REMOÇÃO DE FÓSFORO DE EFLUENTE DE REATOR ANAERÓBIO EM REATOR COM AERAÇÃO INTERMITENTE SEGUIDO POR FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO ANAEROBIC EFFLUENT PHOSPHORUS REMOVAL USING INTERMITENTLY AERATED REACTOR AND DISSOLVED AIR FLOATION

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A ARTIGO TÉCNICO RTIGO T ÉCNICO

REMOÇÃO DE FÓSFORO DE EFLUENTE DE REATOR ANAERÓBIO EM REATOR COM AERAÇÃO INTERMITENTE SEGUIDO POR FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO

ANAEROBIC

EFFLUENT PHOSPHORUS REMOVAL USING INTERMITENTLY

AERATED REACTOR AND DISSOLVED AIR FLOATION MARGARIDA MARCHETTO Engª Sanitarista, Drª pelo Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP

JOSÉ R. CAMPOS Prof. Titular do Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP

MARCO A. P. REALI Prof. Doutor do Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP Recebido: 07/06/02

Aceito: 31/10/02

RESUMO

ABSTRACT

Neste trabalho são apresentados resultados sobre remoção biológica de fósforo de efluente de reator anaeróbio de leito expandido, - como pós-tratamento de esgoto sanitário - empregando reator com aeração intermitente, seguido de flotação por ar dissolvido (FAD). Foram avaliadas condições para se obter nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo. No reator aerado foram alternados períodos com aeração e sem aeração. O sistema com aeração intermitente e escoamento contínuo foi operado com dois diferentes tempos de detenção hidráulica médios: (qh), de 6h e de 8 h, durante período de 235 dias, sendo que, com qh médio de 8h, durante 194 dias, e com qh de 6h, no período de 41 dias. Com qh de 6h o sistema apresentou 92% de remoção média de DQO (faixa de 90 a 94%) e 90% de P-PO4-3 (faixa de 82 a 96%). Para qh de 8h, a eficiência de remoção média de P-PO4-3 de amostras brutas foi de 84% (60% a 94%) e de amostras filtradas (filtro: 0,45 mm) de 94% (60% a 98%). Não foram necessárias correção do pH, e nem utilização de fonte externa de carbono.

This paper presents the results concerning on phosphorus biological removal of the effluent of an expanded bed anaerobic reactor, treating domestic wastewater by using intermittent aeration followed by dissolved air flotation (DAF). It was assessed the conditions to obtain nitrification, denitrification and phosphorus removal, in reactor operated with alternated aerobic and anaerobic periods. The intermittent aeration system was operated during 235 days; with qh of 8h, during 194 days and 6h during 41 days. The system with intermittent aeration (qh: 6 h) showed stable results and presented average COD removal of 92% (90 to 94%) and average phosphorus removal of 90% (82 to 96). For qh: 8 h detention time, the medium P-PO4-3 removal for the raw sample was; 84% (60 to 94%) and for filtered samples (filter: 0,45 mm) of 94% (60 to 98%). It were not necessary pH correction nor the use of external carbon source.

PALAVRAS CHAVE: Remoção biológica de fósforo, Reator anaeróbio, Reator de lodos ativados com aeração intermitente, Flotação.

KEYWORDS: biological phosphorus removal, anaerobic reactor, intermittent aeration activated sludge reactor, flotation.

INTRODUÇÃO O fósforo presente nas águas residuárias, na forma iônica, encontrase geralmente como íon fosfato. Em esgoto sanitário, o fósforo aparece, principalmente, como fósforo orgânico, polifosfato e ortofosfato. O fósforo orgânico provém das excreções humanas e de

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animais, como também de restos de alimentos. Quando os compostos orgânicos sofrem decomposição biológica, dão origem a ortofosfatos. Enquanto, os polifosfatos têm origem, geralmente, nos detergentes (Carol et. al, 1990). Essa fração tem sofrido crescimento expressivo, face ao aumento do consumo de detergentes.

