Avaliação da tecnologia de biodiscos na aplicação de bioprocessos modernos de remoção de nitrogênio para o tratamento de lixiviados de aterros sanitários. - Bicelli, Larissa Garcez (2020)
A remoção de nitrogênio é um aspecto muito importante do tratamento de águas residuárias, incluindo lixiviados de aterros sanitários. A aplicação de rotas biológicas alternativas para a sua remoção é de extrema importância e pesquisas baseadas no processo anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation) e em outros bioprocessos inovadores têm sido conduzidas mundialmente para remoção de nitrogênio de águas residuárias. Os biodiscos (Rotating Biological Contactors - RBCs) surgem como uma alternativa de interesse para o tratamento de lixiviado de aterros sanitários frente aos processos convencionais, uma vez que reatores de biofilmes têm como principais vantagens idade do lodo elevada e alta resistência ao choque de cargas de matéria orgânica e de nitrogênio. Neste contexto, o presente trabalho objetivou avaliar o desempenho desta tecnologia na remoção de nitrogênio de lixiviados de aterros sanitários. O reator de bancada com volume útil de 3,9 L foi operado inicialmente sem inóculo, para observação do desenvolvimento natural da biomassa nitrificante, que ocorreu com poucos dias de funcionamento. A alimentação foi realizada na primeira etapa da pesquisa com efluente sintético, incrementando-se gradualmente a concentração de nitrogênio amoniacal na alimentação de 50 a 1000 mg N.L-1, e na segunda etapa com lixiviado de aterro sanitário diluído na proporção de 1:3, com concentração média de 500 mg N.L-1 . Com exceção do período de adaptação, onde foi utilizado um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 36 horas, a operação do reator foi realizada variando-se o valor na faixa de 24-10 h. Foram avaliadas rotações contínuas e intermitentes e velocidades de rotação entre 5 e 10 rpm para rotação contínua, assim como diferentes ciclos de rotação para rotação intermitente. O uso de rotação contínua, independente da velocidade, nas primeiras fases da Etapa I, gerou elevados valores de OD (7,7-1,4 mg.L-1), e altas eficiências de nitratação, com valores chegando a 99,7%, e ficou evidente que, para a ocorrência especificamente de nitritação e posteriormente desenvolvimento simultâneo de anammox, maiores concentrações de nitrogênio amoniacal seriam necessárias para supressão das bactérias nitratantes. Entretanto, a concentração de 1000 mg N.L-1 causou a falência do sistema, explicada principalmente pela inibição por amônia livre. A utilização de rotação intermitente consistiu em abordagem inovadora e resultou na obtenção de microaeração (0,15-2,1 mg.L-1 ). Juntamente com a redução do TDH para 12 horas, esta estratégia permitiu alcançar valores mais elevados de eficiência de nitritação, com valor máximo obtido de 54,6%, que foram comprovados pela dominância das espécies nitritantes e supressão das nitratantes, em análises de hibridização fluorescente in situ (FISH). Na Etapa II, a alimentação do sistema com lixiviado foi agressiva à comunidade microbiana e afetou as eficiências de nitritação observadas anteriormente, obtendo uma máxima de 34,0% e valores de OD entre 0,8 e 1,8 mg.L-1. Foi observada a presença de bactérias anammox no biofilme em ambas as etapas, mas não foi possível criar condições favoráveis para sua dominância. Ainda assim, os resultados indicaram o potencial do sistema para o desenvolvimento do processo de nitritação parcial-anammox e sua aplicação para lixiviados de aterros sanitários, desde que uma adaptação gradual da comunidade microbiana seja realizada para este tipo de efluente.