Tratamento anaeróbio de efluentes em reatores de alta taxa

• Autor(a) principal: Garay, Diego Fernando Atoche
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97131/tde-28112019-142524/
• topic: Acute toxicity; Anaerobic sludge immobilization; AnFBR; Efluente de estrume bovino; EGSB; EGSB; Imobilização de lodo anaeróbio; RALF; Toxicidade aguda; Wastewater from bovine manure

A bovinocultura é uma das principais atividades econômicas no Brasil. O rebanho bovino nacional tem tido um grande crescimento nas últimas décadas, que fomenta a economia, mas que também provoca a geração de maior quantidade de resíduos ou dejetos, os quais representam um constante risco de poluição com alto potencial negativo para o meio ambiente. O tratamento anaeróbio de efluentes provenientes de estrume bovino, em reatores de alta taxa, é uma alternativa eficiente para minimizar o seu impacto ambiental e produzir energia. A eficiência desses reatores reside, dentre alguns fatores, na sua capacidade de retenção de biomassa, que pode ser promovida através da imobilização de biomassa em suportes ou grânulos. Os reatores anaeróbios de leito fluidizado (RALF) e os de leito granular expandido (EGSB) são reatores de alta taxa que propiciam alta retenção de biomassa e têm apresentado desempenhos satisfatórios no tratamento de diversos efluentes. Dessa forma, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar e comparar o desempenho de dois RALFs e de um reator EGSB no tratamento anaeróbio da fração líquida, obtida por diluição e peneiramento de estrume bovino. Primeiramente, foi testada a capacidade de adesão de biomassa de 6 suportes diferentes (espuma de poliuretano, argila expandida, areia de quartzo, cerâmica ista quartzite glass, basalto, pedra-pomes) e determinada a atividade metanogênica específica (AME) dos microrganismos aderidos em cada suporte. A espuma, a argila e a pedra-pomes apresentaram maior adesão de microrganismos que os outros suportes, devido a sua maior área superficial e a sua rugosidade. A biomassa aderida à argila apresentou a maior AME. Não foram observadas diferenças significativas na AME da biomassa aderida aos outros suportes. Argila e pedra-pomes foram escolhidas para o tratamento de efluente nos RALFs. No período de adaptação, os reatores foram alimentados com efluente sintético, para promover o desenvolvimento do consórcio microbiano. No final desse período, os reatores apresentaram alta estabilidade e foram eficientes para a remoção de DQO (Demanda química de oxigênio) (90%). O tratamento do efluente foi dividido em 5 fases, com tempos de detenção hidráulica (TDH) entre 16 e 4 h, e carga orgânica volumétrica (COV) entre 7,5 e 30 kgDQO.m-3.d-1. Os reatores mostraram estabilidade até a 4º fase, porém, posteriormente com TDH de 4 h e COV de 30 kgDQO.m-3.d-1, foi observado acúmulo de ácidos, o qual foi mais acentuado no reator EGSB. Os melhores desempenhos dos reatores ocorreram nas duas primeiras fases com TDHs de 16 e 12 h, e COVs de 7,5 e 10 kgDQO.m-3.d-1, com remoções de DQO e SV (sólidos voláteis) de 81 ± 3% e 67 ± 10%, respectivamente. A produção específica de metano foi maior no RALF/AE (RALF com argila expandida), o qual também foi o reator que operou de forma mais estável, em termos do aumento da COV e da diminuição de TDH. O reator EGSB, com maior volume útil do que os outros reatores, removeu maior quantidade de poluentes até a 4o fase, seguida de maior remoção de toxicidade até a 3º fase. Todos os reatores foram considerados satisfatórios para a remoção de matéria orgânica dos efluentes e produção de metano.