Sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico para águas residuárias de suinocultura: remoção de matéria orgânica, de nutrientes e de coliformes

Abstract

Neste estudo avaliou-se o desempenho de processo anaeróbio, aeróbio e anóxico, utilizando-se um reator anaeróbio compartimentado (ABR de 360 L), com duas câmaras, um filtro aerado submerso (FAS de 160 L), preenchido com anéis de bambu e anéis de plástico de eletroduto corrugado e um reator de fluxo ascendente com manta de lodo (USB de 120 L) anóxico, instalados em série, para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) de 10708 a 17048 mg L-1. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) foram de 24 e 12 h no reator ABR; de 7,9 e 3,9 h e de 9,1 e 4,5 h no FAS preenchido com anéis de bambu e anéis de plástico de eletroduto corrugado, respectivamente; e de 7,8 e 3,9 h no reator USB anóxico. O FAS foi submetido a condições de aeração intermitente e contínua. As eficiências médias de remoção de DQOtotal foram de 94 a 99% no sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico, com carga orgânica volumétrica (COV) de 35,9 a 93,0 g DQOtotal (L d)-1 no reator ABR. As maiores eficiências médias de remoção foram de 99,99; 98; 99; 91; 88; 99 e 94% para os coliformes termotolerantes, DQOdiss, SST, NT, P-total, Cu e Zn, respectivamente, no sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico, obtendo-se valores mínimos de 1,1 x 103 NMP/100 mL para coliformes termotolerantes e 221 mg L-1 para DQOtotal. A porcentagem de CH4 no biogás do ABR variou de 76 a 84%; de N2 no reator USB anóxico chegou a 74%, com COV de 13,1 g DQOtotal (L d)-1 e TDH de 4 h. Os valores da atividade específica da microbiota do lodo das câmaras do ABR apresentaram diferenças, evidenciado a habilidade de separação das fases hidrolítica, acidogênica e metanogênica. A caracterização morfológica do biofilme do FAS, por meio de microscopia óptica, indicou alta diversidade morfológica, a qual pode estar associada a sistemas de tratamento biológico estáveis

In this study it was evaluated the performance of the anaerobic, aerobic and anoxic process in an anaerobic baffled reactor (ABR of 360 L), with two chambers, a submerged aerated filter (SAF of 160 L), filled with bamboo rings and plastic rings, and an anoxic upflow sludge blanket reactor (USB of 120 L), installed in series, for swine wastewater treatment, with mean total suspended solid (TSS) concentration from 10708 to 17048 mg L-1. The hydraulic detention times (HDT) were 24 and 12 h in the ABR reactor; 7,9 e 3,9 h and 9,1 e 4,5 h in the SAF filled with bamboo rings and plastic rings, respectively; 7,8 and 3,9 h in the anoxic USB reactor. Conditions of intermittent and continuous aeration were applied at the SAF. The mean of CODtotal removal efficiencies ranged from 94 to 99% in the anaerobic, aerobic and anoxic treatment system under organic loading rate (OLR) of 35,9 to 93,0 g total COD (L d)-1 in the ABR reactor. The highest mean removal efficiencies were of 99,99; 98; 99; 91; 88; 99 e 94% for thermotolerant coliforms, dissCOD, TSS, TN, total-P, Cu and Zn, respectively, in the anaerobic, aerobic and anoxic treatment system, obtaining minimum values of 1,1 x 103 MPN/100 mL for thermotolerant coliforms and 221 mg L-1 for CODtotal. The CH4 percentage in the biogas ABR ranged from 76 to 84%; the N2 percentage in the anoxic USB reactor reached 74%, with COV of 13,1 g total COD (L d) -1 and HDT of 4 h. The observed values of microbial specific activity of the sludge in the ABR‟s chambers were significantly different, evidenced the ability to phase separation hydrolytic, acidogenic and methanogenic. The SAF biofilm morphology, through optical microscopy, indicated a high morphological diversity, which may be associated with stable biological treatment systems