calado e foresti, 1997

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental I - 169

19o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 969

RESISTÊNCIA À TOXICIDADE EM UM REATOR ANAERÓBIO DE MANTA DE LODO (UASB) SUBMETIDO AO AUMENTO DE

CONCENTRAÇÕES DE SULFATO NO AFLUENTE

Nélia Henriques Callado (1) Engenheira Civil formada pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL), Mestra em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) / Universidade de São Paulo (USP), Professora Assistente do CTEC/UFAL. Doutoranda em Hidráulica e Saneamento na EESC/USP. Eugênio Foresti Engenheiro Civil formado pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) / Universidade de São Paulo (USP), Mestre e Doutor em Hidráulica e Saneamento pela EESC/USP, Professor Titular do Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP. Endereço(1): Departamento de Hidráulica e Saneamento / Escola de Engenharia de São Carlos / Universidade de São Paulo - Avenida Dr. Carlos Botelho, 1465 - CEP: 13560-250 - São Carlos - SP - e-mail: [email protected]. RESUMO Tem sido relatado que, além da formação do sulfeto, altas concentrações de sulfato causam uma variação na rotina metabólica, levando as bactérias redutoras de sulfato (BRS) a competirem com as metanogênicas (BM) pelo mesmo substrato, inibindo o processo anaeróbio. E que o processo é afetado quando a concentração do tóxico atinge a capacidade de resistência à inibição do reator. Para verificar se aumentos contínuos na concentração de sulfato no afluente, atingiam simultaneamente todas as regiões da manta de lodo e avaliar quanto era a sua resistência à inibição, operou-se um reator UASB de 10,5 L, submetido ao aumento progressivo (de 25 a 10.000 mg.L-1) na concentração de sulfato. O reator foi alimentado continuamente à vazão de 16 L.dia -1 com substrato sintético a base de glicose, acetato de amônia, metanol e micronutrientes resultando numa DQO de aproximadamente 2.000 mg.L-1, com tempo de detenção hidráulico de 15,6 h. O pH variou entre 7,0 e 7,3 e a temperatura de 27,0 a 19,8?C. Os resultados obtidos mostraram que, até 300 mg SO4

2-.L-1 houve um estímulo na eficiência de remoção de DQO, a qual alcançou 97%. Depois a eficiência foi gradativamente decrescendo, acentuando-se a partir de 2.000 mg SO4

2-.L-1 chegando a 80% com 10.000 mg SO 4

2-.L-1. A maior parte da matéria orgânica era sempre consumida nas camadas inferiores da manta de lodo, na entrada do reator, obtendo-se valor de RRI (Resistência do Reator à Inibição) da ordem de 2.000 mgSO4

2-.L-1. PALAVRAS-CHAVE: Tratamento Anaeróbio, Toxicidade do Sulfato, Inibição da Metanogênese, Resistência à Inibição, Competição de BRS e BM.



INTRODUÇÃO Os reatores anaeróbios têm demonstrado ser eficientes no tratamento de uma extensa variedade de resíduos, tanto em escala de laboratório quanto em escala real. Mas, fatores essenciais ao processo ainda são desconhecidos e, portanto, responsáveis por algumas de suas limitações, como por exemplo a sensibilidade a grande número de substâncias tóxicas. Rinzema e Lettinga (1985) consideram que a inibição da metanogênese causada pelo sulfeto é um dos principais fatores que têm impedido a sua aplicação comercial, podendo-se, portanto, classificar o sulfeto como um dos mais importantes inibidores. De acordo com Colleran et al. (1994), o sulfato é um constituinte comum de águas residuárias industriais e em ambiente anaeróbio as bactérias redutoras de sulfato (BRS) produzem sulfeto, através do seu metabolismo de desassimilação redutiva do íon sulfato. Além do efeito inibitório do sulfeto, a presença de sulfato, em altas concentrações, causa uma variação na rotina metabólica da digestão anaeróbia, pois as BRS irão, competir pelo mesmo substrato, com as bactérias anaeróbias envolvidas na metanogênese, em diferentes níveis do processo: (i) competição entre BRS e bactérias fermentativas por compostos monoméricos como açúcar, aminoácidos, etc.; (ii) competição entre BRS e bactérias acetogênicas produtoras de hidrogênio por produtos intermediários da fermentação como propionato, butirato, etanol, etc.; (iii) competição entre BRS e bactérias homoacetogênicas pelo H2; (iv) competição entre BRS e bactérias metanogênicas (BM) pelos substratos diretos da metanogênese, H2 e acetato. Segundo McCarty e Oleszkiewicz (1993) a importância da relação DQO:SO4

