Nitritação parcial aplicada ao mainstream de estações de tratamento de esgoto: efeitos da estratégia de aeração e do tempo de detenção hidráulica.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Fernandes, Amanda Tamkevicius
• 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: Aeração intermitente; Anammox; Intennittent aeration; Nitrificação; Nitrification; Nitrite; Nitritos; Nitrogen; Nitrogênio
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-19052025-071904/

A remoção de nitrogênio em esgoto sanitário e relevante para preservação da qualidade dos corpos d\'agua. No entanto, os processos tradicionais de remoção desse composto apresentam elevado consumo energético e não estão alinhados com os princípios da economia circular. Nesse contexto, são estudados novos processos alternativos, como a nitritação parcial/anammox, para a remoção de nitrogênio com menor consumo energético, menor produção de lodo e sem a necessidade da adição de fontes exógenas de matéria orgânica, para a produção de efluentes tratados com elevado grau de qualidade. Dentre as dificuldades para a aplicação desse processo em efluentes com baixa concentração de nitrogênio esta a interrupção do processo de nitrifição em nitrito. Para tanto e necessário encorajar a oxidação de parte da amônia efluente a nitrito, e inativar a atividade das bactérias oxidadoras de nitrito, de forma a permitir o acúmulo desse composto no sistema. Uma das formas de se obter esse resultado e por meio da aplicação da aeração intermitente. Nesse trabalho, um efluente sintético inorgânico com concentração de amônia inferior a 50 mgN/L foi submetido a diferentes estratégias de aeração intermitente, visando investigar a eficiência da aplicação de diferentes tempos aerados e não aerados na ocorrência da nitritação parcial. Para isto, foi estudado um reator, em escala de bancada, contendo biomassa imobilizada e operado inicialmente com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 12 h. A aplicação tradicional de estratégias de aeração intermitente não foi efetiva para a nitritação do efluente, se apresentando apenas como uma alternativa energeticamente eficiente para a obtenção de nitrato. A aplicação de 10 minutos de tempo aerado e 40 minutos de tempo não aerado permitiu um acúmulo de nitrato de 88 ± 14% com oxidação completa de N-NH4+. Essa abordagem utilizou apenas l!4 do TDH aerado, consistindo em uma alternativa com menor demanda energética do que a aeração continua para a obtenção de eficiências comparáveis. Ainda visando a nitritação, foi introduzido na segunda etapa deste trabalho o conceito de pulsos de aeração como a aplicação de tempos aerados inferiores a um minuto de duração. Foram avaliadas diferentes estratégias de pulsos de aeração em conjunto com adequações no TDH. A aplicação de uma estratégia de aeração de 50 segundos de tempo aerado e 8,33 minutos de tempo não aerado, combinada com a redução do TDH para 10 horas, permitiu uma eficiência media de remoção de nitrogênio total de 50 ± 4%, com eficiência máxima observada de 58%. 0 sistema foi operado com uma concentração de oxigênio dissolvido media de 0,1 mg02/L. 0 balanço de massa apresentou uma produção de 0,35 ± 0,07 de N-N03- por N-NH4+ oxidado e um consumo de alcalinidade de 4,57 ± 0,36 mgCaC03 por N-NH4+ oxidado. Os resultados analíticos obtidos, combinados com a observação de uma biomassa avermelhada e no reator, corroboram com a hipótese de que nitritação parcial/anammox tenha sido a via majoritária de remoção de nitrogênio total. Desta forma, entende-se que a otimização de estratégias de pulsos de aeração combinadas com adequações no TDH pode vir a ser uma alternativa para a obtenção de nitritação parcial/anammox no mainstream de estações de tratamento de esgoto.