Remoção biológica de nitrogênio de lixiviado de erro de resíduos sólidos urbanos por nitrificação e desnitrificação via nitrito

Abstract

O lixiviado de aterro é caracterizado por elevada concentração de nitrogênio amoniacal e presença de compostos recalcitrantes que podem resultar em grande impacto ambiental se dispostos indevidamente. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um reator operado em bateladas seqüenciais (RBS) no tratamento de lixiviado de aterro por nitrificação e desnitrificação via nitrito. Os estudos foram desenvolvidos em três etapas distintas: Etapa 1 (aclimatação da biomassa), Etapa 2 (Ensaio de atividade desnitrificante) e Etapa 3 (remoção de nitrogênio). A estratégia inicial de aclimatação consistiu na substituição gradual de esgoto sanitário por lixiviado (Fase 1) com incrementos de 10% de lixiviado a cada alimentação até o alcance de 100% de lixiviado. Entretanto, devido ao colapso do sistema de tratamento após o nono ciclo de operação, quando a concentração de nitrogênio atingiu 1510 mg N-NH3 L-1, a biomassa foi descartada e uma nova estratégia de aclimatação foi adotada (Fase 2). Essa nova estratégia consistiu na redução da relação de troca volumétrica, com a conseqüente diminuição da concentração de nitrogênio amoniacal afluente. O ensaio de atividade desnitrificante revelou que o etanol foi a fonte de carbono que apresentou melhor desempenho, com constante de velocidade da reação (k) igual a 61,70 mg L-1 h-1 e coeficiente de correlação igual a 0,993982. A remoção de nitrogênio foi realizada em duas fases distintas, que se caracterizaram pelo aumento da concentração de nitrogênio amoniacal. Na Fase 1 (concentração de nitrogênio amoniacal ≅189 mg N-NH3 L-1), a eficiência de remoção de nitrogênio total variou de 57 a 76% (média de 69%) e na Fase 2 (concentração de nitrogênio amoniacal ≅ 435 mg N-NH3 L-1), a eficiência de remoção foi de 37 a 80% (média de 70%). ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The landfill leachate is characterized by high ammonia concentration and presence of biological recalcitrant compounds that can result in major environmental impacts if disposed improperly. Thus, this study aimed to evaluate the performance of a RBS in the landfill leachate treatment controlled with nitrification and denitrification by nitrite. The studies were developed in three phases: Phase 1 (biomass acclimation), Phase 2 (Denitrifying activity test) and Phase 3 (nitrogen removal). The initial strategy of acclimation was the gradual replacement of wastewater for leachate (Phase 1) using 10% leachate increments at each feeding until the ratio of 100% of leachate. However, due to the collapse of the treatment system after the 9th cycle of operation, when it reached 1510 mg NH3-N L-1, the system was aborted and a new acclimation strategy was adopted (Phase 2). This new strategy consisted on the volume exchange ratio reduction, and the decrease concentration of ammonia nitrogen influent. The denitrifying activity test showed that ethanol was the carbon source that had the best performance, with the reaction rate constant (k) equals to 61.70 mg L-1 h-1 and correlation coefficient equals to 0.993982. The nitrogen removal was accomplished in two distinct phases, which were characterized by an increase in the ammonia nitrogen concentration. In Phase 1 (nitrogen ammonia concentration ≅ 189 mg NH3-N L-1), the removal efficiency of total nitrogen ranged 57-76% (average 69%) and in Phase 2 (nitrogen ammonia concentration ≅ 435 mg NH3-N L-1), the removal efficiency was 37-80% (average 70%).