Resumo

O lixiviado pode ser definido como o efluente resultante da atividade de aterramento sanitário de resíduos sólidos urbanos e é considerado um importante passivo ambiental devido ao seu elevado potencial poluidor e heterogeneidade em sua constituição. Os biorreatores com membranas, consensualmente, são considerados como alternativas promissoras no tratamento de lixiviados de aterros sanitários. Estudos mostram que o uso de biorreatores com membranas em tratamento de lixiviado de aterro sanitário estabilizados proporcionam remoções superiores a 70% de DQO e superiores a 90% de DBO e N-NH3, quando operados sob condições ideais de operação. Entretanto, a eficiência de remoção de matéria orgânica é variável. Este fato pode estar atrelado às limitações do lodo bacteriano. As leveduras apresentam alta capacidade de quebra e assimilação de poluentes de difícil degradação. A Saccharomyces cerevisiae é a espécie mais conhecida de todo o grupo fúngico, considerada a mais relevante do ponto de vista econômico, amplamente utilizada no setor de produção de alimentos, sendo que o uso destes microrganismos vem sendo investigado para o tratamento de efluentes. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de um biorreator com membranas inoculado com levedura Saccharomyces cerevisiae (BRMLEV) no tratamento do lixiviado de aterro sanitário visando a remoção de compostos recalcitrantes e toxicidade. Para o desenvolvimento da pesquisa foi implementada, em escala de bancada, uma unidade experimental de BRMLEV. O protocolo operacional da pesquisa foi dividido em duas etapas: 1. Start-up e aclimatação da biomassa; 2. Operação do BRMLEV. Os resultados mostraram que o BRMLEV foi eficaz na remoção de compostos orgânicos e amônia. O permeado do BRMLEV apresentou toxicidade provavelmente devida a presença de íons sulfatos, o que demandaria pós-tratamento para a viabilidade do lançamento deste efluente.

Introdução

O lixiviado pode ser definido como o efluente resultante da atividade de aterramento sanitário de resíduos sólidos urbanos e é considerado um importante passivo ambiental devido ao seu elevado potencial poluidor e heterogeneidade em sua constituição. A composição do lixiviado é bastante complexa e variável, uma vez que depende de fatores climáticos, das características dos resíduos depositados, da forma de operação do aterro e, principalmente, da dinâmica dos processos de decomposição dos resíduos aterrados (QASIM e CHIANG, 1994; EL-FADEL et al., 2002).

Os biorreatores com membranas (BRM), consensualmente, são considerados como alternativas promissoras no tratamento de lixiviados de aterros sanitários (JUDD, 2006; AHMED e LAN, 2012). Esta técnica combina o processo biológico com a separação sólido-líquido por permeação em membrana e apresenta vantagens em relação aos tratamentos convencionais, dado a demanda de baixa área de instalação, demonstra resistência às variações de carga afluente, opera com maiores concentrações de sólidos em suspensão no reator biológico e maior tempo de retenção celular, além de gerar efluente com qualidade adequada para o reúso (KIM et al., 2011).

Estudos mostram que o uso de BRM em tratamento de lixiviado de aterro sanitário estabilizados proporcionam remoções superiores a 70% de DQO e superiores a 90% de DBO e N-NH3, quando operados sob condições ideais de operação (ALVAREZ-VAZQUEZ et al., 2004; Ahmed e Lan, 2012). Entretanto, a eficiência de remoção de matéria orgânica é variável (AHMED e LAN, 2012). Este fato pode estar atrelado às limitações do lodo bacteriano na degradação de compostos orgânicos recalcitrantes do lixiviado, as quais tendem a aumentar com o tempo de aterramento dos resíduos. Em contrapartida, a utilização de outros grupos de microrganismos pode apresentar bons resultados.

As leveduras apresentam alta capacidade de quebra e assimilação de poluentes de difícil degradação. Os gêneros Candida, Saccharomyces, Rhodotorula, Yarrowia, Hansenula e Pichia têm sido descritos como capazes de degradar compostos orgânicos recalcitrantes (RASPOR e JURE, 2005; BUZZINI e VAUGHAN-MARTINI, 2005; HARMS et al., 2011). A Saccharomyces cerevisiae é capaz de reproduzir sexualmente e assexuadamente em meios simples tanto na presença quanto na ausência de oxigênio, possui Status GRAS (“Generally Recognized As Safe”), por não ser considerada tóxica e patogênica para seres vivos, (GUIMARÃES, 2005). É a espécie mais conhecida de todo o grupo fúngico, considerada a mais relevante do ponto de vista econômico, e amplamente utilizada na produção de cerveja, etanol, vinho e pão (GRIFFIN, 1994). O uso deste microrganismos já foi investigado para o tratamento de efluentes industriais de vinícolas (PETRUCCIOLI et al., 2002) e de óleo de palma (NAJAFPOUR et al., 2005), para biodegradação de ésteres de ácido ftálico (BEGUM et al.,2003) e para tratamento de lixiviado de aterro sanitário (BRITO, 2013). Brito (2013) propôs o uso de um sistema de BRM inoculado com biomassa S. cerevisiae (fermento biológico) para tratamento de lixiviado de aterro sanitário pós-remoção de N-NH3 pela técnica de air stripping. Os resultados demonstraram que o sistema foi eficiente na remoção de DQO (68%), substâncias húmicas (68%) e cor (79%).

Por fim, o sucesso da etapa biológica do tratamento do efluente está intrinsecamente associado ao início da operação, sendo necessário o ajuste de condições iniciais favoráveis ao desenvolvimento da biota responsável pela degradação biológica da matéria orgânica. A partida de processos biológicos pode ser definida pelo período transiente inicial caracterizado por instabilidades operacionais (DOMINGUES et al., 2005), onde o favorecimento de condições adequadas permite formação, crescimento, acúmulo e retenção de biomassa ativa balanceada. O controle do processo de partida em sistemas biológicos promove o estabelecimento e a continuidade de tais condições, possibilita o ajuste de parâmetros definidos no dimensionamento do sistema, como tempo de detenção hidráulica e vazão de alimentação, evitando assim o incremento de matéria orgânica provindas dos fenômenos de decaimento endógeno e lise celular dos microrganismos, além da adversidade causada pelo descontrole da concentração da biomassa ativa formada, o que prejudicaria, ou até mesmo inviabilizaria a finalidade do sistema.

Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de um biorreator com membranas inoculado com levedura Saccharomyces cerevisiae (BRMLEV), em escala de bancada, no tratamento do lixiviado de aterro sanitário visando a remoção de compostos recalcitrantes e toxicidade.

Autores: Wagner Guadagnin Moravia; Míriam Cristina Santos Amaral; Sílvia Maria Alves Corrêa Oliveira e Rosimeire Floripes Gomes.