Resumo
A nitrificação é um processo que deve ser previsto em estações de tratamento de efluentes que utilizam sistema de lodo ativado, pois demanda uma ordem de 50% de oxigênio e demanda de alcalinidade devido as reações de oxidação do material nitrogenado, acarretando uma redução no pH, podendo causar problemas nas ETE’s que utilizam sistema de lodo ativado ou qualquer outro tipo de sistema que possa acontecer a nitrificação. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desenvolvimento do processo de nitrificação completa utilizando um reator em bateladas sequenciais em sistema de lodo ativado, tendo como substrato um afluente com características atípicas para o crescimento de bactérias nitrificantes. A utilização de um RBS é devido a sua flexibilidade operacional deste tipo de configuração. Para estabelecimento da nitrificação o sistema passou por seis fases de operação, ambas as fases passaram por ajustes operacionais com vista a estabelecer condições para esse processo. A matriz de alimentação do sistema era proveniente de um tanque de equalização que recebia contribuições dos banheiros e cozinha industrial de uma instituição de ensino, a matriz de alimentação, na última fase operacional passou por um ajuste nas concentrações de amônia, alcalinidade e matéria orgânica para melhorar as condições de crescimento e permeância das bactérias nitrificantes no sistema. Apenas na última fase de operação do que pôde-se constatar o processo de nitrificação convencional. Nesta 6ª fase o pH foi monitorado em seus distintos períodos (esgoto bruto, esgoto ajustado, aeração, pré e pós-D e saída), as médias do efluente do sistema manteve-se em 8,0. Através das análises de monitoramento do sistema verificouse um efluente nitrificado com concentrações médias de amônia abaixo de 2 mg/L, nitrito 5,14 mg/L e nitrato 21,0 mg/L. É possível cultivar bactérias nitrificantes no reator em bateladas sequenciais, porém, faz-se necessário um delicadíssimo monitoramento, principalmente com o pH.
Introdução
A nitrificação convencional é de grande importância para a remoção de nitrogênio em águas residuárias municipais, processo comumente no processo para remoção de nutrientes empregado e quase inevitável nas estações de tratamento de efluente por sistemas de lodo ativado. Segundo EKAMA, (2015) a nitrificação é mediada por dois grupos de organismos nitrificantes autotróficos, o primeiro genericamente chamado de bactérias oxidantes de amônia (BOA), que utiliza amônia como doador de elétrons e o oxigênio como receptor de elétrons e produz nitrito, e o segundo, geralmente as bactérias oxidantes de nitrito (BON), utilizam nitrito como doador de elétrons e o oxigênio como receptor de elétrons e produz nitrato.
A nitrificação – e especialmente a oxidação de amônia (nitritação) – é um processo sensível a fatores inibitórios, porque o número de diferentes microrganismos que desempenham esta função é limitado, estas espécies têm baixos rendimentos de crescimento e são sensíveis a parâmetros ambientais variáveis como temperatura ou pH.
Em termos de estequiometria a nitrificação tem dois aspectos importantes: (1) provoca uma demanda de oxigênio que é da ordem de 50 % da demanda que existe para a oxidação do material orgânico em sistemas de tratamento e (2) a nitrificação que causa o consumo de alcalinidade e pode haver necessidade de adição de alcalinizante (geralmente cal) para manter o pH estável e na faixa neutra (ABREU, 2000). A equação abaixo apresenta a estequiometria da nitrificação convencional, descrita por SANT’ANNA JR, (2010).
Quanto ao consumo de alcalinidade pela nitrificação, este poderá causar uma redução do pH do licor misto. A magnitude da redução depende da capacidade de tamponamento da água residuária e da concentração de amônia oxidada (VAN HAANDEL; MARAIS, 1999). As duas etapas que compõe a nitrificação geram H+, consumindo assim a alcalinidade na proporção de 7,14 mgCaCO3/mgN-NH4, de forma que pode levar a uma diminuição do pH para valores que limitam a nitrificação (pH < 5,5).
A alcalinidade pode ser fornecida por fontes externas, ou ser retirada da combinação da nitrificação com outros processos biológicos, como a amonificação e a desnitrificação, os quais fornecem alcalinidade ao meio. De toda forma, a compensação com outros processos é insuficiente visto que o acréscimo é em torno de 20% do consumo, caso busque-se nitrificação completa em esgotos domésticos (VAN HAANDEL; MARAIS, 1999).
A alcalinidade pode ser fornecida por fontes externas, ou ser retirada da combinação da nitrificação com outros processos biológicos, como a amonificação e a desnitrificação, os quais fornecem alcalinidade ao meio. De toda forma, a compensação com outros processos é insuficiente visto que o acréscimo é em torno de 20% do consumo, caso busque-se nitrificação completa em esgotos domésticos (VAN HAANDEL; MARAIS, 1999).
Autores: Mariane Gomes Temoteo; Valcicleide Maia dos Santos; Heraldo Antunes Silva Filho e Jarbas Rodrigues Chaves.