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Nos Estados Unidos, há mais de 30 anos, Vacker et al (1967), constataram remoção de fósforo em excesso, em sistemas de tratamento de esgoto. Foi registrada remoção de fósforo superior àquela quantidade requerida pelo metabolismo bacteriano no processo de lodo ativado. A existência de zona de contato anaeróbia anterior a uma zona aeróbia estimulava

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essa retenção. O fósforo, faz parte da composição celular e é necessário para o crescimento microbiano; é também um constituinte importante no sistema de produção de energia. A remoção biológica de fósforo (remoção de fósforo em “excesso”) é obtida mediante a seleção de bactérias capazes de armazenar polifosfato. Essa seleção é feita expondo as bactérias alternadamente às condições anaeróbia e aeróbia (KerrnJespersen et al, 1994). Sob condição anaeróbia as bactérias que acumulam fósforo em excesso, usam a energia derivada da hidrólise de polifosfatos, para apreender substratos orgânicos, que são armazenados na forma de poli-b-hidroxibutirato (PHB) ou poli-b-hidroxivalerato (PHV). Em condição aeróbia, a energia derivada do metabolismo de PHB ou PHV é usada para a acumulação de polifosfato no interior da célula. Os autores observaram, mediante avaliação da quantidade de PHV/PHB degradada, que sob condição aeróbia, mais fosfato foi removido do que sob condição anóxica. Foi explicado por essa conceituação que existem dois grupos de microrganismos, afirmando-se que a menor remoção de fósforo, sob condições anóxicas, pode originar-se de uma combinação do armazenamento de fósforo por um grupo, e de liberação secundária por outro (Kerrn-Jespersen et al, 1993). Converti et al (1995) concluíram que, com a DQO e o material facilmente degradável - que influencia a cinética do processo de acumulação de fósforo - a resistência da parede celular à entrada do substrato pode ser apenas mais um fator limitante na taxa de assimilação de fosfato. A habilidade da biomassa em remover ou liberar fósforo, como conseqüência da adaptação, deverá ser atribuída à redução dessa resistência que pode ser relacionada tanto à

composição, como à consistência da parede celular ou ambas. Ikemoto et al (1996) observaram que a desnitrificação foi dominante como resultado da competição entre bactérias acumuladoras de fosfato e bactérias redutoras de sulfato, na degradação de matéria orgânica. Em condição anaeróbia a liberação de fosfato e a redução de sulfato ocorreram simultaneamente. As bactérias acumuladoras de fosfato competiram com as bactérias redutoras de sulfato para ácidos orgânicos, como propionato; entretanto, as bactérias acumuladoras de fosfato utilizaram o acetato produzido pelas bactérias redutoras de sulfato. Kuba et al (1996) constataram em sistema de batelada para nitrificação e desnitrificação, que a presença de fósforo é benéfica para a nitrificação, pois nesta circunstância o fósforo não se constitui nutriente limitante para o desenvolvimento das bactérias nitrificantes. Nordeidet et al (1994) verificaram em reatores do tipo biodisco, que concentrações abaixo de 0,15 mg/ P-PO 4 -3 /L limitaram a nitrificação. A remoção do fósforo é mais eficiente em condições alternadas de aerobiose e anaerobiose (Osada et al, 1991; Van Haandel & Marais, 1999). Verifica-se ainda, que a remoção de fósforo está associada, entre outros fatores, ao contato do lodo recirculado com o afluente bruto, na zona inicial predominantemente anaeróbia (Campos, 1989) A tecnologia dos reatores com aeração intermitente, em regime hidráulico contínuo, constitui variação da tecnologia de lodo ativado convencional; nesses reatores ocorrem as diferentes condições necessárias para atividades aeróbia e anaeróbia (Marchetto 2001).

Neste trabalho são relatados resultados de pesquisa efetuada utilizando reator com aeração intermitente, seguido por sistema de flotação por ar dissolvido para separação de sólidos suspensos; com o objetivo de remover DQO, nitrogênio e fósforo em uma mesma unidade. Neste artigo será dada ênfase aos resultados sobre remoção do fósforo.