2- é um importante parâmetro na determinação da competição entre a BRS e as BM. Estes autores discutem que a magnitude desta competição aumenta quando relação DQO:SO4

2- diminui e que a adaptação da biomassa também interfere no processo. Widdel apud Vazoller et al (1996) cita que dentre os parâmetros que governam a interação competitiva das BRS e BM estão: a afinidade das bactérias pelo substrato, as velocidades de consumo e a presença de concentrações iniciais mínimas da fonte de energia utilizada. Parkin et al., (1990) relataram que estudos cinéticos têm demonstrado que as BRS têm maior afinidade (menor constante de velocidade média, Ks) pelo substrato (H2 e acetato) e que podem predominar sobre as metanogênicas. Assim, a inibição do processo anaeróbio tratando resíduos ricos em sulfato pode ser atribuída a dois fatores: à competição pelo substrato entre as BRS e as bactérias envolvidas na metanogênese e, também, a formação de sulfeto, que em altas concentrações, é tóxico às bactérias. No entanto, resultados obtidos por Mulder (1984) mostraram que o H2 produzido durante a digestão anaeróbia foi realmente quase todo consumido pelas BRS, mas que o acetato continuou disponível às metanogênicas. Ainda Rinzema e Lettinga (1985) relataram que, em estudos realizados em reatores anaeróbios, a inibição ocorrida foi mais devida aos cátions de sódio que aos íons sulfato, tendo o processo sido mais severamente afetado quando a adição contínua de sódio atingiu a concentração de 8,0 gNa+.L-1. Na realidade, os resultados obtidos nas pesquisas ainda são conflitantes, tanto com relação à competição pelo substrato quanto aos níveis de sulfato e sulfeto que causam inibição à metanogênese. Torna-se, então, difícil concluir



se é a competição pelo substrato, a toxicidade do sulfeto, a toxicidade do cátion, ou até mesmo uma associação destes fatores, o responsável pela inibição.



Paula Jr. (1992) comenta que, quando comparado a outros tipos de reatores anaeróbios, o reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) tem demonstrado maior capacidade de assimilação de cargas tóxicas e cargas orgânicas de choque. Resultados de pesquisas indicam que a maior parte da matéria orgânica (DQO) é imediatamente consumida na entrada do reator, através da intensa atividade biológica da biomassa presente na região situada junto ao fundo do reator, ficando a biomassa restante como uma “reserva” que é acionada quando algo acontece nessa região. Lewandouski (1986) afirma que essa “reserva” fornece ao reator uma resistência à inibição, denominanda como Resistência do Reator à Inibição (RRI), que faz com que ele opere com eficiência na presença de tóxicos, e define seu valor como sendo igual ao da menor concentração de inibidor, para o qual o processo é afetado. Diante do exposto, este trabalho teve como objetivos verificar se aumentos contínuos da concentração de sulfato no afluente, atingiam simultaneamente todas as regiões da manta de lodo ao longo do perfil do reator UASB em estudo, e qual seria o valor da sua RRI. MATERIAIS E MÉTODOS Esta pesquisa foi desenvolvida utilizando um reator UASB de bancada de 10,5 L, mostrado esquematicamente na figura 1. Figura 1: Esquema do conjunto utilizado durante o experimento.

