Efeito das diferentes condições operacionais nas rotas de remoção do nitrogênio total e emissões de óxido nitroso em um sistema de lodos ativados em escala de bancada

Resumo

O principal objetivo deste estudo foi determinar os efeitos das diferentes condições operacionais, tais como carga orgânica variável, diferentes idades do lodo e taxas de aeração, limitação das concentrações de oxigênio dissolvido (OD) e choque de carga de amônio (NH₄ ⁺), nas rotas de remoção do nitrogênio total (NT) e nas emissões de óxido nitroso (N₂O) provenientes de um sistema de lodos ativados em escala de bancada. Idades do lodo reduzidas (5 dias) combinadas com baixas concentrações de OD (0,5 mg L^-1) foram responsáveis por uma baixa eficiência de oxidação do NT Kjeldahl (NTK) e, consequentemente, negligenciáveis taxas de acúmulo de nitrito (NO₂ ^-). Esses resultados sugerem uma perda na eficiência da nitrificação completa em razão do maior comprometimento do OD com à oxidação da matéria orgânica, com a maior parcela do N removida pela incorporação ao lodo excedente. O aumento da idade do lodo (de 5 para 10 dias) combinada com o aumento da concentração de OD para 1,0 mg L^-1, levaram ao alcance das taxas máximas de oxidação do NTK e de acúmulo de NO₂ ^-, o que representou uma condição ótima para ambos os processos de oxidação da matéria orgânica e nitrificação incompleta. Sob essas condições, a transferência de gás para a atmosfera tornou-se a rota preferencial de remoção do NT. No entanto, a contribuição do N₂O foi estimada em até 5,6% da carga de NT afluente. Condições de stress (choque de carga de NH₄ ⁺) e aeração insuficiente podem causar períodos de limitação de OD e acúmulo de NO₂ ^-, podendo levar assim à maiores emissões de N₂O. Portanto, o controle adequado das concentrações de OD é o fator chave para evitar o acúmulo de NO₂ ^- e, consequentemente, maiores emissões de N₂O.

Palavras-chave:
emissão de óxido nitroso; lodo ativado; oxigênio dissolvido; rotas de remoção de nitrogênio; taxa de acúmulo de nitrito