remoção de nitrogênio e fósforo no tratamento de - FEC

REMOÇÃO DE NITROGÊNIO E FÓSFORO NO TRATAMENTO DE ESGOTO
SANITÁRIO EMPREGANDO REATOR COMPARTIMENTADO
ANAERÓBIO/AERÓBIO
Gustavo Henrique Ribeiro da Silva1, Edson Aparecido Abdul Nour2
Palavras chave: Reator Compartimentado, Anaeróbio/Aeróbio, Remoção de
Nitrogênio, Remoção de Fósforo.
A crescente necessidade do tratamento de esgotos sanitários exige da engenharia a
procura por sistemas que venham a tornar viável a sua implementação. Uma
alternativa economicamente viável aos sistemas de tratamento de esgotos
domésticos é o tratamento anaeróbio, que tem recebido atenção especial nas
pesquisas desenvolvidas no Brasil, principalmente os reatores anaeróbios de alta
taxa, uma vez que estes apresentam-se como unidades compactas e com boa
eficiência de tratamento. Esta eficiência, aliada ao pequeno porte destes reatores
em relação aos reatores aeróbios, decorre da possibilidade de retenção no sistema
de uma biomassa ativa, com boas características estruturais e biológicas. Embora
eficiente em termos de remoção de matéria orgânica, apresenta alguns problemas,
entre outros, relacionado com o conteúdo de fósforo e nitrogênio no seu efluente
que acarretam problemas para a sua disposição final em corpos d’água. Como uma
das alternativas tecnológicas capazes de proporcionar as variações das condições
ambientais necessárias para a ocorrência dos processos acima mencionados está a
utilização de reatores compartimentados anaeróbio/aeróbio como uma das possíveis
alternativas tecnológicas. O presente trabalho terá como proposta a união de
processos anaeróbios e aeróbios sob a forma de um reator compartimentado
composto por quatro câmaras seqüenciais, sendo as três primeiras anaeróbias e a
quarta aeróbia, com um volume total de aproximadamente 2,5 m3, sendo que se
avaliará as vantagens de uma quinta câmara (câmara anaeróbia) após a câmara
aerada (Figura 1). Este sistema de tratamento que será utilizado para o
desenvolvimento deste trabalho localiza-se na Estação de Tratamento de Efluentes
do bairro da Graminha, no município de Limeira - SP, onde é tratado esgoto
sanitário proveniente da rede pública de coleta de esgotos.
O lodo gerado pelo reator será coletado na saída de um decantador laminar, e
recirculado para a primeira e quarta câmaras, com a finalidade da manutenção da
alta qualidade de biomassa ativa no sistema, em particular na câmara aeróbia, além
de uma maior estabilização do lodo. Esta configuração visa um aumento na
capacidade de remoção de compostos de nitrogênio e fósforo, alternando ambientes
oxidantes e redutores. Vale ressaltar a necessidade e o comprometimento desta
pesquisa em se transferir esta tecnologia para que as prefeituras e outros projetistas
tenham acesso e coloque em execução esta possível alternativa de tratamento de
efluentes até o nível terciário.
Doutorando, engenheiro civil, DSA/FEC/UNICAMP; [email protected]
Orientador, DSA/FEC/UNICAMP; [email protected]
Esta pesquisa tem por objetivo principal avaliar o comportamento da eficiência de
remoção de matéria orgânica e nutrientes, bem como os principais mecanismos
envolvidos, em um sistema de tratamento biológico que utiliza a configuração de um
reator compartimentado anaeróbio/aeróbio
Entrada
CÂMARA ANAERÓBIA
CÂMARA
ANAERÓBIA
CÂMARA
ANAERÓBIA
CÂMARA
AERÓBIA
Pontos de
Amostragem
Efluente
Saída Lodo
Decantador Laminar
Figura 1: Perfil do Reator Compartimentado Anaeróbio/Aeróbio
Fonte: Adaptado de ZANELLA (1999)
A amostragem será realizada de forma composta, com coletas de hora em hora,
durante quatro horas, uma vez por semana, no período da manhã. Nestas coletas
serão utilizados os tubos de 12,5 mm de diâmetro, munidos de registros de gaveta
instalados nas laterais do reator, localizados a 1,00 m de altura em relação ao fundo
de cada câmara. (Figura 4.3).
