Duarte, Elizabeth Fernandes de AlmeidaFragoso, Rita do AmaralGalvão, Ana FonsecaGholipour, Amir2025-03-112025-03-112024-10-28Gholipour, A. Sludge treatment by Earthworm-Enhanced reed beds towards smart-cities. Lisboa: ISA, 2024, 259 p. Tese de Doutoramentohttp://hdl.handle.net/10400.5/99196Doutoramento em Engenharia do Ambiente / Instituto Superior de Agronomia, Universidade de LisboaThis study explored an innovative approach for sewage sludge management using sludge treatment reed bed (STRB) enhanced with earthworms (W-STRB). To the authors’ knowledge, it was the first evaluation of STRB with earthworms under temperate climate (Portugal). The research included experiments in Beirolas wastewater treatment plant (pilot-scale) and Horto greenhouse at ISA (bench-scale). Beirolas pilot-scale was assessed for one year of feeding (24 cycles, mean sludge loading rate (SLR): 43.59 ± 14.49 kg of dry solids (DS) per m2.year) and 132 days of final resting. Four types of units were tested including planted unit with earthworms (WP), planted unit without earthworms (P), without plant with earthworms (W) and control unit without plants and earthworms (C), all replicated. In Beirolas pilot-scale, the plant species was Arundo donax and the earthworm was Eisenia fetida. In Horto bench-scale, two plant species were tested, Arundo donax and Phragmites australis. Planted units included Eisenia fetida earthworms and an additional unit without plants or earthworms was used as control. The bench-scale was studied for six months of feeding (50, 60, and 70 kg.DS.m-2.year-1) and two months of resting. Beirolas experiment showed that DS of all units were over 70 % while volatile solid content (VS) reached the minimum content at 53 % in the WP unit indicating higher stabilization in the presence of earthworms. A synergistic impact of earthworms could also increase plant biomass production by 30 % in the WP unit compared to the P unit. The WP unit showed significant reduction in the release mass (g) of pollutants in the drained water. The WP unit reduced 10 % the mass of heavy metal in the residual sludge compared to the P unit. The study emphasized earthworms’ positive role in STRB, and potential reuse of the residual sludge contributing to circular economy in smart cities.Este estudo explorou uma abordagem inovadora para a gestão de lamas de ETAR utilizando leitos de macrófitas para desidratação de lamas (STRB) com minhocas (W-STRB). De acordo com o conhecimento do autor, esta foi a primeira avaliação de STRB com minhocas sob clima temperado (Portugal). O estudo incluiu experiências na estação de tratamento de águas residuais de Beirolas (escala piloto) e na estufa do Horto no ISA (escala de laboratório). A escala piloto de Beirolas foi avaliada durante um ano de alimentação (24 ciclos, taxa média de carga de lamas (SLR): 43,59 ± 14,49 kg de sólidos totais (DS) por m².ano) e 132 dias de período de descanso. Testaram-se quatro modalidades, unidade com plantas e minhocas (WP), unidade plantada sem minhocas (P), sem plantas com minhocas (W) e unidade de controlo sem plantas e sem minhocas (C), todas em duplicado. A espécie de planta utilizada foi Arundo donax e a minhoca foi Eisenia fetida. No ensaio à escala de laboratório no Horto, testaram-se duas espécies de plantas, Arundo donax e Phragmites australis. As unidades plantadas incluíam minhocas Eisenia fetida e usou-se uma unidade sem plantas nem minhocas como controlo. No estudo à escala de laboratório efetuou-se a alimentação durante seis meses (50, 60 e 70 kg.DS.m-².ano-¹) e o período de descanso foi de dois meses. O ensaio em Beirolas mostrou que, o DS de todas as unidades estava acima de 70% enquanto o conteúdo de sólidos voláteis (VS) e a razão VS/DS atingiu o valor mínimo de 53% na unidade WP, indicando que a presença de minhocas levou a maior estabilização. Verificou-se um impacto sinérgico das minhocas, com a produção de biomassa vegetal na unidade WP a ser 30% superior à da unidade P. A unidade WP mostrou uma redução significativa na massa de poluentes no lixiviado. A unidade WP reduziu 10% a massa de metais pesados nas lamas residuais em comparação com a unidade P. O estudo enfatizou o papel positivo das minhocas no STRB e o potencial de reutilização das lamas residuais, contribuindo para a economia circular em cidades inteligentes.engsludge dewateringearthwormPhragmites australisArundo donaxEisenia fetidadesidratação de lamasminhocasPhragmitesdoctoral thesis101787308