Modelagem matemática do processo de nitritação parcial/anammox em reatores de biofilme aerado por membrana (MABR).

• Autor(a) principal: Tanaka, Gustavo Eidi
• Data de Publicação: 2023
• 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/3/3147/tde-10012024-094034/
• topic: Aeração; Anaerobic ammonium oxidation; Anaerobic sludge digester; AQUASIM; AQUASIM; Autotrophic nitrogen removal; Deammonification; Lodo; Nitrogênio (Remoção); UASB; UASB

Em comparação com o processo convencional de remoção biológica de nitrogênio, o processo de nitritação parcial/anammox apresenta vantagens significativas: suprime a necessidade de uma fonte de carbono orgânico, reduz os gastos com energia para aeração e reduz a quantidade de lodo produzido. O processo apresenta grande potencial de utilização no tratamento de correntes caracterizadas pela presença de nitrogênio amoniacal, porém com baixo conteúdo de matéria orgânica rapidamente biodegradável como é o caso dos efluentes de processos anaeróbios. Este trabalho avaliou quantitativamente a eficiência de remoção de nitrogênio de efluentes em reatores de biofilme aerado por membrana (Membrane-Aerated Biofilm Reactor MABR), utilizando-se do software de modelagem de processos aquáticos AQUASIM. Foi implementado um modelo multiespécies que contempla a atividade das bactérias oxidantes de amônia (AOB), bactérias oxidantes de nitrito (NOB), bactérias anammox (AnAOB) e bactérias heterotróficas (HB). Mais especificamente, avaliou-se a aplicação do MABR no tratamento de correntes líquidas submetidas a dois processos anaeróbios de tratamento: 1) efluentes de reatores UASB; e 2) sobrenadante de digestores anaeróbios de lodo. Na Aplicação 1, as simulações indicaram que a vazão de ar ótima foi cerca de 2 a 3 vezes menor que a vazão líquida aplicada ao MABR. Os resultados indicaram taxas de remoção de nitrogênio total (NT) variando de 50% a 75%, para tempos de detenção hidráulica (TDH) de 3h e 6h e taxas de aplicação de nitrogênio 1,07 g N/m2/dia e 0,53 g N/m2/dia, respectivamente. Não foram detectadas bactérias anammox no biofilme, possivelmente devido à elevada relação matéria orgânica/nitrogênio (DQO/N) da corrente afluente (4,6). Na Aplicação 2, as simulações indicaram que a vazão de ar ótima foi cerca de 5 vezes maior que a vazão líquida aplicada. Os resultados mostraram taxas de remoção de NT variando de 81% a 90%, para TDH de 1,25 e 2,5 dias e taxas de aplicação de nitrogênio 2,67 g N/m2/dia e 1,33 g N/m2/dia, respectivamente. Observou-se a presença de bactérias anammox no biofilme nesta aplicação, possivelmente devido à relação DQO/N da corrente afluente consideravelmente mais baixa (1,5). Este trabalho servirá como base para futuros estudos experimentais e em escala real, indicando faixas de vazão de ar, TDH e taxas de aplicação de nitrogênio que maximizam a remoção de NT.