Ensaio para verificar carga máxima aplicada na nitrificação

durante a etapa 2, entre a 12ª e a 22ª semana de operação.

A vazão era de 1,4 L.h-1 no início dos experimentos e foi aumentada paulatinamente até o valor máximo de 2,8 L.h-1 Durante o processo de aumento da carga orgânica aplicada, houve redução da qualidade do efluente nitrificado. Por esse motivo, a vazão limite estabelecida para ser utilizada neste reator foi de 2,5 L.h-1, a partir da qual, aparentemente, a nitrificação era prejudicada e o efluente perdia qualidade. As eficiências referentes à remoção de matéria orgânica não foram afetadas, mesmo quando o reator foi operado com vazão de 2,8 L.h-1.

Os dados obtidos nesse período, juntamente com os resultado dos ensaios hidrodinâmicos, possibilitaram estimar uma carga volumétrica de nitrogênio média que pode ser aplicada a esta configuração é próxima a 0,053 gN.L-1.dia-1, em relação ao volume útil. Esta taxa de aplicação viabilizou a obtenção de eficiências na remoção de nitrogênio total,

maiores que 85 % o que pode ser considerado ótimo resultado se comparado aos valores apresentados na Tabela 2.1, na qual, as cargas aplicadas apresentadas por diversos autores variaram de 0,011 gN.L-1.dia-1 a 0,087 gN.L-1.dia-1 (BERNADES e KLAPWIJK, 1996; SURAMPALLI et al., 1997).

5.2.5 Ensaios para avaliação do fornecimento de ar comprimido e estimativa do coeficiente volumétrico de transferência de massa (KLa) e da velocidade de respiração dos microrganismos aeróbios (Robs)

Durante a operação do reator, no início da etapa 2, a vazão de ar comprimido fornecida à câmara de aeração foi mantida próxima a 6 L.min-1. A partir da 23ª semana de operação, foram iniciados os testes com redução da vazão de ar comprimido. Os valores médios de OD para cada vazão testada e a relação dessas vazões com o volume da câmara aeróbia estão apresentados como vazão de ar comprimido e vvm apresentados na Tabela 5.5.

Tabela 5.5 - Valores médios de vazão de ar comprimido e concentração de OD na câmara de aeração do RMRLF

Semana Vazão Vvm Concentração de

OD na câmara 3

Manutenção da nitrificação 23ª 6 L.m-1 0,88 Lar.Lliq-1.min-1 7,1 ± 1,5 mg.L-1 Sim

24ª 4 L.m-1 0,59 Lar.Lliq-1.min-1 6,2 ± 1,1 mg.L-1 Sim

25ª 2 L.m-1 0,29 Lar.Lliq-1.min-1 5,1 ± 0,6 mg.L-1 Sim

Neste período, o reator manteve a eficiência de nitrificação e apresentou pouca instabilidade nos dias subseqüentes à redução da vazão de ar comprimido; a concentração de OD para o vvm de 0,29 Lar.Lliq-1.min-1 foi mantida próxima a 5 mg.L-1, e não houve problema

com limitação de OD para os microrganismos aeróbios nitrificantes. Isto foi detectado pelo equilíbrio verificado na nitrificação, conforme Figura 5.16.

Após ser estabelecida a vazão de 2 L.min-1 e verificar que o processo de nitrificação foi mantido, a vazão de ar foi reduzida para aproximadamente 1 L.min-1 e, simultaneamente, procedeu-se ao monitoramento da concentração de OD na câmara de aeração, que atingiu

concentração média de 2,7 mg.L-1. Neste ponto, a fim de evitar a redução ou perda de microrganismos nitrificantes, optou-se por manter a vazão de ar comprimido em 2 L.min-1 correspondente ao vvm de 0,29 Lar.Lliq-1.min-1. A opção de não reduzir a aeração do reator

além desse limite é devido a Garbossa et al. (2005) terem relatado problemas com bulking de microrganismos filamentosos ao utilizar baixas concentrações de OD na câmara de aeração de reator similar. Ademais, Fazolo et al. (2005) utilizaram vazão mínima de 2 L.min-1 operando reator similar, com volume total do reator 5 vezes menor, o qual foi planejado para o pós- tratamento de efluente de reator anaeróbio. Nessas condições operacionais, os autores detectaram redução na eficiência do reator se comparado à operação com vazões mais elevadas.

Depois de definida a vazão mínima de fornecimento de ar comprimido, para a qual a nitrificação do líquido no interior do reator pôde ser mantida, foram iniciados os ensaios para estimativa do consumo de oxigênio e da transferência de massa.

Os ensaios de consumo de oxigênio e reoxigenação foram realizados durante a 36ª semana de operação do reator e a média dos valores obtidos nos ensaios e as curvas ajustadas aos dados experimentais estão apresentadas na Figura 5.20 .

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 0 100 200 300 400 500 600 Tempo [s] OD [mg .L -1 ]

Figura 5.20 - Variação temporal dos valores de ■ OD e ▬ curvas de ajuste aos pontos

Os ensaios foram realizados em temperatura relativamente constante, sendo a temperatura mínima e máxima registrada de 24,6 ºC e 24,8 ºC, respectivamente.

A partir dos dados obtidos experimentalmente, foram desenvolvidos os cálculos referentes aos valores de KLa e Robs para vvm de 0,29 Lar.Lliq-1.min-1 com objetivo de avaliar o

fornecimento de ar comprimido ao reator. O valor de Robs encontrado para o conjunto de

ensaios foi de 58,7 mg.L-1.h-1 de oxigênio e o valor de KLa, corresponde a 35,2 h-1 para os

ensaios apresentados na Figura 5.20.

Fazolo (2003) operando reator similar, desenvolveu ensaios sob diversas condições de fornecimento de OD e diferentes TDH e obteve valores de Robs na faixa de 19,0 a 32,9

mg.L-1.h-1 para vvm de 0,41 Lar.Lliq-1.min-1 e valores de KLa variando de 21,9 a 27,9 h-1.

Segundo van Haandel e Marais (1999) os valores normalmente encontrados para Robs variam

de 30 a 100 mg.L-1.h-1.

Considerando-se esses valores, pode-se assumir que o valor encontrado para Robs no

RMRLF está dentro do esperado. Ademais, o valor de KLa apresentou melhor valor em

relação ao obtido por Fazolo (2003), pois além de valor maior para o parâmetro analisado em condição de fornecimento de ar comprimido inferior, o RMRLF manteve grande capacidade de nitrificação, diferente do ocorrido com Reator Radial Aeróbio Anóxico de Leito Fixo (RRAALF) ao ser operado com vvm próximo a 0,41 L.L-1.min-1. Uma das possíveis explicações – considerando que os sistemas eram similares e visavam principalmente a remoção da matéria orgânica remanescente da degradação anaeróbia e a nitrificação do nitrogênio amoniacal – é que pelo fato de a coluna de água do reator ser aproximadamente 25% maior, proporcionou melhor condição para dissolução do oxigênio no líquido.

5.2.6 Resultados das amostragens espaciais ao longo do RMRLF