Eliminação autotrófica de nitrogênio via integração dos ciclos do nitrogênio e enxofre em reator SBR

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaO tratamento de águas residuárias contendo compostos nitrogenados e sulforosos é, particularmente, difícil de ser realizado. Muitas vezes, os limites imposto pela legislação ambiental não são atingidos e resíduos, com qualidade inferior aos padrões necessários, são dispostos no meio ambiente. Para reverter este cenário, é necessário o desenvolvimento de tecnologias que busquem aproveitar as interações entre os ciclos do nitrogênio e do enxofre, minimizando os custos do tratamento. Neste sentido, este trabalho foi concebido de forma a promover a eliminação biológica do nitrogênio via a integração dos ciclos do nitrogênio e do enxofre, pela ação das bactérias oxidadoras de amônio e das desnitrificantes autotróficas, como Thiobacillus denitrificans, sob aeração intermitente. Para isto, foram realizados experimentos com uma cultura pura de T. denitrificans e com uma cultura mista de bactérias oxidadoras de amônio e de enxofre. Os experimentos com a cultura pura foram realizados para verificar a influência de suplementos alimentares (Extrato de Levedura e Glicose) na cinética de desnitrificação autotrófica e, após, a influência da relação tiossulfato / nitrato sobre o balanço de enxofre. Observou-se que, neste conjunto de resultados, a presença do extrato de levedura possibilitou um aumento de 9 vezes na cinética de desnitrificação, sem alterar o metabolismo de oxidação de tiossulfato, doador de elétrons. Já, a presença de glicose inibiu a oxidação do tiossulfato, além de não se obter valores tão significativos de velocidade de crescimento. Nos experimentos realizados em diferentes relações S2O3 / NO3 observou-se que, quando o sistema está sob limitação de aceptor de elétrons, ocorre a oxidação parcial do tiossulfato com concomitante acúmulo de intermediários. Nos experimentos com cultura mista, realizados em um reator tipo SBR e alimentado com tiossulfato e amônio, observou-se a eliminação de nitrogênio pelo processo de desnitrificação autotrófica, ocorrendo concomitantemente com o processo de nitrificação parcial, formação do nitrito, se atingido eficiências de remoção acima de 70%. A flexibilidade de T. denitrificans em mudar o seu aceptor final de elétrons (nitrito para o oxigênio) possibilitou a formação do sulfato em todas as condições ensaiadas. A presença deste microrganismo, na biomassa do reator, foi confirmada pelo uso da técnica de biologia molecular FISH. Com estes resultados, a aplicação da fisiologia de T. denitrificans foi ampliada, obteve-se a eliminação biológica do nitrogênio, concomitantemente com a integração dos ciclos do nitrogênio e enxofre, em um único reator