito a uma plantação equipada para o. tratamento de efluentes orgânicos, caracterizada por ser constituída por ilhotas, estando cada ilhota disposta sobre um terreno que forma um ou vários planos inclinados que se encontram numa zona baixa, a inclinação dos planos é determinada de acordo com a permeabilidade do solo e compreendendo: a) um dispositivo de condução dos efluentes para as zonas ma is elevadas; 5 b) -um colector disposto, na zona baixa para a recuperação de efluentes não infiltrados, e, c) se necessário um dispositivo de bombagem de influentes não infiltrados e drenados pelo colector tendo em vista o seu reprocessamento; a dita plantação compreende pelo menos uma espécie vegetal escolhida entre aquelas capazes de remover por intermédio das suas raízes matérias poluentes de efluentes conduzidos a cada ilhota.

Foi de facto constatado que era possível utilizar de forma vantajosa as propriedades de fraca permeabilidade de terrenos agrícolas, em geral de natureza fracamente arenosa para equipar uma plantação para a bio-sanitização, na qual a alimentação dos efluentes a tratar faz-se num ou em alguns pontos da plantação e a alimentação em efluentes sobre o conjunto da ilhota é obtida através do escoamento simples . por gravidade dos efluentes no sentido da inclinação. A plantação equipada de acordo com a invenção permite igualmente recuperar os efluentes não infiltrados na base da inclinação para os reciclar de forma.a permitir um tratamento máximo dos efluentes irrigados ou disseminados. . A inclinação do terreno é assim determinada em função da permeabilidade dos materiais do. solo em questão de forma proporcional. Quanto mais os solos são impermeáveis, mais as inclinações podem ser fracas (para permitir um tempo- de contacto suficiente na altura do escoamento). Estas inclinações encontram-se compreendidas geralmente entre 0,1% (solo limoso argiloso) e 1% (solo limo-arenoso). Ela é avaliada em função do coeficiente de permeabilidade K (em milímetros por hora) traduzindo a maior, ou menor capacidade de infiltração das águas no solo. De 6 preferência, o terreno escolhido para o arranjo da plantação possui um coeficiente de permeabilidade inferior a 500 mm/h e de forma ainda mais preferida, um coeficiente de permeabilidade inferior a 30 mm/h. A plantação em ilhotas permite formar unidades de tratamento independentes: . em particular, a condução dos efluentes para cada unidade pode ser controlada de forma independente.

Por "efluentes orgânicos" entende-se todos os tipos de efluentes que contêm matéria orgânica proveniente de colectividades de exploração agrícola ou de indústrias do tipo agroalimentar. Em particular, os efluentes são líquidos {efluentes de· caves vinícolas) ou semilíquidos (lama). Eles podem ser se desejado previamente tratados através de por exemplo um filtro, um desassoreador, ou de um decantador primário, em particular para as águas residuais.

Numa concretização da invenção, a plantação, tal como descrita acima compreende uma pluralidade de espécies vegetais, as espécies plantadas na região da ilhota na qual se efectua a absorção máxima, dos efluentes (região designada como de densidade elevada) pertencente âs primeiras espécies que permitem uma elevada densidade de povoamento, e as espécies plantadas nas regiões periféricas de cada ilhota, em particular ao nível das zonas de condução dos efluentes que pertencem às espécies, cuja tamanho médio na maturidade é maior do que o das primeiras espécies.

As espécies plantadas nas zonas de alimentação dos efluentes recuperam as- primeiras vagas de efluentes a tratar. Também as matérias orgânicas ligadas às matérias em suspensão depositam-se primeiro- nestas zonas. Consequentemente são espécies preferencialmente· de grande tamanho, cujas partes aéreas representam o orgão principal 7 de despoluição. As espécies de maior tamanho plantadas nas zonas periféricas de cada ilhota permitem igualmente proteger a plantação dos ventos.

Pelo contrário,, a parte liquida dos efluentes vai escoar em direcção à região central da ilhota. Consequentemente escolhem-se de preferência espécies capazes de retirar grandes quantidades de água {parte liquida dos efluentes) e de grande capacidade de evaporação.

Numa concretização particular, poder-se-á escolher igualmente nas zonas periféricas de cada ilhota expostas ao vento espécies resistentes ao vento que no entanto não são necessariamente espécies de grande porte; Por exemplo, espécies de folhagem densa, e/ ou de desenvolvimento em tufos, permitem uma protecção do resto da plantação contra os ventos dominantes. A mistura de espécies permite de maneira geral limitar os problemas de propagação de doenças e de impedir uma floração simultânea de uma maioria dé plantas no seio de cada ilhota,· sendo a floração susceptivel de acarretar em certas espécies uma paragem de crescimento e assim um abaixamento das remoções. No quadro da presente invenção, a utilização de uma pluralidade de espécies é adicíonalmente um instrumento que permite constituir ilhotas nas quais a escolha da espécie plantada é. determinada em função da sua localização na ilhota a fim de optimizar as propriedades de remoção e assim a bio-sanitização de cada ilhota.

Distingue-se em particular o centro da ilhota ao nível do qual a remoção de água deverá ser máxima, as regiões elevadas ao nível das quais os efluentes são conduzidos primeiro e as regiões expostas ao vento, em particular ao vento dominante. δ

Distingue-se também a zona baixa da ilhota ao nivel da qual a tolerância das espécies ao excesso de água deverá ser mais importante.

