Recuperação de bioprodutos de lodo granular aeróbio e de consórcio granular algal-bacteriano

Abstract

O gerenciamento do lodo biológico excedente produzido em estações de tratamento de esgoto pode representar mais de 50% dos custos operacionais de uma ETE. Associado a isto, a destinação inadequada desse resíduo em lixões e aterros sanitários controlados são vistos como um problema ambiental que acarreta em prejuízos para o meio ambiente e saúde pública. Nesse sentido, a busca por novas tecnologias de valorização deste resíduo deve ser priorizada. Diante desse cenário, essa pesquisa teve quatro objetivos que visam aprofundar os conhecimentos quanto a valorização do lodo através da tecnologia de lodo granular aeróbio (LGA) e do lodo granular algal-bacteriano (LGAB): (1) analisar a formação de grânulos e fotogrânulos aeróbios; (2) quantificar a recuperação dos biopolímeros (ALE e PHB) em sistemas LGA e LGAB, assim como a produção lipídica em LGAB; (3) avaliar o efeito do modo de operação na recuperação de ALE, PHB e lipídios nos sistemas mencionados e (4) elucidar a comunidade microbiológica na produção desses subprodutos em LGA. Para isso, foram operados quatro reatores em bateladas sequencias em escala de bancada, sendo dois reatores com biomassa bacteriana (R1 e R2) e dois biorreatores com consórcio microalgal-bacteriano (F1 e F2) com ciclos de 4h, durante 70 dias. Os reatores foram submetidos a duas estratégias operacionais de mistura da biomassa: pulsos de ar (R1 e F1) e recirculação do sobrenadante (R2 e F2). Os reatores foram alimentados com efluente sintético complexo (DQO=280,8 ± 53,6 mg/L) sob clima tropical (29,0 ± 2,0 °C). Os resultados indicaram que a estratégia de mistura da biomassa por pulsos de ar favoreceu a produção/recuperação de ALE para biomassa bacteriana (R1: 172,4 ± 94,6 mg/gSSV) quando comparados à estratégia de recirculação do esgoto sobrenadante (R2: 63,7 ± 44,0 mg/gSSV). Por outro lado, não houve diferenças significativas na recuperação de ALE entre as estratégias aplicadas para biomassa algal-bacteriana (F1: 84,3 ± 32,7 mg/gSSV e F2: 90,9 ± 51,3 mg/gSSV). As análises demonstraram que organismos responsáveis pela excreção de EPS do gênero Lactococcus, foram dominantes nos reatores bacterianos, superiores a 40%. Quanto à recuperação de PHB, foi demonstrado que os reatores bacterianos apresentaram maior potencial de acumulação de PHB (10,4 ± 1,7 mg/gSSV para R1 e 7,9 ± 4,5 mg/gSSV para R2) quando comparados aos de biomassa algal-bacteriano (5,7 ± 1,6 mg/gSSV e 6,3 ± 0,8 mg/gSSV em F1 e F2, respectivamente). Por fim, a produção lipídica alcançada em F1 (pulsos de ar) foi aproximadamente 40% superior ao F2 (recirculação do sobrenadante), que obtiveram cerca de 205,5±87,6 mg/gSSV e 120,3±71,0 mg/gSSV, respectivamente. Os dados mostraram o potencial de recuperação de biopolímeros (ALE e PHB) em LGA e LGAB e de produção lipídica em LGAB. Entretanto, faz-se necessário sua aplicação em escala piloto e/ou real a fim de avaliar sua aplicabilidade e viabilidade operacional para fins de implementação em biorrefinarias.