O reator UASB foi construído com seção quadrada, tendo duas faces em aço inoxidável e duas em acrílico transparente, permitindo a visualização do seu interior. Na parte inferior localizava-se a câmara de digestão, e na parte superior a câmara de sedimentação e o dispositivo de separação de gás. A saída de gás da câmara era conectada, através de mangueira de borracha, num medidor de gás (Wet Gas Meter Alexander Wright - DM 39). Na parte inferior, logo após o ponto de entrada, foi instalada uma placa perfurada, para distribuição uniforme do afluente, minimizando assim, a formação de caminhos preferenciais. O efluente tratado era coletado por três tubos perfurados de aço inoxidável com 10 mm de diâmetro submersos uniformemente na superfície do reator.



Além dos pontos de entrada e saída, foram instaladas quatro tomadas intermediárias ao longo da altura do reator. Estas definiam quatro regiões (zonas de reação) e permitiam a coleta de amostras para a analise do perfil. Cada zona de reação tinha volume de 1,1; 1,4; 1,4 e 1,4 litros, respectivamente, de baixo para cima. O reator foi inoculado com lodo de digestor convencional da estação de tratamento de águas residuárias de Vila Leopoldina/SP, sob operação da SABESP. Não foi necessário dar partida, pois o mesmo já havia sido utilizado anteriormente em duas pesquisas: uma sobre partida de reatores UASB e outra sobre a influência da toxicidade do sulfeto. O reator encontrava-se em operação trabalhando com carga volumétrica de 3,0 kgDQO.m-3 .dia -1, com eficiência de remoção da DQO (após o término da pesquisa com sulfeto) de 50% a 60%. O lodo já se encontrava granulado, mas freqüentemente ocorria suspensão da manta de lodo. o pH estava baixo e havia uma considerável concentração de ácidos voláteis no efluente, ou seja, o reator estava entrando em colapso. Assim sendo, o reator foi submetido a uma fase de “desintoxicação” até atingir eficiência de remoção da DQO maior que 90%. Essa fase durou aproximadamente 45 dias. O substrato sintético utilizado, tanto na fase de alimentação, quanto na operação do reator com sulfato, era preparado diariamente utilizando-se água, glicose, acetato de amônia, metanol e micronutrientes. O que resultava numa DQO afluente de aproximadamente 2.0 g.L-1. A composição do substrato encontra-se apresentada na tabela 1. Tabela 1: Composição do substrato sintético.

COMPOSTOS CONCENTRAÇÃO Glicose - C6H12O6 1,75 g.L-1 Acetato de amônia - CH3-COONH4 0,40 g.L-1 Metanol - CH3OH 0,50 mL.L-1 Sulfato ferroso - FeSO4.7H2O 50,00 mg.L-1 Sulfato de magnésio - MgSO4.7H2O 22,50 mg.L-1 Sulfato de níquel - NiSO 4.7H2O 0,50 mg.L-1 Cloreto de cálcio - CaCl2 44,50 mg.L-1 Cloreto de cobalto - CoCl2 0,08 mg.L-1 Cloreto férrico - FeCl3.6H2O 0,50 mg.L-1 Fosfato de sódio dibásico - Na2HPO4.7H2O 33,40 mg.L-1 Fosfato de potássio dibásico - K2HPO4 21,75 mg.L-1 Fosfato de potássio monobásico - KH2PO4 8,50 mg.L-1 Bicarbonato de sódio - NaHCO3 2,00 g.L-1 A adição contínua de sulfato (na forma de Na2SO4), foi realizada em dosagens progressivamente crescentes. Denominando-se por fase o período em que o reator esteve submetido a uma mesma concentração de sulfato, o estudo pôde ser dividido em 20 fases: a primeira sem sulfato (após a desintoxicação do reator) e as demais de 25, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 750, 1.000, 1.250, 1.500, 2.000, 2.500, 3.000, 4.000, 5.000, 7.500 e 10.000 mg SO4

