Remoção biológica de nitrogênio em efluentes líquidos: uma revisão

Leandro Fleck; Maria Hermínia Ferreira Tavares; Eduardo Eyng

doi:10.19123/eixo.v4i2.293

Leandro Fleck Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Maria Hermínia Ferreira Tavares Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Eduardo Eyng Universidade Tecnológica Federal do Paraná

DOI: https://doi.org/10.19123/eixo.v4i2.293

Résumé

O desenvolvimento das atividades antrópicas altera o ciclo do nitrogênio. Objetiva-se aqui apresentar uma revisão bibliográfica sobre a remoção biológica de nitrogênio em efluentes líquidos. As técnicas utilizadas são: nitrificação, desnitrificação e anammox. A nitrificação é um processo biológico para a conversão de amônia em nitrito e posteriormente a nitrato. A desnitrificação corresponde a redução de nitrato para nitrogênio molecular, com material orgânico como redutor. No processo anammox, em condições anóxicas, a amônia é convertida em nitrogênio gasoso, com nitrito como aceptor de elétrons. O estudo das técnicas de remoção de nitrogênio é necessário tendo em vista os custos envolvidos, complexidade do processo e eficiência requerida.

Bibliographies de l'auteur

Leandro Fleck, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Doutorando em Engenharia Agricola

Maria Hermínia Ferreira Tavares, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Professora do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola- PGEAGRI

Eduardo Eyng, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Professor do Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientaios - PPGTAMB

Références

ARAÚJO, J. C., CAMPOS, A. P., CORREA, M. M. S., SILVA, E. C., VON SPERLING, N., CHERNICHARO, C. A. L. Enriquecimento de bactérias anaeróbias oxidadoras de amônia – Anammox. Engenharia Sanitária e Ambiental, v.15, n.2, p.205-212, 2010.

BUENO, R. F. Nitrificação e desnitrificação simultânea em reator com biomassa em suspensão e fluxo contínuo de esgoto. 2011. 115 f. Dissertação (Mestrado em Saúde Pública) – Universidade de São Paulo, São Paulo. 2011.

COURTENS, E. N. P., BOON, N., DE SCHRYVER, P., VLAEMINCK, S. E. Increased salinity improves the thermotolerance of mesophilic nitrification. Environmental Biotechnology, v.98, p. 4691-4699, 2014.

DAIMS, H., LEBEDEVA, E. V., PJEVAC, P., HAN, P., HERBOLD, C., ALBERTSEN, M., JEHMLICH, N., PALATINSZKY, M., VIERHEILIG, J., BULAEV, A., KIRKEGAARD, R. H., VON BERGEN, M., RATTEI, T., BENDINGER, B., NIELSEN, P. H. WAGNER, M. Complete nitrification by Nitrospira bacteria. Nature, v.528, p.504-509, 2015.

DALSGAARD, T., THAMDRUP, B., CANFIELD, D. E. Anaerobic ammonium oxidation (anammox) in the marine environment. Research in Microbiology, v.156, n.1, p. 457–464, 2005.

DERKS, Y. M. Uso da respirometria para avaliar a influência de fatores operacionais e ambientais sobre a cinética de nitrificação. 2007. 103 f. Dissertação (Engenharia Civil e Ambiental) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande. 2007.

DOWNING, A. L. Selected subjects in waste treatment. 3ª ed. DELFT, IHE., 1978.

FONTENOT, Q., BONVILLAIN, C., KILGEN, M., BOOPATHY, R. Effects of temperature, salinity, and carbon: nitrogen ratio on sequencing batch reactor treating shrimp aquaculture wastewater. Bioresource Technology, v.98, p. 1700-1703, 2007.

FUX, C., BOEHLER, M., HUBER, P., BRUNNER, I., SIEGRIST, H. Biological treatment of ammonium-rich wastewater by partial nitritation and subsequent anaerobic ammonium oxidation (anammox) in a pilot plant. Journal of Biotechnology, v.99, n.3, p.295-306, 2002.

GREENE, S., TAYLOR, D., McELARNEY, Y. R., FOY, R. H., JORDAN, P. An evaluation of catchment-scale phosphorus mitigation using load apportionment modelling. Science of the Total Environmental, v.409, p. 221-2221, 2011.

HENRIQUE, I. N, SOUSA, J. T., CEBALLOS, O., BRASIL, D. P. Remoção biológica de fósforo em reatores em bateladas seqüenciais com diferentes tempos de retenção de sólidos. Engenharia Sanitária e Ambiental, Campina Grande, v.15, n.2, p.197-204, 2010.

HENZE, M., HARREMÖES, P., ARVIN, E., La COUR JANSEN, J. Wastewater treatment: biological and chemical processes. 3ª ed. Springer, Berlin, Germany.