Numa concretização particular da plantação as espécies vegetais são plantadas em cada ilhota de forma concêntrica numa razão de uma espécie por circulo, e em que a· região de elevada densidade encontra-se situada na parte central da ilhota. Preferencialmente a região dita de elevada densidade de cada ilha encontra-se situada na zona baixa da plantação ao nivel da qual as remoções podem ser particularmente importantes, em particular quando se trata de efluentes, líquidos.

Numa outra concretização a plantação de acordo com a invenção compreende uma ou várias espécies escolhidas entre aquelas, cujo período de crescimento máximo corresponde ao período de alimentação dos efluentes que permitem o tratamento de efluentes, cuja produção é sazonal. . . .

As espécies vegetais capazes de remover as' matérias poluentes dos efluentes a tratar são espécies vegetais escolhidas entre aquelas, cujas remoções através das raízes são mais regulares e mais importantes e cuja matéria orgânica retirada se acumula . maioritariamente nas. partes aéreas. Entre as espécies vegetais capazes de remover as matérias poluentes dos efluentes a tratar podem-se citar em particular as espécies seguintes:

Populus deltoides, populus trichocarpa, um híbrido de P. deltoides e de P. trichocarpa, Salix viminalis, Salix exigua, Salix lúcida, Salix eriocephala, Eucalyptus grandis, Eucalyptus ampli foli-a, Eucalyptus camaldulensis, Phragmites australis, Sagittaria rigida, Sagittaria latifolia, Typha latifolia, Scírpus acutus, Scirpus americanus, Hibiscus spp., Nuphar luteum, Lemna spp., Potamogeton pectinatus, Juncus effusus. 9 A invenção resulta ainda da constatação de que determinadas espécies de bambus combinam determinadas propriedades fisiológicas vantajosas, particularmente interessantes para a sua utilização em bio-sanitização: -são plantas perenes de folhas persistentes sempre verdes que apresentam uma actividade fotosintética quase contínua e desta forma uma remoção regular com duas fases de crescimento (do caule/, e do rizoma) em vez de uma nas outras plantas até agora utilizadas em fito-remediação; -as remoções das partes aéreas são muito importantes (água, carbono e elementos minerais); - a plantação dos bambus não participa na cadeia alimentar, o que limita os riscos de contaminação; - ela oferece uma boa contenção em relação aos problemas de aerossóis e de odores; -é rústica e adapta-se a todo o tipo de solo, as intervenções são por esta razão pouco frequentes e não perturbam as operações de disseminação; - o sistema radicalar (raízes mais rizoma)· muito denso e pouco profundo é favorável à infiltração dos efluentes, à adsorção e à assimilação de elementos nutritivos.

Assim, numa concretização particularmente preferida da plantação de acordo com a invenção as espécies vegetais plantadas nas regiões de elevada densidade são escolhidas entre espécies de bambus. 10

Numa concretização particular, o conjunto das espécies vegetais capazes de retirar as matérias poluentes dos efluentes são escolhidas entre as espécies de bambus. A plantação dos bambus é constituída de preferência por espécies de bambus escolhidas para optimizar a remoção de matéria orgânica e a produção de caules. Em particular, as espécies escolhidas possuem pelo menos um dos critérios seguintes e de preferência uma combinação destes critérios diferentes: -possuem um tamanho elevado, de preferência superior a quatro metros; - o Caule exportado para fora do local de tratamento na maturidade constitui o orgão de despoluição é de diâmetro elevado, de preferência com pelo menos 3 cm e em média com 5 cm; - as folhas são pequenas folhas que permitem aumentar a densidade da plantação, por exemplo folhas de 7-20 cm de comprimento e 1,5 cm a 3 cm de largura.

Em particular, o inventor constatou que as espécies listadas na tabela 1 eram particularmente adequadas devidos aos critérios definidos acima para a sua utilização nas plantações equipadas de acordo com a invenção.

Tabela 1, Lista das espécies seleedonadas Nome Tamanho m Folha (an) Coip, largura Código , Caracterís- ticas Diâi. caule cm Resistência ao frio Densidade da plantação m Arundinaría 1,5 a 2 25 3 Agt Higrófila- Média 8 gigantea tecta rastejante Phyliostachys 3 12,2 1,5 Pps Porte 5 Boa 10 purpurata direito- solida hidrófila Phyliostachys 3 a 4,4 7al3 1,5 Ph Porte 5 Boa 10 hoteroclada (P. direito- ' congesta) hidrófila Pseudosasa 4 35 3' fj Porte 1 Boa 10 japonica direito- tufo Phyliostachys 5 10 a 13 1,8 Pa Porte 4 Média 10 aurea direito- tufo Semiarundínarla 6 20 2,5 Sf Porte , 1 Média a boa . 6 fastuosa direito- crescimento desfasado no Inverno Phyliostachys 6 7al3 1,5 pP Porte 5 Boa 10 purpurate direito- hidrófila x x

Tabela 1 (continuação)

