Granulação de lodo aeróbio em reator de batelada sequencial utilizando fração líquida de esterco proveniente de atividade leiteira

• Autor(a) principal: Vieira, Felipe de Carvalho Aranha
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97132/tde-25082021-103936/
• topic: Biological treatment systems; Granular Sludge; Lodo Aeróbio Granular; Reator de batelada sequencial; Sequence batch reactor; Tratamento biológico de efluentes

A tecnologia de lodos granulares é utilizada em condições anaeróbias, e mais recentemente em condições aeróbias, principalmente em reatores de batelada sequencial. O lodo aeróbio granular é classificado como um caso especial de biofilme onde a união de células é formada em uma estrutura estável, continua e composta por associações multicelulares sob condições fisiológicas específicas. Sua composição é definida como um consórcio de diferentes variedades de bactérias contendo milhões de unidades por grama de biomassa, que não coagulam em reduzidas forças hidrodinâmicas. Diferentemente do lodo ativado, apresenta estrutura densa e forte, dotado de diferentes taxas de difusão de oxigênio no interior de sua estrutura. Estas características representam, principalmente, uma ótima capacidade de sedimentação e a possibilidade de diversos processos metabólicos ocorrerem em um único reator. No presente estudo, buscou-se o desenvolvimento de sistemas de reatores de batelada sequencial (RBS1 e RBS2) em nível laboratorial para aplicação desta tecnologia na estação de tratamento de esgoto da Escola de Engenharia de Lorena - USP. Inicialmente, foi utilizado substrato sintético, a fim de observar, de forma preliminar, as condições operacionais e as primeiras transformações do inóculo, de forma flocular, proveniente de sistema de lodos ativados em relação aos processos de granulação. Em experimento com efluente real, optou-se pela utilização da fração líquida de esterco da atividade leiteira. O planejamento do experimento foi baseado na diminuição do tempo de sedimentação no ciclo de um reator de batelada sequencial ao longo de suas fases. Isso representou um aumento na pressão de seleção de biomassa densa e com alta velocidade de sedimentação. As taxas de retenção hidráulica dos dois reatores (RBS1 e RBS2) foram inicialmente de 12 e 24 horas, respectivamente. A duração do experimento foi de 2 meses de aclimatação, sem a utilização de inóculo, com Vs(min) variando de 1m/h até 2,5m/h e 3 meses de operação com Vs(min) de 3,75 m.h-1, 5 m.h-1 e 7,5 m.h-1. Foi realizado o acompanhamento de análises físicas e químicas dos dois reatores. O processo de granulação foi realizado com sucesso no RBS2 no segundo mês de operação, apresentando dominância no reator de biomassa granular de até 1,5 mm a partir da sétima semana. Foi observado a diminiuição da porção orgânica na biomassa granular no RBS2 em relação a biomassa flocular no RBS1. Os ensaios de toxicidade utilizando o organismo Daphnia similis indicaram alta toxicidade aguda do efluente bruto preparado a partir de alta diluição de esterco bovino. Os tratamentos realizados pelos dois reatores reduziram o CE50 (%), porém os efluentes tratados não reduziram sua classificação toxicológica de acordo com a unidade tóxica.