Resumo
Os reatores com lodo granular aeróbio atuam na remoção simultânea de matéria orgânica e nutriente devido à presença das zonas aeróbias, anóxica e anaeróbia nas camadas do grânulo. Os grânulos aeróbios são desenvolvidos, preferencialmente, em reatores em bateladas sequenciais (RBS), com alta relação altura/diâmetro (H/D). As ferramentas da microscopia e da biologia molecular são excelentes para identificar os micro-organismos que atuam na formação dos grânulos bem como são indicadores de eficiência do sistema. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo estudar o desenvolvimento de grânulos aeróbios utilizando dois reatores RBS em escala piloto tratando esgoto sanitário com diferentes trocas volumétricas. Os reatores foram operados em ciclos de 3 h, iguais tempos de sedimentação e uma velocidade ascensional de 0,88 cm∙s-1.
O processo de granulação foi realizado no reator RBS I aplicando uma troca volumétrica de 71% e no reator RBS II aplicando uma troca volumétrica de 59%. O processo de granulação no reator RBS I, demandou mais tempo, porém os grânulos permaneceram por mais tempo no reator. Com relação às eficiências médias de remoção de matéria orgânica, não foi observada diferença entre os reatores, ao nível de confiança de 95%. A eficiência média de remoção de N-NH4+, no reator RBS II, foi 33,2% maior do que no RBS I. A justificativa foi a troca volumétrica de 71% utilizada no reator RBS I, que ocasionou uma maior lavagem da biomassa nitrificante do reator. Aplicando a técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR), observou-se que no processo de nitrificação e desnitrificação os grupos de bactérias dominantes foram as bactérias oxidadoras de amônia (BOA) e as desnitrificantes. A presença identificada do grupo de bactérias desnitrificantes na fase de grânulos nos reatores indicou a presença de zonas anóxicas. Portanto, é possível desenvolver grânulos aeróbios em RBS aplicando baixa velocidade ascensional de 0,88 cm∙s-1 no tratamento de esgoto sanitário; e a identificação dos micro-organismos presentes no sistema permitiu avaliar a melhor condição operacional a ser aplicada nos reatores para a formação de grânulos, ou seja, a condição aplicada ao RBS I.
Introdução
Os sistemas convencionais de tratamento de esgoto sanitário com lodos ativados são bastante difundidos e utilizados no Brasil, por apresentarem uma alta eficiência de remoção da matéria orgânica. Porém, esses sistemas requerem a utilização de grandes áreas para a instalação de suas etapas de tratamento, assim como um tanque anaeróbio para a remoção de nutriente. Dessa forma, visando melhorar a retenção de biomassa e remoção simultânea de carbono e nutrientes, surge uma tecnologia relativamente recente, a de grânulos aeróbios. A granulação aeróbia é realizada preferencialmente em reatores em bateladas sequenciais (RBS) com uma alta relação altura/diâmetro. O processo em bateladas agrega todas as etapas associadas ao tratamento com lodos ativados, de forma sequencial, em um único tanque, e não em unidades sequenciais separadas. Porém, esses reatores quando utilizados para a granulação aeróbia, geralmente são operados em escala laboratorial e alimentados com esgoto sintético.
Os grânulos aeróbios são conhecidos por sua forma esférica e por apresentarem sedimentação mais rápida que os flocos de lodos ativados. Sua estrutura é formada pela agregação dos micro-organismos em uma única estrutura que coagulam com a aplicação de elevada força de cisalhamento hidrodinâmico (DE KREUK et al. 2005). O processo de formação dos grânulos aeróbios depende da aplicação de algumas estratégias operacionais específicas, tais como a velocidade ascensional, tempo de ciclo, baixo tempo de sedimentação, alta relação altura/diâmetro, carga orgânica e tipo de substrato. Os grânulos formados possuem em sua estrutura zonas aeróbia, anóxica e anaeróbia, que promovem a remoção da matéria orgânica e nutrientes em uma única unidade (BEUN et al., 1999; BEUN et al., 2000; ZHANG et al., 2001; ADAV et al., 2008; KIM et al., 2008; SHOW et al., 2012).
Os micro-organismos presentes no tratamento com grânulos aeróbios são semelhantes aos encontrados nos sistemas de lodos ativados. Entretanto, deve-se ter o cuidado de evitar o crescimento de bactérias filamentosas nos sistemas com grânulos aeróbios, já que o surgimento destes micro-organismos resulta em grânulos menos densos. Show et al. (2012) afirmam que a presença desses micro-organismos filamentosos tende a obstruir os poros do grânulo causando a lavagem da biomassa e, consequentemente, problemas no sistema. O tipo de substrato que alimenta o reator determina a comunidade microbiana a ser desenvolvida na estrutura dos grânulos (QIN et al., 2004).
Neste trabalho, objetivo foi o de avaliar a formação de grânulos aeróbios e a diversidade microbiana em reatores em bateladas sequenciais com diferentes trocas volumétricas no tratamento de esgoto sanitário.
Autor: Oucilane Ingret Moreno Alves; Poliana Maria Januário Silva; Sávia Gavazza; Mario Takayuki Kato e Lourdinha Florencio.