MATERIAL E MÉTODOS O sistema empregado nesta pesquisa para tratar esgoto sanitário constava de três unidades em série, sendo a primeira unidade um reator anaeróbio de leito expandido (RALEX), construído em aço carbono, com 14,9 m, de altura total e volume útil de 32,0 m3. Esse reator é composto por duas regiões, uma de reação, e outra de decantação. A câmara de reação apresenta formato cilíndrico e tem 12,0 m de altura, 1,5 m de diâmetro na base e 2,5 m de diâmetro na borda superior (operado com qh médio de 3,2h) (Mendonça, 1999 e Pereira, 2000). A segunda unidade do sistema é um reator com aeração intermitente (RAI) — com concentração de OD controlada — visando à nitrificação/desnitrificação, e, subseqüentemente, uma unidade de flotação por ar dissolvido (FAD). Na Figura 1 é apresentado o fluxograma esquemático da instalação experimental. Tanto o reator RAI como a unidade de FAD eram em escala de bancada com escoamento contínuo, sendo alimentados por apenas parte do efluente do reator de leito expandido (vazões na faixa de 11,5 a 15,5 L/h). Parcela do efluente do reator anaeróbio passava pela unidade de aeração intermitente na qual a concentração de OD era controlada (Figura 2). O reator aerado tinha volume útil de 0,092 m3, (largura: 0,25 m, comprimento: 0,82 m e altura de 0,50 m). O efluente do reator

Qaf Grade

Caixa de areia

Reator anaeróbio de leito expandido

Recirculação do lodo

Reator com aeração intermitente (RAI)

Lodo espessado

Unidade de Flotação

Excesso de lodo (descarte)

Qef Bomba Câmara de saturação

Descarte de excesso de vazão

recirculação

Compressor de ar

Ar comprimido

Figura 1- Fluxograma esquemático do sistema experimental

engenharia sanitária e ambiental

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ARTIGO TÉCNICO

Marchetto, M.; Campos, J. R. & Reali, M. A. P.

ARTIGO TÉCNICO

Remoção de fósforo em sistema anaeróbio com aeração intermitente e flotação

Figura 2 - Esquema do reator aeróbio e do flotador aeróbio era encaminhado para um sistema subsequente de FAD, apresentando largura: 0,25 m, comprimento: 0,10 m e altura de 0,5 m com área útil de cerca de 0,025 m2. Na câmara de saturação a pressão era mantida na faixa de 456±10 kPa e a quantidade de ar era fornecida em função da temperatura e da vazão de recirculação. Parte do lodo acumulado na superfície do flotador era retornada para o início do sistema de aeração e o excesso de lodo era descartado do sistema. Parte do líquido clarificado (efluente) era recirculado para alimentar a câmara de saturação, que, depois de saturado com ar, era encaminhado ao flotador. No reator com aeração intermitente, o tempo de detenção hidráulica médio total foi mantido em 8 h, durante 194 dias, e de 6 h no período de 41 dias, com vazão média de 15,3 e 11,5 L / h, respectivamente. Foram monitoradas as características do afluente e do efluente de cada uma das unidades do sistema, sendo determinados: pH, concentração de OD, temperatura, DBO, DQO, fósforo total (P-PO4-3), sólidos totais (ST) e suspensos totais (SST), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal, N-NO2-, N-NO3-; no “liquor” além dessas variáveis também foram monitorados: NMP de bactérias desnitrificantes e nitrificantes, COT e metais.

engenharia sanitária e ambiental

Tabela 1 - Média dos resultados de algumas variáveis no afluente e no efluente do RALEX e efluente do reator com aeração intermitente (θh: 6h), após flotação Efic. Média Global ( % ) Afluente RALEX*

Variável

Efluente RALEX

7,2

Efluente do flotador

Amostra Sem filtrar

Filtrada

PH

7,3

6,9

Temperatura (oC)

26,0 ± 2,0

P-PO4-3(mg/L)

14,0

10,7 **9,0***

1,5**- 0,8***

89

94

DQOB (mg/L)

510

183

38** - 26***

92

95

AB(mgCaCO3/L)

-

70

45

AVT (mgHAc/L)

26

17

10

N-amoniacal(mg/L)

20

16

3

NTK (mg/L)

34

26

9,5** -5,5***

72

84

N-NO3- (mg/L)

0,3

0,3

8,5

N-NO2- (mg/L)

Nd

0,02

2,50

mgSSV/L (licor misto)

-

1852

mgSSV/L (efluente)

33

12

25,2 ± 1,5

RALEX - reator anaeróbio de leito expandido * * sem filtrar *** filtrado DBOF; DQOF: DBO e DQO das amostras filtradas; DBOB; DQOB: DBO e DQO das amostras sem filtrar; Nd: não detectado

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ARTIGOA TÉCNICO

Marchetto, M.; Campos, J. R. & Reali, M. A. P.

RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1 são apresentados os resultados da operação do reator com aeração intermitente, referentes à fase de operação com qh médio de 6h, com ciclos alternados de 2h com aeração e 2h sem aeração e, na Tabela 2, os resultados referentes a qh de 8h, com ciclos de 2h com aeração e 4h, sem aeração, referentes ao monitoramento realizado no 189º e 193º dias de operação. O efluente do RALEX apresentou, em média DQO de amostras sem filtrar: 183 mg/L, DQO das amostras filtradas: 76 mg/L; NTK: 26,0 mg/L; N-amoniacal: 16 mg/L. Neste trabalho com qh de 6h foi obtida remoção de P-PO4-3 de 89% e 94%, para o efluente sem filtrar e filtrado, respectivamente. E para qh de 8h foi obtida remoção máxima de P-PO4-3, de 95%. Sasaki Kousei et al (1996), objetivando a remoção simultânea de nitrogênio e de fósforo, de esgoto sanitário, em sistema de lodo ativado aerado intermitentemente (aeróbio-anóxico), empregaram qh de 20h com a temperatura dos resíduos variando entre 9 a 33 ºC. A con-

centração de SST do licor misto variou entre 3100 a 4300 mg/L e a razão de recirculação de lodo entre 150 a 200%. Durante o período aeróbio, a concentração de OD foi mantida em 2,5 mg/L. A instalação piloto mostrou-se estável e com alta eficiência de remoção de DBO: (98%); NTK: (92%) e fósforo total: (85%). Sasaki Kousei et al (1996), empregaram qh quase três vezes superior ao empregado nesta pesquisa, mesmo assim obtiveram remoção de fósforo inferior. Choi et al (1996), utilizaram água residuária sintética, e pesquisaram, em escala de laboratório, a remoção de fósforo e de matéria orgânica, em um único reator, combinando condições aeróbia e anaeróbia. A eficiência de remoção foi de 92%, para P-Total de 90%, para P-PO4-3, enquanto grande diferença de remoção de fósforo foi observada com relação a razão N/P. Em afluente com NTK/PTotal de 2,5; 3,6 e 5.1 mg/L, a eficiência de remoção para P-Total foi: 89%, 68% e 56%, respectivamente. A eficiência de remoção diminuía com o aumento da razão N/P na água residuária. Os resultados obtidos após alcançar equilíbrio aparente indicaram que o reator demonstrou

ser excelente recurso de redução de fósforo. Rittmann & Langeland (1985) e Campos (1989), observaram que a combinação dos processos de nitrificação e desnitrificação em um mesmo sistema de tratamento traz aumento da eficiência da remoção de fosfato. No presente trabalho, em monitoramento realizado durante 6h com coleta a cada 30 min (13 amostras), foram observadas as eficiências globais do sistema. Em relação à concentração de P-PO4-3 (Tabela 1), os resultados mostraram que, mesmo para o período sem aeração, o residual de fósforo de amostras sem filtrar apresentou valor médio de 1,5 mg/L, e valor médio do residual em amostras filtradas igual a 0,8 mg/L, variando de 0,4 a 1,5 mg P-PO4-3 /L. Foi evidente a significativa retenção de P-PO4-3 no período com aeração. De acordo com os resultados obtidos, com qh de 6h, mesmo com concentrações de nitrato de 8mg/L, conforme observado após 120 min de aeração, obteve-se elevada remoção de fósforo; portanto, nessa condição de estudo, a presença do nitrato - em concentração até 8 mg/L aparentemente não prejudicou o de-

Tabela 2 - Média dos resultados de algumas variáveis referentes a qh de 8h obtidos no 189º e 193º dias de operação no efluente RALEX e efluente do reator com aeração intermitente (RAI) Efic. global média (%) Efluente do R AI Dia de operação

Eficiência global média(%) θh:8h

Afluente RALEX* (média 24h)

Efluente RALEX 189º dia

Efluente RALEX 193º dia

189º dia

193º dia

189º dia

193º dia

pH

7,3

7,2

-

-

-

-

-

Temperatura (oC)

