Resumo

Os efluentes domésticos tratados ainda podem conter nutrientes e matéria orgânica resultando em problemas de poluição dos corpos hídricos, entre eles a eutrofização. Na tentativa de reduzir matéria orgânica e nitrogênio, sistemas com reatores híbridos com recirculação da fase líquida têm-se demonstrado promissores na remoção simultânea de matéria orgânica e nitrogênio. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar o desempenho de um sistema híbrido com recirculação, em escala piloto tratando esgoto doméstico caracterizando o comportamento da comunidade microbiana por meio de PCR-DGGE. O sistema híbrido foi monitorado por 150 dias em duas fases (FI e FII com taxa de recirculação de 50 e 75%, respectivamente), sendo as coletas semanais. Os resultados revelaram que a eficiência de remoção da matéria orgânica foi de 87% e 91% nas fases FI e FII, respectivamente. Em relação ao nitrogênio amoniacal, as concentrações médias no efluente do sistema híbrido para FI e FII foi de 9±2 mg N-NH4+/L e de16±2 mg N-NH4+/L, apresentando eficiência média de remoção de 61% e 40%, respectivamente. Já a concentração média de nitrato no efluente foi de 12,5±1 mg N-NO3/L, e 8,1±0,7 mg N-NO3/L, respectivamente. A técnica de PCRDDGE evidenciou um notório aumento no número de bandas após a recirculação do efluente nitrificado no sistema híbrido, revelando maior riqueza de espécies. Pode-se concluir que o sistema híbrido em escala piloto com recirculação de 50% e 75% nas condições estudadas, foi eficiente na remoção de matéria orgânica e nitrogênio e a dinâmica da comunidade microbiana presente no sistema foi modificada pelo incremento da recirculação interna da fase líquida.

Introdução 

Os efluentes domésticos tratados ainda podem conter nutrientes e matéria orgânica resultando em problemas de poluição dos corpos hídricos tais como a eutrofização. O excesso da produção orgânica de algas está intrinsecamente relacionado com as concentrações de nutrientes. Nas últimas décadas, o processo de eutrofização tem se intensificado em reservatórios brasileiros devido ao aumento do uso de fertilizantes nas bacias hidrográficas, elevado grau de urbanização sem tratamento de esgotos domésticos e industriais, resultando em descarga de fósforo, nitrogênio e matéria orgânica para os corpos receptores.

Sistemas de tratamento com reatores anaeróbios e aeróbios em série têm-se demonstrado promissores por apresentarem várias vantagens. A configuração híbrida de reator com lodo suspenso e lodo aderido (Jialong et al., 2000; Nguyen et al., 2016; Zhou et al., 2016) tem sido aplicada com a finalidade de reduzir custos, unidades de tratamento com menor quantidade de material de enchimento e aprimoramento das características operacionais em relação aos reatores em tanques separados. De acordo com Wolff et al., (2010) os sistemas híbridos que utilizam biomassa suspensa e aderida no mesmo reator melhora a retenção de biomassa ativa e consequentemente, a eficiência do tratamento.

A razão carbono e nitrogênio (C/N) indispensável para a completa redução de nitrato (NO3-) a nitrogênio gasoso (N2) pelas bactérias desnitrificantes, depende do tipo dos gêneros da comunidade microbiana atuante e da fonte de carbono. De acordo com Netto e Zaiat (2012) a nitrificação é facilitada através da redução do tempo de detenção e consumo de oxigênio, pela maior disponibilidade de oxigênio dissolvido no meio para os micro-organismos quimiolito-autotróficos. Com baixa relação C/N, as bactérias quimio-organo heterotróficas ficam limitadas pelo carbono e disponibilizam amônia em excesso para nitrificação. Em contrapartida, com elevadas relações de C/N, o processo de nitrificação é inibido por excesso de carbono (KUENEN & ROBERTSON, 1994, XIA et al., 2010; LU et al., 2014).

Membros da comunidade microbiana presentes nos biofilmes de sistemas híbridos têm sido estudados com o uso da técnica da biologia molecular, a fim de identificar genes necessários para dissecar as rotas regulatórias que controlam o processo de nitrificação e desnitrificação. O objetivo do trabalho foi o de avaliar o desempenho de um sistema híbrido com recirculação da fase líquida, em escala piloto, para a remoção de matéria orgânica e nitrogênio em esgoto doméstico, além de caracterizar o comportamento da comunidade microbiana por meio da ferramenta de PCR-DGGE.

Autores: Marcus Vinicius Alves dos Santos; Juliana Cardoso de Morais; Sávia Gavazza; Mario Takayuki Kato e Lourdinha Florencio.