Avaliação de um biorreator a membranas planas associado a reator em batelada sequencial para tratamento de esgoto sanitário

Abstract

Esta pesquisa aborda o tratamento de efluentes sanitários, considerando a remoção dos nutrientes nitrogênio e fósforo, bem como a degradação da matéria orgânica em um Biorreator a Membranas (BRM) associado a um Reator em Batelada Sequencial (RBS), utilizando membranas planas de alta densidade. A busca pela otimização dos tratamentos, com aplicação de inovações, tem o intuito de minimizar, cada vez mais, a periculosidade da disposição inadequada de efluentes no meio ambiente. A associação do tratamento com membranas a um reator de lodos ativados busca a melhoria no desempenho do tratamento do efluente sanitário e traz a possibilidade da real adaptação da tecnologia em uma estação de tratamento em operação. Desse modo, para este estudo, um BRM com volume de 10 m³ operou durante 120 dias, sendo alimentado com o lodo ativado do RBS em escala real. O BRM possuía um misturador e difusores de ar abaixo do módulo de membranas planas de ultrafiltração, e uma bomba helicoidal para retirada do efluente tratado, com fluxo adotado de 10 L/m².h de permeação. O estudo teve como objetivo avaliar a melhoria no desempenho do sistema, quanto à remoção da carga orgânica, de nutrientes e patógenos. Além disso, pode-se avaliar a operação do biorreator e verificar as características do efluente tratado (permeado) para sua disposição final, observada a legislação, para reúso da água. O monitoramento foi realizado por meio de análises físico-químicas no meio líquido e de observações microscópicas do lodo ativado. As remoções médias de DQO e fósforo foram de 91,7% e 92,3%, respectivamente. Em relação à remoção da amônia, a eficiência média foi de 93% e, para o nitrogênio total, 73%. A turbidez média do permeado foi de 0,24 NTU e, durante todo o período de operação, foi verificada ausência de coliformes fecais no permeado. Não foi verificado aumento significativo da pressão transmembrana, com aumento da concentração de biomassa no sistema. Com uso da microscopia óptica, foi verificada grande variedade de micro-organismos indicadores de estabilidade operacional. A expectativa desta dissertação é contribuir para o desenvolvimento de tecnologias, visando a aplicabilidade e o aperfeiçoamento operacional das diversas ETEs existentes no país, possibilitando, assim, reduzir os impactos causados por este tipo de efluente.<br>

Abstract : This study deals with the sewage treatment considering the nitrogen and phosphorus nutrients removal as well as the degradation of organic matter in a membrane bioreactor (MBR) associated with a sequencing batch reactor (SBR) using high density flat membranes. The search for treatments optimization with innovations aims to minimize the danger of the improper effluents disposal into the environment. The association of a membrane treatment with a Activated Sludge Reactor seeks to improve the performance of the wastewater treatment and brings the possibility of real adaptation of the technology in a treatment plant in operation. Therefore, a MBR with volume of 10 m³ operated for 120 days and was fed with activated sludge of a SBR real scale. The MBR had a mixer and air diffusers below the flat ultrafiltration membrane module, and a pump with a permeation flow of 10 L/ m².h. The study aimed to evaluate the system performance improvement, as the removal of organic matter, nutrients and pathogens. Also, evaluate the operation of the bioreactor and verify the characteristics of the treated effluent (permeate) to its final disposal against the law to reuse water. The monitoring was carried out through physical-chemical analysis of the treated effluent and microscopic observations of the activated sludge. The average COD and phosphorus removals were 91.7% and 92.3% respectively. Regarding the removal of ammonia, the average efficiency was 93% and the total nitrogen 73%. The average permeate turbidity was 0.24 NTU throughout the period of operation was checked in the absence of Fecal Coliform permeate. There was not observed a significant increase in transmembrane pressure with the biomass concentration increase in the system. With an optical microscope, it was found wide variety of microorganisms indicators of operational stability. The expectation of this dissertation is to contribute in the development of technologies for the applicability and operational improvement of all existing sewage plants, thus seeking to reduce the impact caused by this type of effluent.