Nome Tamanho m Folha (an) Comprimento largura Código Caracterís- ticas Diâm caule cm Resistência ao frio j Densidade j da iplantação m2 Phyllostachys purpurate "straightstem" 8 a 10 7al3 ,t5. Pp’sf Porte direito 5 Boa 25 Phyllostachys edulis f, pubescens' 4a 12 8 a 12 1,2 Pep Porte direito 4al0 Média 10 Phyllostachys nigra L henonís e boryana 8a 10 12 a 15 1,5 PnH:b Porte direito 5a6 Boa 25 Phyllostachys viridis (e var) 8al2 8a 12 2 Pv Porte direito 5a7 Média boa 25 Phyllostachys bambusoídes (e var) 6a9 8 a20 3 Pb Porte caindo de cima 3,5 a 5 Fraca 25 Phyllostachys nuda 6 8a 15 . 2 Pn Porte caindo de cima 5 Boa 25 Phyllostachys bísseti 7 7 a 10 1,2 Pbl Porte direito inclinado- '4 Boa, 50 Phyllostachys flexuosa 5 12 !,5 Pf Porte caindo de cirna-solo calcário 3 Boa 25 Arundinaría linearis . (Pleblastus linearis) .3 18 OJ .AI Tufo/resiste ao vento Média 1« 13

De preferência, as espécies de bambus são plantadas de forma concêntrica numa razão de uma espécie de bambu por círculo. O espaçamento de cada círculo e o número de plantas por círculo é calculado em função do nível de remoção procurado e da densidade adequada para cada espécie. A plantação concêntrica permite deste modo facilitar o controlo da densidade e assim os níveis de remoção por simples controlo do número de plantas por círculo.

Numa forma de realização preferida, as espécies de bambus plantadas . na região de elevada densidade são escolhidas entre as espécies que permitem densidades de povoamento de pelo. menos 1 planta por 10 m2, e neste caso as espécies de bambus plantadas nas zonas periféricas de cada ilhota são escolhidas entre as espécies cujo tamanho médio dos caules na maturidade é superior a 6 metros.

Em particular, as espécies de bambus plantadas na região de elevada densidade. são escolhidas na sua maioria entre as espécies seguintes: '

Arundinaria gigantea tecta,

Phyllostachys purpurata solida,

Phyllostachys heteroclada (P. congesta),

Pseudosasa japonicá,

Phyllostachys aurea,

Semiarundinaria fastuosa,

Phyllostachys purpurata,

Phyllostachys edulis f. pubescens,

Arundinaria linearis (Pleiblastus linearis); e as espécies de bambus plantadas nas zonas periféricas de cada ilhota são escolhidas na sua maioria entre as espécies seguintes: 14

Phyllostachys purpurata "straightstem",

Phyllostachys nigra f. henonis e boryana,

Phyllostachys víridis (e var) ,

Phyllostachys nuda,

Phyllostachys bisseti,

Phyllostachys flexuosa. A plantação de acordo com a invenção pode igualmente compreender numa concretização particular numa zona baixa em bordadura um colector de espécies de bambus escolhidas entre as. espécies higrófilas, tais como a espécie Arundinaria gigantea tecta. -

Considera-se uma espécie ou várias espécies numa proporção majoritária numa parte da ilhota, quando o número de plantas de bambus destas espécies representa 75% de preferência mais do que 90% e ainda de forma mais preferida 100% das espécies 'de bambus plantadas na dita parte da ilhota.

Para o tratamento de efluentes das caves vinícolas, ou de outros . efluentes, cuja produção máxima se situa no fim do Outono e/ ou no Inverno, cada ilhota pode compreender vantajosamente uma ou várias espécies de bambus de crescimento desfasado no Inverno, tal como a espécie Semiarundinaria fastuosa, permitindo o tratamento de efluentes de caves vinícolas, cuja produção é máxima no final do Outono e/ ou no Inverno.

Numa forma de preparação particularmente preferida as espécies de bambus são plantadas de forma concêntrica numa razão de uma espécie de bambu por círculo e por cada círculo numerado do centro da ilhota para a sua periferia, as espécies de bambus plantadas são escolhidas como se segue: 15 15 circulo 1: circulo 2: circulo 3: circulo 4: circulo 5: circulo 6: circulo 7: círculo 8: círculo' 9: bordadura d

Semiarundinaria fastuosa Semiarundinaria fastuosa Semiarundinaria fastuosa Phyllostachys edulis f. pubescens, Phyllostachys edulis f. pubescens, Phyllostachys heteroclada (P. congesta), Phyllostachys purpurata,

Phyllostachys nigra f. henonis e boryana, Phyllostachys viridís (e var) , a fossa central: Arundinaria gigantea tecta. 0. número de bambus plantados por círculo varia, em particular em função do espaçamento escolhido entre cada círculo. A ilhota constituída deste modo comporta no seu centro a espécie de Semiarundinaria fastuosa de crescimento desfasado no Inverno e cuja fase de remoção máxima situa-se no final do Outono correspondendo ao período de tratamento, dos afluentes das caves vinícolas. Devido a este motivo, uma tal configuração é em particular adequada no âmbito do tratamento de efluentes.de caves vinícolas.

No caso de plantações equipadas para o tratamento de efluentes, domésticos, ou agrícolas, cuja produção é importante e diária, as espécies de bambus plantadas na região de elevada densidade e/ ou na .zona baixa da plantação são escolhidas de preferência entre as espécies hidrófilas.ou higrófilas.

