Cultivo de consórcio granular algal-bacteriano em fotobioreatores em bateladas sequenciais visando à remoção de nutrientes e matéria orgânica

Abstract

Com a necessidade de obter sistemas de tratamento com bom desempenho na remoção de nutrientes e matéria orgânica carbonácea, a aplicação do consórcio de grânulos aeróbios e microalgas vem sendo extensivamente estudada. Por ser uma tecnologia recém desenvolvida, este estudo teve como objetivo aplicar diferentes condições operacionais no desenvolvimento de fotogrânulos aeróbios, visando à remoção simultânea de nutrientes e matéria orgânica carbonácea. Dois fotobioreatores de escala de bancada (Vu=3,5L) foram operados em bateladas sequenciais (FRBS) com ciclos operacionais de 4hrs, durante 180 dias. Os FRBS foram submetidos à três fases distintas (FI, FII e FIII). FI (70 dias): influência do modo de alimentação na formação granular (R1: 40 min de alimentação anaeróbia/anóxica; R2: 60 min de alimentação anaeróbia/anóxica e C:N=4:1); FII (70 dias): avaliação do efeito da relação C:N (ambos reatores C:N=8:1) na performance dos FRBS; FIII (42 dias): investigar o efeito da carga orgânica aplicada (R1: 1,7 kgDQO/m³.d) e da taxa de aeração (R2: Var: 0,3 cm/s) na eficiência de desnitrificação. Ambos FRBS trataram esgoto sintético (DQO= 400mg/L) sob temperatura de clima tropical (29±2°C). Os resultados revelaram que a fotogranulação foi observada na FI em ambos reatores, porém mais rapidamente em R2 (40 dias), ao passo que em R1 foi observada somente 55 dias de operação, indicando que o modo de alimentação influencia na formação fotogranular. Durante a FI, ambos reatores apresentaram baixas eficiências de remoção de nutrientes e matéria orgânica, na ordem de 59±15%, 18±6% e 73±10% para R1 e 58±17%, 19±10% e 73±10% para R2, para N-NH₄⁺, PT e DQO, respectivamente. Na FII, o aumento da relação C:N de 4:1 para 8:1 favoreceu a remoção simultânea de nitrogênio (>93%) e matéria orgânica (>95%) além disto, apresentou eficiência de desnitrificação de 42% para R1 e 51% para R2, indicando que a duração da fase anaeróbia de 60 min favoreceu a etapa de desnitrificação, porém as remoções de fósforo permaneceram baixas. Durante a FIII, R1 obteve maior eficiência de desnitrificação (67%), quando comparado com R2. Além disso, foi observado desintegração granular no R2, devido ao surgimento de microrganismos filamentosos, porém as remoções de nitrogênio e matéria orgânica permaneceram altas (95±5% e 94±5% para N-NH₄⁺ e DQO, respectivamente. Assim, neste estudo a interação alga-bactéria no grânulo aeróbio foi uma associação harmônica, apresentando resultados promissores no tratamento de esgoto doméstico de baixa carga orgânica.