2-.L-1. O substrato e a solução de sulfato, com as dosagens desejadas, eram preparados separadamente em baldes de 10 L, de onde eram recalcados por uma bomba peristaltica. A



vazão média em cada linha de 8,0 L.dia-1, totalizando uma vazão média de 16 L.dia-1 após a junção das duas linhas, antes da entrada no reator, que resultava no tempo de detenção hidráulico (?) de 15,6 horas, mantido constante durante todo o experimento. O monitoramento do reator foi feito diariamente com relação a pH, temperatura, vazão, produção de gás e altura da manta de lodo. Duas vezes por semana foram feitas análises de DQO e de sólidos suspensos voláteis e fixos do afluente, efluente e perfil do reator (pontos 2, 3, 4 e 5). Ainda duas vezes por semana foram feitas análises de ácidos voláteis no efluente tratado. O reator foi operado a temperatura ambiente, que variou de 27 a 19,8?C durante os 268 dias de duração do experimento. A concentração de ácidos voláteis foi medida por titulação direta, segundo procedimentos descritos por Dilallo & Albertson (1961). As demais análises foram realizadas com o “Standard Methods for the Examination of the Water and Wastewater” (APHA, 1985). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos durante a operação do reator mostraram que a presença de sulfato estimulou o desempenho do reator até a dosagem de 300 mg SO4

2-.L-1, atingindo eficiência de 97%. A partir daí, observa-se pela figura 2 que houve uma tendência de queda na eficiência de remoção da DQO com o aumento da concentração de sulfato e nota-se que esta queda ocorreu formando basicamente 3 patamares: no primeiro (0 a 400 mg SO4

2-.L-1) a eficiência média em relação ao efluente centrifugado era de aproximadamente 96%; no segundo (500 a 3.000 mg SO 4

2-.L-1) ela decresceu para 92% e, no terceiro (4.000 a 10.000 mg SO42-.L-1) esta

caiu mais acentuadamente para 85%. Esta tendência de queda foi também acompanhada pelo volume do biogás, cuja composição exibia também uma diminuição na produção de metano, de 70% para 60%, e aumento de sulfeto de hidrogênio de 0,3% para 6%, indicando que a atividade metanogênica foi gradualmente inibida e a sulfidogênese estimulada. Mesmo assim, o reator apresentou comportamento bastante estável, a eficiência de remoção da DQO manteve-se acima de 70% em relação ao efluente bruto (EB) e de 80% para o centrifugado (EC), mesmo em presença de 10.000 mg SO4

2-.L-1, o que pode ser considerado como um bom desempenho. Figura 2: Produção de gás e eficiência de remoção de DQO.

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Fases de operação (Dos. Sulfato, g/L)

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Gás

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Efic. EBEfic. ECGás totalGás metano



Os resultados do perfil do reator, figura 3, mostram que a DQO foi sempre removida nas camadas inferiores de biomassa, junto a entrada do reator, mesmo em elevadas concentrações de sulfato. Como verificado por Paula Jr. (1992), a biomassa restante funciona como uma “reserva” biológica, que foi acionada quando a camada inferior foi afetada e parte de sua atividade biológica foi transferida às camadas superiores. A partir da 13a fase (1500 mgSO4

2-.L-1) essa “reserva” biológica foi ativada, tornando-se mais evidente a partir da 14a fase (2.000 mgSO 4

2-.L-1), indicando uma participação mais efetiva das camadas superiores. Figura 3: Remoção da DQO ao longo do perfil do reator durante as fases de operação

do reator.

Sem sulfato

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300 mg.sulfato/L

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DQO (mg/L)

500 mg.sulfato/L

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1.000 mg.sulfato/L

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DQO (mg/L)

1.500 mg.sulfato/L

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DQO (mg/L)

2.000 mg.sulfato/L

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DQO (mg/L)

3.000 mg.sulfato/L

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0 600 1200 1800 2400

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leta

DQO (mg/L)

4.000 mg.sulfato/L

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0 600 1200 1800 2400

Pon

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DQO (mg/L)



5.000 mg.sulfato/L

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0 600 1200 1800 2400

Pon

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DQO (mg/L)

7.500 mg.sulfato/L

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0 600 1200 1800 2400

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to d

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DQO (mg/L)

10.000 mg.sulfato/L

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0 600 1200 1800 2400

Pon

to d

e co

leta

DQO (mg/L)

