Avaliação das etapas de nitrificação e desnitrificação no tratamento de esgoto doméstico utilizando eletrodo íon seletivo para nitrato como uma ferramenta de controle operacional em tempo real

Abstract

O lançamento de esgotos domésticos com altas concentrações de nitrogênio nos corpos receptores pode causar uma série de impactos prejudiciais ao meio ambiente, como por exemplo, a eutrofização. Cabe às estações de tratamento de esgotos (ETEs) realizarem a remoção desse contaminante, a fim de minimizar esses impactos. Dentre as possibilidades de tratamento, a remoção biológica do nitrogênio, a qual envolve a redução desse contaminante por meio das etapas de nitrificação e desnitrificação, é a mais adotada. O presente estudo objetiva monitorar o teor de NO3-, in loco, por meio de um eletrodo íon seletivo (ISE), no processo biológico de nitrificação e desnitrificação simultânea (NDS) do sistema de lodos ativados de uma ETE, do município de Porto Alegre. Esse monitoramento é importante para verificar a ocorrência de NDS, assim como buscar uma otimização deste processo por meio de ajustes de operação. Para atingir o propósito foram realizadas análises laboratoriais, durante o período de fevereiro a abril de 2022, a fim de comparar os resultados obtidos pela técnica de ISE - instrumento alternativo a ser utilizado no controle operacional - com os resultados obtidos por cromatografia iônica (CI) – método de referência. Esse monitoramento in loco viabilizou uma avaliação mais criteriosa da influência da concentração de NO3- das zonas do processo de NDS sobre a qualidade do efluente final, permitindo que variações operacionais pontuais da ETE fossem efetuadas em tempo real. Essas alterações nas condições operacionais resultaram em uma redução de até 50% da concentração de NO3- no efluente final.

The discharge of domestic wastewater with high concentrations of nitrogen into the receiving bodies can cause a series of harmful impacts on the environment, such as eutrophication. Wastewater treatment plants (WWTPs) are responsible for removing this contaminant in order to minimize these impacts. Among the treatment possibilities, the biological removal of nitrogen, which involves the reduction of this contaminant through the stages of nitrification and denitrification, is the most used. This study aims to monitor the NO3- content, in situ, using an ion selective electrode (ISE), in the simultaneous nitrification and denitrification (SND) biological process of the activated sludge system of a WWTP, located at the city of Porto Alegre. The NO3- content verification is important in order to confirm the occurrence of SND process and to assist the optimization of the operational conditions. To achieve this purpose, laboratory analyses were performed during the period from February to April 2022. The results obtained by the ISE technique – considered an alternative tool to be used in operational control – were compared with those obtained by ion chromatography (IC) – the reference method. This in loco monitoring allowed a more detailed evaluation of NO3- concentration influence over the SND process zones and final effluent quality, allowing real time variations in the operational conditions of the WWTP. These changes resulted in a reduction of more than 50% of the NO3- concentration in the final effluent.