Em particular, numa concretização preferida, as espécies de bambus são plantadas de modo concêntrico na razão de uma espécie de bambu por circulo, e por cada círculo numerado do centro da ilhota em direcção à periferia, as espécies de bambus plantadas são escolhidas como se segue: 16 círculo 1: Phyllostachys purpurata solida, círculo 2: Phyllostachys purpurata solida, círculo 3: Phyllostachys heteroclada (P. congesta), círculo 4: Phyllostachys purpurata, círculo 5: Semiarundinaria fastuosa círculo 6: Physllostachys edulis f.. pubescens, círculo 7: Phyllostachys purpurata "straghtstem", círculo 8: Phyllostachys bambusoides (e var), círculo 9: Phyllostachys viridis (e var), ângulo recto: Arundínaria linearis (pleiblastus linearis! bordadura sulco em baixo: Arundínaria gigantea tecta. A ilhota constituída deste modo comporta espécies hidrófilas que suportam os excessos de água nos três primeiros círculos, assim como no círculo 7. Umá tal configuração da plantação encontra-se adaptada ao tratamento das águas residuais.

Os efluentes' domésticos (águas residuais, lamas de depuração) ou agrícolas (estrumes) caracterizam-se por uma produção diária contínua e pela presença de microrganismos de origem fecal que impede a irrigação por regos (água em contacto com o ar) devido a medidas de precaução sanitárias.

Por conseguinte a plantação encontra-se -equipada com: a) uma rede de drènos perfurados para alimentação das ilhotas com os efluentes; b) uma canalização para a recuperação de efluentes não infiltradas em zona baixa; c) um sulco na zona baixa para evacuação das águas da chuva; 17 d) se desejado um toldo que permite impedir a infiltração das águas da chuva suficientemente fino para não impedir o crescimento dos bambus.

Os efluentes podem ser previamente pré-tratados, por exemplo, através de uma fossa séptica de sanitização autónoma ou através da fileira clássica de depuração biológica. Neste último caso, o processo de instalação da invenção serve como tratamento terciário. A instalação deve permitir a condução dos efluentes (pré)-tratados a uma rede de drenos de superfície perfurados.

Os drenos são colocados no solo. Tratam-se por exemplo de drenos do tipoPVC, ou de ácido galvanizado. Eles podem ser colocados sobre uma camada de gravilha igualmente repartida sobre um filme anti-contaminante de modo a evitar a subida das raízes para os drenos. Os drenos podem igualmente ser cobertos por uma camada de gravilha para a sua·protecção. ’ A ilhota encontra-sé formada num terreno inclinado para permitir o escoamento gravitacional dos efluentes, através da rede de drenos perfurados e a infiltração dos efluentes durante o escoamento. A inclinação do terreno é assim definida em função da permeabilidade do solo em questão. À medida que o terreno se encontra saturado de água, o efluente terá tendência para escoar no dreno e a não se infiltrar. Na instalação prevê-se assim, na base do terreno uma canalização de recuperação de efluentes não tratados que são em seguida reenviados na direcção da bacia de armazenamento.

Estando a ocorrer a alimentação contínua do efluente convém limitar outras contribuições em particular as devidas à água da chuva. Numa concretização particular é colocado um toldo entre os bambus para que a água da chuva 18 se escoe em vez de se infiltrar. Esta água é evacuada na base do terreno por meio de um sulco previsto para este efeito. Um tal toldo pode ser útil em particular, quando a densidade do povoamento não se encontra no seu máximo. 0 toldo é suficientemente fino para que cada novo rebento possa atravessar facilmente o toldo que à medida que é degradado pode ser evacuada para fora da plantação' de bambus.

As "fronteiras de cada ilhota são de preferência formadas por uma barreira contra rizomas, cuja finalidade é impedir a propagação do rizoma para fora da unidade de tratamento e de assegurar que o conjunto das remoções dos bambus plantados na ilhota são realizados na zona delimitada.

Assim, para controlar a alimentação de efluente a cada ilhota e as suas remoções, cada' ilhota encontra-se rodeada de preferência por uma barreira contra rizomas e o dispositivo de condução dos efluentes compreende os meios que permitem controlar de forma independente a irrigação ou a disseminação em cada ilhota. Em particular, o dispositivo de condução dos efluentes permite uma alimentação por reservatórios de efluentes, por exemplo com o auxilio de pequenos alcatruzes de báscula. A titulo de exemplo, cada ilhota compreende de preferência em média 1000 a 5000 caules por hectare e é de preferência uma superfície inferior a 2000 m2 (de cerca de 25 m de raio} no caso de uma drenagem com o auxílio de uma fossa colectora central de efluentes. É também objecto da invenção um processo de tratamento de efluentes orgânicos por bio-sanitização caracterizado por compreender: 19 a) irrigação ou disseminação dos efluentes orgânicos a tratar numa plantação de bambus de acordo com a invenção, constituindo a dita plantação o local de tratamento; b) o corte dos caules obtidos após crescimento dos bambus e o seu transporte para fora do local de tratamento; e, c) se desejado a recuperação dos efluentes não infiltrados e ainda o seu reprocessamento, através do dito processo. 0 processo de acordo com a invenção será realizado vantajosamente em plantações equipadas para o tratamento de efluentes orgânicos, detalhados acima. · ' 0 processo de acordo com a invenção tem em particular como objectivo o tratamento de efluentes industriais do tipo agroalimentar e em particular os efluentes de caves vinícolas. Neste caso a irrigação ou disseminação dos efluentes pode ser realizada à superfície em contacto com'o ar.

