Estudo da remoção de carbono e nitrogênio de efluentes urbanos em um reator de leito fluidizado operado em bateladas sequênciais

Abstract

No presente trabalho foi utilizado um reator de leito fluidizado por bateladas seqüenciais (RLFBS), com o objetivo de estudar o tratamento biológico de efluentes urbanos, na remoção de carbono e nitrogênio. O reator piloto foi construído em coluna de acrílico com volume total de 132,8 L. O material suporte utilizado foi o PVC reciclado, com densidade de 1329 kg/m3 e diâmetro médio de 4,02mm. Foram realizadas estratégias operacionais, desenvolvidas de outubro de 2004 a junho de 2006, com a finalidade conhecer o processo e verificar o desempenho do reator piloto frente à diferentes situações. As estratégias operacionais diferenciaram-se entre si por apresentarem: tempos total de ciclo de 24h e 12h, períodos com e sem decantação e ainda, estratégias com aumento gradativo da carga orgânica (DQO) e amônio. As cargas orgânicas variaram de 0,11 a 0,37 gDQO/m3.d e a de amônio de 0,011 a 0,033 kgNH4-N/m3.d. O tempo de retenção hidráulica foi de 2,89 d e 1,44 d. O monitoramento do reator foi realizado através de análises físico-químicas, observações da diversidade biológica pela microscopia ótica, identificação das espécies de bactérias nitrificantes através de análise FISH, testes respirométricos para determinação da velocidade específica de respiração celular e o monitoramento do biofilme pela microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que durante os ciclos de 24h, incluindo aqueles com aumento de carga e períodos com ou sem decantação, o RLFBS foi capaz de promover com eficiência a remoção da matéria orgânica e nitrogenada. Manteve um biofilme estável com formação de uma população heterogênea, composta por bactérias autótrofas e heterótrofas. O amônio foi totalmente oxidado, com completa nitrificação até os 720min. As eficiências médias de nitrificação variaram de 93% a 96%, a desnitrificação de 67% a 100% e a remoção da DQO de 84% a 93%. Por outro lado, os ciclos de 12 h apresentaram uma certa instabilidade, desfavorecendo o processo de nitrificação. A biomassa autotrófica não se manteve aderida à superfície do biofilme, ocorrendo à lavagem de células, que foi minimizada com a etapa de decantação. As eficiências médias de remoção de DQO variaram entre 81% e 91% e a desnitrificação entre 92,4% e 100%. A maior eficiência