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Tese Doutorado:
Remoção de Micropoluentes de Esgoto Real Por Um Sistema Bardenpho Modificado Com Biomassa Suspensa e Fixa no Reator Aeróbio e Por Ozonização
Alexandre Silveira Amaro da Silva
- DEAMB
- Orientador Profa. Marcia Marques Gomes , Ph.D. 2000 - Royal Institute of Technology-KTH, Estocolmo/Suécia -
- Coorientador
- Dr. Deivisson Lopes Cunha
- Banca * Profa. Marcia Marques Gomes , Ph.D. 2000 - Royal Institute of Technology-KTH, Estocolmo/Suécia -
- Data - hora da defesa
- 07/05/2020
- Resumo
- Diversos estudos apontam Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) como rota principal de disseminação de fármacos, aditivos plásticos e outros micropoluentes (MPs) no ambiente aquático. É possível aumentar a eficiência na degradação biológica de MPs utilizando-se sistemas mais avançados do que Lodos Ativados, tais como sistemas biológicos com filtração por membranas (MBRs), biomassa fixa (MBBR) em conjunto com suspensa (IFAS), e sistemas com alternância de condições redox. Ainda assim, diversos MPs recalcitrantes tornam necessária a utilização de tratamentos terciários, tais como Processos Oxidativos Avançados, em especial, a ozonização. Uma estratégia atraente é aumentar a eficiência do tratamento biológico, reduzindo assim custos de ozonização. O presente trabalho avaliou a remoção de MPs de esgoto real em um reator biológico do tipo BARDENPHO modificado que incorpora a tecnologia de biomassa suspensa e biomassa fixa (IFAS) no tanque aerado (BARDENPHOmod-IFAS), e em paralelo avaliou a eficiência da ozonização na remoção de bromazepam, clonazepam e diazepam em efluente do sistema piloto e de uma ETE municipal de grande porte (2,5 m3/seg), onde o piloto foi instalado para garantir fidelidade às condições reais, sendo o afluente uma mistura de esgoto doméstico, resíduos de fossas sépticas, efluentes industriais e lixiviado de aterro sanitário. O sistema piloto foi construído com um volume total de 400L e composto por tanques ou reatores com etapas Anaeróbia → Anóxica 1 → Aeróbia → Anóxica 2 → Reaeração, sendo que apenas o tanque aeróbio incorpora biomassa fixa em leito móvel, além de suspensa. O período de operação e monitoramento durou 24 semanas para os parâmetros físico-químicos e nutrientes e a remoção de micropoluentes foi monitorada nas últimas 7 semanas. Como o teor de biomassa aderida nos meios suporte não possui método de quantificação estabelecido, duas técnicas de extração (agitação mecânica e ultrassom) da biomassa aderida foram comparadas, sendo que a técnica do ultrassom mostrou ser mais eficiente. O sistema Bardenphomod-IFAS apresentou baixa eficiência na redução de Demanda Química de Oxigênio e de Fósforo, mas eficiência satisfatória na remoção de Nitrogênio (63,8±9,7%). Ainda assim, o sistema piloto removeu do esgoto bruto 98,7±1,2% e 95±8,7% dos aditivos plásticos Bisfenol A e Bisfenol S respectivamente e reduziu significativamente a estrogenicidade do esgoto detectada por meio do ensaio Yeast Estrogen Screen (YES). A avaliação da eficiência do sistema piloto na remoção de cinco fármacos mostrou que, ao contrário do esperado, a etapa anaeróbia pode contribuir de forma substancial para remoção de ibuprofeno e 17α-etinilestradiol além da remoção de trimetoprim e a etapa anóxica pode contribuir para remoção de estrona; entretanto, o mesmo não foi capaz de remover carbamazepina. A eficiência da ozonização como polimento do efluente final, tanto da ETE municipal quanto do sistema piloto foi avaliada para Bromazepam, Clonazepam e Diazepam. Ensaios de tratabilidade foram realizados com água ultrapura e com efluente real tanto da ETE municipal quanto do reator piloto. O aparato experimental foi reator cilíndrico de aço equipado com difusor de microbolhas em aço inox, com porosidade de 20 μm. Os resultados mostraram que com base na dose específica de O3 aplicada, a ozonização foi mais eficiente no tratamento do efluente do sistema piloto, no qual foi possível alcançar remoções satisfatórias para os três ansiolíticos utilizando doses próximas às relatadas na literatura (1,74 mg de O3 por mg Carbono Orgânico Dissolvido). As cinéticas de degradação de pseudo-primeira ordem nos dois efluentes foram muito próximas entre si, apesar dos efluentes conterem diferentes teores de COD. Palavras-chave: Micropoluentes; BARDENPHO; MBBR; Ozonização; Benzodiazepínicos; IFAS.
kk* Dr. Deivisson Lopes Cunha - DEAMB / UERJ
* Profa. Rosane Cristina De Andrade
* Profa. Fabiana Valéria da Fonseca - Escola de Química - UFRJ
* Prof. Enrico Mendes Saggioro - ENSP, FIOCRUZ
* Prof. Jaime Lopes da Mota Oliveira - ENSP, FIOCRUZ