Douxo Pyo

O desenvolvimento deste estudo experimental resultou em importantes conclusões de aplicabilidade prática, relativas ao desempenho e operação do sistema de lodo ativado com aeração prolongada e fluxo contínuo de esgoto desenvolvendo o processo de nitrificação e desnitrificação simultânea. Ao analisar os resultados da investigação experimental obtidos com idades do lodo de 40, 30 e 20 dias e sob as mesmas condições de aeração, conclui-se que:

 O processo de tratamento permaneceu estável durante todo o período de observação. Os resultados experimentais demonstram que é possível manter uma baixa concentração de OD no tanque de aeração em uma faixa relativamente estreita (0,3 -0,8 mg.L-1_{), por}

meio de um controle automatizado na aeração e, consequentemente desenvolver os processos de nitrificação e desnitrificação sob as mesmas condições (NDS) com alta eficiência e estabilidade, como se observou durantes as Fases I, II e III deste estudo.  Em termos de matéria orgânica, o tratamento resultou em alta eficiência na remoção de

DQO e DBO, mesmo quando a idade do lodo é reduzida para 20 dias à eficiência foi acima de 90%. Demonstrando que a baixa concentração de OD no tanque de aeração e as demais condições operacionais estabelecidas para o desenvolvimento do processo de NDS não foram limitantes na remoção do material orgânico.

 Em relação à série de sólidos no efluente após o tratamento, a concentração manteve-se sempre baixa, demonstrando mais uma vez que a baixa concentração de OD no tanque de aeração e as demais condições operacionais da NDS não causaram danos significativos na floculação biológica. No licor misto se observou que a relação entre os SSV e SST foi maior que 0,80, provavelmente devido às características do afluente, resultando em um lodo excedente não tão estabilizado como o obtido em um sistema de lodo ativado com aeração prolongada convencional. Assim, recomenda-se uma melhor investigação na estabilização desse lodo. Ainda a partir dos resultados experimentais obtidos com o licor misto, se observou uma boa sedimentação e o desenvolvimento de uma rica comunidade microbiológica característica do processo de lodo ativado.  O processo de nitrificação ocorreu com alta eficiência durante todo o estudo,

produzindo após o tratamento um efluente com baixas concentrações de nitrogênio amoniacal e orgânico, demonstrando que a influencia da baixa concentração de OD e a idade do lodo superior a 20 dias (idade considera limite para o sistema de lodo ativado

105 com aeração prolongada) foram suficientes para o desenvolvimento estável e eficiente do processo de nitrificação.

 Outro aspecto que fica claro a partir dos resultados experimentais é o desenvolvimento do processo de desnitrificação com alta eficiência durante todas as fases. A concentração de nitrato foi aumentada com a redução da idade do lodo para 20 dias, no entanto a concentração de nitrato no efluente após o tratamento ficou na faixa de 1 a 14 mgN.L-1_{, considerada baixa. Desse modo conclui-se que a concentração de OD}

estabelecida no tanque de aeração não afetou negativamente o processo de desnitrificação.

 Em relação às variações da alcalinidade devido à amonificação, nitrificação e desnitrificação no sistema de lodo ativado, os resultados teóricos e observados foram compatíveis com a ocorrência simultânea dos processos de NDS. No entanto, dependendo da concentração de amônia e da alcalinidade no afluente, pode ser necessária a introdução de alcalinizante artificialmente, a fim de não ocorrer quaisquer limitações no processo de NDS.

Em relação às constantes cinéticas de nitrificação é possível afirmar que todas são adequadamente descritas pela equação de Monod, tendo-se como base dois substratos: amônia e oxigênio para as bactérias nitritantes e nitrito e oxigênio para as nitratantes. Especificamente em relação a cada constante cinética é possível afirmar que:

 Os valores de crescimento específico máximo (µm) das bactérias autotróficas nitritantes

e nitratantes, obtidos durante as Fases I, II e III, resultaram muito próximas aos descritos na literatura, onde na Fase III com idade do lodo de 20 dias foi de 0,68 d-1 _para

as bactérias nitritantes e de 0,62 d-1 para as bactérias nitratantes que demonstram ótimo desempenho da nitrificação no sistema.

 _{Os valores das taxas de utilização máxima de amônia (r}n.max), obtidos por meio da

respirometria e testes analíticos foram maiores do que as obtidas com o nitrito. Durante os testes de diminuição de amônia não foi observado acúmulo de nitrito e, se observou que o acúmulo de nitrato devido à diminuição da amônia é mais rápido que por meio do nitrito. Desse modo, conclui-se que a nitrificação foi governada pelas bactérias autotróficas nitritantes.

 Em relação às constantes cinéticas de desnitrificação, nota-se que para uma idade do lodo de 20 dias, a taxa de utilização de nitrato com esgoto sanitário é cerca de duas vezes menor que a taxa de utilização de amônia ou nitrito. No entanto, quando se comparam os resultados obtidos com os valores médios descritos na literatura, nota-se uma boa proximidade. Ainda, nos testes realizados, pode-se notar que a taxa de

106 utilização de nitrato foi cerca de cinco vezes maior tendo como substrato material rapidamente biodegradável em relação ao material lentamente biodegradável e cerca de duas vezes quando o substrato era o próprio esgoto. Desse modo, se confirma que a disponibilidade de material carbonáceo tem papel fundamental nas taxas de desnitrificação no processo de NDS.

A utilização do modelo simplificado da teoria de lodo ativado, descrito por VAN HAANDEL e MARAIS (1999) para a determinação das constantes cinéticas da nitrificação e desnitrificação demonstrou ser bastante adequada, pois houve uma boa aproximação dos dados experimentais com os calculados segundo o modelo.

Quando se compram os resultados dos testes analíticos com os obtidos por meio da respirometria, nota-se uma boa proximidade. Desse modo, a respirometria demonstrou ser uma ferramenta confiável e prática para avaliar a atividade metabólica das bactérias heterotróficas e autotróficas presentes no lodo ativado.

Estudos em escala real devem ser conduzidos a fim de trazer um melhor entendimento desse fenômeno, pois no Brasil, muitas estações de tratamento de esgoto foram construídas ou estão sendo projetadas para operarem sob as condições da variante do processo de lodo ativado com aeração prolongada, reconhecidamente eficiente na remoção de matéria orgânica e na nitrificação do esgoto. Tais estações podem ser adaptadas para estas novas condições, de forma a se obter o benefício técnico da desnitrificação e o ganho econômico relativo à redução no consumo de energia elétrica para aeração.

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CAPÍTULO 6