İlkokula Hazır Oluşluk

Após a exposição dos resultados obtidos para as variáveis monitoradas, este subcapítulo tem o propósito de apresentar uma análise para relacionar e comparar os dados obtidos durante a operação do sistema experimental.

Os valores de pH medidos para as amostras do afluente, efluente do reator anaeróbio e efluente do reator aerado enquadraram-se na faixa recomendada para a realização dos processos biológicos.

Quanto a alcalinidade, foi realizada adição de alcalinizante no início do reator aerado para que o processo de nitrificação ocorresse sem prejuízos.

Ao analisar todos os dados obtidos durante a operação, constata-se que o sistema é indicado para remoção de matéria orgânica, visto que os valores de eficiência foram bons. No entanto, ao avaliar a remoção de nitrogênio e fósforo, constatou-se que os valores obtidos não foram satisfatórios, uma vez que foi comprovado que havia escassez de material orgânico facilmente biodegradável no sistema e instabilidade na concentração de biomassa no tanque do reator aerado.

Há resultados de pesquisas em que não ocorreram restrições à remoção de nitrogênio [Ra et a. (2000); Vocks et al. (2004); Bernat et al. (2007) e Bernat et al (2008)], mesmo com valores baixos da relação DBO/NTK, contudo nesses casos, geralmente, o teor de SSVTA (concentração maior que 3.000mg.L-1_{) foram significativamente maiores}

do que aqueles alcançados nesta pesquisa. Destaca-se que nesses estudos conseguiu-se utilizar compostos armazenados internamente nas células da biomassa, tais como glicogênio e poli-β-hidroxibutirado, como doadores de elétrons para o processo de desnitrificação. No entanto, como não houve estabilidade na concentração de biomassa no reator aerado em estudo (valor médio de SSVTA sempre menor que 2.000mg.L-1_{), a}

atividade das bactérias nitrificantes e desnitrificantes foi afetada o que limitou a remoção de nitrogênio no sistema.

Ressalta-se que a configuração do reator aerado contribuiu para perda de biomassa, visto que o decantador secundário foi instalado na mesma unidade. Com o intuito de evitar o arraste de lodo e permitir que o mesmo retornasse para região de reação foi colocado um difusor próximo ao fundo do decantador, formando um sistema de “air lift”, de modo a criar uma região com diferentes densidades e permitir que houvesse o retorno do lodo para região de reação. No entanto, foi constatado que o decantador, da forma como foi projetado e operado, não é indicado para sistemas de tratamento, visto que grandes perdas de biomassa ocorreram ao longo do período experimental, o que gerou prejuízos aos processos de remoção de nitrogênio e fósforo. Uma forma de amenizar essa perda, seria a implementação de uma linha de recirculação no decantador, que retornasse o excesso de lodo para o início do processo, e também, de um raspador, que eliminasse o lodo flotado e o retornasse para região de reação. Desse modo, a biomassa ficaria concentrada na região de reação e o descarte do excesso de lodo poderia ser realizado diretamente do tanque de aeração.

Quanto as estratégias estudadas, os resultados mostraram que a aeração intermitente é mais atraente que a aeração contínua, uma vez que foi possível criar ambiente anóxico e aeróbio em um mesmo reator. Metcalf & Eddy (2004) constataram

que a duração do período anóxico e aeróbio em sistemas com aeração intermitente é importante na determinação do desempenho do sistema de tratamento. No estudo de Barana et al. (2013) foi constatado aumento da taxa de desnitrificação quando o período anóxico foi maior que aeróbio. Portanto, é necessário que na estratégia de controle em tempo real seja desenvolvido software com mecanismos de segurança que garantam essa condição para favorecer o processo de desnitrificação.

Destaca-se que na Fase 12 foi alcançada a maior eficiência média de remoção de nitrogênio, que foi operada em ambiente com temperatura de 28±3ºC que foi maior quando comparada as Fases anteriores (22±3ºC). Também, na Fase 12, a recirculação interna era desligada quando o sistema estava sob agitação. Pode-se afirmar que essas duas condições favoreceram o processo de desnitrificação.

Os valores médios de remoção de fosfato foram, durante todo o período experimental, maiores que os de nitrogênio, mesmo havendo a competição entre os processos por material orgânico facilmente biodegradável. A Fase com maior eficiência média de remoção do sistema experimental foi a 11 com valor de 42,8%; sendo observada durante essa fase remoção de até 69,7%.

Uma vez que o reator aerado foi precedido por reator anaeróbio, parcela do material orgânico facilmente degradável foi consumido no mesmo, restando pouco material para ser utilizado no reator seguinte. Uma tentativa para aumentar a quantidade de carbono disponível para o reator aerado foi reduzir o TDH do reator anaeróbio, porém não foi alcançado o resultado desejado e foi observado que essa redução impactou esse reator, com queda na eficiência de remoção de matéria orgânica. Frente a isso, faz-se necessário prever uma derivação da chegada de esgoto bruto para enviar uma parte para o setor anóxico, de modo a aumentar a disponibilidade de material orgânico para a desnitrificação. No estudo realizado por Kantartzi et al. (2010), a alimentação com esgoto sanitário se deu uma vez em cada ciclo, ocorrendo no início de cada período anóxico, e, isso possibilitou ao sistema desempenhar elevada taxa de desnitrificação e alcançar alta relação F/M, além disso o crescimento de organismos filamentosos foi reprimido.

Para melhorar a remoção de fósforo, segundo Metcalf & Eddy (2004), faz-se necessário prover fonte adicional de carbono rapidamente biodegradável que pode ser conseguida por meio da produção de ácidos voláteis oriundos do processo de fermentação do lodo no reator anaeróbio. Gao et al. (2010) avaliaram a aplicação do excesso de lodo do sistema aerado em um digestor de lodo anaeróbio, que precedia o sistema aeróbio,

como forma de aumentar fonte de carbono e obtiveram resultados eficientes de remoção de DQO solúvel, N-amoniacal e N-total maiores que 90; 95 e 75%, respectivamente.

5.4. Automação do sistema experimental