Fotobioreator Flat Panel e Lagoa Raceway: avaliação do cultivo de microalgas nativas para tratamento e recuperação de nutrientes provenientes de esgoto sanitário anaeróbio de alta carga

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Bolzani, Hugo Renan
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Consórcio microalgas-bactérias; Ficoremediação; Sistema fechado; Sistema aberto; Economia circular; Microalgae-bacteria consortium; Phycoremediation; Closed system; Open system; Circular economy
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/242627

Para superar as desvantagens associadas aos métodos utilizados no tratamento de esgoto sanitário convencional, o uso de microalgas tem sido estudado, pois proporciona um biotratamento terciário, com depuração de compostos orgânicos e inorgânicos, organismos patogênicos, fármacos e metais presentes no esgoto. Além disso, biomassa produzida pode ser utilizada para diversos fins, destacando-se a produção de biofertilizantes. O estudo analisou o comportamento de um FBR tipo Flat Panel (FBR-FP) e Lagoa Raceway (LR) em escala piloto e ao ar livre, operados em região de clima tropical, como alternativa para pós-tratamento de esgoto sanitário anaeróbio por um consórcio microalgal-bacteriano. O estudo foi dividido em 4 condições experimentais (CE) (2 com sombreamento de 50% e 2 com luz natural; e houve a contaminação por fármacos em uma CE de cada intensidade luminosa) com 3 bateladas com duração de 7 dias cada, totalizando 6 bateladas para cada CE. Em 4 bateladas de cada CE o monitoramento foi realizado no dia 0, dia 3 e dia 7; e em 2 bateladas o monitoramento foi diário. A diferença de intensidade luminosa e aplicação de fármacos não proporcionou diferença significativa para a maioria dos parâmetros analisados. A LR obteve maior remoção de demanda química de oxigênio dissolvida (DQOd) (máximo de 68% na L2) em comparação com o FBR-FP (máximo de 47% na S2). Em muitos momentos do estudo houve liberação de compostos carbonatos da biomassa a partir de 3 dias de operação principalmente no FBR-FP, aumentando a concentração de DQOd de ácidos orgânicos voláteis no efluente. Isto pode ter ocorrido pela escassez de carbono inorgânico devido ao rápido consumo de alcalinidade, causando a morte das microalgas. Além disso, em ambos os sistemas, as bactérias oxidantes de amônia e bactérias oxidantes de nitrito estavam bem adaptadas mantendo um processo de nitrificação completo e a competição entre bactérias e microalgas por alimentos pode ter prejudicado a comunidade microalgal em alguns momentos. O N-amoniacal foi removido significativamente no FBR-FP e LR (média de 85%) por nitrificação, assimilação microalgal e volatização da amônia. A atividade fotossintética permitiu a elevação do valor de pH apenas no FBR-FP, promovendo uma maior volatização da amônia no sistema fechado. Já os compostos fosfatados, apenas o FBR-FP removeu de forma satisfatória (até 60% para fosfato na L1) e a elevação do valor de pH pode ter contribuído para as maiores depurações em função da precipitação química do fósforo. Contudo, nos dois reatores o tempo de detenção hidráulico de 3 dias foi mais eficiente, pois também houve a liberação e compostos fosfatados presentes na biomassa a partir do dia 3. A produtividade de biomassa (PB) também foi prejudicada pela escassez de carbono com aumento da concentração e sólidos apenas até o dia 3 em ambos os reatores, sendo o FP-FBR se destacando com os melhores resultados para PB, densidade celular e clorofila-a e parâmetros de eficiência fotossintética. Contudo, os dois sistemas presentaram boa capacidade de remoção de E. coli e coliformes totais (entre 76 e 100%), indicando uma boa alternativa para tratamento terciário. Por fim, a partir da caracterização química da biomassa gerada nos dois sistemas, ela pode ser considerada uma opção viável como biofertilizante, pois atendeu a maioria dos requisitos exigidos pela norma vigente. O teste com inserção de CO2 na LR evidenciou que na presença de maior IL, o uso de CO2 foi necessário para obtenção de maior PB. O tratamento de esgoto sanitário com o FBR-FP e LR mostrou que, além de depurar os componentes que não foram removidos na etapa anaeróbia, gerou uma biomassa que pode contribuir para uma produção agrícola sustentável, equilíbrio dos ciclos biogeoquímicos e incorporação dos princípios da economia circular no setor de saneamento.