A biomassa do reator, avaliada pela concentração de sólidos voláteis (SV) está representada na figura 4. Verificou-se que até a 13a fase (1.500 mgSO4

2-.L-1) a concentração de SV aumentou, decaindo bruscamente a partir da 14a fase (2.000 mgSO4

2-.L-1), principalmente nos pontos 3, 4 e 5 (pontos mais altos do perfil do reator) exatamente quando a “reserva” biológica começou a participar mais ativamente do processo. A crescente concentração dos sólidos fixos (SF) mostrada na figura 4, é conseqüência do aumento da concentração de sulfato, pois a quantidade de sulfato metabolizado no reator variou apenas de 680 mg.L-1 na 10a fase (750 mgSO4

2-.L-1) a 850 mg.L-1 no final do experimento. Ou seja o sulfato estava simplesmente “passando” pelo reator, e era medido como sólido fixo. Figura 4: Variação da concentração de sólidos voláteis (SV) e sólidos fixos (SF).

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SÓLIDOS VOLÁTEIS

SÓLIDOS FIXOS

Comparando-se os dados de taxa específica metanogênica de utilização dos substrato (qm) com os de atividade metanogênica específica (AME), figura 5, visualiza-se a presença da “reserva biológica metanogênica” (área entre as curvas de AME e qm) e verifica-se que ela decresceu com o aumento da concentração de sulfato. Na fase sem sulfato a AME era de 0,55g-CH4-DQO/g.SSV.dia enquanto que a qm era apenas 0,24g-CH4-DQO/g.SSV.dia até que, na ultima fase, ambas apresentavam o valor de 0,17g-CH4-DQO/g.SSV.dia. Isto indica que nas fases finais, a partir de 2.000 mgSO4

2-.L-1, toda biomassa metanogênica presente no reator estava “potencialmente” ativa. Provavelmente, se a concentração de sulfato tivesse sido aumentada mais vezes o efeito tóxico teria sido mais pronunciado. Figura 5: Evolução da Atividade Metanogênica Específica (AME) e da Taxa específica

de utilização do substrato (qm) durante o experimento.



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g.C

H4-

DQ

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V.d

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? AME - qm



Segundo Lewandouski (1985) essa “reserva” biológica ou “reserva da taxa de reação” é causada pela diferença entre o tempo de detenção necessário para que as reações bioquímicas acorram e o tempo de detenção hidráulico (?) disponível no interior do reator. No entanto Paula Jr. (1992) comenta, que o uso do tempo de detenção hidráulico, por esse autor, era devido ao reator de mistura completa (tempo de retenção celular, ?c = ?) utilizado naquele experimento. Portanto, para uma conceituação mais adequada, deve-se relacionar o fenômeno ao tempo de retenção celular. Paula Jr. acredita que, a resistência do reator à inibição está relacionada a existência da “reserva biológica” e esta, por sua vez, esta associada ao tempo de retenção celular. Neste trabalho, foi verificado que o tempo de retenção celular decresceu com o aumento das concentrações das dosagens de sulfato (figura 6), acentuando-se a partir da 14? fase (2.000 mg.SO4

2-.L-1) quando a altura da manta de lodo começou a diminuir, o ?c caiu para valores inferiores a 40 dias e, paralelamente, a “reserva biológica metanogênica” passou a quase não existir. Estes resultados parecem confirmar a hipótese de que a “reserva biológica” está associada ao tempo de retenção celular. Assim, a inibição do processo pode ser explicada como sendo devido ao tempo de retenção celular existente no reator a partir da 14a fase ser menor que o tempo que os microrganismos necessitavam para se aclimatar ao tóxico. Ou seja, as bactérias passaram a ser arrastadas do sistema antes de sua adaptação ao tóxico ou ao metabolismo do mesmo. Figura 6: Variação do tempo de retenção celular e da altura da manta de lodo.