HOSSAKA, A. L., FERNANDES, F., SILVA, S. M. C. P., LOPES, D. D. Evaluation of nitrite accumulation in biological treatment systems, aiming at shortcut denitrification. Acta Scientiarum Technology, v.34, n.3, p. 261-267, 2012.

HU, Z., LOTTI, T., KREUK, M., KLEERBEZEM, R., VAN LOOSDRECHT, M., KRUIT, J., JETTEN, M. S. M.; KARTAL, B. Nitrogen removal by a nitritation-anammox bioreactor at low temperature. Applied and Environmental Microbiology, v.79, n.8, p. 2807-2812, 2013.

JESCHKE, C., FALAGÁN, C., KNÖLLER, K., SCHULTZE, M., KOSCHORRECK, M. No Nitrification in Lakes Below pH 3. Environmental Science & Technology, v.47, p. 14018-14023.

KUMMER, A. C. B., ANDRADE, L., GOMES, S. D., FAZOLO, A., HASAN, S. D. M., MACHADO, F. Tratamento de efluente de abatedouro de tilápia com adição de manipueira na fase anóxica. Engenharia Agricola, v.31, n.1, p.150-157, 2011.

LIU, S. X. Food and Agricultural Wastewater utilization and Treatment. 1ª ed. USA: Blackwell Publishing, 2007. 277 p.

RAHMAN, M. S., ENCARNACION, G., CAMPER, A. K. Nitrification and potential control mechanisms in simulated premises plumbing. Water Research, v.45, n.17, p.5511-5522, 2011.

SARAIVA, L. B., KOETZ, P. R. Avaliação da remoção de nutrientes em efluente de parboilização de arroz. Revista Brasileira de Agrociência, v.8, n.3, p.259-264, 2002.

SCHEEREN, M. B., KUNZ, A., STEINMETZ, R L. R., DRESSLER, V. L. O processo anammox como alternativa para tratamento de águas residuárias, contendo alta concentração de nitrogênio. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.15, n.12, p.1289–1297, 2011.

SEITZINGER, S. P., MAYORGA, E., BOUWMAN, A. F., KROEZE, C., BEUSEN, A. H. W., BILLEN, G., VAN DRECHT, G., DUMONT, E., FEKETE, B. M., GARNIER, J., HARRISON, J. A. Global river nutrient export: A scenario analysis of past and future trends. Global Biogeochemical Cycles, v.24, p.1-16, 2010.

TONETTI, A. L., CORAUCCI FILHOM B., GUIMARÃES, J. R., FADINI, P. S., NICOLAU, C. E. Desnitrificação em um sistema simplificado de tratamento de esgoto. Engenharia Sanitária e Ambiental, v.18, n.4, p. 381-392, 2013.

VAN DONGEN, U., JETTEN, M.S., VAN LOOSDRECHT, M.C. The SHARON-Anammox process for treatment of ammonium rich wastewater. Water Science and Technology, v. 44, n. 1, p. 153-160, 2001.

VAN KESSEL, M. A. H. J., SPETH, D. R., ALBERTSEN, M., NIELSEN. P. H., Op Den CAMP, H. J. M.; KARTAL, B.; JETTEN, M. S. M.; LÜCKER, S. Complete nitrification by a single microorganism. Nature, v.528, p. 555-559, 2015.

VON SPERLING, M. Estudos e Modelagem da Qualidade da Água. 1ª ed. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Minas Gerais: 2007. 588 p.

VON SPERLING, M. Lodos ativados. 2ª ed. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Minas Gerais: 1997. 428 p.

VON SPERLING, M. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. 2ª ed. Belo Horizonte. DESA-UFMG. p.428, 2002.

VON SPERLING, M. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. 1ª ed. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Minas Gerais: 1996. 211 p.

Water Environment Federation – WEF. American Society of Civil Engineers – ASCE; Environmental Water Resource Institute – EWRI. (2005). Biological nutrient removal (BNR) operation in wastewater treatment plants (Asce Manual and reports on Engineering Practice). McGraw-Hill, New York.

ZENATTI, D. C., GOMES, S. D., FAZOLO, A., COSTANZI, R. N., HASAN, S. D. M. GENTELINI, A. L. Nitrificação de efluente de abatedouro de tilápia em função da aeração e tempo de reação. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.13, n.6, p.750-754, 2009.

ZHENG, M.; LIU, Y-C., XU, K-N., WANG, C-W., HE, H., ZHU, W., DONG, Q. Use of low frequency and density ultrasound to stimulate partial nitrification and simultaneous nitrification and denitrification. Bioresource Technology, v.146, p.537-542, 2013.