26± 2

-

-

25± 1,3

-

-

-

P-PO4-3 (mg/L)

14,0

19 - 16

13 - 3,4

3,5**2,3***

1,6 - 1

84 - 88

89 - 93

DQOB (mg/L)

510

269 - 138

129 - 54

74 - 57

27 - 14

73 - 59

79 - 73

AB(mgCaCO3/L)

-

-

-

91**

-

-

-

AVT (mgHAc/L)

26**

-

-

-

-

-

-

N-amoniacal(mg/L)

20**

28 - 27

15 -13

16 - 15

4,9-4,2

-

-

NTK (mg/L)

34**

30 - 26

25 -22

17 - 15

10 - 9

50 - 55

70 - 73

N-NO3- (mg/L)

0,3***

-

0,49

1,27

2,29

-

-

N-NO2- (mg/L)

Nd

-

0,94

0,45

-

-

-

mgSSV/L(licor misto)

-

-

-

1.744

-

-

-

mgSSV/L efluente

-

-

-

16

-

-

-

Variável

**sem filtrar*** filtrado (todas as linhas que apresentam dois valores, referem-se a resultados de amostras sem filtrar e filtrados, respectivamente)

engenharia sanitária e ambiental

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um grupo é capaz de usar oxigênio ou nitrato como receptor de elétrons, e o outro é capaz de utilizar apenas oxigênio. De acordo com os autores citados, as diferenças observadas nas taxas de remoção de fósforo, sob condição aeróbia e anóxica, são devidas ao fato de que, em condição aeróbia, ambos os grupos de bactérias, isto é, das que podem utilizar oxigênio ou das que podem utilizar nitrato como receptor de elétrons, são capazes de absorver fósforo do meio. Em condição anóxica, apenas as bactérias que podem usar nitrato como receptor de elétrons têm capacidade para estocar fósforo, o que explica por que a remoção de fósforo, em condição aeróbia, é maior que a remoção sob condição anóxica. A Figura 3 refere-se aos resultados de fosfato do monitoramento realizado no 193º dia de operação durante 8h (escoamento contínuo), com coletas individuais a cada 15 min, no reator com aeração intermitente. Os ciclos foram variados de 2h, com aeração e 4 h, sem aeração. É interessante observar que à medida que a concentração de OD aumentava, a concentração de fosfato diminuía. Verifica-se que os valores da concentração de P-PO4-3 começaram a se elevar, no tempo correspondente a 240 min, após 2h sem o fornecimento de OD, (potencial redox: –190 mV).

Este fato monstra claramente que, após certo período sem o fornecimento de OD, os organismos tendem a liberar fósforo, ao contrário do que ocorre em fase aeróbia, quando se verifica decréscimo gradativo de fósforo ao longo do período. Pode-se inferir que, somente quando o interior do floco torna-se anaeróbio é que deve ocorrer a liberação de fosfato para o meio líquido. Tonkovic (1998), ressalta que todo o aumento de remoção de fosfato em certos organismos depende das condições ambientais, de acordo com a necessidade enzimática e, mudanças no potencial redox, resultam em variação da utilização dos caminhos metabólicos. Isso é constatado na Figura 3, nos primeiros 120 minutos e no final, do período de acompanhamento a partir de 360 min. Em sistemas de lodos ativados, o fósforo pode ser acumulado pelos microrganismos em quantidades maiores que a requerida pelo seu metabolismo. A explicação de Sorm et al (1996) e Liu et al (1996) foi que as bactérias acumuladoras de fosfato consomem rapidamente substrato orgânico biodegradável sob condição anaeróbia. O estoque de matéria orgânica se dá na forma de poli-b-hidroxibutirato (PHB) e poli-b-hidroxivalerato (PHV). A energia requerida paa o estoque de PHB e PHV pelas Poly-P é obtida da decomposição de polifosfatos intracelulares. A de-

-3

sem aeração

com aeração 30 25

6 20 4

15 10

2 5 0

-3

com aeração 8

P-PO4 afluente ( mg/L)

