Influência da variação de oxigenação e TDH no sistema combinado AOA/AOA² na remoção de matéria orgânica e nutrientes em efluente sintético

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Souza, Regiane Calisto de
• Orientador(a): Passig, Fernando Hermes
• Banca de defesa: Kreutz, Cristiane , Passig, Fernando Hermes , Duarte, Iolanda Cristina Silveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Nitrificação; Desnitrificação; Água - Purificação - Tratamento biológico; Águas residuais - Purificação - Remoção de fosfato; Poluentes; Nitrification; Denitrification; Water - Purification - Biological treatment; Sewage - Purification - Phosphate removal; Pollutants
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31406

Diversas configurações estão sendo estudadas visando alcançar a remoção simultânea de nutrientes de forma prática e econômica, dentre elas, a configuração anaeróbia – aeróbia – anóxica (AOA). O objetivo deste trabalho foi avaliar o sistema AOA na remoção de matéria carbonácea, nitrogenada e fosforada, quanto a influência da vazão de aeração no aprimoramento da nitrificação, a relação do aumento do tempo de detenção hidráulica (TDH) no reator anóxico para o processo de desnitrificação e a identificação das comunidades microbianas no sistema. O sistema foi composto por um reator anaeróbio (22,1 L), um reator aeróbio (21,4 L), um decantador (12 L), e dois reatores anóxicos (19,8 L), com regime de escoamento ascendente e fluxo contínuo. A operação do sistema foi realizada em quatro etapas, 1) acompanhamento do sistema até atingir o estado de equilíbrio dinâmico aparente (EEDA); 2) utilizando-se concentração de oxigênio dissolvido no reator aeróbio de 2,5 mgO2.L-¹ (aeração contínua); 3) concentração de oxigênio dissolvido no reator aeróbio de 5 mgO2.L-¹ (aeração contínua); e 4) a inclusão do reator anóxico 2, prolongando o tempo de detenção hidráulica em ambiente anóxico de 8h para 16h. Os reatores anaeróbio, aeróbio e anóxico foram operados com TDH de 8h, o decantador com TDH de 4,4h e realizada adição da solução de glicose (5 g.L-1) como fonte externa de carbono na saída do decantador, nas quatro etapas de operação. Para monitoramento e avaliação do desempenho do sistema foram determinados os seguintes parâmetros físicoquímicos: temperatura do líquido (TL), potencial hidrogeniônico (pH), alcalinidade total (AT), ácidos voláteis (AV), oxigênio dissolvido (OD), potencial de oxirredução (POR), demanda química de oxigênio (DQO bruta e filtrada), nitrogênio total kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (N-H4+), nitrito (N-NO2-), nitrato (N-NO3-) e fósforo total (P-PO4-3). Ao fim da operação do sistema realizou-se a coleta de amostras de lodo de todos os reatores, sendo encaminhadas ao Laboratório da empresa GoGenetic para análise de sequenciamento metagenômico do gene 16S do RNA ribossomal para identificação da diversidade microbiana. O sistema na Etapa 2 de operação alcançou remoções médias de DQO bruta, DQO filtrada, PT, NT, de 83%, 80%, 22 % e 26%, respectivamente. Na Etapa 4, obteve remoções médias de DQO bruta, DQO filtrada, PT, NT, de 93%, 91%, 21% e 61%, respectivamente. Concluiu-se que a concentração de oxigênio dissolvido e consequentemente a vazão de aeração no reator aeróbio possui influência direta na remoção de nitrogênio, apresentando aumento na eficiência de remoção de NT na Etapa 4 (OD em 5 mgO2L-1 e adição do reator ANO2). O TDH em ambiente anóxico prolongado também favoreceu a remoção de NT, a eficiência de remoção com apenas o reator anóxico 1 foi de 46%, na Etapa 3, e com a inclusão do reator anóxico 2 atingiu eficiência de remoção de NT de 61%. O sequenciamento genético evidenciou a diversidade microbiana do sistema, foram observadas variações na composição microbiana de cada reator devido à condição de oxigenação. Os principais filos identificados no sistema AOA foram Firmicutes, Bacteroidota, Chloroflexi, Proteobacteria, Caldisericota, Actinobacteriota, Verrucomicrobiota e Synergistota.