Enriquecimento de biomassa anammox e ensaios de inibição por metais e lixiviado...

A anaerobic ammonium oxidation (anammox) tem se apresentado recentemente como uma boa perspectiva no tratamento de águas residuárias contendo nitrogênio em altas concentrações. O processo mais utilizado no tratamento destes efluentes é o de nitrificação-desnitrificação. Um sistema de nitrificação necessita de elevadas concentrações de oxigênio e a desnitrificação de matéria orgânica como doadora de elétrons. Entretanto, em muitas águas residuárias, após a nitrificação, esses recursos podem não existir ou serem escassos. O processo anammox necessita apenas de nitrito e amônio em ambiente anóxico, tornando este um processo menos custoso. Porém, a biomassa anammox apresenta alto tempo de crescimento celular e grande sensibilidade a agentes inibidores. Sendo assim, o principal objetivo deste trabalho foi obter uma cultura anammox enriquecida e verificar a influência de alguns compostos inibidores sobre o metabolismo da biomassa anammox. Durante este projeto, foram operados dois principais reatores, um em bateladas sequenciais (RBS) e outro de leito fixo (RLF), dentro dos quais a biomassa foi enriquecida. O primeiro, apresentou os primeiros sinais da atividade anammox em seu 88º dia de operação. Já o segundo, noculado com a mesma biomassa presente no RBS, desenvolveu o processo logo nos primeiros dias. O resultado do trabalho mostrou que em um reator descontínuo como o RBS onde, teoricamente, as condições do ambiente seriam mais facilmente mantidas apresentou resultado pior do que o desempenhado pelo RLF onde há mais interferências do ambiente. O reator contínuo (RLF) apesar de aberto (ou seja, com presença de oxigênio, porém sob constante injeção de mistura Ar/CO2) conseguiu apresentar taxa de remoção de nitrogênio superior à do RBS. Além disso o RLF foi capaz de operar em cargas mais altas. Os ensaios de atividade anammox específica foram realizados para se avaliar a influência de lixiviado e de metais presentes no lixiviado. Nos ensaios com lixiviado, notou-se que a inibição se torna considerável quando a concentração deste componente foi de 50% do volume do meio e que foi dependente do diâmetro dos grânulos utilizados no teste. Já os resultados dos ensaios com metais sugeriram que alguns metais são muito mais tóxicos do que outros, caso do cobre e cromo. A ordem de toxicidade obtida foi Cu > Cr > Pb > Zn > Cd > Ni > Mn > Fe

Título em Inglês

Não informado

Palavras-chave em Inglês

Anammox
Nitrogen removal
Biological treatment
Enrichment
Inhibition
Leachate
Metals

Resumo em Inglês

Recently, the anaerobic ammonium oxidation (anammox) has become a good alternative for the treatment of high nitrogen concentrations wastewater. The most common process to treat this kind of wastewater is the nitrification-denitrification. A nitrification system requires high oxygen concentrations and the denitrification demands on organic matter as electron donor, however, this resource may lack or not be available after the nitrification process. The anammox process requires only nitrite and ammonium in an oxygen free atmosphere and for this reason has less operational costs. However, the anammox bacteria has a low growth rate and presents high sensibility to inhibitor agents. For this reason, the main goal of this work was to obtain an enriched anammox culture by also verifying inhibitory compounds over the process. Two main reactors were operated where the anammox bacteria were enriched, a sequencing batch reactor (SBR) and a fixed bed reactor. The SBR showed its first anammox signal by the 88th day of operation. Meanwhile the FBR, inoculated with the SBR biomass, developed the anammox at the beginning of its operation. The results showed that a discontinuous reactor (SBR), on which the environment conditions are easier to maintain, developed lower nitrogen removal rates than the continuous reactor (FBR). The FBR was capable to treat higher nitrogen loads in comparison with SBR. Furthermore, the environment conditions in a continuous reactor suffers more variations than in a continuous reactor. This is a surprising result once the continuous reactor is open to the atmosphere and for this reason presents higher concentration of oxygen (however Ar/CO2 gas was always injected inside the reactor). The specific anammox activity assays were performed to evaluate the leachate and the metals influence over the anammox biomass. From the leachate assays, it was observed that leachate concentration of 50% could strongly inhibit the anammox according to the granular size of the biomass. The metals inhibition assays suggested that copper and chrome have greater inhibitory potential. The toxicity results suggested that the metals inhibitory potential grows according the following sequence Cu > Cr > Pb > Zn > Cd > Ni > Mn > Fe

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Data de Publicação

2016-07-26

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