MICROSCOPIA ÓPTICA

A visualização de amostras do licor misto do reator aeróbio através de microscopia óptica permitiu avaliar qualitativamente microrganismos presentes no reator. Na Figura 5.4 (a,b,c,d,e,f,g e h) são apresentadas fotografias de análises microscópicas realizadas, onde é revelada a presença regular de flocos densos e organismos indicadores de estabilidade de tratamento de acordo com Canler et al. (1999, apud PIRES, 2014) e Hoffmann et al. (2004), tais quais Aspidisca sp., Epistylis sp., Vorticellas sp. Litonotus sp. Tokophyra sp. (protozoários ciliados) e Rotatória sp. (metazoários).

Foi possível observar também elevado número de microrganismos filamentosos, em grande parte do período experimental, como mostra a Figura 5.4 (h), caracterizando o bulking filamentoso. Acredita-se que este fato tenha sido responsável por problemas na sedimentabilidade do lodo no sistema, conforme discutido no subcapítulo 6.5.

53

Figura 5.4 – a) Epistylis sp. (100x); b) Colônia de Epistylis sp. (100x); c) Vorticellas sp. aderidas ao floco (100x); d) Aspidisca sp. (100x); e) Colônia de

rotíferos aderidos ao floco (100x); (f) Tokophyra sp. (400x); (g) Litonotus sp. (100x); (h) Bactérias filamentosas (100x).

(a) _(b)

(c) (d)

(e) (f)

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De acordo com MOTTA et al. (2003), flocos de lodo com desejáveis características de adensamento e decantação são formados por uma combinação equilibrada de microrganismos, e segundo os autores, desequilíbrios nesta combinação, como o bulking filamentoso, são eventos comuns, responsáveis por mais de 60% dos problemas em estações de tratamento de efluentes por sistema de lodos ativados. O lodo que apresenta este desequilíbrio torrna-se intumescido. Metcalf e Eddy (2003) apontam como causas prováveis do intumescimento filamentoso baixa concentração de OD, uma baixa relação A/M, deficiência de nitrogênio, fósforo e baixo pH.

6.8 PROTEÍNAS E POLISSACARÍDEOS

As concentrações de proteínas totais (PTTotais), proteínas solúveis

(PTSolúveis), polissacarídeos totais (PSTotais) e polissacarídeos solúveis

(PSSolúveis) obtidas no reator aeróbio (TA), no decantador secundário

(DS) e no reator anaeróbio (TM) são apresentadas na Tabela 5.11. Tabela 5.11 - Concentrações de PTTotais, PTSolúveis, PSTotais e PSSolúveis nos pontos

TA, DS e TM (valor médio desvio padrão).

PARÂMETRO RESULTADOS TA DS TM n PTTotais (mg L -1 ) 275 36 609 98 571 92 16 PTSolúveis (mg L -1 ) 12 3 12 3 14 6 16 PSTotais (mg L -1 ) 102 24 250 44 193 72 16 PSSolúveis (mg L -1 ) 15 8 12 5 7 2 16 n: número de amostras

Técnicas de minimização da produção de lodo baseadas no mecanismo de lise celular, como o processo OSA, apresentam como consequência o aumento na concentração de compostos orgânicos no meio, em decorrência da liberação no meio de material intracelular, como proteínas e polissacarídeos (WANG et al., 2008). Comparando as concentrações médias obtidas de proteínas e polissacarídeos com os resultados obtidos por Pires (2014) em seu ensaio de referência (Tabela 5.12) é possível observar que, de fato, a inserção do processo OSA 12 horas incrementou consideravelmente os valores de proteínas e polissacarídeos totais. A concentração de proteínas totais elevou-se em cerca de 91% no licor misto do reator aeróbio e 102% no lodo do decantador secundário enquanto que a concentração de polissacarídeos

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totais elevou-se em 28% no licor misto do reator aeróbio e 62% no lodo do decantador secundário.

As concentrações médias obtidas de proteínas e polissacarídeos também foram, em geral, superiores aos obtidos por Pires (2014) em seu ensaio de minimização (Tabela 5.12).

Tabela 5.12 - Concentrações de PTTotais, PTSolúveis, PSTotais e PSSolúveis nos pontos

TA e DS no ensaio de referência e no ensaio de minimização de Pires (2014) (valor médio desvio padrão).

PARÂMETRO ENSAIO DE REFERÊNCIA ENSAIO DE MINIMIZAÇÃO TA DS TA DS n PTTotais (mg L-1) 144 42 301 134 175 52 565 192 9 PTSolúveis (mg L-1) 13 5 16 5 18 3 18 3 9 PSTotais (mg L-1) 80 29 154 59 68 24 197 54 9 PSSolúveis (mg L-1) 14 5 16 6 21 9 24 14 9 n: número de amostras

6.9 COEFICIENTE DE PRODUÇÃO CELULAR OBSERVADO A estimativa da produção de lodo no reator biológico foi realizada utilizando-se como parâmetro de análise, o coeficiente de produção celular observado (Yobs).

Para verificação do desempenho da minimização da produção de lodo, o resultado de Yobs obtido neste trabalho (OSA12horas) foi

comparado ao obtido por Pires (2014) em seu ensaio de referência. As curvas obtidas em função do “lodo produzido acumulado (g SST)” versus o “substrato consumido acumulado (g DQO)” são apresentadas na Figura 5.5 e na Tabela 5.13 estão apresentados os respectivos Yobs obtidos nos trabalhos.

