Remoção de atividade biológica em reatores UASB seguido de filtro biológico aerado submerso (FBAS)

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Vasquez Sanjuan, Karina Esther
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Engenharia Civil
• Palavras-chave em Português: Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico; Esgotos - Purificação; Águas residuais - Aspectos ambientais; Filtros e filtração; Tratamento de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32165; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.063

Os esgotos domésticos são uma mistura complexa que apresenta toxicidade e micropoluentes em concentrações que agridem o meio ambiente, sendo a principal via de contaminação o lançamento de esgoto bruto e tratado nas águas superficiais. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar a capacidade de um sistema constituído de reator UASB seguido de filtro biológico aerado submerso (FBAS) para remover a toxicidade do esgoto municipal usando dois organismos aquáticos (Ceriodaphnia dubia e Raphidocelis subcapitata) e a estrogenicidade usando ensaios in vitro (yeast Saccharomyces cerevisiae). O esgoto bruto foi coletado periodicamente no final da rede coletora do município de Viçosa, Minas Gerais e utilizado para abastecer um reator anaeróbio de fluxo contínuo em escala de bancada. Os efeitos do tempo de detenção hidráulica (TDH) sobre a toxicidade e estrogenicidade foram avaliados. O reator UASB foi operado em TDHs de 6 e 10 horas. Amostras de afluentes e efluentes ao reator UASB foram coletadas periodicamente para caracterização físico-química e ecotoxicológica e avaliação da atividade estrogênica. O desempenho do reator UASB variou com o TDH e a remoção máxima de DQO (77%), DBO (87%) e SST (84%) foi alcançada no TDH de 10 h. Não foram identificadas diferenças significativas para toxicidade e estrogenicidade nos TDHs estudados. O reator UASB não removeu a toxicidade e o esgoto tratado permaneceu tóxico para C. dubia e R. subcapitata. A toxicidade crônica em C. dubia teve uma correlação positiva significativa com as concentrações de nitrogênio total Kjeldahl (NTK) e amoniacal (N-NH3). Para a alga R. subcapitata, uma forte correlação positiva significativa foi observada entre a remoção de toxicidade e a remoção de SST. Não foram encontradas diferenças significativas nos efeitos crônicos nos ensaios realizados com C. dubia e R. subcapitata. O teste in vitro mostrou que o tratamento anaeróbio reduziu a estrogenicidade da amostra de 87,2±32,4 para 42,7±29,2 ng equivalentes de 17-β estradiol por litro, e uma correlação positiva significativa entre a remoção de DBO e a remoção da atividade estrogênica foi observada. A atividade estrogênica detectada nesta primeira parte do estudo mostrou a capacidade do reator UASB de reduzir o potencial estrogênico, mas não de removê-lo completamente. De acordo com esses resultados, um segundo estudo foi conduzido para avaliar se diferentes condições operacionais de TDH do FBAS e o uso de diferentes tipos de meio suporte exercem influência na eficiência do tratamento e na remoção e/ou mitigação dos efeitos ecotoxicológicos de um efluente proveniente do reator UASB operado no TDH de 6h. Este efluente foi utilizado para abastecer três diferentes FBAS em escala de bancada: no filtro 1 foram usados anéis de cerâmica (CE) como material de enchimento, no filtro 2 foi utilizado carvão ativado granular (CAG) e o filtro 3 tinha uma mistura de CE e CAG. Eles foram operados em TDH de 3 e 6h. Amostras de afluentes e efluentes aos FBAS foram coletadas periodicamente para caracterização físico- química e ecotoxicológica. O desempenho dos FBAS variou com o TDH e a remoção máxima de DQO (73%) e DBO (91%) foi alcançada no TDH de 6h. Já a remoção máxima de NKT(79%) e N-NH3 (83%) foi atingida no TDH de 3h. Não foram identificadas diferenças significativas para toxicidade nos TDHs estudados nem nos meios de suporte usados em cada filtro. Os FBAS não removeram a toxicidade e o esgoto tratado permaneceu tóxico para C. dubia e R. subcapitata. A eficiência de remoção de toxicidade aguda e crônica em C. dubia teve uma correlação positiva significativa com a eficiência de remoção de DBO. Para a alga R. subcapitata, o tratamento aeróbio nos FBAS reduziu a toxicidade crônica no TDH de 3h, mas o esgoto tratado ainda foi classificado como tóxico. Não foram identificadas diferenças significativas para atividade estrogênica nos TDHs estudados nem nos meios de suporte usados em cada filtro. O pós-tratamento com os FBAS conseguiu uma redução da estrogenicidade, sendo as eficiências médias de remoção da atividade estrogênica para os TDHs de 3 e 6 horas de 78% e 79%, respectivamente. A eficiência global do tratamento de esgoto doméstico no sistema constituído por reator UASB seguido de filtro biológico aerado submerso foi elevada para remoção de poluentes convencionais, mas não para a remoção de toxicidade. Palavras-chave: Alga; Amônia; Dafnídeo; DBO; Esgoto doméstico; Estrogenicidade; Toxicidade.