Remoção de matéria carbonácea e nitrogenada de efluente de laticínios em reator de leito estruturado operado sob aeração intermitente
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Resumo: O objetivo desta pesquisa foi estudar o desempenho de um reator de leito estruturado operado sob aeração intermitente (RLEAI), em diferentes condições operacionais, no tratamento de efluentes de laticínios O RLEAI foi operado com aeração intermitente (AI) - ciclos de três horas: 2h aeração ligada/ 1h desligada, Tempo de detenção hidráulica (TDH) de 16 horas e recirculação interna (Qr = 3Qe) O leito foi preenchido com estruturas cilíndricas de poliuretano, fixadas em hastes de aço Foi operado por 1327 dias, divididos em três fases: A (419 dias), B (645 dias) e C (88 dias) Na fase A, foram realizados estudos preliminares para a definição das condições operacionais Na fase B, o reator foi submetido a diferentes cargas orgânicas volumétricas aplicadas (COVa): 1, (COV1); 1,2 (COV12); 1,4 (COV14); 1,8 (COV18); 2, (COV2) e 1,4 kg DQO m-3d-1 (COV14B), e na fase C, a variações na relação DQO/NTK afluente (11 e 3) O RLEAI foi alimentado com água residuária de laticínios coletada na indústria após o flotador e o monitoramento do sistema foi realizado por meio de análises físico-químicas e microbiológicas Após 1327 dias de operação, o lodo presente em seu fundo foi coletado para verificar a viabilidade do seu uso, suplementado com esterco bovino, na produção de biocarvão ativado (BCA) quimicamente com KOH (1:1) O percentual de remoção de DQOT ficou acima de 89±3% na fase B e 71±11% na C A eficiência de remoção de Nitrogênio Total (NT) foi superior a 66±18% até a COV14, porém da COV18 até a COV14B diminuiu, ficando abaixo de 47±27% Na COV18, esse resultado foi associado ao aumento da concentração de nitrogênio orgânico efluente Enquanto da COV2 à COV14B, foi relacionado à baixa oxidação do N-NH4+ Na fase C, a remoção de NT foi inferior a 53±6%, creditada à falta de alcalinidade no meio e baixa disponibilidade de matéria orgânica para desnitrificação heterotrófica Durante toda operação não houve acúmulo expressivo das formas oxidadas de nitrogênio, o que indica que ocorreu o processo de Nitrificação e Desnitrificação Simultânea (NDS) A concentração de polissacarídeos e proteínas sugeriu que a espessura do biofilme, flocos e grânulos formados no reator aumentou com a COVa, o que pode ter impactado negativamente a remoção de NT A análise estatística aplicada à estimativa do NMP g STV-1 mostrou que os microrganismos nitrificantes e desnitrificantes estiveram presentes em todas as condições estudadas na fase B, e que as bactérias desnitrificantes foram predominantes no reator, especialmente no lodo (LD) A microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que com o aumento da COVa, a diversidade de microrganismos diminuiu, havendo predominância de fungos filamentosos Foi possível produzir o BCA com as matérias-primas utilizadas, com rendimento de 44% na etapa de pirólise e 7% na ativação O RLEAI apresentou potencial para ser utilizado no tratamento de efluentes com variadas COVa, porém com o aumento do tempo de operação observou-se que cuidados adicionais devem ser realizados, no que tange ao descarte da biomassa e à limpeza do material suporte, devido ao desenvolvimento em excesso dos microrganismos heterotróficos
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Palavras-chave
Engenharia civil, Carga Orgânica Volumétrica (COV), Relação DQO/NTK, Nitrificação e desnitrificação simultânea (NDS), Exopolissacarídeos (EPS), Organic loading rates, COD/TKN ratio, Simultaneous nitrification and denitrification (SND), Exopolysaccharides