Phosphorus Removal Plants Water Science

P-PO4 efluente e OD ( mg/L)

sempenho do reator quanto à remoção de fósforo. Finger e Cybis (1999) operaram reator e observaram que a utilização de dois estágios (anaeróbio-aeróbio) foi eficiente na remoção do fósforo (81%); porém, o efluente apresentou concentrações elevadas de nitrato. Sorm et al (1996) também compararam as taxas de remoção de fósforo em condições anóxica e aeróbia. A taxa de remoção de fósforo em condição anóxica foi prejudicada quando ocorreu concentração relativamente alta, em torno de 25 mg/L, de nitrogênio na forma de nitrato. Maurer e Gujer (1994) concluíram, que a liberação de fosfato e acumulação de substrato prontamente biodegradável ocorria somente sob condição anaeróbia estrita (quando não havia presença de nitrato, nitrito e ou oxigênio); entretanto, de acordo com os resultados da presente pesquisa obtidos com aeração intermitente seguido de FAD, verificou-se que nos períodos sem aeração, mesmo com nitrato presente no reator com aeração intermitente, houve liberação de fosfato. Em relação ao monitoramento realizado no 189º dia de operação, período de 8h com coletas a cada 30 min (12 amostras) (Tabela 2), - mesmo para o período sem aeração, - no final de 360 min a concentração residual de P-PO4-3 foi de 4mg/L, para amostras brutas e, 2,5 mg/L para as amostras filtradas. Essa situação corresponde à menor eficiência de remoção (80%) de (P-PO4-3) das amostras sem filtrar e (85%) de (P-PO4-3) das amostras filtradas, no final do período sem aeração. No período com aeração, foi obtida eficiência de remoção de P-PO 4-3 de 95% para amostras sem filtrar, e de 96% para amostras filtradas. No que se refere ao monitoramento realizado no 189º dia de operação, é interessante ressaltar que durante a primeira fase de aeração, a concentração média de OD foi mantida em 2,4mg/L, com máxima de 4,0 mg/L no final do primeiro período com aeração. Contudo, no final do período sem aeração ocorreu concentração média de 1,0 mg/L com máxima de 1,4 mg/L. A baixa concentração de OD obtida no último período com aeração está provavelmente relacionada com o aumento de temperatura, que passou de 22ºC do início do monitoramento para 29 ºC no final dos 480min. Para Kerrn-Jespersen et al (1993), as bactérias que armazenam polifosfato podem ser classificadas em dois grupos:

0 0

60

120

180

240

300

360

420

Tempo (min) Efluente Bruto Afluente Bruto

Efluente Filtrado Afluente Filtrado

OD (mg/L)

-3

Figura 3- Concentração de P-PO4 de amostras do afluente e do efluente, durante monitoramento de 8h, com coleta a cada 15 min, no 193º dia de operação, com escoamento contínuo e aeração intermitente.

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ARTIGOA TÉCNICO

Remoção de fósforo em sistema anaeróbio com aeração intermitente e flotação

ARTIGOA TÉCNICO

Marchetto, M.; Campos, J. R. & Reali, M. A. P.

composição de polifosfato estocado resulta em liberação de fosfato, associada ao acúmulo e estocagem de substrato orgânico. No ambiente aeróbio, as poly-P usam os produtos orgânicos estocados para gerar energia, que é utilizada para crescimento e estocagem de fosfato na forma de polifosfato intracelular. A competição entre as bactérias poly-p e não poly-p, com predominância de uma em relação à outra, é decorrência de processo seletivo devido às condições ambientais, como: (OD, potencial redox, temperatura, pH), parâmetros hidráulicos, disponibilidade de matéria orgânica e presença de nitratos bem como da habilidade destes microrganismos utilizarem os diversos substratos no metabolismo. O EBPR é baseado na capacidade que certas bactérias apresentam, de acumular fosfato em excesso das suas necessidades, para Cybis & Pickbrenner (2000), o EBPR ocorre quando se utilizam sistemas anaeróbio/ aeróbio combinados, com regime de excesso e escassez de matéria orgânica, criando condições favoráveis às bactérias do fosfato. Satoh & Matuso (1994) observaram que o “processo” de lodo ativado aeróbio-anaeróbio era freqüentemente referido como um sistema avançado de remoção biológica de fósforo. Este sistema é uma das opções mais econômicas para a remoção de fósforo das águas residuárias; mas os fenômenos biológicos não eram devidamente entendidos, mais investigações científicas necessitavam ser desenvolvidas. No entanto, KerrnJespersen et al (1994), Sorm et al (1996) e Tonkovic (1998) concluíram que existe grande evidência de que ocorram remoção de fósforo e desnitrificação simultaneamente na zona anóxica. Quando as bactérias que acumulam fósforo, usam nitrato como agente oxidante, a remoção de fósforo e a desnitrificação são atingidas simultanea-mente. A matéria orgânica absorvida pelas bactérias é utilizada para ambos os fins, o que se torna vantagem, quando a concentração de matéria orgânica é baixa, como acontece quando a água residuária passa por um sistema de pré-tratamento. O pré-tratamento anaeróbio pode reduzir significativamente a competição por substrato orgânico entre as bactérias poly-P e as desnitrificantes. Os autores observaram, em reatores de batelada, após período de 30 min em condição aeróbia, que ocorreu elevada taxa de remoção de fosfato. No reator com aeração intermi-tente se-

