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Avaliação da remoção de matéria orgânica por microorganismos em sistemas de tratamento de esgoto

Resumo

A necessidade de inovação e avanço em projetos de desenvolvimento sustentável é essencial para o desenvolvimento no tratamento de efluentes do país. O tratamento de efluente por via biológica a partir de lagoas de alta taxa apresenta vantagens na remoção e recuperação de nutrientes, além de fornecer biomassa energética. Este trabalho avaliou dois sistemas de tratamento, sendo um somente com a LAT (Lagoa A) e o segundo composto de reator UASB seguido de LAT (Lagoa B). A vazão afluente utilizada foi de 1,5 m³/h para cada sistema, resultando em TDH de 12,2 horas no reator UASB e de 2,2 dias nas lagoas. Foram avaliadas a remoção de matéria orgânica (DBO, DQO e SSV) e nutrientes (NTK, nitrogênio amoniacal, fósforo total e ortofosfato). O sistema UASB seguido de LAT apresentou menores concentração no efluente final para os poluentes analisados, exceto para o nitrogênio amoniacal, onde a lagoa A apresentou valor final de 17,8 ± 11,4 e para a lagoa B de 21,1 ± 13,9, identificando a importância do reator UASB para auxiliar no sistema de tratamento. Para melhoria da qualidade do efluente final pode ser implantado sistema de remoção de microalgas como a flotação por ar dissolvido.

Introdução

A necessidade de inovação e avanço em projetos de desenvolvimento sustentável é essencial para o desenvolvimento no tratamento de efluentes do país. No Brasil, sistemas de tratamento de efluentes domésticos são vistos como de elevados gastos de instalação e manutenção, sendo em sua maioria financiados por verbas públicas (PECORA, 2006).

O tratamento de efluentes através de sistemas biológicos possuem diversas técnicas de tratamento, podendo ser aeróbios como lodos ativados, filtros biológicos e reatores sequenciais em batelada que apresentam satisfatório poder de remoção de matéria orgânica, baixa eficiência na remoção de nutrientes (nitrogênio e fósforo) e, principalmente, apresentam elevados gastos energéticos devido à necessidade de aeração, anaeróbios e anóxicos (VON SPERLING, 2002).

Entre os processos anaeróbios destacam-se os reatores tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor), conhecido também como reator de manta de lodo, que apresentam moderada capacidade de remoção de matéria orgânica, com baixo consumo energético, reduzida produção de excesso de lodo e destaca-se a produção de biogás, porém normalmente necessita de pós tratamento do efluente líquido (MOLINUEVO-SALCES; GARCÍAGONZÁLEZ; GONZÁLEZ-FERNÁNDEZ, 2010), que pode ser uma importante fonte de energia através da sua queima ou através da venda de créditos de carbono (PECORA, 2006), deixando de ser uma fonte consumidora de energia para uma fonte produtora.

Comumente aliado a reatores anaeróbios são comuns a utilização de lagoas para o polimento final do efluente (TONON, 2016; BARROSO JÚNIOR, 2020), com o objetivo de reduzir as concentrações dos poluentes do efluente a ser lançado no corpo receptor, pode-se optar por um sistema de pós-tratamento ao processo anaeróbio.

As LAT (Lagoas de Alta Taxa de produção algal), podem apresentar eficiente remoção de nutrientes do efluente, melhorando a qualidade do mesmo, e tendo como vantagem a produção de biomassa algal, que possibilita o aproveitamento dessa biomassa como fonte de energia, devido a sua elevada concentração de lipídeos (BARROSO JÚNIOR, 2015), além de bactéria heterotróficas que auxiliam na remoção de matéria orgânica no pós-tratamento.

As LAT são uma variante das lagoas de estabilização, com profundidade de lâmina d’água entre 0,2 m a 1,0 m possuindo um sistema de mistura promovendo movimento na lagoa com velocidade entre 0,15 – 0,30 m/s, normalmente mecanizado (MEHRABADI; CRAGGS; FARID, 2015), que podem substituir de forma vantajosa as lagoas facultativas e de maturação (BENEMANN et al., 1977). As elevadas cargas de nutrientes e a baixa profundidade estimula o desenvolvimento de microalgas podendo atingir valores acima de 3.000 µg/m3 de clorofila-a (Craggs et al., 2012).

As LAT permitem a redução de custoso no cultivo de microalgas e para o tratamento de efluentes, permitindo a recuperação e remoção de nutrientes e uma biomassa energética que pode ser utilizada como matéria prima para geração de energia, as LAT’s normalmente são operandas com valores de TDH entre 3 a 6 dias (ABDELAZIZ et al., 2014; BARROSO JÚNIOR, 2015), podendo chegar até 21 dias (JUÁREZ et al., 2018; MILITÃO et al., 2019).

Dessa forma, estações de tratamento de esgoto podem vir a apresentar baixos custos de manutenção e eventualmente ser auto-sustentável do ponto de vista energético. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência de remoção de matéria orgânica (DBO e DQO), nutrientes (fósforo total, ortofosfato e amônia) e sólidos totais de dois sistemas utilizando LAT’s para tratamento de esgoto com potenciais características sustentáveis.

Autores: José Carlos Alves Barroso Júnior; Maria Cristina de Almeida Silva; Luiz Olinto Monteggia; Nestor Leonel Muñoz Hoyos; Vinícius Duarte Soroka e Antônio Carlos de Oliveira Martins Júnior.

 

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