EFICIÊNCIA NA ADERÊNCIA DOS ORGANISMOS DECOMPOSITORES, EMPREGANDO-SE DIFERENTES MEIOS SUPORTES PLÁSTICOS PARA REMOÇÃO DOS POLUENTES Nome dos autores: Jarllany Cirqueira Lopes; Liliana Pena Naval Jarllany Cirqueira Lopes 1 ; Liliana Pena Naval 2 ; 1 Aluna do Curso de Engenharia Ambiental; Campus de Palmas; e-mail: jarllany@mail.uft.edu.br PIVIC/UFT 2 Orientadora do Curso de Engenharia Ambiental; Campus de Palmas; e-mail: liliana@mail.uft.edu.br RESUMO O princípio de funcionamento do MBBR é que o biofilme cresce em material suporte plástico, de baixa densidade, que se move no reator por causa da agitação provocada pela aeração. O protótipo possuía volume útil de 10 L, foi preenchido com meio suporte anel pall ring 5/8 e tampas de Politereftalato de Etileno (PET). Os testes foram realizados para quatro tempos de detenção hidráulica, os quais corresponderam a (6) horas, (8) horas, (10) horas e (12) horas. A Carga Orgânica Volumétrica (COV) aplicada foi de 1,0 kg DBO/m³.d. As tampas pet apresentaram melhor eficiência na remoção dos poluentes do efluente e consequente aderência dos microrganismos decompositores do que o meio suporte Anel Pall Ring 5/8. As remoções foram mais significativas para o tempo de detenção (TDH) de (12) horas. Em relação aos compostos nitrogenados, verificou-se melhor resposta no TDH de (8) horas. Devido aos choques entre os materiais suporte, houve desprendimento de biomassa, o que acarretou aumento dos teores dos sólidos na fase final do processo. Palavras-chave: decomposição; leito móvel; suporte; biofilme 1. INTRODUÇÃO Os crescentes níveis de poluição dos recursos naturais, causados principalmente pelo crescimento desordenado das populações urbanas e pelo desenvolvimento tecnológico e industrial, exigem o desenvolvimento de novas tecnologias de tratamento de efluentes, com o objetivo de reduzir e/ou eliminar poluentes antes de seu lançamento nos recursos hídricos. (WOLFF, 2009). 1
Nos últimos tempos, um tipo de reator de leito móvel que vem se destacando são os MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). Eles podem ser utilizados como reatores de biofilme ou como sistemas híbridos, quando o material suporte é adicionado no reator de lodo ativado. (OLIVEIRA et al., 2008). O desenvolvimento do processo MBBR esteve diretamente relacionado à idéia de congregar, em um único sistema, as melhores características do processo de lodo ativado e as melhores características do processo com biofilme, deixando de lado as características indesejáveis de cada processo (RUSTEN et al., 2006). No MBBR o meio suporte é mantido em suspensão e sujeito à agitação promovida pelo sistema de aeração, apresentando elevada mobilidade, exposição e contato com a massa líquida. Desta forma, os organismos decompositores são mantidos em suspensão, e também aderidos ao meio suporte, promovendo a remoção da matéria orgânica e dos compostos nitrogenados (OLIVEIRA et al., 2007, p. 3). 2. MATERIAL E MÉTODOS A unidade experimental constituiu-se de um tanque de acrílico com dimensões de 0,1 m x 0,4 m x 0,25 m (espessura, altura, largura) para a zona de reação do reator (MBBR) resultando em um volume de 10 litros. A alimentação de ar foi proveniente de uma linha de ar comprimido, acoplado a um dispersador de bolhas. As concentrações médias de oxigênio dissolvido foram mantidas acima de 2 mg/l. O preenchimento com meio suporte esteve entre 60 e 70% do volume do reator, conforme recomendado por RUSTEN et al., (2000). Quanto ao meio suporte, o anel pall ring características: diâmetro interno e externo, respectivamente de 14 mm e 16 mm e área de superfície específica de 341 m²/m³ e a segunda, Politereftalato de Etileno (PET) tampas pet, por padrão, possuem diâmetro de 28 mm. Os testes foram realizados para os tempos de detenção hidráulica correspondente a 6, 8, 10 e 12 horas. A Carga Orgânica Volumétrica (COV) aplicada foi de 1,0 kg DBO/m³.d. As análises físico-químicas seguiram a metodologia descrita no Standard Methods for Examination of Water and Wastewater (APHA, 2005) conforme Tabela 1. 2 5/8 apresentava as seguintes
