Reator anaeróbio-aeróbio-nitrificante-anóxico (RAANA) com zonas biológicas sobrepostas, seguido de desinfecção: tratamento de esgoto sanitário para remoção de matéria orgânica, nitrogênio, sulfeto e microrganismos indicadores

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Freitas, Bruno de Oliveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ação oxidante-desinfetante; Autotrophic denitrification; Biogas treatment; Combined biological zones; Desnitrificação autotrófica; Modified phase separator; Oxiding-disinfection action; Pilot-scale reactor; Reator piloto; Separador de fases modificado; Tratamento do biogás; Zonas biológicas combinadas
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-05082021-170812/

O presente trabalho apresenta o sistema de tratamento de esgoto sanitário composto por Reator Anaeróbio-Aeróbio-Nitrificante-Anóxico (RAANA), com zonas sobrepostas, seguido de desinfecção/oxidação por ácido peracético (APA) e cloro. O principal objetivo foi avaliar o tratamento de esgoto sanitário, para remoção de matéria orgânica, nitrogênio e compostos odoríferos, seguido de desinfecção/oxidação. O estudo foi desenvolvido em RAANA piloto. Para avaliar a desinfecção/oxidação os ensaios foram desenvolvidos em batelada e fluxo contínuo. O RAANA tinha o volume útil de 364 L e foi operado com vazões de 20 e 25 L.h-1, com tempos de detenção hidráulico (TDH) de 18,19 e 14,55 h, respectivamente. O RAANA foi monitorado em 3 fases, (i) Fase 1 com vazão 20 L.h-1 com adição de etanol para desnitrificação sem recirculação do biogás na zona anóxica, (ii) Fase 2 com vazão 25 L.h-1 com adição limitada de etanol para desnitrificação, com recirculação do biogás na zona anóxica e (iii) Fase 3 com vazão 25 L.h-1 sem adição de etanol, com recirculação do biogás na zona anóxica para desenvolver a desnitrificação mixotrófica. Os tratamentos visando a oxidação/desinfecção foram efetuados com doses de 5, 10 e 15mg.L-1 para APA e cloro, os tempos de contato de 5, 10 e 15min, totalizaram 9 testes. A carga orgânica volumétrica removida foi de 0,5±0,1 kgDQO.m-3.d-1 (Fase 1), 0,4±0,1 kgDQO.m-3.d-1 (Fase 2) e de 0,6±0,1 kgDQO.m-3.d-1 (Fase 3). A remoção global de DQO no RAANA foi de 91,6±3,3%, 86,5±4,0% e 89,8±2,6%, para Fase 1, 2 e 3, respectivamente. A carga de nitrogênio removida por área de meio suporte na zona aeróbia foi de 0,7±0,2 gN.m-2.d-1 (Fase 1), 0,9±0,2 gN.m-2.d-1 (Fase 2) e 0,9±0,2 gN.m-2.d-1 (Fase 3). Para zona anóxica a remoção foi de 0,3±0,2 gN.m-2.d-1 (Fase 1), 0,4±0,1g N.m-2.d-1 (Fase 2) e 0,05±0,02 gN.m-2.d-1 (Fase 3). A remoção global de Nitrogênio Total foi de 49,4±14,1%, 52,1±8,1% e 31,4±5,7% para Fase 1, 2 e 3, respectivamente. A oxidação de sulfeto de hidrogênio na zona aeróbia foi de 99,6±0,5% (Fase 1), 99,65±0,1% (Fase 2) e 99,79±0,2% (Fase 3). A remoção de sulfeto de hidrogênio presente no biogás na zona anóxica foi de 88,9±7,2% (Fase 1), 96,6±1,9% (Fase 2) e 96,2±3,0% (Fase 3). Para os ensaios de desinfecção o melhor resultado entre os tratamentos em batelada usando APA foi de 4,3 log para E. coli e 3,3 log para coliformes totais. No ensaio de fluxo contínuo foi de 3,0 log para E. coli e 3,5 log para coliformes totais. O melhor resultado entre os tratamentos em batelada com cloro foi de 4,7 log para E. coli e 4,7 log para coliformes totais. No ensaio de fluxo contínuo foi de 2,5 log para E. coli e 2,7 log para coliformes totais. O menor número de microrganismo com APA em batelada foi de 1,0x101 e 2,7x102 (UFC/100mL) para E. coli e coliformes totais, em fluxo contínuo foi de 1,0x102 e 3,0x102 (UFC/100mL) para E. coli e coliformes totais. O menor número em batelada com cloro foi de 4,5x100 e 2,6x102 (UFC/100mL) para E. coli e coliformes totais, em fluxo contínuo foi de 6,0x101 e 1,0x103 (UFC/100mL) para E. coli e coliformes totais, respectivamente. O melhor resultado para oxidação química do sulfeto foi de 79,4% com APA e 85,9% com o cloro. As concentrações médias no efluente do RAANA foram de 103±59 mgDQOt.L-1, 18,2±9,2 mgN-NH4+.L-1 e 0,01±0,01 mgS-H2S.L-1. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que o RAANA, seguido da desinfecção é uma alternativa viável para tratamento conjunto do esgoto sanitário e biogás.