Hizmet tasarımı zihin haritası (Moritz, 2005: 70-71)

4.10.1 Imobilização da biomassa

O procedimento de imobilização da biomassa, para ambos os reatores, consistiu em colocar os cubos de espuma em recipiente, juntamente com lodo previamente macerado, em suspensão aquosa (Figura 4.11). Essa suspensão foi adicionada ao recipiente até que todas as matrizes de espuma ficassem encobertas pelo lodo e foi feita homogenização, através de agitação manual. A espuma permaneceu em contato com o lodo em suspensão por período de 24 h sob temperatura ambiente, em recipiente fechado com tampa. Decorrido esse período, as matrizes de espuma foram passadas por peneira, para eliminação do excesso de lodo. Finalmente, os cubos de espuma foram transferidos para o interior do reator, de forma uniforme, sem que fossem pressionados, evitando possíveis entupimentos ou adensamento excessivo do leito.

Na primeira semana de operação de cada reator, foi utilizada vazão de alimentação inferior à prevista para operação, com o intuito de adaptar a biomassa as novas condições ambientais e ao substrato e evitar o arraste excessivo da biomassa. Após uma semana e identificado visualmente que não havia grande arraste de sólidos nos efluentes dos reatores, a vazão de alimentação foi aumentada, conforme descrito posteriormente, e o monitoramento iniciado.

Para ambos os lodos de inóculo, foram realizados exames de microscopia ótica e eletrônica de varredura para verificação da presença de consórcios microbianos.

4.10.2 Operação do RMRLF

O início da operação do RMRLF ocorreu no dia 13 de junho de 2004 depois de finalizados os ensaios hidrodinâmicos sem biomassa e com o lodo já inoculado nas espumas de poliuretano.

O fornecimento de ar era mantido constante e intenso, com valor inicial de 6 L.min-1, de modo a garantir alta concentração de OD (oxigênio dissolvido) na câmara aeróbia e assim obter a nitrificação do líquido no reator.

A alcalinização foi iniciada após a detecção do início da nitrificação. Foi preparada solução com bicarbonato de sódio e esgoto peneirado. O fornecimento da solução alcalina foi feito através de bomba diafragma, diretamente na câmara de aeração do reator.

Depois de detectado o início da nitrificação, foram aplicadas diferentes cargas ao reator para definir o TDH mais adequado para esta unidade; o aumento da carga de nitrogênio foi efetuada através do aumento da vazão afluente ao reator, ensaios desenvolvidos principalmente durante a segunda etapa de operação. A vazão foi incrementada até o limite máximo de 2,8 L.h-1, a partir do qual a eficiência na nitrificação foi reduzida, apresentando concentrações de nitrogênio amoniacal acima de 5,0 mg.L-1.

A operação, no que se refere à remoção de nitrogênio, foi dividida em três etapas principais. A primeira referente à estabilização do reator e primeiros ensaios (etapa 1), a segunda, aos testes executados para extrair informações referentes a manutenção da nitrificação e a verificação aos limites mínimos de aeração (etapa 2) e a terceira referiu-se aos ensaios de desnitrificação utilizando biogás como doador de elétrons (etapa 3).

A Tabela 4.3 apresenta a duração de cada uma das três etapas descritas anteriormente.

Tabela 4.3 - Duração das etapas para ensaios de remoção de nitrogênio no RMRLF Etapa Período [semanas] Característica Primeira 0 – 12 Adaptação da nitrificação Segunda 12 – 37 Ensaios de nitrificação Terceira 37 – 43 Ensaios de desnitrificação

Ao final de cada etapa, foram realizadas amostragens ao longo do reator com o objetivo de obter informações sobre os processos que ocorriam em seu interior. As amostras para os exames de microscopia foram preparadas e reservadas para análise posterior, conforme metodologia adaptada por Araújo (1995).

4.10.3 Operação do RAAHLF

O início da operação do RAAHLF ocorreu na data de 26 de julho de 2004, com a finalização da montagem experimental, com o material suporte já inoculado, inserido no reator e com vazão inicial de 1,5 L.h-1.

Depois de detectada a nitrificação, foi iniciado o fornecimento de bicarbonato de sódio ao reservatório de 300 L com intuito de garantir alcalinidade ao reator e assim criar ambiente favorável para que a nitrificação ocorresse no primeiro módulo do reator.

O fornecimento de ar foi mantido constante com valor próximo a 2,3 L.min-1. A vazão de ar comprimido foi estabelecida nesse valor, pois a configuração do reator não permitia vazão de ar superior a esta.

Inicialmente, o reator foi operado apenas com o fornecimento de ar comprimido para a primeira câmara do reator, sem fornecimento de biogás ao segundo módulo. Assim, objetivou-se estabelecer a nitrificação e verificar o equilíbrio dinâmico quanto a este processo.

Adicionalmente, o nitrato afluente e efluente do segundo módulo foi monitorado, para verificar se havia redução do nitrato neste módulo devido à desnitrificação por endogenia ou outro processo. Após confirmado não haver processo significativo de desnitrificação no segundo módulo, foi iniciado o fornecimento de biogás com vazão aproximada de 1,2 L.min-1.

A operação do reator, no que se refere à remoção de nitrogênio, foi dividida em duas etapas principais, a primeira referente à estabilização da nitrificação (etapa 1) e a segunda, aos testes com ensaios de desnitrificação com uso do biogás como doador de elétrons (etapa 2). A Tabela 4.4 define a duração de ambas as etapas descritas anteriormente.

Tabela 4.4 - Duração das etapas para ensaios de remoção de nitrogênio no RAAHLF Etapa Período [semanas] Característica Primeira 0 – 12 Adaptação da nitrificação Segunda 12 – 27 Ensaios de desnitrificação

4.10.4 Amostragem e análises físico-químicas

O monitoramento do sistema foi realizado através de análises de amostras coletadas na entrada e saída dos reatores. As coletas foram feitas no período da manhã, próximo às 8:00 h, em média duas vezes por semana. As análises de nitrogênio, nas formas de nitrito e de nitrato, tiveram início após ter sido detectada a redução na concentração de nitrogênio amoniacal e a redução nos valores de alcalinidade.

Optou-se por coletar as amostras as 8:00 h da manhã por uma questão prática, para haver disponibilidade de horário para realizar as análises necessárias. Foi verificado que as características do esgoto armazenado no reservatório não variavam significativamente no decorrer do dia, provavelmente porque a vazão de alimentação do reservatório não era elevada e o esgoto armazenado no reservatório de alimentação provinha de outro reservatório, proporcionando assim boa homogeneização do esgoto.