Tabela 1- Parâmetros estudados e respectiva técnica empregada no estudo Parâmetro Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Demanda Química de Oxigênio (DQO) Compostos Nitrogenados (NH +3, NO -3, NO -2 ) Temperatura (T) ph Sólidos Totais, Fixos e Voláteis (ST, SF e Sólidos Suspensos (SS) Metodologia Analítica Diluição e incubação a 20 C e 5 dias Titulométrico Espectrometria ótica Leitura direta Leitura direta Gravimetria Gravimetria 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Para as mesmas condições operacionais impostas à unidade, observou-se que o uso do meio suporte tampa pet no reator proporcionou maior remoção dos compostos carbonáceos do que o anel pall ring 5/8, alcançando para este último eficiência 51,7% de DBO 5,20 e 40% de DQO, contra 57,8% de DBO 5,20 e 55,3% de DQO para as tampas pet. No entanto, esses resultados em relação à remoção, ainda ficaram abaixo dos encontrados por Wolff et al. (2009) e Reis (2007), que alcançaram 91% de remoção para DQO. A Figura 1 mostra o comportamento dos compostos carbonáceos para os meios suportes utilizados nos ensaios. Figura 1: Remoção dos compostos carbonáceos para os materiais suportes 3
Considerando-se a influência da temperatura e ph para remoção dos nutrientes, (SALVETTI, 2006), apresentam-se aqui (Figura 2 e 3) o comportamento desses parâmetros ao longo dos estudo. Figura 2: Temperatura durante os ensaios Figura 3: ph durante os ensaios Para Metcalf e Eddy (2003), o ph ótimo para as bactérias nitrificantes é ligeiramente alcalino, na faixa compreendida entre 7,2 e 9. Os picos atingidos no estudo foram 7,8 para o anel pall ring 5/8 e 8,8 para a tampinha pet. Para o nitrato obteve-se remoção na ordem de 47, 6% no TDH de (12 h); nitrito 31,1% e amônia 45,2 %, ambos no TDH (8h). As concentrações encontradas para amônia concordam com o estabelecido pela Resolução do CONAMA 430/2011, que indica 20 mg/l N. O fósforo atingiu 38,6% de remoção para o TDH de 10 h. Na Figura 4 é possível verificar o comportamento dos compostos nitrogenados e fósforo no estudo. Figura 4: Remoção dos compostos nitrogenados e fósforo 4
Para a remoção dos Sólidos Totais, Fixos e Voláteis, a remoção mais eficaz ocorreu no ensaio com anel pall ring 5/8, alcançada no TDH (12h). Na mesma ordem, os sólidos totais fixos apresentaram concentrações de 183,8 mg/l e 187,6 mg/l e os sólidos totais voláteis de 115,4 mg/l e 133,2 mg/l. LITERATURA CITADA APHA American Public Health Association. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21 st, Centernnial Edition, Washington: Public Health Association. 2005. BRASIL. Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), Resolução nº 430 de Maio de 2011. Ministério do Meio Ambiente, Brasília, 2005. OLIVEIRA, DANIEL VIEIRA MINEGATTI DECaracterização dos Parâmetros de Controle e Avaliação de Desempenho de um Reator Biológico com Leito Móvel (MBBR) [Rio de Janeiro] 2008. XII, 91p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, MSc., Engenharia Civil, 2008) Dissertação Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE. METCALF & EDDY, Inc. Wastewater engineering: treatment and reuse. 4th ed. rev. New York: McGraw- Hill, 2003, 1848 p. ISBN 0-07-041878-0. REIS, G.G., 2007, Influência da carga orgânica no desempenho de reatores de leito móvel com biofilme (MBBR), Dissertação (M. Sc.), COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.. VON SPERLING, M. (2005). Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias. Lodos ativados, Vol. 4. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental-UFMG. 428p. WOLFF, D.B. Remoção da Poluição Orgânica e Nitrogenada de Esgoto Urbano em Reator Híbrido Operado Com Baixa Temperatura. Holos Environment, v.9, n.2. 2009.p- 203. 5