Processo anammox na remoção de nitrogênio de águas residuárias : avaliação de sistemas em escala de bancada

Abstract

O controle e tratamento de águas residuárias são os principais mecanismos para evitar o aporte de nitrogênio aos ecossistemas aquáticos. Esse nutriente em altas concentrações ocasiona problemas ambientais e de saúde pública. O processo anammox, realizado por bactérias anaeróbias que oxidam a amônia usando o nitrito como aceptor final de elétrons, apresenta-se com potencial promissor para a remoção de nitrogênio de águas residuárias, devido à redução dos custos comparado ao processo convencional de tratamento, composto pelas etapas de nitrificação e desnitrificação heterotrófica. No Brasil, deve-se buscar fontes de inóculos e estudar as condições para o estabelecimento do processo anammox para quando esse mecanismo de remoção de nitrogênio tornar-se uma alternativa de tratamento viável tecnicamente. Nesse sentido, foram objetivos desse trabalho fornecer informações sobre fontes de inóculos, enriquecimento de micro-organismos e ativação de biomassa para partida de sistemas em bateladas visando remoção biológica de amônia pelo processo anammox. Foram testadas 6 fontes de inóculos, oriundas de lodos de sistemas tratando efluentes de abatedouros de bovinos e suínos, sedimentos do Lago Paranoá e da lagoa de acumulação de chorume do aterro controlado Jóckey Clube de Brasília DF, em reatores operados por bateladas em escala de bancada, usando água residuária sintética acrescida de concentrações crescentes dos substratos amônia e nitrito. Durante 120 dias, os sistemas foram ajustados para promoção do enriquecimento da biomassa anammox. Posteriormente testaram-se os sistemas para avaliação da atividade anammox. Sugere-se a presença de micro-organismos anammox, verificados por PCR e por sequenciamento dos fragmentos amplificados dos genes para o RNAr 16S, nas biomassas provenientes do sedimento do lago Paranoá, Brasília DF, dos lodos das lagoas anaeróbia e facultativas tratando efluentes de abatedouros. Ocorreu o aumento da concentração de cópias de fragmentos do gene para RNAr 16S, avaliados por PCRq após os 120 dias, indicando o enriquecimento da biomassa anammox. As condições estabelecidas para os sistemas biológicos parecem selecionar o mesmo grupo de bactérias anammox, independentemente da origem da biomassa, possivelmente havendo substituição de dominância dos grupos de bactérias anammox inicialmente presentes. Os índices de similaridades, calculados por comparações entre as sequências de nucleotídeos obtidas nesse estudo com aquelas de candidatas espécies anammox depositadas no Genbank utilizando o BLAST, indicam que os micro-organismos presentes nos sistemas testados pertencem à Ordem Brocadiales. Limitação de nitrito pode interferir no sucesso do processo, uma vez que as bactérias anammox têm menor afinidade por esse substrato do que as nitratantes e heterotróficas desnitrificantes. Em todos os sistemas biológicos testados o metabolismo anammox não foi exclusivo, uma vez que não foram atingidos os índices estequiométricos esperados. Nos sistemas biológicos ocorreu a concomitância dos processos metabólicos anammox, nitritação, nitratação e desnitrificação heterotrófica. Os inóculos utilizados e/ou as condições estabelecidas nesse estudo não favoreceram a redução do tempo de partida nos sistemas biológicos, sendo necessários mais de 200 dias de operação para enriquecimento e estabilidade do processo anammox.