Tratamento de esgoto doméstico com lodo granular aeróbio : influência da fase anaeróbia/anóxica prolongada e da condição de mistura

• Autor(a) principal: ALVES, Oucilane Ingret Moreno
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• dARK ID: ark:/64986/001300000n22s
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/56028
• topic: Engenharia civil; Estabilidade dos grânulos; NDS; PAO; DPAO; Diversidade microbiana

Os sistemas de tratamento de esgotos com lodo granular aeróbio (LGA) são uma tecnologia promissora por apresentar diversas vantagens em comparação com os sistemas convencionais de lodo ativado (LA). Dentre elas está a redução de área de implantação e a remoção simultânea da matéria orgânica (MO) e dos nutrientes (N e P), um dos atrativos para o uso desta tecnologia. Porém, a sua aplicação em larga escala com esgoto real apresenta alguns desafios, como a instabilidade na estrutura granular e a manutenção de remoções satisfatórias de nutrientes por longos períodos. Os primeiros trabalhos com LGA foram realizados em reatores somente aeróbios. No presente estudo, buscou-se avaliar a influência da inclusão de uma fase anóxica/anaeróbia prolongada (60 ou 90 min), com diferentes condições de mistura através da introdução de pulsos de ar, na: (i) formação e estabilidade dos grânulos; (ii) composição da comunidade microbiana; e (iii) eficiência de remoção dos nutrientes. Foram utilizados dois reatores em bateladas sequenciais (RBS), cada qual com volume útil de 115 L, relação altura e diâmetro (H/D) de 10, troca volumétrica de 71% e velocidade ascensional de 1,0 cm.s-1. Os reatores foram alimentados com esgoto doméstico de baixa concentração (MO e P) e iniciaram a operação sem adição de inóculo. O ciclo operacional foi de 4 h e a aplicação de duas condições de mistura durante a fase anóxica/anaeróbia, resultaram em 5 estratégias operacionais (EOP), com pulsos de ar a cada 20 min (EOP I90,20 e II60,20) ou 5 min (EOP III90,5, IV60,5 e V90,5). As fases do ciclo operacional em cada batelada consistiam em alimentação (2 min), fase anóxica/anaeróbia (60 min para EOP II60,20 e IV60,5; 90 min para EOP I90,20, III90,5 e V90,5), aeração (124 min para EOP I90,20, III90,5 e V90,5 e 154 min para as EOP II60,20 e IV60,5), sedimentação (20 min) e descarte do efluente (4 min). Grânulos aeróbios foram obtidos no reator sem adição de inóculo entre os dias 39 e 87 de operação para as cinco EOP. Apenas a EOP V90,5 atingiu a granulação completa (diâmetro ≥ 0,2 mm) aos 168 dias. Eficiências de remoção de matéria orgânica (em DQO) superiores a 70% foram obtidas em todas as EOP. Para a remoção de nitrogênio foi observado que a predominância de grânulos com diâmetro maior ou igual a 0,6 mm e a maior frequência dos pulsos de ar (EOP III90,5 e V90,5) favoreceram a maior ocorrência do processo de nitrificação e desnitrificação simultânea (NDS), com concentrações médias efluentes de N-NO2- e N-NO3- de 1,1±2,1 e 1,3±1,4 mg.L-1, respectivamente, para a EOP III90,5; e de 3,3±2,7 e 4,1±4,6 mg.L-1 para a EOP V90,5, respectivamente. A aplicação de uma fase anóxica/anaeróbia maior (90 min) e pulsos de ar a cada 5 minutos, proporcionaram ao sistema maior atividade dos organismos acumuladores de fosfato (PAO) e estabilidade na remoção do ortofosfato. A eficiência máxima de remoção de P para a EOP III90,5 foi de 88% e para a EOP V90,5 de 93%, sendo que para esta última, os organismos acumuladores de fosfato desnitrificantes (DPAO) foram os microrganismos responsáveis. Com relação à comunidade microbiana da EOP V90,5, o principal gênero atuante no tratamento foi Pseudomonas. Esses microrganismos atuaram tanto na NDS, como na remoção de fósforo, nesta última junto com as Pseudoxanthomonas. Dentre as cinco estratégias aplicadas, as que apresentaram melhores resultados foram a EOP III90,5 e V90,5, que operaram com a mesma fase anóxica/anaeróbia (90 min) e frequência de pulsos de ar maior (5 min). Estas EOP apresentaram os melhores resultados, tanto para o desenvolvimento da biomassa granular, como no desempenho do reator.