O COMPORTAMENTO E DESEMPENHO DO PROCESSO REATOR BIOLÓGICO COM LEITO MÓVEL PARA A REMOÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA E COMPOSTOS NITROGENADOS

BEHAVIOR AND PERFORMANCE OF THE “MOVING BED BIOFILM REACTOR” (MBBR) PROCESS FOR THE REMOVAL OF THE ORGANIC SUBSTANCE AND COMPOSITES NITROGENADOS

Daniel Vieira Minegatti de Oliveira 1

Isaac Volschan Junior 2

Eduardo Pacheco Jordão 3

Contact: Universidade de São Paulo, Escola Politécnica, Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária. Av. Prof. Almeida Prado, 271 – Butantã – São Paulo – SP – Brasil, CEP: 05508-900. Tel: [phone]. e-mail: [e-mail].

Abstract

The MBBR process is a recent development technology that incorporates the best characteristic of processes with biomass growth in suspension and attached biomass (biofilm). The technology was developed initially in Norway, to improve the acting and/or to increase the capacity of plants wastewater treatment already existent, mainly composed by activated sludge, with the minimum of the biological reactor physical ampliation and, consequently, accomplishment of engineering civil works. Inside the MBBR process biological reactor there are carries in suspension with high Specific Superficial Area. The agitation promoted by the aeration system expose the carries with the liquid mass in suspension and, consequently the microorganisms decomposers are maintained attached and also in suspension. Thereby, in a same volume of the biological reactor is possible to maintain high amount of biomass and then to add larger amount of substratum for biodegradation. Their control parameters are the same applied to the activated sludge process, observed some specifics. This technology is under investigation at the Experimental Center of Environmental Sanitation of the University Federal of Rio de Janeiro (CESA-UFRJ) in experimental unit with a capacity equivalent for the population of 500 inhabitants. Thus, the paper, a priori, presents and discusses some concepts related to technology and also exposes the results achieved after investigate the MBBR under variations in operating conditions. The carries used, containing 600 m²/m³ Specific Surface Area, were introduced into the biological reactor according to 20% relative volume of it.

Key Words: Attached Biomass, Domestic Wastewater Treatment, Moving Bed Biofilm Reactor, Organic Carbon and Nitrogen Removal.

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1 Engenheiro Ambiental pela Universidade Federal de Viçosa – UFV (2005). Mestre em Tecnologia de Saneamento Ambiental e Recursos Hídricos pela Universidade Federal do Rio de Janeiro – COPPE/UFRJ (2008). Doutorando do Programa de Engenharia Civil, Área de Concentração Engenharia Hidráulica e Sanitária, Escola Politécnica – Universidade de São Paulo – USP. [e-mail]

2 Professor Associado do Departamento de Recursos Hídricos e Meio Ambiente da Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ.

3 Professor Associado Aposentado da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ.

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COMPORTAMENTO E DESEMPENHO DO PROCESSO REATOR BIOLÓGICO COM LEITO MÓVEL (MBBR) PARA A REMOÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA E COMPOSTOS NITROGENADOS

Resumo

O processo MBBR é uma tecnologia de desenvolvimento recente que incorpora as melhores características de processos com crescimento de biomassa em suspensão e de biomassa aderida (biofilme). A tecnologia foi desenvolvida inicialmente na Noruega, para a necessidade de aperfeiçoar o desempenho e/ou aumentar a capacidade de tratamento de Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) já existentes, principalmente compostas por lodos ativados, com o mínimo de ampliação física do reator biológico e, conseqüentemente, realização de obras civis. No interior do reator biológico do processo MBBR mantêm-se em suspensão meios suporte (carries) com elevada Área Superficial Específica, que quando sujeitos à agitação promovida pelo sistema de aeração são expostos à massa líquida em suspensão e, portanto os microorganismos decompositores são mantidos aderidos e também em suspensão. Desta forma, em um mesmo volume de reator biológico é possível manter maior quantidade de biomassa e assim aportar maior quantidade de substrato para biodegradação. Seus parâmetros de controle são os mesmos aplicados ao processo de lodos ativados, observadas algumas especificidades. Esta tecnologia encontra-se em investigação nas instalações do Centro Experimental de Saneamento Ambiental da Universidade Federal do Rio de Janeiro (CESA-UFRJ) em unidade experimental com capacidade para população equivalente de 500 habitantes. O trabalho, a priori, apresenta e discute alguns conceitos inerentes à tecnologia e expõe também os resultados alcançados após investigação do desempenho de um MBBR submetido à variação de suas condições operacionais. O meio suporte utilizado, contendo 600 m2/m3 de Área Superficial Específica, foi introduzido no reator biológico de acordo com volume relativo de 20% do mesmo.

Palavras Chave: Biomassa aderida, MBBR, Remoção de Matéria Orgânica e Nitrogenada, Tratamento de Esgotos Domésticos.

Introdução

“Moving Bed Biofilm Reactor” (MBBR) e “Integrated Fixed Film Activated Sludge” (IFAS) constituem uma tecnologia recente que vem ganhando mercado e aplicação para o tratamento de efluentes, podendo ser traduzidos como Reator Biológico com Leito Móvel, que consiste em uma tecnologia adaptada ou não do processo de lodos ativados, baseada na combinação entre sistemas dos tipos massa liquida em suspensão e massa aderida (biofilme). Esta tecnologia foi introduzida pelas autoridades responsáveis pelo controle de poluição da Noruega. A empresa norueguesa Kaldnes Miljoteknologi AS, em parceria com a Universidade da Noruega, iniciou o desenvolvimento do processo MBBR/IFAS, objetivando principalmente a ampliação da capacidade de tratamento de grande quantidade das ETEs de pequeno porte existentes no país, proporcionando ETE que ao mesmo tempo possuíam dimensões compactas e elevada capacidade de tratamento (Ødegaard et al., 1994).

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