No ponto mais baixo do decantador laminar, existe um registro para que se possa
realizar a recirculação do lodo para a primeira câmara, câmara aerada (CA) e a
ultima câmara , recirculação esta que será realizada da seguinte forma: em uma
caixa d’água de 250 litros será colocado o lodo e, em seguida, este será
homogeneizado e recirculado. Este lodo será quantificado e caracterizado por meio
de análises de pH, sólidos suspensos e sólidos totais.
As análises e exames serão realizados no Laboratório de Saneamento do
Departamento de Saneamento e Ambiente da Faculdade de Engenharia
Civil/UNICAMP. Os parâmetros a serem analisados serão: Temperatura, pH,
Oxigênio Dissolvido, Alcalinidade Parcial e Total, Ácidos Voláteis, DBO5, DQOtotal,
Sólidos Totais, Sólidos em Suspensão, Sólidos Sedimentávies, Série de Nitrogênio,
Fósforo, Índice Volumétrico de Lodo, Identificação de Microorganismos. A
metodogia utilizada será de acordo com (4).
A estimativa dos microrganismos desnitrificantes será realizada em amostras do
licor misto do reator compartimentado. O número de bactérias desnitrificantes será
estimado por meio da técnica do Número Mais Provável (NMP) 1. A contagem será
Recirculação
realizada ao longo do tempo de operação do reator compartimentado
anaeróbio/aeróbio, com o objetivo de acompanhar o desenvolvimento das bactérias
desnitrificantes. A incubação das amostras ocorrerá após diluições seriadas, em
cinco réplicas, por 7 dias a 28  1 ºC, em meio seletivo sob condições anaeróbias.
Será empregado meio nutriente genérico, o “Nutrient Broth”, da “Difco” e NaNO3 a
5mM. O resultado da contagem de bactérias desnitrificantes será expresso em
número de bactérias por grama de sólidos em suspensão voláteis (SSV) e será
obtido a partir do resultado positivo (ausência de nitrato no meio de cultura e
produção de nitrito) nos tubos de maior diluição, mediante o uso da tabela de
NMP(2), e o resultado será expresso em número de bactérias por grama de sólidos
suspensos voláteis (SSV). Para bactérias nitrificantes, utilizará-se a técnica de NMP
modificada (3). Esta técnica será adaptada neste trabalho para as amostras fluidas
(licor misto). A incubação das amostras ocorrerá após diluições aeróbias antes de
determinar nitrato e nitrito. A estimativa das populações de nitrificantes será
expressa em número de bactérias por grama de sólidos em suspensão voláteis
(SSV). A partir dos tubos positivos, serão isoladas culturas puras de bactérias
nitrificantes em meio agar específico, e então observada a morfologia celular.
Referências bibliográficas
(1) TIEDJE J.M. SEXTONE, A.J.; MYROLD, .D.D & ROBINSON, J.A. (1982)
Denitrification: Ecological Niches, Competition and Survival. Antonie van
Leeuwenhock J. Microbiology, 568-583.
(2) ALEXANDER, M. (1982), Most Probable Number Method for Microbial
Populations. In: page, A.L.; Miller, R.H. & Keeney, D.R. ed. Methods of Soil
Analasys Part 2. Chemical and Microbiological Properties 2 ed. Madison,
Wisconsin, USA, 815-821.
(3) SCHMIDT, E.L. & BELSER L.W. (1982) Nitrifying Bactéria. In: PAGE, A. L.; Miller,
R.H.; Keeney, D.R. (eds) Methods of Soil Analysis. Part 2 Chemical and Microbiological
Properties 2 ed. Madison, Wisconsin,1027-1041.
(4) APHA; AWWA; WPCF, (1992), Standard Methods for the Examination of
Water and Wastewater. 18. ed. Washington D. C..
Agradecimentos: Faculdade de Engenharia Civil – Departamento de Saneamento
e Ambiente