Remoção biológica de nitrogênio em sistemas alagados construídos enriquecidos com bactérias Anammox

Abstract

La presencia de nutrientes en el efluente de los sistemas de tratamiento de aguas residuales trae problemas de toxicidad y eutrofización. Las tecnologías convencionales de eliminación de nitrógeno, nitrificación / desnitrificación, requieren altos gastos de energía y / o la adición de una fuente externa de carbono. A partir de esto, se han desarrollado nuevas tecnologías, destacando entre todas la oxidación anaeróbica del amonio (Anammox). Este proceso permite la oxidación de amonio (NH3) a nitrógeno gaseoso (N2) utilizando nitrito (NO2-) como aceptor de electrones con bajo consumo de energía y sin adición de fuente de carbono externa. Sin embargo, la formación biológica de nitritos necesita un cuidado operativo avanzado, lo que limita su uso en sistemas simplificados. Este estudio muestra que la actividad de Anammox se puede promover en humedales artificiales utilizando una mezcla de efluente anaeróbico rico en amonio y nitrato de efluente aeróbico rico (NO3-). Para ello, se utilizaron dos sistemas de humedales artificiales, vegetado y no vegetado; alimentado con una mezcla de efluente anaeróbico (75%) y efluente nitrificado (25%). Los resultados muestran valores de hasta el 59% de la remoción total de nitrógeno inorgánico cuando se inocula con la bacteria Anammox, estos valores se consideran altos para humedales de flujo subsuperficial. Otro factor importante es la presencia de plantas, que aumentan la eficiencia de remoción. Finalmente, aunque no es la única vía de eliminación, Anammox es promovido principalmente por la formación de nitritos a partir de la desnitrificación parcial de nitratos.

A presença de nutrientes nos efluentes de sistemas de tratamento de esgoto trazem problemas de toxicidade e eutrofização. As tecnologias convencionais de remoção de nitrogênio nitrificação/desnitrificação requerem de gastos energéticos elevados e/ou adição de uma fonte de carbono externa. A partir disso, novas tecnologias foram desenvolvidas, destacando entre todas, a oxidação anaeróbia de amônio ou Anammox (do inglês Anaerobic Ammonium Oxidation). Este processo permite a oxidação de amônio (NH4+) até nitrogênio gasoso (N2) utilizando nitrito (NO2-) como agente oxidante com baixo consumo de energia e sem adição externa de fontes de carbono em relação ao processo convencional. Porém, a formação biológica de nitrito precisa de um cuidado operacional avançado, o que limita seu uso em sistemas simplificados. O presente estudo revela que a atividade Anammox pode ser promovida em sistemas alagados construídos (Constructed wetlands) utilizando uma mistura de efluente anaeróbio rico em amônio e efluente aeróbio rico em nitrato (NO3-). Para isto, utilizou-se dois sistemas alagados construídos, um vegetado e um não vegetado, alimentados com mistura de efluente anaeróbio (75%) e efluente nitrificado (25%). Os resultados mostram valores até 59% de remoção de nitrogênio total inorgânico quando inoculado com biomassa Anammox na unidade vegetada. Isto evidencia a importância da presença das plantas, que aumentam a eficiência de remoção. Finalmente, apesar de não ser a única rota de remoção, Anammox, é promovido, principalmente, pela formação de nitrito a partir da desnitrificação parcial de nitrato.