Operação, acompanhamento e desenvolvimento de algoritmo de controle para automatização de remoção de nutrientes de uma estação de tratamento de esgotos piloto/ Operation, monitoring and development of a control algorithm for automation of nutrient removal from a pilot sewage treatment plant

Abstract

A presença de nitrogênio em efluentes, mesmo que tratados, pode ter efeitos indesejáveis, causando impactos ambientais e sobre a saúde pública. Reatores Sequenciais em Batelada (SBR) têm sido amplamente utilizados no tratamento de águas residuais não só na remoção biológica de carga orgânica, mas também de nutrientes. Com o controle das condições operacionais a comunidade microbiana pode ser selecionada para promover remoção biológica de nutrientes por via curta (SCNR), com a formação de nitrito como principal composto intermediário, seguida da desnitrificação, proporcionando redução de 25% da demanda de oxigênio e de 40%.da fonte de carbono. O presente trabalho se propôs à instalação de uma estação de tratamento de esgoto piloto a fim de tratar águas residuárias reais de baixa carga, contando com um sistema anaeróbio avançado (UASB) seguido de reator sequencial em batelada (SBR), que foram testados em diferentes condições quanto à remoção simultânea de carbono orgânico e nitrogênio em efluente proveniente do sistema de esgoto da Universidade da Região de Joinville - UNIVILLE. Ciclos de tratamento foram adaptados a fim de melhorar a eficiência de remoção de compostos nitrogenados. Foram adotadas diferentes condições operacionais em função da aplicação de ciclos aeróbios/anaeróbios alternados durante a fase de aeração, com base em parâmetros de controle (tempos de aeração) e adição de fonte de carbono (vinhoto) e/ou alcalinizante (hidróxido de sódio), totalizando 17 etapas de amostragem. Análises de parâmetros como DBO₅, DQO, sólidos, NTK e nitrogênio amoniacal em diferentes pontos de interesse, além de controle contínuo de OD, pH, nitrato e potencial de oxi-redução no SBR foram realizados. Sendo assim, a partir da operação em ciclos alternados de aeração, fazendo com que o OD flutuasse entre 0 e 9 mg/L, causando a variação de importantes parâmetros químicos e biológicos, que modularam a atividade e o crescimento dos diferentes microorganismos responsáveis pela remoção de carbono, nitrogênio e fósforo, os melhores resultados foram obtidos quando a operação operou em uma sequência de ciclos de 15 minutos alternados sob condições de aeração ligada/desligada e com adição de fonte de carbono. Sob essas condições a remoção de DBO, DQO, nitrogênio amoniacal e Kjeldahl foi superior a 59%. Quando avaliadas apenas as remoções de nitrogênio amoniacal e Kjeldahl os melhores valores de eficiência de remoção (>60%) foram obtidos quando as condições normais de operação foram aplicadas (2,60 horas de aeração sem interrupção). No entanto, a remoção de DBO e DQO foram baixas, próximas aos 30%.