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guido de FAD (Figura 3), foi obtida eficiência máxima de remoção de fósforo de 97,2%, com média de 87,6%, com residual de 0,63 e 0,37mg/L no final do período com aeração, respectivamente, e 4,50 mg/L no final do período sem aeração. A temperatura do licor misto variou de 20,2 a 23,3 ºC do início ao final dos 480 min de monitoramento.

os, registrou-se ligeira queda de remoção de P-PO4-3, e de DQO quando se comparam os resultados para qh médio de 8h e de 6h. Pode se constatar que além das condições alternadas de anaerobiose e aerobiose, a remoção de fosfato está diretamente relacionada com a recirculação do lodo, confirmando o relato de diversos autores.

CONCLUSÕES Os resultados demonstram que o sistema envolvendo o emprego de reator anaeróbio, seguido de reator com aeração intermitente associado a flotação por ar dissolvido, é adequado para obter remoção biológica de fósforo e também de nitrogênio e de DQO. Essa configuração constitui alternativa bastante atraente, capaz de promover elevado grau de remoção de nutrientes de esgoto sanitário, sem necessitar de fonte externa de carbono e sem correção da alcalinidade. A aeração intermitente é um recurso que resulta em redução de custos operacionais para reatores de lodo ativado alimentados com efluente de reator anaeróbio. Mudanças operacionais em reatores existentes podem trazer economia e em certos casos até aumento de eficiência na remoção de N e P. A instalação piloto composta de reator anaeróbio, reator de aeração intermitente associado a flotador, apresentou bom desempenho em relação à remoção de DQO e de fósforo, tanto para qh no tanque de aeração de 8h, quanto para qh de 6h. Este sistema pode ser uma alternativa econômica para a remoção biológica de fósforo devido ao curto período de detenção. Nos ensaios com ciclos alternados de 2h, com aeração, e 2h, sem aeração, para qh médio de 6h, foi obtida remoção média de P-PO4-3, no sistema, de 89%, para as amostras brutas e 94% para as amostras filtradas. Foi obtida eficiência de remoção de DQO de 92% e de 95% para as amostras filtradas e sem filtrar, respectivamente. Para qh médio de 8h, nos ensaios com ciclos alternados de 2h, com aeração, e 4h, sem aeração, foi obtida remoção máxima de P-PO4-3 no sistema, de 95% para as amostras brutas e 96% para as amostras filtradas, com remoção média de 84%, para as amostras brutas e 88% para as amostras filtradas. A remoção de DQO foi de 79% e 73%, para as amostras brutas e filtradas, respectivamente. Considerando apenas os valores médi-

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AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao PRONEX (Programa de Apoio a Núcleos de Excelência- CNPq e FINEP), PROSAB (Programa de Saneamento Básico-CNPq, FINEP e CEF) e a CAPES (Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pesquisa) pelo suporte financeiro.

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Endereço para correspondência: Margarida Marchetto Departamento de Hidráulica e Saneamento - Escola de Engenharia de São Carlos Universidade de São Paulo Av. Trabalhador São-Carlense, 400 CEP: 13560-970 São Carlos - SP Tel.: (16) 273-9571

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Remoção de fósforo em sistema anaeróbio com aeração intermitente e flotação

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