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Avaliação do desempenho de manta geotêxtil em reator em batelada sequencial no tratamento de esgoto sanitário

Resumo

No presente trabalho, foi avaliado o desempenho de um sistema de lodo ativado em batelada, com módulo de filtração, proporcionado por uma manta geotêxtil, na remoção de matéria orgânica presente em esgoto sanitário. O reator em escala piloto tinha volume útil de 85 L e foi operado durante 182 dias, com tempo total de ciclo de 24 horas de duração e idade do lodo (θc) de 25 dias. O sistema foi composto de um reator convencional (SB1), utilizado como controle e operado nas mesmas condições que o SM1, o qual utilizou a filtração em manta geotêxtil. Para confecção dos três módulos de filtração, foi utilizada uma manta sintética não tecida combinada com três tipos de espaçadores: tela antiderrapante em poliéster com revestimento em PVC (etapa I) durante 56 dias, geomanta tridimensional de filamentos de polipropileno termosoldados (etapa II) durante 49 dias e manta acrílica 100% poliéster (etapa III) durante 76 dias. A concentração de oxigênio dissolvido (OD) manteve-se na faixa de 3 mgO2 .L-1 , a relação alimento (A)/microrganismo (M) variou de 0,2 a 0,1 gDBO5 .gSSV-1.d-1 , e a carga orgânica média aplicada mudou de 0,194 a 0,267 kgDQO.m-3.d.-1 . A remoção da turbidez manteve-se na faixa de 97%, a de matéria orgânica em termos de demanda bioquímica de oxigênio (DBO5 ) foi de 93% e entre 87 e 93% para o parâmetro demanda química de oxigênio (DQO), com o reator SM1 apresentando valores de eficiência e estabilidade operacional superiores ao SB1.

Introdução

A água é considerada um dos recursos naturais mais vitais e tem importância econômica, social, política e ambiental em todo o mundo. A limitação dos recursos hídricos bem como a deterioração da qualidade da água proveniente do saneamento básico deficitário causam um enorme impacto na saúde pública e no meio ambiente (UNESCO, 2015). Esse quadro alarmante torna o desenvolvimento de novas tecnologias acessíveis e adequadas para o tratamento de esgoto sanitário uma necessidade urgente.

Entre as tecnologias promissoras de tratamento de águas residuais, de acordo com Judd (2011), encontram-se os biorreatores com membranas (MBR, na sigla em inglês), que consistem em uma só unidade de associação do tratamento biológico no reator com a separação física pela membrana. No entanto, as inclusões de membranas nos biorreatores promovem o aumento de custos relacionados aos procedimentos operacionais, com o maior consumo de energia e a incrustação da superfície da membrana (METCALF; EDDY, 2016; ASLAM et al., 2017).

Nos últimos anos, novas estratégias e alternativas foram desenvolvidas e aplicadas para resolver as limitações encontradas em processos de MBR. Alguns estudos focaram o material alternativo às membranas convencionais. Por exemplo, Xiong, Fu e Singh (2014) e Duan et al. (2017) relataram que, em vez da utilização das membranas de ultra e nanofiltração, a utilização de filtros com poros relativamente maiores, como uma manta não tecida e/ou tecida ou malha de aço inoxidável, é uma alternativa mais barata para o uso em MBR. Segundo Ersahin et al. (2012) e Ersahin, Ozgun e Van Lier (2013), esses materiais proporcionam o desenvolvimento da membrana dinâmica — que é a torta formada na superfície do módulo de filtração quando o permeado a ser filtrado inclui partículas em suspensão — , estão altamente relacionados com a retenção de partículas e constituintes e são retidos pela camada de biomassa, evitando que ocorra a incrustação no módulo de filtração.

O estudo do emprego de geossintéticos geotêxteis em reatores em batelada sequencial, como materiais filtrantes mais econômicos para o possesso de MBR, não foi sistematicamente estudado. As mantas geotêxteis são constituídas por estruturas de fibra aleatórias, geralmente na forma de folhas, e por sobreposições que criam múltiplos poros conectados. Ainda em razão das suas propriedades particulares (alta porosidade, permeabilidade, baixo peso e durabilidade), podem ser indicativas da viabilidade do uso de mantas sintéticas em sistemas MBR convencionais.

Dessa forma, o escopo do presente trabalho foi avaliar o desempenho de um reator de lodo ativado em batelada, com módulo de filtração proporcionado por manta geotêxtil, na remoção da matéria orgânica presente em esgoto sanitário.

Autores: Oder Luiz Sousa Junior; Carlos Gomes da Nave Mendes e Amanda Rodrigues Inácio.

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