Tratamento anaeróbio de água residuária salina, seguido de nitrificação/desnitrificação simultâneas e desnitrificação autotrófica com sulfeto

Autor(es)

Cristiane Arruda de Oliveira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2023-06-23

Membros da banca

Marcia Helena Rissato Zamariolli Damianovic; Ana Claudia Barana; Paulo Igor Milen Firmino; Lucas Tadeu Fuess; Carla Eloisa Diniz dos Santos

• Orientador: Marcia Helena Rissato Zamariolli Damianovic

Resumo

Na presente pesquisa investigou-se o efeito da salinidade no desempenho de reatores de leito estruturado anaeróbio, aeróbio e anóxico inoculados com lodos não halofílicos para tratamento de efluente sintético com salinidade, matéria orgânica, nitrogênio amoniacal (N-NH4+) e sulfato (SO42-) baseados em água produzida em plataformas de extração de petróleo e gás. Em ensaios em batelada foram avaliados a cinética para produção de metano e redução de SO42- na presença de salinidade variando de 0 a 35 g-NaCl L-1, sem a adaptação gradual à mesma. A produção de metano decaiu em elevadas salinidades, com valores variando de 139 a 29 NmL para 15,6 e 35 g-NaCl L-1, respectivamente. A redução de SO42- foi afetada a partir de 10,4 g-NaCl L-1, em que a constante cinética aparente variou de 0,06 (0 g-NaCl L-1) a 0,014 h-1 (10,4 g-NaCl L-1). Os resultados permitiram concluir que as bactérias redutoras de sulfato (BRS) foram as primeiras afetadas pela salinidade, desequilibrando o sistema, e levando ao acúmulo de ácidos. Em reator anaeróbio contínuo, com DQO/SO42-de 1,6, a salinidade foi incrementada de 1,7 para 50,0 g-NaCl L-1. Os resultados mostraram que até 35 g-NaCl L-1, arcqueias metanogênicas (AM) e BRS participaram igualmente na conversão de DQO. Na presença de 50 g-NaCl L-1, a eficiência de remoção de DQO decaiu em 46% associada ao acúmulo de acetato, com participação da via sulfetogênica de 62%. A atividade sulfetogênica foi menos sensível a altos níveis de salinidade em comparação com a metanogênese, resultado contrário aos obtidos nos ensaios em batelada. Em seguida foi avaliado um reator de nitritificação e desnitrificação simultâneas (NDS) e apenas nitrificante com salinidade de 0 a 35 g-NaCl L-1. A eficiência de oxidação do N-NH4+ foi de 95%. Porém, para 35 g-NaCl L-1 houve acúmulo de nitrito, durante a operação do reator NDS. A variação do oxigênio dissolvido de 6 para 3 mg-O2 L-1 e o retorno para 6 mg-O2 L-1 permitiu inferir que a perda de eficiência da N-NH4+ ocorreu devido a salinidade. O residual de nitrato, presente no efluente do reator aeróbio, indicou a possibilidade de processo de tratamento sequencial utilizando biogás rico em sulfeto, gerado no reator anaeróbio na relação N/S de 1,6. Ao reator desnitrificante autotrófico foi adicionada salinidade de 0 a 15,6 g-NaCl L-1. A viabilidade desse processo foi observada para 10,4 g-NaCl L-1, sendo observado em concentrações superiores o acúmulo de nitrito na ordem de 30 mg-N-NO2-L-1. (AU)

• Processo FAPESP: 17/22952-4 - Tratamento de água produzida em plataformas de petróleo e gás, com desnitrificação autotrófica com sulfeto, associada à lavagem de biogás produzido em reator anaeróbio
• Beneficiário: Cristiane Arruda de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado