Estudo dos processos de formação, acumulação, emissão e oxidação de sulfeto de hidrogênio em reatores UASB tratando esgotos domésticos

O trabalho foi conduzido no sentido de se monitorar o sulfeto de hidrogénio e seus possíveis pontos de escape para a atmosfera, possibilitando o melhor conhecimento e entendimento das rotas de sulfeto ao longo de reatores UASB tratando esgoto doméstico. Os experimentos foram conduzidos em reatores UASB em escala de demonstração (V = 14 m3) e em escala piloto (V = 360 litros), ambos alimentados com esgoto da cidade de fielo Horizonte. O reator em escala de demonstração foi operado com TDH de 11 horas (condição operacional 1), enquanto o reator em escala piloto foi operado com TDH de 7 e de 5 horas (condições operacionais 2 e 3, respectivamente). Foram monitoradas as concentrações de sulfato na fase líquida e sulfeto nas fases líquida e gasosa, além de outros parâmetros de interesse. Foram, ainda, realizados ensaios em reatores em escala de bancada, operados em batelada e inoculados com escuma e com cianobactérias, visando avaliar o potencial de oxidação biológica de sulfeto por organismos presentes na camada de escuma. Os resultados para o sulfato do ponto afluente, durante as três condições operacionais, variaram, em termos de mediana, entre 42,5 a 45,4 mg/L. Já para o ponto efluente apresentou variação entre 8,8 a 13,2 mg/L. Para o monitoramento de sulfetos, durante as três condições operacionais, as concentrações medianas apresentaram valor de 1,2 mg/L. Já para o ponto efluente apresentou variação entre 7,8 e 10,8 mg/L. De um modo geral, as concentrações de sulfeto na fase gasosa apresentaram-se elevadas para os pontos relativos ao biogás (entre 400 e 2100 ppm) e bem mais baixas para o ponto relativo ao gás residual do decantador (entre 15 e 100 ppm). Já o dispositivo d,e dissipação instalado na tubulação de efluente do reator UASB apresentou boa eficiência na remoção de sulfetos da fase líquida, em torno de 50%. Esta volatilização gerou uma concentração no "headspace" de 300 ppm. Os resultados apresentados pelo perfil da concentrações de sulfeto de hidrogénio nos reatores em escala piloto e demonstração indicaram que a camada de escuma não desempenhou papel importante no controle de odores nos reatores UASB, entretanto, os resultados obtidos nos ensaios com reatores de bancada sugerem que os microrganismos presentes na escuma podem promover a oxidação de sulfetos nos reatores.The research aimed at monitoring hydrogen sulfide and its possible points of emission to the atmosphere, allowing a better knowledge and understanding of sulfide routes through UASB reactors treating domestic wastewater. The experiments were conducted in demonstration- (V = 14 m3) and pilot- (V = 360 litres) scale UASB reactors, both fed on sewage from Belo Horizonte city. The demonstration-scale reactor was operated at a HDT of 11 hours (operational condition 1), while the pilot-scale reactor was operated at HDT of 7 and 5 hours (operational conditions 2 and 3, respectively). Sulfate concentration in the liquid phase and sulfide in the liquid and gas phases were monitored, besides other parameters of interest. Batch tests in bench-scale reactors inoculated with scum and cyanobacteria were also carried out, in order to evaluate the potential of biological oxidation of sulfide by organisms present in the scum layer. The median influent concentrations of sulfate, for all three operating conditions, varied between 42.5 and 45.4 mg/L. As for the effluent, the concentrations ranged from 8.8 to 13.2 mg/L. The median influent concentration of sulfide, during all three operational conditions, was 1.2 mg/L. As for the effluent, the concentrations ranged between 7.8 and 10.8 mg/L. In general, the sulfide concentrations in the gas phase were high for the biogas (between 400 and 2100 ppm) and much lower for the residual gas from the settling compartment (between 15 and 100 ppm). In addition, a dissipation device installed in the effluent tubing of the UASB reactor presented a good removal efficiency of sulfide, around 50%. The volatilization of sulfide generated a concentration in the head space of around 300 ppm.The concentration profile of hydrogen sulfide along the demonstration- and pilot-scale reactors indicated that the scum layer did not play an important role in controlling odours, however, the results obtained in bench-scale reactors suggest that the microorganisms present in the scum can promote the oxidation of sulfides