Remoção simultânea de nitrogênio e matéria orgânica em Biorreatores com Membranas Submersas (BRMs) de único estágio: aplicação do processo de Nitrificação e Desnitrificação Simultânea (NDS) no tratamento de esgotos sanitários

Nome do Pesquisador: Eduardo Lucas Subtil

Agência de fomento: CNPq

Vigência: 11/2014 à 11/2017

Pesquisadores Docentes da UFABC:
Eduardo Lucas Subtil

Pesquisadores Alunos da UFABC:
Marina Victoretti Silva

Pesquisadores Externos:
José Carlos Mierzwa (PHA-USP)

Resumo: Estudos realizados nas últimas duas décadas tem demonstrado que os processos de nitrificação e desnitrificação podem ocorrer simultaneamente no mesmo reator, sendo denominado de Nitrificação e Desnitrificação Simultânea (NDS). As características dos Bioreatores com Memabrans Submersas são particularmente adequadas para aplicação do processo de NDS devido a sua capacidade de reter os microrganismos de crescimento lento, como as bactérias nitrificantes, e a baixa eficiência de transferência de oxigênio como consequência da elevada concentração de biomassa no tanque de aeração. Entretanto, embora haja grande potencial para aplicação de BRMs com o processo de NDS e este possua diversas vantagens quando comparado com a solução convencional, a necessidade de se operar o reator biológico com menores concentrações de oxigênio, geralmente menor que 1,0 mg O2/L, pode ter um impacto negativo no desempenho hidráulico do sistema de membrana. Neste cenário, uma opção potencial para reduzir os efeitos negativos da operação de BRMs sob condições de NDS é o desenvolvimento de um reator biológico hibrido através da adição de material suporte para o desenvolvimento de biofilme. Nesse contexto, este projeto de pesquisa tem como objetivo principal avaliar a viabilidade de remoção de nitrogênio via NDS em BRMs tratando esgotos sanitários, operados com biomassa suspensa e aderida. Após atingir condições estáveis de operação em relação a concentração de sólidos em suspensão no tanque de aeração, o sistema será operado durante um período de 14 meses para cada etapa, onde será avaliada a influência do processo de Nitrificação e Desnitrificação Simultânea no desempenho global do sistema (remoção de matéria orgânica, nitrogênio, permeabilidade das membranas, produção de substâncias poliméricas extracelulares), além de estabelecimento das condições ótimas para ocorrência do processo NDS. Na primeira etapa o sistema será operado com biomassa suspensa, enquanto que na segunda etapa será adicionado material suporte para o desenvolvimento de biofilme, caracterizando um sistema híbrido de biomassa suspensa e aderida, ou seja, um reator de biofilme e leito móvel. Nesse sentido, caso a operação do sistema de BRMs com o processo de NDS seja viável, este projeto pode contribuir para uma maior aceitação e utilização dos BRMs no tratamento de esgoto sanitário quando há restrições legais para o lançamento do efluente ou a necessidade de reúso de água, uma vez que seria possível obter um efluente de elevada qualidade com menor custo de investimento e operação quando comprado com a configuração convencional de remoção de nitrogênio.

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