Biorreator combinado anaeróbio-aeróbio de leito fixo e aeração intermitente (BRC) para remoção de matéria orgânica e nitrogênio no tratamento de esgoto sanitário

• Processo: 18/07922-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Moacir Messias de Araujo Junior
• Beneficiário: Moacir Messias de Araujo Junior
• Empresa: Bio Proj Tecnologia Ambiental Ltda
• CNAE: Atividades relacionadas a esgoto, exceto a gestão de redes
• Pesquisadores principais: Valéria Del Nery
• Assunto(s): Tratamento de esgotos sanitários Esgotos sanitários Aeração intermitente Nitrificação Desnitrificação Reatores biológicos Leito fixo Matéria orgânica Nitrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aeração intermitente | Biorreator combinado aeróbio-anaeróbio | Desnitrificação | esgoto | leito fixo | nitrificação | Tratamento de esgoto

Resumo

O tratamento de esgoto sanitário representa grande desafio para o Brasil devido ao crescimento populacional, à falta de infraestrutura em saneamento, ao custo de implantação e de operação, e ao atendimento à legislação ambiental. Sistemas de lodos ativados convencionais e por aeração prolongada foram amplamente utilizados nas estações de tratamento de esgoto (ETE) brasileiras. Entretanto, vários aspectos de projeto, de operação e econômico determinaram a busca por outros processos de tratamento. Reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) aplicados para o tratamento de esgoto sanitário tem se mostrado economicamente vantajoso. No entanto, outros modelos de reatores foram desenvolvidos, visando a redução de custos e a minimização dos problemas operacionais relacionados à manta de lodo. A Bioproj Tecnologia Ambiental Ltda desenvolveu com bastante sucesso e vantagens em relação às tecnologias existentes, dois tipos de reatores com a utilização de material suporte para adesão da biomassa (Biobob®). O reator anaeróbio híbrido (HAnR) com leito fixo de Biobob® e a configuração Biorreator combinado (BRC) que coloca no mesmo reator uma região anaeróbia sobreposta por uma região aeróbia, com o uso de leito fixo de Biobob® nas duas regiões do reator. A configuração BRC possibilitou a redução do custo de implantação e de operação em relação às configurações convencionais (reator anaeróbio + lodos ativados) e em grande melhoria da qualidade do efluente final em comparação com o efluente de reator anaeróbio. Apesar das vantagens da configuração BRC alguns aspectos limitantes desta tecnologia devem ser criteriosamente estudados e resolvidos. Devido à aeração contínua na região aeróbia do reator, o BRC apresenta desnitrificação incompleta, que mantém a concentração de nitrogênio em valores muitas vezes acima dos limites da legislação, e o uso intensivo de energia elétrica, limita a utilização deste processo devido aos aspectos econômicos. Uma solução para estas limitações seria a implantação de sistema de aeração intermitente, que visa adequar os processos de nitrificação/desnitrificação e reduzir o custo de energia. Este projeto de pesquisa propõe o estudo de tratamento de esgoto sanitário por reator híbrido de leito empacotado com regiões anaeróbia/aeróbia, com aeração intermitente (BRC com aeração intermitente) para promover elevada remoção de matéria orgânica e nitrogênio. O sistema proposto será construído em escala piloto, constituído por sistema preliminar com tanque de remoção de areia e de gordura, peneira para remoção de sólidos finos e reator BRC com aeração intermitente seguido de decantador. Os procedimentos operacionais do reator BRC com aeração intermitente devem ser criteriosamente estudados para que os processos biológicos de nitrificação e de desnitrificação sejam estabelecidos, mantendo a eficiência de remoção de matéria orgânica. Para isso devem ser constituídos arranjos operacionais que envolvam as variáveis como períodos com aeração e sem aeração, variação de carga orgânica, tempo de detenção hidráulica, razão de recirculação na região aeróbia e taxa de alimentação do esgoto nas áreas anaeróbia e aeróbia. A Bioproj pretende atingir duas metas de grande importância a partir do desenvolvimento de um modelo de reator para tratamento de esgoto sanitário com tecnologia exclusiva. Primeiramente, atender às solicitações da legislação com reatores capacitados para controle e estabelecimento dos processos de nitrificação e de desnitrificação com elevado desempenho. Em segundo lugar, lançar no mercado sistemas compactos para tratamento de esgoto sanitário capaz de operar com reduzido gasto energético e mantendo elevada remoção de matéria orgânica e de nitrogênio com tecnologia totalmente nacional. (AU)