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Tempo de retenção celular

Altura da manta de lodo

A partir da aplicação de 2.000 mg.SO4

2-.L-1, a concentração de ácidos voláte is no efluente aumentou significativamente (figura 7) mostrando que, a partir dessa fase (14a) houve acúmulo de ácidos no reator, embora o pH de operação tenha se mantido na faixa de 7,0 a 7,3. Na composição desses ácidos estavam presentes principalmente ácido acético, propiônico e butírico (tabela 2). A presença desses ácidos indica que não ocorreu competição pelo substrato entre BRS e BM, especialmente pelo acetato, e que os fatores que provocaram a inibição da metanogênese, verificada pela diminuição da produção de metano e AME, podem também ter afetado outras etapas do processo anaeróbio, inclusive a sulfidogênese, uma vez que apenas uma parcela do sulfato era metabolizada.



Mesmo que apenas uma parcela de sulfato afluente tenha sido reduzida, o aumento da concentração de sulfeto no gás, 0,3% a 6,0%, indica um provável aumento da atividade das BRS. No entanto, a toxicidade do sulfeto parece não ter sido o principal responsável pela inibição da metanogênese, uma vez que esta se apresentou mais acentuada a partir da 14a fase (2.000 mgSO 4

2-.L-1) quando a concentração de sulfeto no gás era de apenas 3,8 % e, segundo Speece (1983) a inibição da metanogênese só ocorre a partir de concentrações de sulfeto dissolvido correspondente a concentração de 6% de sulfeto no gás, valor observado somente a partir de 7.500 mgSO 4

2-.L-1. Figura 7: Variação da concentração de ácidos voláteis e pH durante o experimento.

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láte

is (

mg

/L)

pH afluente

pH efluente

Ácidos voláteis efluente

Tabela 2: Concentração de ácidos voláteis determinados por cromatografia, durante as

fases finais de operação do reator (17? , 18? , 19? , 20? fase).

ÁCIDO 4.000 mg.SO42-

.L-1 5.000 mg.SO4

2-

.L-1 7.5000 mg.SO4

2-

.L-1 10.000 mg.SO4

2-

.L-1 Acético (mg.L-1) 520 275 429 517 Propiônico (mg.L-1)

210 90 113 257

Butírico (mg.L-1) 120 81 - 87 Isobutírico (mg.L-

1) 65 62 - 66

Valérico (mg.L-1) 79 - - - Isovalérico (mg.L-1)

64 - 65 -

Outro provável responsável pela inibição da metanogênese foi a toxicidade do cátion Na+, oriundo do sulfato de sódio introduzido no reator, reforçando a hipótese de Rinzema e Lettinga (1985), de que a digestão aneróbia em presença de elevados teores de sulfato de sódio, a inibição pelo cátion pode ser mais severa que a do sulfato. Trabalho posterior realizado por Montenegro (1994), que avaliou a microbiota bacteriana deste reator , mostrou que houve crescimento tanto da comunidade de BM como de BRS. Esse fato confirma a hipótese de que a produção de metano e a redução de sulfato são processos que podem ocorrer simultaneamente, sem haver competição entre BM e BRS. Montenegro (1994)



