MICRORGANISMOS ESPÉCIES MAIS REPRESENTATIVAS

Bactérias Heterótrofas

Pseudomonas sp., Zooglea ramigera, Achromobacter sp., Flavobacterium sp., Mycobacterium sp., Alcaligenes sp., Arthrobacter sp. e Citromonas sp.

Bactérias Filamentosas

Sphaerotillus natans, Beggiatoa sp., Thiothrix, Leucothrix sp., Microthrix parvicella, Nocardia sp., Nostocoida limicola, Haliscomenobacter hydrossis, Flexibacter sp. e Geotrichum sp.

Bactérias Nitrificantes Nitrosomonas sp. e Nitrobacter sp.

Protozoários

Arcella discoides, Amoeba sp. (Classe Sarcodina Amebas)

Aspidisca costata, Trachelophyllum sp., Paramecium sp., Didinium sp., Chilodenella sp. (Classe Ciliat, Ciliados livre-natantes e sésseis) Spiromonas sp, Bodo sp., Euglena sp., Monas sp., Cercobodo sp.

(Classe Mastigophora Flagelados) Fonte: Adaptado de VAZOLÉR, et al., 1989.

O processo aeróbio é bastante difundido. A quantidade de matéria orgânica que se quer estabilizar e a quantidade de oxigênio requerida para este processo podem ser determinadas. O crescimento das bactérias aeróbias é muito rápido e as reações ocorrem apenas em um

um dos sistemas mais utilizados tem sido o de lodos ativados. Em geral o sistema de lodos ativados consiste basicamente num tanque aerado, contendo microorganismos numa mistura resíduo-lodo ativado, e de um tanque de decantação (BRAILE, 1993).

No processo de lodos ativados os microorganismos são distintos daqueles encontrados em outros ambientes devido as características específicas do processo, como turbulência por causa da aeração e a turbidez, pelo material em suspensão. Apenas a microfauna é encontrada nesses processos, como por exemplo, os protozoários e micrometazoários, pois a turbulência não permite o desenvolvimento de microorganismos maiores. A turbidez do meio provoca a ausência de luz, evitando o aparecimento de algas. Entre a microbiota normalmente são encontrados vários tipos de bactérias, entre elas as filamentosas, formando a biomassa, e às vezes fungos e leveduras. As bactérias são organismos sapróbicos, consumidores primários, que degradam a matéria orgânica do despejo, promovendo a sua estabilização. A microfauna encontrada no meio é extremamente sensível, funcionando assim como um indicador do conjunto de parâmetros de funcionamento do processo de lodos ativados, uma vez que a sua natureza varia com o nível de depuração, com a concentração de oxigênio dissolvido, com a presença de substâncias tóxicas, etc., dentro do tanque de aeração (VAZOLÉR, et al., 1989).

Na Figura 5.1, é visto como ocorre a remoção de hidrocarbonetos no sistema de lodos ativados.

Figura 5.1: Remoção de hidrocarbonetos no processo de lodos ativados. Fonte: GALIL, et al., 1988.

5.1.3 – Sistema anaeróbio TRATAMENTO BIOLÓGICO Lodos Ativados Afluente 100% Efluente 10% Remoção por ‘stripping’ após

a biodegradação 80% Hidrocarbonetos livres 6% Hidrocarbonetos ou sólidos suspensos 4%

Remoção como lodo biológico

Dentre os inúmeros tipos de reatores anaeróbios, o tipo escolhido para a pesquisa foi o reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), que é o reator anaeróbio mais utilizado no tratamento biológico de águas residuárias no Brasil. O reator UASB foi concebido na década de 70 na Holanda por Lettinga e sua equipe. A vantagem desse reator é a habilidade de reter alta concentração de biomassa, com alta velocidade de fluxo e alta produção de biogás. (LETTINGA et al., 1980; SCHIMIDT e AHRING, 1996 e 1997, citados por WENDT, et al., 1999, e CHERNICHARO, 1997).

CHERNICHARO (1997), descreve o processo de funcionamento de um reator UASB. Um fluxo ascendente de afluente passa através de um leito de lodo denso e de elevada atividade. Os sólidos no reator variam de muito densos, com partículas granulares de elevada capacidade de sedimentação, próximas ao fundo, até um lodo mais disperso e leve, próximo ao topo. A estabilização da matéria orgânica ocorre em todas as zonas de reação, sendo que a mistura do sistema é promovida pelo fluxo ascensional do afluente e das bolhas de gás. O afluente entra pela parte inferior do reator e o efluente deixa o mesmo através de um decantador interno, localizado na parte superior do reator. Um dispositivo de separação de gases e sólidos localizado abaixo do decantador garante as condições para a sedimentação das partículas que se separaram da manta de lodo, permitindo que retornem a câmara de digestão, em vez de serem arrastados para fora do sistema. Apesar de parte das partículas mais leves serem perdidas juntamente com o efluente, o tempo médio de residência dos sólidos no reator é suficientemente elevado para manter o crescimento de uma massa densa de microorganismos, apesar do reduzido tempo de detenção hidráulico.

No processo anaeróbio, a taxa de crescimento das diversas bactérias envolvidas é diferenciada. O primeiro estágio é efetuado por uma variedade de bactérias facultativas, operando num ambiente com ausência de oxigênio. Se o processo se encerrasse neste ponto, os ácidos acumulados provocariam o abaixamento do pH e inibiriam a decomposição subseqüente. Para que a digestão ocorra, o segundo estágio (gaseificação) é necessário para converter os ácidos em metano e dióxido de carbono. As bactérias formadoras de metano são anaeróbias e muito sensíveis às condições ambientais: temperatura, pH e anaerobiose. Adicionalmente, essas bactérias possuem uma menor taxa de crescimento que as bactérias formadoras de ácido e são muito específicas no tocante às exigências de fonte de energia

(alimento), por exemplo, principalmente álcoois e ácidos orgânicos, enquanto os carboidratos, gorduras e proteínas não são disponíveis como fonte de energia (HAMMER, 1979; IMHOFF,

et al., 1986, citados por SILVA, 2001; NEDER e PINTO, 1991).

O objetivo fundamental da aplicação do tratamento anaeróbio para diferentes resíduos é diminuir, em ausência de oxigênio, o poder contaminante dos mesmos. O ideal seria transformá-los em resíduos não contaminantes e que fossem transformados em produtos voláteis, mas sem perturbar a atmosfera. Com essas características não existe nenhum tratamento, nem químico nem biológico, o que se pode obter é uma transformação parcial de produtos que deixam uma pequena quantidade de resíduos possíveis (SOUBES, 1994, citado por POETSCH e KOETZ, 1998).

O processo de conversão biológica que ocorre no sistema anaeróbio é resumidamente ilustrado na Figura 5.2.

Figura 5.2: Conversão biológica no sistema anaeróbio. Fonte: CHERNICHARO, 1997.

A digestão anaeróbia ocorre em quatro etapas distintas, explicadas segundo CHERNICHARO (1997):

Hidrólise: A matéria orgânica é decomposta em moléculas orgânicas solúveis, usando água para quebrar as pontes químicas entre as substâncias.

REATOR