Avaliação de um reator granular aeróbio em escala piloto: eficiência de tratamento e formação de grânulos

Abstract

O tratamento biológico de efluentes com grânulos aeróbios desenvolvidos em reatores de bateladas sequencias granulares (RBSG) tem sido estudado há pelo menos duas décadas, em muitos países, incluso o Brasil. No entanto, se considerada sua pesquisa e aplicabilidade ao tratamento de efluentes domésticos, ainda carece de estudos que experimentem com diferentes configurações operacionais, operando com efluente real e estudando a formação de grânulos. Neste contexto, o presente trabalho objetivou avaliar a eficiência de tratamento e formação de grânulos em um RBSG piloto, também verificando atividade lipolítica da biomassa granular formada. O reator operou num volume útil de 110 L, em bateladas de 6 horas, com fases de enchimento, anóxica, aeróbia, de sedimentação e de descarte. O afluente utilizado foi coletado da rede pública municipal de Florianópolis, administrada pela CASAN. Observou-se considerável remoção de matéria orgânica carbonácea, acima de 70% para DQOT e acima de 88% para DBO5,20, em média. A remoção do nitrogênio amoniacal apresentou um pico de 77,7%, embora a média dentro dos 70 dias de monitoramento tenha sido de 42,8%. A remoção média de fósforo foi de 37,2%, mostrando-se constantemente baixa a partir da sexta semana de monitoramento. Por fim, para óleos e graxas a média de eficiência de remoção foi de 64,7%. Em relação à biogranulação observou-se que a porção de partículas microbianas maior que 212 μm não atingiu ao final da campanha a proporção mínima para evidenciar a qualidade de granular. Ainda assim, a análise de sedimentabilidade retornou à classificação do IVL30 como de boa sedimentação. Conclui-se que as condições submetidas aos microrganismos investigados no presente estudo são favoráveis ao seu desenvolvimento granular, desde que sob controle de quedas de energia ou interferências causadas por volumosas coletas de amostras. Ademais, é necessário mais tempo de acompanhamento para observar a completa maturação da biomassa granular, bem como a possível correlação da expressão de lipases e remoção de óleos e graxas.

The treatment of effluents with aerobic granules in sequential granular batch reactors (SGBR) has been studied for at least two decades in many countries, including Brazil. However, considering its research and applicability to the treatment of domestic wastewater, there’s still a lack of studies that assay different operational configurations, or on a real scale. In this context, the present study aimed to evaluate the treatment efficiency and granule formation in a pilot SGBR, also verifying the lipolytic activity of the granular biomass formed. The reactor operated in an effective volume of 110 L, in 6-hour batches, with filling, anoxic, aerobic, sedimentation, and discharge phases. The wastewater used was collected from the municipal public sewage system, managed by the local sanitation company. Considerable removal of carbonaceous organic matter was observed, above 70% for COD and above 88% for BOD5,20, on average. Ammoniacal nitrogen removal peaked at 77.7%, although the average over the 70 days of monitoring was 42.8%. The average phosphorus removal was 37.2%, showing a consistently low rate from the sixth week of monitoring onwards. Finally, for oils and greases, the average removal efficiency was 64.7%. Regarding biogranulation, it was observed that the proportion of microbial particles larger than 212 μm did not reach the minimum level to demonstrate granular quality by the end of the campaign. The settleability analysis determined good sedimentation classification for the SVI30. In conclusion the conditions investigated in this study were favorable to the granular development of the microbial biomass, besides the power outages or interference caused by large sludge sample collections. Furthermore, more monitoring time is necessary to observe the complete maturation of the granular biomass, as well as possible correlations between lipase activity and oil and grease removal.