Estudo da remoção biológica de nitrogênio a partir de lodo nitrificante cultivado em meio autotrófico sob condições anóxicas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química.O descarte de efluentes contendo concentrações elevadas de nitrogênio, pode comprometer o equilíbrio ambiental, causando prejuízos para a flora e a fauna aquática. A remoção deste poluente por processo de nitrificação e desnitrificação, requer eficiente aeração e fonte de carbono orgânico, além da eficiência de remoção ser função da razão de reciclo. A aplicação de novos processos biotecnológicos, nos quais amônio é convertido em nitrogênio gasoso sob condições anóxicas, com nitrito como aceptor de elétrons, permite uma economia de energia para a aeração, além de dispensar fonte de carbono orgânico. Dentre estes novos processos, a oxidação anaeróbica do íon amônio por bactérias da família Planctomycetae (Anammox) e a desnitrificação por bactérias nitrificantes (Nitrosomonas) têm sido amplamente citados. Neste contexto, o trabalho teve por objetivo estudar a remoção biológica de nitrogênio em reatores inoculados com lodo nitrificante cultivado em meio autotrófico, sob condições anóxicas, bem como acompanhar o desenvolvimento das populações microbianas. O lodo nitrificante proveniente de um sistema de lodos ativados para tratamento de esgoto doméstico foi adaptado em meio autotrófico, sob aeração, por 130 dias. Após este período, este lodo foi inoculado em dois reatores RBS (Reatores Sequencial em Batelada): RI e RII. O reator RI, após ser submetido a uma lavagem celular inicial, e o reator RII foram operados com retenção de células, sendo aplicado um TRH de 5dias. Ambos os reatores foram alimentados com meio autotrófico contendo amônio e nitrito mantidos sob condições anóxicas, a 35°C e pH em torno de 7,5 e acompanhados por um período de 225dias. A remoção biológica de nitrogênio no período de estabilidade (150 a 225dias) foi de 30-40% para RI e em torno de 20% para RII. Apesar do RI possuir menor concentração celular, apresentou uma eficiência de remoção específica média de 25mgN.(gSST)-1.d-1 a partir de 150dias, muito superior ao RII (5mgN.gSST-1.d-1) no mesmo período. A lavagem inicial de células pode ter favorecido o desempenho do reator RI, no qual desenvolveu-se uma população mais especializada do que em RII, justificando sua maior eficiência de remoção de nitrogênio. Tanto o NMP quanto a análise por FISH revelaram um enriquecimento de Nitrosomonas em relação as Nitrobacter nos reatores RI e RII, ao longo do período de acompanhamento, comparado ao inóculo. A análise FISH identificou a presença de bactérias anammox no reator RI, submetido a lavagem celular, evidenciando um enriquecimento do lodo em biomassa anaeróbia amônio-oxidante a partir do lodo nitrificante de um sistema de lodos ativados