Utilização da técnica respirométrica para a avaliação do desempenho de sistemas de lodos ativados aplicados ao tratamento de efluentes
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2014-04-14
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Silveira, Mauricio Moura da
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O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a utilização da técnica respirométrica como
ferramenta para monitorar processos de lodos ativados, quando condições adversas ao processo
de tratamento são impostas ao sistema. Os efeitos estudados foram: alteração no tempo de
detenção hidráulico (TDH) da estação de tratamento de águas residuárias experimental
(ETAR), ausência de oxigênio dissolvido no reator aeróbio, impacto de elevadas concentrações
de nitrogênio, sulfeto e fenol no lodo ativado. Valores decrescentes de TDH podem acarretar
em uma sobrecarga de alimento aplicada no sistema e promover uma redução na eficiência do
mesmo. Tal efeito pôde ser percebido nos testes de respirometria, tendo sido medidas reduções
de até 51% na SOUR. Foi constatado que é possível realizar interrupções programadas ou não
no fornecimento de oxigênio dissolvido para a ETAR. Quando o lodo ativado é submetido a
concentrações superiores a 100 mg.L-1 de nitrogênio amoniacal, observou-se a rápida adaptação
dos microrganismos, sem perda significativa de eficiência no processo de tratamento biológico
de efluentes. Também foram avaliadas as influências de metais que catalisam a reação de
oxidação do sulfeto em meios contendo este íon. O metal que apresentou um maior efeito
catalítico, com consequente aumento na SOUR, foi o manganês, com 62%, e o que representou
a menor efeito catalítico foi o níquel, com apenas 9,5% de aumento no consumo de oxigênio
dissolvido. Porém, foi o níquel também, que apresentou o maior percentual de inibição na
atividade das bactérias, cerca de 79%. Para um dos lodos ativados usados nos ensaios,
determinou-se a concentração de fenol de 187 mg.L-1 como aquela que inibe 50% da atividade
metabólica. Os resultados deste trabalho demonstraram claramente que a técnica respirométrica
é eficaz para monitorar e detectar efeitos adversos em processos biológicos de tratamento de
efluentes.
Resumo
The main purpose of this work was to evaluate the use of the respirometric technique as a tool
to monitor the activated sludge processes when adverse conditions to the treatment process are
imposed to the system. The following effects were studied: change in hydraulic detention time
(HDT) of the experimental wastewater treatment process, absence of dissolved oxygen in
aerobic reactor, impact of high concentrations of nitrogen, sulfide and phenol in activated
sludge. When the HDT of the experimental wastewater treatment process decreases, it can result
in an overload of food applied on the system and promote a reduction in the efficiency. This
effect could be observed in the respirometry tests, which presented reductions of up to 51% in
the specific oxygen uptake rate (SOUR). It was noticed that it is possible to perform scheduled
or not interruptions in the supply of dissolved oxygen to the system. When the activated sludge
is subjected to concentrations higher than 100 mg L-1 of ammonia nitrogen, a rapid adaptation
of micro-organisms was observed, without significant loss of efficiency in the biological
wastewater treatment. The influence of metals that catalyze the reaction of oxidation of sulfide
in medium containing this ion was also evaluated. The metal which showed the higher catalytic
effect, with consequent increase in SOUR, was manganese, with 62%, and the one that
presented the lowest catalytic effect was nickel, with only 9.5% increase in the consumption of
dissolved oxygen. However, it was identified that nickel presented the highest percentage of
inhibition, around 79%. For one of the aerobic biomass used in the tests, it was determined the
concentration of phenol of 187 mg L-1 as the one which inhibits 50% of metabolic activity. The
results of this study clearly demonstrated that the respirometric technique is effective to monitor
and detect adverse effects on the biological wastewater treatment processes.