Digestão anaeróbia de lixiviado de aterro sanitário : avaliação do bioaumento da microbiota autoimobilizada

Abstract

Resumo: Este estudo avaliou a influência do bioaumento da microbiota sobre o processo da digestão anaeróbia de lixiviado de aterro sanitário. Foram construídos dois reatores anaeróbios em bateladas sequenciais, com biomassa autoimobilizada na forma de lodo anaeróbio proveniente da lagoa facultativa do Aterro Sanitário de Curitiba. Um dos reatores foi inoculado com microrganismos típicos, cultivados a partir do próprio lixiviado de aterro sanitário. As eficiências na remoção das variáveis DQO, COD e NNH3 foram de, respectivamente, 40%, 70% e 20% para o reator sem inóculo, ou reator Controle, e 60%, 75% e 21% para o reator inoculado, ou reator Teste. O arraste de sólidos, comum em sistemas em batelada, foi menor no reator Teste, provavelmente devido ao aumento na quantidade de polissacarídeo extracelular (EPS) secretado pelos microrganismos inoculados. Sob microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível acompanhar a evolução dos biofilmes de ambos os reatores por até 60 dias de operação. Foi constatado que o reator Teste apresentou maior quantidade de EPS secretado, conferindo uniformidade à estrutura do seu biofilme. Análises bioquímicas e moleculares confirmaram a presença de representantes das três ordens metanogênicas nas amostras de lodo, com destaque para as ordens Methanobacteriales, hidrogenotrófica e Methanosarcinales, acetoclástica. Os resultados dos ensaios da atividade metanogênica específica (AME) das amostras de lodo não apresentaram diferença significativa entre os reatores, entretanto, houve aumento da AME ao longo do tempo (40 dias) para ambos os reatores, indicando a maturação dos biofilmes. Foi realizado o perfil de concentrações de ácidos orgânicos voláteis (AGV) em um tempo de ciclo dos reatores e os resultados indicaram o acetato como o AGV mais abundante na digestão anaeróbia do lixiviado. Na última etapa do estudo foram avaliadas as eficiências de remoção das variáveis COD e N-NH3 nos reatores em batelada alimentados com lixiviado com concentração de fosfato corrigida. A adição deste macronutriente não favoreceu a remoção da matéria orgânica ou do nitrogênio amoniacal e não foi possível afirmar, com base neste estudo, que o fósforo seja uma espécie química limitante na digestão anaeróbia do lixiviado de aterro sanitário.

Abstract: This study evaluated the influence of microbiota bioaugmentation in the process of anaerobic digestion of landfill leachate. Two anaerobic sequencing batch reactors were constructed, with self-immobilizated biomass in the form of anaerobic sludge from the facultative pond of the landfill in Curitiba. One of the reactors was inoculated with typical microorganisms cultivated from leachate. The efficiencies in the removal of the variables COD, DOC and NH3-N were, respectively, 40%, 70% and 20% for the reactor without inoculum, or Control reactor, and 60%, 75% and 21% for the reactor inoculated or Test reactor. The entrainment of solid, common in batch systems, was lower in the Test reactor, probably due to the increased amount of extracellular polysaccharides (EPS) secreted by the microorganisms inoculated. Under scanning electron microscopy (SEM) was possible to follow the evolution of biofilms in both reactors for up to 60 days of operation. It was found that the Test reactor showed higher amount of EPS secreted, providing uniformity to the structure of his biofilm. Biochemical and molecular tests confirmed the presence of representatives of the three orders in methanogenic sludge samples, especially for orders Methanobacteriales, hydrogenotrophic and Methanosarcinales, acetoclastic. The results of specific methanogenic activity (SMA) of sludge samples showed no significant difference between the reactors, however, there was an increase of SMA over time (40 days) for both reactors, indicating the maturation of biofilms. The concentration profile of volatile organic acids (VGA) in a cycle time of the reactors was performed and the results indicated acetate as the most abundant VFA in anaerobic digestion of leachate. In the last stage of the study, were evaluated the removal rates of the variables COD and -NH3 in batch reactors fed with leachate that had phosphate concentration corrected. The addition of this macronutrient did not favor the removal of organic matter and ammonia nitrogen and could not say, based on this study, that phosphorus is the limiting chemical species in the anaerobic digestion of landfill leachate.