supõe também que as BRS presentes no reator não eram do tipo que oxidam acetato, pois existiam BM semelhantes ao gênero Methanothrix sp que utiliza acetato. Isto foi confirmado em cultivo, onde houve a predominância de BRS semelhantes ao gênero Desulfovibrio sp e Desulfotomaculum sp, que não são capazes de utilizar acetato. As reações realizadas por estas BRS não têm interação nenhuma com as realizadas pelas BM, a não ser de cooperação, produzindo acetato, que é substrato para as BM. Esta conclusão fortalecendo a hipótese de que esses dois processos foram independentes e o substrato predominante das BRS não foi o acetato e sim o hidrogênio e outros compostos orgânicos reduzidos. Segundo Widdel apud Montenegro (1994) as BRS que utilizam compostos orgânicos de cadeia maior que o acetato, realizam uma reação termodinâmicamente mais favorável que as que utilizam acetato, competindo entre elas pelo sulfato, levando ampla vantagem no ganho de energia e impedindo a utilização do acetato pelas BRS que utilizam esse substrato. No presente estudo, esta competição entre bactérias redutoras de sulfato, parece ter sido determinante no predomínio das BRS que produzem acetato sobre as que o utilizam, durante fases iniciais, quando a disponibilidade de sulfato era pequena. Vazoller et al (1996) comentam que considerando os gêneros isolados de BRS (Desulfovibrio sp e Desulfotomaculum sp), utilizadores de lactato e sulfato, estes não realizavam a oxidação completa do lactato produzindo acetato, que era o substrato preferencial das BM (Methanothrix sp) predominantes no sistema, e que a composição microbiana do lodo do sistema foi conseqüência do substrato utilizado no reator (glicose, acetato e metanol), a qual provavelmente realizou a seguinte rota de degradação biológica: a glicose foi degradada pelas bactérias acidogênicas a compostos mais simples, como por exemplo “lactato” que era oxidado pelas BRS a acetato, e o acetato e o metanol (precursores direto do metano) eram utilizado pelas BM. Outro fato observado foi que, apesar da inibição provocada na metanogênese e da presença do gás sulfeto, da ordem de 6% da composição do biogás, o reator mostrou-se estável com relação a eficiência de remoção de DQO, mesmo em elevadas concentrações de sulfato e relação DQO/SO4

2- menores que 1. Alguns trabalhos têm reportado que a relação DQO/SO 42-

afetou o desempenho do processo, como por exemplo a competição pelo substrato entre BRS e BM para uma relação DQO/SO4

2- entre 1,7 e 2,7; inibição severa da metanogênese a uma relação DQO/SO4

2- de 1,33 ; e inibição da produção de metano de 91% em tratamento de lodo de esgoto com relação DQO/SO4

2- igual a 0,23 (McCarty e Oleszkiewicz, 1993 e Parkin et al, 1990). Neste trabalho investigou-se a relação DQO/SO4

2- variando de 58 a 0,2 e observou-se que embora a metanogênse tenha sido afetada, não ocorreu competição entre BRS e BM, e a produção de metano e a eficiência de remoção de DQO sofreram uma redução máxima de 40% e 16,5%, respectivamente, a uma relação DQO/SO4

2- igual a 0,2 e concentração de sulfato de 10.000 mg.L-1. Assim, percebe-se que a relação DQO/SO4

2 não foi fator determinante nem na competição entre as BRS e BM (que não houve), nem no desempenho global do reator, ao contrário do que tem sido apontado por vários autores.



CONCLUSÕES Baseado nos resultados obtidos durante a operação do reator conclui-se que: ? O reator mostrou-se estável na eficiência de remoção da DQO, a qual manteve-se acima de

70% em relação ao efluente bruto e de 80% para o centrifugado, mesmo em presença de elevadas concentrações de sulfato (10.000 mg SO4

2-.L-1) e relação DQO/SO42- menores

que 1. ? A relação DQO/SO 4

2- não foi fator determinante nem na competição entre as BRS e BM (que não houve), nem no desempenho global do reator, ao contrário do que tem sido citado pela literatura.

? Os resultados do perfil do reator, mostram que a maior parte da DQO foi removida junto a entrada do reator, mesmo em elevadas concentrações de sulfato, ficando a biomassa restante como uma “reserva” biológica, que foi acionada quando a capacidade da camada inferior foi afetada e parte da atividade biológica transferida às camadas superiores.

? Os primeiros sinais mais evidentes de que o processo começou a ser afetado ocorreram na 14? fase, (diminuição da eficiência de remoção da DQO e produção de metano, acúmulo de ácidos voláteis, diminuição da concentração da biomassa (SSV), acionamento da reserva biológica, etc.) indicando que o valor da RRI foi da ordem de 2.000 mg SO4

2-.L-1.

? Não ocorreu competição entre as BRS e as BM. A inibição verificada, provavelmente, deveu-se primeiramente à toxicidade do cátion Na+, uma vez que o sulfato foi adicionado na forma Na2SO4, seguida pela toxicidade do sulfeto.



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calado e foresti, 1997

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