Aeração intermitente em reator com biofilme em membrana aerada (MABR) com foco em Nitritação Parcial/Anammox aplicada a esgoto sanitário.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Pitol, César Shalders
• 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: Anaerobic ammonium oxidation; Biofilm; Biofilmes; Deammonification; Desamonificação; Intermittent microaeration; Microaeração intermitente; Municipal wastewater treatment; Oxidação anaeróbia de amônia; Tratamento de esgotos sanitários
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-25092025-072018/

A desamonificação é compreendida pela remoção de nitrogênio a partir da nitritação parcial seguida do processo Anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation) (NPA). NPA em etapa única pode ser adequadamente desenvolvido em reatores com biofilme em membrana aerada (MABR), uma vez que a microaeração permite o crescimento do biofilme em estratos aeróbios e anóxicos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o efeito da aeração intermitente e do tempo de detenção hidráulica (TDH) no processo de desamonificação em um reator MABR com volume útil de 2,9 L e equipado com membrana de silicone, operado a 30 °C e alimentado com água residuária sintética com teores de nitrogênio próximos aos valores típicos encontrados em esgotos sanitários (50100 mg N.L1). Um sistema de contrapressão foi acoplado à saída da membrana de modo a manter a pressão no lúmen em 70 mbar, otimizando a difusão de ar do lúmen da membrana para o biofilme. A operação foi separada em quatro etapas principais, sendo as três últimas divididas em três fases: na etapa 1, o reator foi iniciado com alimentação de 100 mg N-NH4 +.L1, sob aeração contínua, com TDH de 24 h; na primeira fase da etapa 2 (fase II-1), a aeração contínua foi alterada para aeração intermitente, com tempos de aeração e não aeração de 20 e 40 minutos (tA/tNA = 20/40), respectivamente; a partir da fase II-2, o N-NH4 + afluente foi reduzido para 50 mg N.L1; na fase II-3, a relação tA/tNA foi alterada para 10/50; na etapa III, o TDH foi reduzido para 18 h, 12 h e 8 h nas fases III-1, III-2 e III-3, respectivamente, mantendo tA/tNA = 10/50; na etapa IV, o TDH foi fixado em 8 h, sendo aplicados tA/tNA de 15/45, 20/40 e 20/60 nas fases IV-1, IV-2 e IV-3, respectivamente. Na etapa I, foi atingida eficiência de desamonificação de 59 % e carga removida de 56 g N.m3.d1, sendo observada produção específica de nitrato de 0,12 mg NNO3 /mg N-NH4 +, muito próximo ao valor estequiométrico de NPA de 0,11 mg NNO3 /mg N-NH4 +. Apesar da proliferação das bactérias nitratantes (NOB), resultante da redução do N-NH4 + afluente para 50 mg N.L1, pôde-se inibir significativamente a oxidação do nitrito com a aplicação de aeração intermitente e cargas nitrogenadas aplicadas mais elevadas (150 g N.m-3.d-1), atingindo eficiência de desamonificação de 46 % (74 g N.m3.d1) e 0,25 mg NNO3 produzido/mg N-NH4 + consumido na fase IV-2. Esses resultados reforçam a importância do emprego de aeração intermitente (tA/tNA = 20/40) e da aplicação de maiores cargas nitrogenadas para restringir a oxidação do nitrito, garantindo maiores eficiências de remoção de nitrogênio por NPA mesmo para concentrações reduzidas de NH4 + afluente.