Os efluentes de indústrias agroalimentares, em particular das caves vinícolas caracterizam-se em geral por uma produção ' sazonal, por quantidades importantes de matérias orgânicas e a ausência total de microrganismos de origem fecal. A ausência de microrganismos de origem fecal permite uma disseminação, ou irrigação dos efluentes à superfície em contacto com o ar. 0 processo permite deste modo, se' desejado após uma primeira filtração dos efluentes' a bombagem dos efluentes do local de produção em direcção aos· meios de armazenamento, tal como uma cisterna. A dimensão da cisterna será escolhida de preferência de forma a permitir um. armazenamento dos efluentes equivalente a alguns dias de armazenagem. A instalação para a realização do' processo deve a seguir permitir a condução dos efluentes em direcção ao 20 ponto, ou aos pontos mais elevados das ilhotas, por exemplo por meio de uma canalização ou de um canal de preferência por escoamento por gravidade.

Os efluentes líquidos correm dos pontos elevados da ilhota, através do colector e vão-se infiltrando ao longo do seu percurso. Os efluentes semilíquidos são disseminados por meio de por exemplo de tubos móveis enrolados: o tubo é desdobrado até à base do terreno, e depois enrolando-se sobe e depos-ita a mesma quantidade de lamas ao longo do seu percurso. Por um lado as inclinações da ilhota e por outro lado do colector são determinadas em função da permeabilidade do solo de modo. proporcional.

Quando a disseminação ' dos efluentes é sazonal as-plantações são irrigadas de preferência no mínimo das suas necessidades de disseminação fora de estação para maximizar as remoções durante o período de alimentação dos efluentes.

Numaforma de realização preferida, as plantações são submetidas a um stress hídrico durante um período anterior à primeira disseminação de preferência um mês antes da primeira disseminação. 0 processo é igualmenteadequado para o tratamento de efluentes agrícolas ou domésticos. 0 procedimento será vantajosamente realizado numa plantação equipada . para o tratamento de efluentes agrícolas, ou domésticos, e em particular . uma plantação adaptada para uma alimentação importante e diária dos efluentes e uma irrigação por meio de drenos perfurados, tais como os descritos mais acima.

As características da invenção mencionadas acima e também outras aparecerão mais claramente a partir da leitura da descrição seguinte de dois exemplos de instalação de acordo com . a invenção. A dita descrição é feita em relação às figuras em anexo naquelas: 21 - a figura 1 é uma vista em plano de uma plantação equipada para o tratamento de efluentes de caves vinícolas de acordo com a invenção. - a figura 2 é uma vista em corte de uma ilhota de uma plantação equipada para o. tratamento de efluentes de caves vinícolas de acordo com a invenção. - a figura 3 é uma vista de um plano de uma plantação equipada para o tratamento de águas residuais de acordo com a invenção; - a figura 4 é uma vista em corte de uma ilhota de uma plantação equipada para o tratamento· de águas residuais de acordo com a invenção 1.

Os símbolos P e F significam respectivamente "meios de bombagem" e "meios de filtração". As setas em. cinzento indicam a direcção geral dos efluentes tratados.

Exemplos

Exemp.' o 1: processo e plantação equipado para o tratamento de efluentes de'caves vinícolas (de uma produção inferior a 5 000 eh) 0 exemplo que' se segue diz respeito a uma plantação de bambus equipada para o tratamento de efluentes de caves vinícolas,, tal como o ilustrado na figura 1. A instalação de tratamento de efluentes industriais agroalimentares exemplificada é concebida de forma rústica com uma disseminação em superfície em contacto com o ar.

Após uma filtração os efluentes são bombeados do local de produção (uma cave vinícola) na direcção de uma cisterna 22 de armazenamento (1) (correspondente a 5 dias de produção média) esta cisterna foi duplicada numa cisterna equivalente por medida de segurança e para permitir a manutenção. 1.1 Dispositivo de condução

No fundo da cisterna uma válvula permite o escoamento dos efluentes numa canalização de PVC de diâmetro Suficiente em relação à produção de efluente e à inclinação do local, ou então um canal em U em betão. A condução dos efluentes reparte-se então. por duas linhas (5 ) . : Cada linha encontra-se equipada com uma válvula: uma encontra- se numa· posição aberta e a outra encontra-se numa posição fechada. A água corre no ramo disponível. Este encontra- se equipado com várias válvulas do mesmo tipo (6) pilotando (em posição aberta) os ramos secundários que terminam num pequeno alcatruz .de báscula (8) . Este enche-se. Uma vez cheio um, medidor de nível comanda o fecho da válvula do primeiro sub-ramo para permitir o escoamento das águas até aos sub-ramos seguintes.

Um pequeno alcatruz de báscula despeja sobre uma chapa de distribuição, .cuja maior largura permite inundar a largura desejada do terreno plantado de bambus.

Durante este tempo o pequeno alcatruz de báscula seguinte enche-se, e depois, de cheio : fecha-se a válvula do sub-ramo n° 2, o pequeno alcatruz de báscula despeja-se, a água a tratar corre daqui em diante até ao sub-ramo n° 3, etc.

No final do ramo principal o último pequeno alcatruz de báscula acciona as válvulas de distribuição da cabeça do dispositivo (fecho da válvula da primeira fila, abertura da segunda) e também a abertura de todas as válvulas dos sub- 23 ramos da linha, servida: os efluentes são então enviados para uma outra linha que vai funcionar.como a primeira. A inclinação do dispositivo de condução é concebida de maneira que o sub-ramo seja mais inclinado que o ramo principal. A inclinação do ramo principal é de pelo menos 0,5%.