Tabela 5.13 - Valores de Yobs obtidos no “Ensaio de referência” de Pires (2014) e no presente trabalho (OSA12horas)

Ensaio de referência OSA12horas

Coeficiente de produção celular

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Os resultados mostram que ocorreu uma diminuição significativa da produção de lodo no experimento OSA12horas em comparação ao

ensaio de referência, com a redução do Yobs em 49%.

Figura 5.5 – Coeficiente de Produção Celular observado (Yobs) obtidos no ensaio de referência de Pires (2014) e no presente trabalho (OSA12horas)

Pires (2014), em seu ensaio de minimização, que utilizou o processo OSA com metade da vazão de recirculação submetida à anaerobiose por 24 horas, obteve 78% de redução da produção de lodo no sistema.

Martins et al. (2015) realizaram experimento com o processo OSA durante 74 dias, sob as mesmas condições operacionais estabelecidas nesta pesquisa e mesmo tempo de anaerobiose (12 horas), e obtiveram minimização da produção de lodo de 52%, muito próxima à obtida neste trabalho.

Chon et al. (2011) ao avaliarem a minimização da produção de lodo em processos de lodos ativados, através de diferentes estratégias empregando a passagem do lodo por reatores aeróbios e anaeróbios,

y = 0,369x - 159,87 R² = 0,9964 y = 0,190x + 477,86 R² = 0,9907 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 0 50000 100000 150000 200000 L o d o p r o d u zid o ac u m u lad o ( g SS T )

Substrato consumido acumulado (g DQO) Ensaio de Referência OSA 12 horas

57

obtiveram redução máxima de Yobs de 49%, com a estratégia que

possuía a configuração semelhante à empregada no processo OSA. Velho (2015) obteve, em seus experimentos de bancada utilizando o processo OSA, redução da produção de lodo de 50% para o reator com anaerobiose de 16 horas e de 60% para o reator com anaerobiose de 10 horas. Já em seus experimentos em escala real, utilizando o sistema Cannibal® (variante do processo OSA), com taxas de recirculação de lodos da ordem de 10%, a autora atingiu valor médio de 15% de minimização.

A Tabela 5.14 resume e compara resultados e configurações deste estudo com outros trabalhos que também estudaram o processo OSA para minimização da produção de lodos.

Frente aos resultados obtidos por outros autores utilizando o processo OSA, considera-se positivo o resultado obtido para minimização da produção de lodos no sistema piloto de lodos ativados proposta neste trabalho.

58 Tabela 5.14 – Comparação de resultados de minimizção da produção de lodo entre diferentes autores

PARÂMETRO CHODUBAa SABYb WANGc WANGd PIRESe VELHOf CHONg PRESENTE

ESTUDO Nível médio de ORP no reator anaeróbio (mV) -250 +100~-250 -250 43 -31 -250 * -91 Idade do lodo (d) 5~12 19~30 10 115 21 40 74 23 Yobs (g SST/g DQO) 0,24~0,25 0,32~0,18 0,24 0,24 0,37 0,374 0,159 0,19 Minimização da produção de lodos (%) 0~36,8 23,4~51,1 44,3 33,3 78 15 49 49 a

CHODUBA et al. (1992). bSABY et al. (2003). cWANG et al. (2008). dWANG et al. (2015). ePIRES (2014).f VELHO (2015)

g

59

7. CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS

A pesquisa experimental apresentada permite concluir que a unidade piloto manteve boa qualidade no tratamento do esgoto sanitário com a utilização do processo OSA. Os resultados das análises físico- químicas mostraram eficiências de remoção dos parâmetros SST (82%), DQO (86%), DBO5 (87%), NTK (81%) e N-NH4

+

(92%) muito próximas ou superiores aos valores esperados para o sistema apresentados em bibliografia. As análises microscópicas revelaram a presença regular de flocos densos e organismos indicadores de estabilidade do tratamento e também, forte presença de microrganismos filamentosos que prejudicaram a sedimentabilidade do lodo.

O coeficiente de produção celular observado (Yobs) no sistema

experimental foi 0,190 g SST/g DQO, resultando em redução de 49% do lodo gerado em comparação ao ensaio de referência, cuja produção foi de 0,369 g SST/g DQO. Esta minimização da produção de lodo atingida revela-se um resultado positivo, pois mostra que o experimento pôde alcançar valor de minimização próximo aos de outros autores que avaliaram outras configurações do processo do processo OSA.

Diante do exposto, verifica-se que o processo OSA se mostra uma técnica promissora para minimizar de forma eficiente a produção de lodo em sistemas de lodos ativados, promovendo economia financeira e redução dos prejuízos ambientais associados ao tratamento e disposição final do lodo gerado.

Recomenda-se para futuros trabalhos a experimentação do processo OSA, com o mesmo TDH de 12 horas em anaerobiose apresentado neste trabalho, porém encaminhando-se metade da vazão de recirculação de lodos ao reator anaeróbio, sendo a outra metade encaminhada diretamente ao reator aeróbio. Desta forma será possível verificar a eficiência de minimização da produção de lodos com a estratégia, que permitirá reduzir pela metade o tamanho do reator anaeróbio.

Recomenda-se também, a realização de análises, como citometria de fluxo, Hibridização Fluorescente in Situ (FISH) e sequenciamento de DNA, que busquem maiores informações sobre os mecanismos de redução de lodo no processo OSA e que associadas aos vários parâmetros de controle analisados poderão auxiliar no entendimento dos mecanismos de morte e lise celular resultantes da exposição da biomassa a condições aeróbias e anaeróbias.

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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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