Estudo do comportamento da DBO em suporte aeróbio de oxigênio puro: coeficientes cinéticos e fatores de correlação

Abstract

Os sistemas de tratamento de esgotos por lodos ativados, utilizando como suporte aeróbio o oxigênio puro, vem sendo utilizados cada vez com maior freqüência no tratamento de efluentes industriais e, recentemente, no tratamento de esgotos domésticos. No dimensionamento destes sistemas de tratamento tem sido utilizada uma DBO, que utiliza oxigênio puro como suporte aeróbio, que reflete de forma mais realista a eficiência destes sistemas na remoção da matéria orgânica biodegradável. Apesar da grande importância desta DBO modificada não há referências na literatura sobre a sua cinética. Neste trabalho foi estudada a diferença entre os coeficientes cinéticos e os graus de eficiência na remoção da matéria orgânica biodegradável, de um sistema que utilize para análise de DBO um suporte aeróbio tradicional (DBOt), e de outro que utilize oxigênio puro como suporte aeróbio (DBOm). A metodologia operacional desta pesquisa foi baseada na realização de análises para avaliação do comportamento da DBO, quando em meio de ar atmosférico ou em meio de oxigênio puro através da incubação por cinco dias a 20o C e com leitura de oxigênio dissolvido, realizada diariamente, pelo método Winkler. Os resultados das análise demonstraram significativa diferença entre os valores da DBOt e da DBOm, foi obtido um fator de correlação da razão DBOm/DBOt de 1,523 ± 0,103, demonstrando um aumento da eficiência na remoção da matéria orgânica de cerca de 50%, pelo uso do oxigênio nas condições do ensaio. Através destes resultados obtidos, foram calculados os coeficientes cinéticos (K) associados à redução da DBO; tanto tradicional (DBOt) quanto modificada (DBOm). Os valores de K’ foram similares entre as técnicas de DBO: pelo método de Thomas se obteve Km = 0,234 ± 0,066 d-1 e Kt = 0,205 ± 0,045 d-1 e pelo método de Regressão Linear se obteve Km = 0,287 ± 0,027 d-1 e Kt = 0,298 ± 0,019 d-1. Estes resultados mostram que a escolha da cinética de primeira ordem é adequada para expressar o coeficiente de biodegradação da DBOm e que a variação temporal da DBOm é semelhante a da DBOt. Visando a avaliação da diferença entre os dois coeficientes cinéticos, Km e Kt, foi estabelecido um ponto inicial (Lo) da reação igual par as duas técnicas analíticas, através de um artifício matemático e foi adotado o resultado final da DBO como último ponto da curva cinética. Deste modo, foram obtidos os resultados: Km = 0,358 ± 0,026 d-1 e Kt = 0,275 ± 0,016 d-1. Além dos aspectos técnicos dos sistemas de tratamento com oxigênio puro, descritos sucintamente neste trabalho, foi realizada uma investigação das aplicações destes sistemas no Brasil, com ênfase em sua evolução histórica entre as décadas de oitenta e noventa. Nesta pesquisa, de cunho mercadológico, da evolução histórica desta técnica de tratamento, foi realizada uma pesquisa de campo com entrevistas aos gerentes de marketing das empresas que fabricam sistemas de aeração com oxigênio puro para tratamento de efluentes. Como resultado desta investigação, é apresentado no capítulo três um consolidado de caráter qualitativo.