Este dispositivo pode igualmente ser gerido manualment.e ou também sobre um número limitado de ilhotas (em caso de intervenção numa delas por exemplo). A alimentação do sistema .faz-se por reservatórios. A água corre do pequeno alcatruz em direcção à fossa central e infiltra-se ao longo do seu percurso. A capacidade da bomba- e a sua potência são definidas· em função da produção de efluentes, mas igualmente em função da pluviometria de modo a que haja na fossa central' 10 cm de água no máximo em condições-normais;. 1.2 As ilhotas plantadas com bambus .

As ilhotas (2) são plantadas de maneira concêntrica: as espécies plantada mais densamente em direcção do centro, as espécies menos'densas em direcção à periferia.

Cada ilhota é atravessada por um canal central (3) numa zona baixa. A inclinação (4) de cada lado do canal é de pelo menos 1%. Na bordadura deste canal encontram-se as espécies mais tolerantes ao excesso de água.

Este canal colector de 20 a 50 cm de largura de fundo encontra-se betonado no fundo. 0 fundo da fossa está a 1 m do terreno natural (TN) . Está betonado a 0,8 m do TN (posição de um canal em U, por exemplo). A partir disto a fossa alarga-se de maneira que os taludes apresentem uma inclinação suficientemente estável (2/1 ou 3/2). 24 0 fundo betonado permite assim a recuperação e o escoamento das águas em direcção a um óculo de vigia no qual uma bomba permite o reenvio das águas até à cisterna de armazenamento (7) . Neste óculo de vigia, é igualmente possível de seguir a qualidade da água. 0 resto do canal colector permite drenar o terreno de cada parte da ilhota com o objectivo de evacuar o excesso de água e de eliminar a saturação do solo. Para fazer isto, o raio de cada ilhota é inferior a 25 m. 0 número de ilhotas é de no mínimo 2.a fim de permitir as intervenções numa das ilhotas (corte dos caules, manutenção...) enquanto que o outro se encontra a funcionar.

Cada ilhota é rodeada de uma barreira contra rizomas, do tipo de polietileno de elevada densidade instalada sobre o solo por uma escavadora a uma profundidade de 70 cm.

Em solo arenoso, uma fossa de drenagem central não é suficiente, uma vez que. a permeabilidade dos materiais é muito importante o que favorece a percolação: um sistema de drenagem mais avançada é então colocado no lugar entre 70 a 80 cm de profundidade, podendo terminar na fossa central. É plantada uma espécie por circulo. Uma ilhota para o tratamento de efluentes de caves é constituída como se segue: círculo 1: Semiarundinaria fastuosa (4 plantas) círculo 2: Semiarundinaria fastuosa (8 plantas) círculo 3: Semiarundinaria fastuosa (13 plantas) círculo 4: Phyllostachys edulis f. pubescens, (10 plantas) circulo 5: Physlloátachys edulis f. pubescens, (13 plantas) círculo 6: Phyllostachys heteroclada (P. congesta) , (15 plantas) círculo 7: Phyllostachys purpurata, (18 plantas) círculo 8: Phyllostachys nigra f, henonis e boryana, (8 plantas) 25 circulo 9: Phyllostachys viridis (e var), (9 plantas) bordadura da fossa central: Arundinaria gigantea tecta (9 plantas).

Cada círculo encontra-se espaçado de cerca de 2 metros. 1.3 Dimensionamento A alimentação de efluentes de caves vinícolas é sazonal daí a necessidade do resto do ano de irrigar suficientemente a plantação (pelo menos.no mínimo das suas necessidades) para quando for a altura elá ser capaz de-remover as contribuições poluentes. A plantação é submetida a um stress hídrico de um mês antes da disseminação. 1 ha de plantação permite deste modo tratar 5000 a 10000 m3 de efluentes em 2 meses, o que corresponde a produção de efluente de uma cave de 10 000 hl. 0 dimensionamento definitivo calcula-se em função das cargas poluentes (em. particular em função da carga de potássio e da demanda química em oxigénio)

Exemplo 2: Processo e plantação equipada para o tratamento de águas residuais 0 exemplo que se segue diz respeito a uma instalação de tratamento de águas residuais.

As águas residuais caracterizam-se por uma produção diária contínua e pela presença de microrganismos de origem fecal que impede a irrigação por regos por razões de segurança sanitária. É por isso que o dispositivo compreende uma rede de drenos de superfície. 26 2.1 Dispositivo de alimentação de águas residuais 0 dispositivo de alimentação é do tipo PVC ou de aço galvanizado. A alimentação principal (14) a partir da linha de (pré)-tratamento reparte-se pelo menos em duas linhas podendo funcionar em alternância ou simultaneamente (pela simples abertura da válvula (15)). Cada linha alimenta uma rede de drenos (10) que funcionam simultaneamente. .

Os drenos são colocados no solo; sobre uma camada de gravilha (17) de alguns centímetros igualmente repartida sobre um filme anti-coagulante (18) para evitar a 'subida das raízes no dreno. 0 dreno do tipo de sanitização autónoma é em PVC de no mínimo de 50 mm diâmetro. É igualmente coberto por uma camada de gravilha de 10 empara a sua protecção (19).

