INFLUÊNCIA DE CONDIÇÕES OPERACIONAIS NA ESTRUTURA, DESEMPENHO E RECUPERAÇÃO DE BIOPRODUTOS EM SISTEMAS DE LODO GRANULAR AERÓBIO BACTERIANO E ALGAL-BACTERIANO
lodo granular aeróbio; lodo granular algal-bacteriano; recuperação de recursos; exopolímeros semelhantes ao alginato; biodiesel.
O lodo biológico excedente gerado em estações de tratamento de esgoto representa um dos principais resíduos produzidos durante o tratamento, podendo seu gerenciamento corresponder a mais de 50% dos custos operacionais do sistema. Além do impacto econômico, práticas inadequadas de manejo e disposição podem resultar em efeitos ambientais relacionados ao acúmulo desse resíduo. Nesse contexto, estratégias voltadas à valorização da biomassa excedente têm recebido crescente atenção, especialmente aquelas baseadas na recuperação de compostos de interesse biotecnológico, como substâncias poliméricas extracelulares (SPE), exopolímeros semelhantes ao alginato (ALE) e lipídios com potencial aplicação na produção de biodiesel. Entretanto, a síntese desses compostos está diretamente relacionada às condições operacionais dos sistemas biológicos, uma vez que fatores ambientais e operacionais podem alterar a organização estrutural da biomassa, a disponibilidade de substratos e a atividade metabólica dos microrganismos envolvidos. Diante disso, esta tese investigou a influência da relação carbono/nitrogênio (C/N), do tempo de detenção hidráulica (TDH), do tipo de biomassa e da temperatura sobre a granulação, o desempenho do tratamento, a dinâmica microbiana e a recuperação de bioprodutos em sistemas granulares aeróbios bacterianos (LGA) e algal-bacterianos (LGA-AB). Para isso, foram conduzidos dois estudos experimentais em escala laboratorial utilizando reatores em bateladas sequenciais. O primeiro avaliou os efeitos da relação C/N e do TDH em fotogrânulos aeróbios, enquanto o segundo investigou a influência do tipo de biomassa e da temperatura (20 e 30 °C) em sistemas LGA e LGA-AB. Como resultado, a remoção de matéria orgânica manteve-se elevada em todos os sistemas (87,6-91,6%), indicando estabilidade no consumo de carbono ao longo da operação sob diferentes relações C/N e TDH. Em contraste, a remoção de nitrogênio apresentou maior variabilidade (60,2-78,4%), o que sugere maior sensibilidade às alterações operacionais. Nos sistemas operados a 30 °C, a nitrificação atingiu valores próximos a 97-99%, enquanto a redução da temperatura comprometeu a eficiência do processo e aumentou a dispersão dos resultados, sugerindo limitações metabólicas associadas à atividade microbiana. Paralelamente, o aumento da disponibilidade de carbono favoreceu o acúmulo de SPE, ALE e lipídios. Além disso, diferenças relacionadas ao tipo de biomassa indicaram rotas distintas de assimilação e armazenamento de carbono, com sistemas bacterianos favorecendo a recuperação de ALE (114,8 ± 6,4 mg/g SSV), enquanto sistemas algal-bacterianos apresentaram maior acúmulo lipídico (349,6 ± 14,4 mg/g SSV), associado à predominância de FAMEs C16-C18 compatíveis com propriedades desejáveis para a produção de biodiesel.