Sistemas MBBR em escala piloto operados em bateladas sequenciais para remoção de matéria orgânica e nitrogênio de esgoto sanitário: impacto do material suporte no desempenho dos processos e na geração de lodo

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Carvalho, Jamille Sandes de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Attached biomass; Biobob®; Biomassa imobilizada; Domestic wastewater; Esgoto sanitário; MBBR; Nitrificação e Desnitrificação Simultânea (NDS); Simultaneous Nitrification and Denitrification
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-20052020-115938/

Processos aeróbios de tratamento de esgoto têm alta eficiência de remoção de matéria orgânica e, nas condições adequadas, apresentam capacidade de remover nutrientes. Como desvantagem intrínseca a esse tipo de tratamento, tem-se a elevada produção de lodo, associada ao seu gerenciamento, que deve ser feito adequadamente. O sistema MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor apresenta as vantagens de um processo aeróbio, e ao inserir meios suportes em seu interior, apresentaram-se, nesta pesquisa, os objetivos de aumentar a eficiência de remoção da matéria orgânica e nitrogenada, facilitar a separação da fração suspensa do efluente e reduzir a geração de lodo. Para tanto, foram comparadas as remoções de DQO e nitrogênio e a produção de lodo em três reatores: R1, com o meio suporte Mutag Biochip; R2 com Biobob® e o R3 contendo biomassa suspensa. O sistema foi operado em bateladas sequenciais, com ciclos de 6 horas nas fases I e II, e tempos de aeração de 4 e 3 horas, respectivamente; e na Fase III, com ciclos de 4 horas e tempo de aeração de 2 horas. A remoção de DQO foi de 80 a 90% em todos os reatores, em todas as fases de operação. Os reatores com biomassa aderida conseguiram estabelecer a nitrificação, enquanto o efluente do reator de biomassa suspensa apresentou alta concentração de N-NH4+. A remoção de N-total ocorreu por Nitrificação e Desnitrificação Simultânea (NDS) e as eficiências observadas em R1 e R2 foram da ordem de 20 e 40% nas fases I e II, respectivamente. Na Fase III, R1 apresentou eficiência de 15% de remoção de N e R2 manteve 40%. R3 apresentou uma eficiência entre 10 e 20% de remoção de N e, ao reduzir os tempos de ciclo e aeração, foi ao colapso. O melhor desempenho dos reatores com biomassa aderida pode ser explicado, inclusive, pelo tempo de retenção celular, que é muito maior nesse tipo de concepção, contribuindo com o desenvolvimento das bactérias de crescimento mais lento, como as nitrificantes. A massa de biomassa aderida ao Biobob® foi três vezes maior do que ao Mutag Biochip e a produção de lodo durante o período operacional foi de 4,6 kg neste reator e de 2,8 kg naquele contendo Biobob®. R3 produziu, em apenas duas fases, 0,5 kg de lodo, pois apresentou baixa sedimentabilidade, o que causou grandes perdas de sólidos no efluente e baixa concentração de microrganismos no líquido de mistura. Os perfis de concentração mostraram que a DQO foi consumida em até 1 hora de aeração, justificando a escassez de doadores de elétrons para a desnitrificação e que sua inserção na fase não aerada poderia incrementar a desnitrificação.