Os drenos são colocados entre as linhas de bambus, cerca de todos os 2 metrós (como o espaçamento de dois círculos sobre os quais são posicionados os bambus espaçados uns dos outros para terem a densidade necessária ao seu desenvolvimento). A inclinação do terreno é definida em , função da permeabilidade do solo no local. Quando o terreno se encontra saturado de água, o efluente terá a tendência para se escoar no dreno e a não se infiltrar. Deste modo prevê-se na base do terreno uma canalização de recuperação das águas não tratadas que são de seguida reenviadas na direcção da bacia de armazenagem. 2.2 Ilhotas plantadas com bambus A plantação é do mesmo tipo que aquela já descrita no exemplo anterior: plantação concêntrica, mistura de espécies (com predominância daquelas que suportam os excessos de água em particular na base do terreno), 27 barreira contra os rizomas à volta de cada ilhota (70 cm de profundidade).

Dado que a alimentação de efluente é continua (no âmbito do tratamento das águas residuais) é conveniente limitar ao máximo as outras contribuições (nomeadamente as devidas à chuva). Por este motivo um toldo plástico negro é colocado entre os bambus para que a água da chuva corra em vez de se infiltrar. Esta água é evacuada na base do terreno. A utilidade deste toldo é importante nos três primeiros anos, enquanto que a densidade do povoamento não se encontra no seu máximo. Cada novo rebento poderá facilmente atravessar o toldo que à medida que é degradado será evacuado na altura da manutenção dos bambus. ·· ·

Uma ilhota para o tratamento de águas residuais é constituída como se segue: círculo 1: Phyllostachys purpurata solida (3 plantas) círculo 2: Phyllostachys purpurata solida (5 plantas) círculo 3: Phyllostachys heteroclada (P. congesta) (8 plantas) círculo 4: Phyllostachys purpurata (10 plantas) círculo 5: Semiarundinaría fastuosa(21 plantas) círculo 6: Physllostachys edulis £. pubescens (15 plantas) círculo 7: Phyllostachys purpurata "straightstem" (9 plantas) círculo 8: Phyllostachys bambusoides (e var) (8 plantas) círculo 9: Phyllostachys viridis (e var) (9 plantas) ângulo recto: Arundinaria linearis (pleiblastus linearis) (30 plantas) bordadura sulco em baixo: Arundinaria .gigantea tecta{6 plantas)

Cada círculo encontra-se espaçado de 2 m. 28 É preferível um funcionamento de 4 a 5 ilhotas para permitir a ressecação de cada parcela. É preferível um mínimo de 2. 0 objectivo é de não asfixiar o rizoma. 2.3 Dimensionamento 1 ha pode ser suficiente do ponto de vista hidráulico para a carga de 1000 habitantes equivalentes (eh).

Por sua vez,, numa zona sensível, isto é logo que seja necessário abater o azoto e o fósforo: 4 a 5 ha são preferidos para um tratamento único (depois do pré-tratamento) - 2 a 3'ha são preferidos num tratamento terciário: ' A densidade de plantação é assim da ordem de 1500 sujeitos por hectare. No final de 3 anos a densidade do povoamento abatido é de 4000 a 4500 caules/ha.

Lisboa, 11 de Janeiro de 2008

Claims (24)

1 Reivindicações 1. Plantação in sit-u no solo equipada para o tratamento de efluentes orgânicos, caracterizada por ser constituída por ilhotas, estando cada ílhota disposta sobre um terreno que forma um ou vários planos inclinados que se encontram numa zona baixa, sendo a inclinação dos planos determinada de acordo com a permeabilidade do solo e caracterizada por compreender a) um dispositivo de condução dos efluentes para as zonas mais elevadas; b) um colector disposto na zona baixa para a· recuperação de efluentes não infiltrados, e, c) se necessário, um dispositivo de bombagem de efluentes não infiltrados e drenados pelo colector tendo em vista o seu reprocessamento; comportando a dita plantação pelo menos uma espécie vegetal escolhida entre aquelas capazes de retirar por intermédio das suas raízes as matérias poluentes de efluentes alimentados a cada ilhota.

2. Plantação de.acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender uma pluralidade de espécies vegetais, as espécies plantadas na região da ilhota na qual se realiza a absorção máxima de efluentes (dita região de elevada densidade) que pertence às primeiras espécies que possibilitam uma densidade de povoamento elevada e as espécies plantadas nas regiões periféricas de cada ilhota, em particular ao nível das zonas em que os efluentes são alimentados, que pertencem às espécies, cujo tamanho médio na maturidade é mais importante do que o das primeiras espécies. 2

3. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada por as espécies vegetais serem plantadas em cada ilhota de forma concêntrica numa razão de uma espécie por círculo· e em que a região de elevada densidade se situa na parte central da ilhota.

4. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a região dita de elevada densidade de cada ilhota se encontrar situada na zona baixa da plantação.

5. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por. comportar uma ou .várias espécies escolhidas entre aquelas, cujo período de crescimento máximo corresponde ao período de alimentação dos efluentes, permitindo o tratamento . de efluentes, cuja produção é sazonal..

6. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizada por as espécies vegetais plantadas nas regiões de elevada densidade serem escolhidas entre as espécies de bambus.

7. Plàntação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o conjunto das espécies vegetais capazes de remover as matérias poluentes dos efluentes serem escolhidas entre as espécies de bambus.

8. Plantação de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por as espécies de bambus plantadas na região de elevada densidade serem escolhidas entre as espécies que permitem densidades de povoamento de pelo menos uma planta por 10 m2 e em que as espécies de bambus plantadas nas zonas periféricas de cada ilhota expostas ao vento são escolhidas 3 entre as espécies, cujo tamanho médio dós caules na maturidade é superior a 6 metros.

