Capacidade metabólica de bactérias heterotróficas de sistemas de lodo ativado em ambientes aeróbios e anóxicos

Santos, Elivânia Vasconcelos Moraes; Silva Filho, Heraldo Antunes; Haandel, Adrianus Cornelius Van; Sousa, José Tavares

doi:10.1590/S1413-41522020140295

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Engenharia Sanitaria e Ambiental

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Sumário

Artigo Técnico • Eng. Sanit. Ambient. 25 (1) • Jan-Feb 2020 • https://doi.org/10.1590/S1413-41522020140295 copiar

Capacidade metabólica de bactérias heterotróficas de sistemas de lodo ativado em ambientes aeróbios e anóxicos

Metabolic capacity of heterotrophic bacteria of activated sludge systems in aerobic and anoxic environments

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

RESUMO

Para projetos de sistemas de lodo ativado em países com temperaturas elevadas, como a do Brasil, sugere-se a introdução de um ou mais reatores anóxicos, visto que a nitrificação torna-se um fator quase inevitável. A desnitrificação é um processo capaz de reduzir custos com aeração em até 20%, recuperar a alcalinidade perdida com a nitrificação e ainda remover matéria orgânica e nitrogênio. Este estudo teve como objetivo avaliar a capacidade metabólica de bactérias heterotróficas desses sistemas em ambiente aeróbio e anóxico via nitrato e via nitrito. Para os testes foram comparadas duas configurações: Bardenpho e University of Cape Town (UCT). Os resultados mostraram significativa viabilidade da desnitrificação via nitrato, pois as taxas médias obtidas de consumo de oxigênio e oxigênio equivalente foram semelhantes para ambos os sistemas, indicando que, além da remoção do nitrogênio, a matéria orgânica é removida com a mesma eficiência de um reator aeróbio, possibilitando a redução de custos com aeração devido à possibilidade de limitá-lo apenas ao processo de nitrificação. Contudo, na desnitrificação pelo uso do nitrito, percebeu-se uma redução na capacidade de remoção de matéria orgânica em até 60%, que pode inferir em uma vantagem duvidosa na opção de um processo de nitrificação e desnitrificação simultâneo, mesmo que este apresente menor demanda de oxigênio dissolvido (OD). Entretanto, pode ser viável a sua utilização quando houver também a pretensão de remoção de fósforo via nitrito por organismos acumuladores de fósforo.

Palavras-chave:
lodo ativado; anóxico; desnitrificação

Variáveis	Frequência semanal	Métodos analíticos	Referência
DQO mg.L^-1	1 vez	Refluxação Fechada	APHA; AWWA; WEF (2012AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA); AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION (AWWA); WATER ENVIRONMENT FEDERATION (WEF). (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater. 22. ed. Washington, D.C.: APHA.)
NTK mgN.L^-1	1 vez	Semi-Micro Kjeldahl	APHA; AWWA; WEF (2012AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA); AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION (AWWA); WATER ENVIRONMENT FEDERATION (WEF). (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater. 22. ed. Washington, D.C.: APHA.)
Amônia mgN-NH₄ ⁺.L^-1	1 vez	Destilação	APHA; AWWA; WEF (2012AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA); AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION (AWWA); WATER ENVIRONMENT FEDERATION (WEF). (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater. 22. ed. Washington, D.C.: APHA.)
Nitrato mgN-NO₃ ^-.L^-1	1 vez	Salicilato de Sódio	Rodier (1975RODIER, J. (1975) L’analyse de l’eau: eaux naturelles, euax résiduales, eaux de mer. 5. ed. Paris: Dunod. 692 p. v. 1.)
Nitrito mgN-NO₂ ^-.L^-1	1 vez	Colorimétrico Diazotização	APHA; AWWA; WEF (2012AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA); AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION (AWWA); WATER ENVIRONMENT FEDERATION (WEF). (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater. 22. ed. Washington, D.C.: APHA.)
Alcalinidade total mgCaCO₃.L^-1	1 vez	Kapp	Buchauer (1998BUCHAUER, K.A. (1998) A Comparison of two simple titration procedure to determine volatile fatty acids in effluents to wastewater and sludge treatment process. Water S. A., v. 24, n. 1, p. 49-56.)
Fósforo total e ortofosfato mgP-PO₄ ^2-.L^-1	1 vez	Ácido Ascórbico	APHA; AWWA; WEF (2012AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA); AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION (AWWA); WATER ENVIRONMENT FEDERATION (WEF). (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater. 22. ed. Washington, D.C.: APHA.)
Sólidos suspensos totais e voláteis mg.L^-1	5 vezes	Gravimétrico	APHA; AWWA; WEF (2012AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA); AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION (AWWA); WATER ENVIRONMENT FEDERATION (WEF). (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater. 22. ed. Washington, D.C.: APHA.)

