Estudo da adaptação do inóculo ao lixiviado de aterro sanitário visando o tratamento anaeróbico em reator de leito fluizado

Abstract

Resumo: Nesta pesquisa foi realizada a avaliação das características ideais de partida de um reator anaeróbio de leito fluidizado, com ênfase na adaptação do inóculo para o tratamento de lixiviado de aterro sanitário em reatores estáticos de bancada. Primeiramente, foi realizada a inoculação de 3 reatores estáticos de bancada, com aplicação de diferentes condições, como carga orgânica volumétrica (COV), fonte de lixiviado e fonte do inóculo, durante um período de aproximadamente 500 dias. Dois lodos ananeróbios diferentes foram utilizados como inóculo dos reatores estáticos, um deles coletado na entrada e outro na saída da lagoa facultativa de tratamento do aterro sanitário de Curitiba. A estabilidade dos reatores foi avaliada pelas relações de alcalinidade total/acidez volátil total (AT/AVT), alcalinidade intermediária/alcalinidade parcial (AI/AP) e redução da concentração de matéria orgânica afluente, na forma de DQO. Os valores médios para essas relações, durante a inoculação do reator estático 1 (RE1), foram 7,0, 0,22 e 64%, respectivamente, o que indica estabilidade do meio no reator. A avaliação da biomassa foi realizada pela análise da concentração de sólidos voláteis totais e pela determinação da atividade metanogênica específica (AME), com valores finais nessa etapa, para o RE1, de 10.080 mg/L e 1,09 g DQO/g SVT.d, respectivamente. Uma fase de bioestimulação foi realizada como etapa final do processo de inoculação, com adição de micronutrientes ao lixiviado no RE1, e com a adição de micronutrientes e vitaminas ao RE3. Para o RE1, foi observado aumento do valor do da AME para 1,20 g DQO/SVT.d, no 14° dia de operação, e a redução para 0,98 g DQO/gSVT.d no 43°dia. Para o mesmo período, foi observado no RE3 uma redução do valor da AME, de 0,21 para 0,04 g DQO/SVT.d. Por fim, foram realizados testes hidráulicos no reator de leito fluidizado, com volume útil de 6 L e diâmetro interno de 12,5 cm, para a determinação das condições ideais de fluidização. Foram avaliadas 3 granulometrias diferentes de material suporte (areia), com diâmetros médios geométricos de 357 ?m, 505 ?m e 714 ?m, e diferentes porcentagens de expansão do leito, em função da velocidade mínima de fluidização. A melhor condição de fluidização, com a menor formação de caminhos preferências, foi observada para a granulometria de 357 ?m, com o preenchimento do reator com 20% do seu volume útil, aproximadamente. Palavras-chave: Bioestimulação. Inoculação. Start-up. Lixiviado. Leito fluidiziado.

Abstract: This study evaluated the start-up characteristics of a fluidized bed reactor to be utilized in the treatment of landfill leachate, as well as the adaptation of inoculum in bench scale anaerobic reactors. Firstly, for a period up to 500 days, three bench scale reactors were inoculated with anaerobic sludge, under different conditions of organic load, leachate and inoculum sources. Anaerobic sludge from two different sources, the inlet and the outlet of an anaerobic pond, located at Curitba's Sanitary Landfill, were collected to inoculate the static reactors. Parameters such as the ratios total alkalinity/total volatile acidity (AT/AVT) and intermediate alkalinity/partial alkalinity (AI/AP), as well as organic matter influent and effluent concentrations (DQO) were used to evaluate the performance of the reactors and the adaption of inocula. The mean values for these parameters were 7,0, 0,22 e 64%, respectively, for static reactor 1 (RE1). These values allow to assume that the medium is stable. Biomass evaluation was carried out by the analysis of total volatile solid concentration e also by the determination of specific methanogen activity (AME). Values for this stage for RE1 were 10.080 mg/L e 1,09 g DQO/g SVT.d, respectively. A phase of biostimulation was carried out as a final stage of the inoculation process. RE1 received a solution of micronutrients whereas RE3 received a solution of micronutrients and vitamins added to the influent leachate. It was observed that RE1 presented a slight increase in the AME value, to 1,20 g DQO/SVT.d, observed in the 14th day of operation, and a reduction to 0,98 g DQO/g SVT.d, in the 43rd day. For the same period it was observed a reduction of the AME value, from 0,21 g DQO/SVT.d to 0,04 g DQO/SVT.d. Finally, in order to determine the best operational condition of the fluidized bed reactor, with a volume of 6L and an internal diameter of 12.5 cm, hydraulic tests were carried out. In order to ensure correct operational conditions for the fluidization of the solid medium (sand) to be used as particles, which will provide means for the biofilm to grow and form the bioparticle, three mean geometric diameters were tested, 357 ?m; 505 ?m ; 714 ?m, as well as different expansion percentages. For these tests minimum fluidized velocity was applied. The best condition was observed for the mean geometric diameter of 357 ?m , with sand filled in a percentage of 20% of the usable volume. Key-words: Fluidized bed; Biostimulation; Inoculation ; start-up: landfill leachate.