9. ' Plantação de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por as espécies de bambus plantadas na região de elevada densidade serem na maior parte escolhidas entre as espécies seguintes: Arundinaria gigantea técta, Phyllostachys purpurata solida, Phyllostachys heteroc-lada (P. congesta) , Pseudosasa japonica, Phyllostachys aurea,··· · Semiarundínaría fastuosa, Phyllostachys purpurata, Physllostachys edulis f. pubescens, Arundinaria linearis (Pleiblastus linearis) ; e as espécies de bambus plantadas nas zonas periféricas de cada ilha serem escolhidas na sua maioria entre as espécies seguintes: Phyllostachys purpurata "straightstem", Phyllostachys nigra f. henonís e boryana, Phyllostachys viridis (e var), Phyllostachys bambusoides (e var), Phyllostachys nuda, Phyllostachys bíssetí, Phyllostachys flexuosa.

10. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizada por as espécies de bambus situadas numa zona baixa na bordadura do colector serem escolhidas 4 entre as espécies higrófilas, tais como a espécie Arundinaria gigantea tecta.

11. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caractérizada por cada ilhota comportar uma ou várias espécies de bambus de crescimento desfasado no Inverno, tal como a espécie de Semiarundinaria fastuosa, que permite o tratamento de efluentes de caves vinícolas, cuja produção é máxima no fim do Outono e/ ou no Inverno,

12. Plantação de acordo com a reivindicação 11, caractérizada por os , bambus serem plantados de forma concêntrica na razão de uma espécie de bambus por círculo e por as espécies plantadas do centro de cada ilha na direcção da sua periferia serem escolhidas como se segue: círculo 1: Semiarundinaria fastuosa , . círculo 2: Semiarundinaria fastuosa círculo 3: Semiarundinaria fastuosa círculo 4: Phyllostachys edulis f. pubescens, círculo 5: Phyllostachys edulis f. pubescens, círculo 6: Phyllostachys heteroclada (P. congesta), círculo 7: Phyllostachys purpurata, círculo 8: Phyllostachys nigra f. henonis e boryana, círculo 9: Phyllostachys viridis (e var) f

13. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caractérizada por as espécies de bambus plantadas na região de densidade elevada e/ ou na zona baixa da plantação serem escolhidas entre as espécies hidrófilas ou higrófilas, que permitem uma alimentação diária em efluentes orgânicos, em particular em efluentes domésticos, ou agrícolas. 5

14. Plantação de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por os bambus serem plantados de forma concêntrica na razão de uma espécie de bambu por circulo, e por as espécies do centro de cada ilhota em direcção à periferia serem escolhidas como se segue: círculo 1: círculo 2: círculo 3: círculo 4: círculo 5: círculo 6: círculo 7: círculo 8: círculo 9: Phyllostachys purpurata solida, Phyllostachys purpurata solida, Phyllostachys heteroçlada (P. congesta), Phyllostachys purpurata, Semiarundinaria fastuosa Phyllostachys edulis f. puhescens, Phyllostachys purpurata "straíghtstem", Phyllostachys hambusoides. (e var), Phyllostachys viridis (e var) ,

15. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, caracterizada·por estar equipada com a) uma rede de drenos perfurados para alimentação das ilhotas com os efluentes; b) uma canalização para a recuperação de efluentes não infiltradas na zona baixa; c) um sulco na zona baixa para evacuação das águas da chuva; d) se· desejado um toldo que permite impedir a' infiltração das águas'da chuva suficientemente fino para não impedir o crescimento dos bambus.

16. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 15, caracterizada por cada ilhota estar rodeada d-e uma barreira contra rizomas e por o dispositivo de condução dos efluentes compreender meios que permitem controlar de forma independente a irrigação, ou a disseminação de cada ilha. 6

17. Plantação de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por o dispositivo de condução dos efluentes permitir uma alimentação por reservatórios de efluentes, por exemplo com o auxilio de pequenos alcatruzes de básculas.

18. Plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 17, caracterizada por cada ilhota compreender em média 1000 a 5000 caules por hectare, possuindo cada ilhota uma superfície inferior a 2000 m2 por ilhota.

19. Processo de tratamento de efluentes orgânicos -por bio-sanitização, caracterizado por compreender; a} irrigação ou disseminação dos efluentes orgânicos a tratar numa- plantação de bambus, tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, constituindo a dita plantação o local de tratamento; b) o corte dos caules obtidos após crescimento dos bambus e o seu transporte para fora do local de tratamento; e, c) se desejado a recuperação dos efluentes não infiltrados e ainda o seu reprocessamento, através do dito processo.

20. Plantação de acordo com a reivindicação 19, caracterizada por os efluentes serem disseminados, ou irrigados numa plantação equipada para o tratamento dos efluentes orgânicos de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 18. ·

21. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por os efluentes orgânicos a tratar serem efluentes industriais do tipo agroalimentar e por a 7 irrigação ou disseminação dos efluentes ser realizada à superfície.

22. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por a disseminação dos efluentes ser sazonal e por as plantações serem irrigadas no mínimo das suas necessidades fora da estação de disseminação.

23. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por as plantações serem submetidas a um stress hídrico durante um período que precede a primeira disseminação de preferência um mês antes da primeira disseminação.·

24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 ou 20, caracterizado por os efluentes orgânicos a tratar serem efluentes agrícolas ou domésticos e por serem disseminados ou irrigados numa plantação de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, se desejado após pré-tratamento. . . Lisboa,·'11 de Janeiro de 2008