Variáveis	Bardenpho		UCT
Variáveis	Afluente (mg.L^-1)	Efluente (mg.L^-1)	Afluente (mg.L^-1)	Efluente (mg.L^-1)
DQO mg/L	550	55	559	47
NTK mgN/L	59	2,8	62	2,5
Amônia N-NH₄ ⁺	50	1,2	47	1,3
Nitrato N-NO₃ ^-	-	1,4	-	1,6
Nitrito N-NO₂ ^-	-	0,8	-	0,6
Alcalinidade total	364 mgCaCO₃.L^-1	178 mgCaCO₃.L^-1	383 mgCaCO₃.L^-1	176 mgCaCO₃.^L-1
Fósforo total	8	2,8	9	2,3
Ortofosfato	6,1	2,2	6,5	2,2
	Licor Misto		Licor Misto
Sólidos suspensos totais	2.826		3.738
Sólidos suspensos voláteis	2.030		2.928

	Taxa de consumo de oxigênio (mg.L^-1.h^-1) - ambiente aeróbio (oxigênio)
	Exógena				Endógena
	Solúvel		Particulado		Endógena
	A	B	A	B	A	B
Média	51	37	11	17	10	12
Máx	61	50	11	19	12	16
Mín	41	26	10	15	8	10
DP	6	7	0,3	2	1	2
CV	0,12	0,18	0,03	0,09	0,13	0,16
AT	20	24	1	5	4	5

	Taxa de consumo de oxigênio equivalente (mg.L^-1.h^-1) - ambiente anóxico (nitrato)
	Solúvel		Particulado		Endógena
	A	B	A	B	A	B
Média	51	36	11	18	10	12
Máx	57	46	11	19	11	16
Mín	41	21	10	15	8	10
DP	5	7	0,4	1	1	2
CV	0,10	0,18	0,04	0,08	0,12	0,17
AT	15	25	1	4	3	6

	Taxa de consumo de oxigênio equivalente (mg.L^-1.h^-1) - Ambiente anóxico (nitrito)
	Solúvel		Particulado		Endógena
	A	B	A	B	A	B
Média	30	16	5	7	2	3
Máx	33	17	6	7	3	3
Mín	28	14	5	6	2	3
DP	2	1	0,2	0,3	0,2	0,1
CV	0,07	0,09	0,04	0,05	0,10	0,03
AT	5	3	0,5	1	0,6	0,3

Oxigênio - mgO₂.mgX_a ^-1 _.d^-1
A			B
X_a = 724 mg/L			X_a = 788 mg/L
Solúvel	Particulado	Endógena	Solúvel	Particulado	Endógena
1,69	0,36	0,33	1,13	0,52	0,37

Nitrato - mgO₂.mgX_a ^-1 _.d^-1
A			B
X_a = 724 mg/L			X_a = 788 mg/L
Solúvel	Particulado	Endógena	Solúvel	Particulado	Endógena
1,69	0,36	0,33	1,10	0,55	0,37

Nitrito - mgO₂.mgX_a ^-1 _.d^-1
A			B
X_a = 724 mg/L			X_a = 788 mg/L
Solúvel	Particulado	Endógena	Solúvel	Particulado	Endógena
0,99	0,17	0,07	0,49	0,21	0,09

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