Formation of Microalgae-Bacterial Aggregates in High Rate Algal Ponds Aiming at the Recovery of Resources and Wastewater Treatment
Tratamento de esgoto; Recuperação de recursos; Lagoas de Alta Taxa; Agregados microalgas-bactérias; biofloculação
As Lagoas de Alta Taxa (LATs) para o tratamento de esgoto e produção de microalgas são uma tecnologia que vem sendo estudada desde a década de 1950. A biomassa gerada nesses sistemas pode ser aproveitada como diversos produtos de valor agregado, no entanto a etapa de colheita ainda é um desafio, pois é um processo oneroso, que muitas vezes utiliza produtos químicos ou demanda bastante energia. O presente trabalho traz a proposta de uma alternativa biológica para ser aplicada em LATs e melhorar a eficiência de colheita da biomassa, possibilitando o tratamento do esgoto e a recuperação de recursos, que são os agregados microalgas-bactérias. Numa primeira etapa, foi desenvolvida uma estratégia para a formação dessas estruturas, que consistiu na inoculação de LATs de 50L com o uso de lodos ativados, sem a necessidade de inoculação com microalgas, ademais os sistemas foram operados com recirculação da biomassa; desse experimento, foi observado que as condições aplicadas foram favoráveis à formação dos agregados, que apresentaram IVL30 de 32,0±5,0 mL.g-1 ´, eficiência de floculação de 77,5±6,3% e remoção de DQO e nitrogênio amoniacal de cerca de 80%, além disso, os agregados formados tinham a presença de clorofíceas, cianobactérias e diatomáceas, e a fração de proteínas do EPS foi associada ao seu processo de formação. A segunda e terceira etapas da pesquisa avaliaram o efeito da inoculação com o uso de lodos ativados, bem como do aumento da altura da lâmina d’água, no processo de formação da biomassa, na sedimentabilidade, no tratamento de esgoto e na recuperação de recursos; para isso, foram operadas 3 lagoas de alta taxa alimentadas com efluentes de um reator UASB: a primeira não recebeu inóculo, possuía volume útil de 2,4m³ e altura da lâmina d’água de 0,3m (LAT30SL); a segunda recebeu inóculo de lodos ativados, possuía volume útil de 2,4m³ e altura útil de 0,3m (LAT30CL); a terceira, que também foi inoculada com lodos ativados, possuía volume de 4m³ e altura útil de 0,5m. A estratégia operacional em todas as etapas consistiu em uma operação inicial para a formação da biomassa, seguida de operação em regime contínuo. Dessa forma, tanto a inserção de lodos ativados, quanto o aumento da profundidade das lagoas contribuíram para o controle do pH e
do oxigênio dissolvido, microalgas filamentosas foram associadas ao processo de formação dos agregados nas LAT30CL e LAT50CL, a avaliação da sedimentabilidade demonstrou que as LAT30CL e LAT50CL obtiveram eficiências superiores (82% e 92%) à LAT convencional – LAT30SL (63%). Ainda foi observado que o aumento da profundidade contribuiu para o aumento da produtividade de sólidos e clorofila-a. As lagoas inoculadas com lodos também se mostram mais eficientes na remoção de matéria orgânica, no entanto apresentaram acumulação de nitrato devido à atividade de nitrificação. Os três sistemas se comportaram de forma semelhante na recuperação de nutrientes, obtendo maiores concentrações dos compostos avaliados quando comparados ao lodo utilizado para inóculo.