ETAPAS DA REMOÇÃO BIOLÓGICA DA MATÉRIA ORGÂNICA NOS PROCESSOS AERÓBIOS

De forma simplificada, as reações aeróbias para estabilização da matéria orgânica carbonácea em sistemas fechados, como no teste de DBO, ocorrem em duas etapas principais:

1. ETAPA INICIAL: PREDOMINÂNCIA DA SÍNTESE (ANABOLISMO)

Nesta fase, a matéria orgânica é utilizada pelos microrganismos como fonte de energia e crescimento, promovendo intensa atividade metabólica e consumo de oxigênio. Há aumento da biomassa, e a síntese celular pode ser representada pela equação abaixo:

8 CH2O + NH3+3 O2 → C5H7NO2 + 3 CO2 + 6 H2O + Energia

Sendo que CH2O representa a matéria orgânica e C5H7NO2 o material celular gerado.

2. ETAPA SUBSEQUENTE: PREDOMINÂNCIA DA RESPIRAÇÃO ENDÓGENA (CATABOLISMO)

Com a redução do substrato disponível, os microrganismos passam a consumir seu próprio material celular como fonte de energia, caracterizando a respiração endógena:

C5H7NO2 + 5 O2 → 5 CO2 + NH3 + 2 H2O + Energia

Em reatores biológicos de tratamento de efluentes compostos por culturas mistas, diferentes espécies de microrganismos coexistem em estágios variados de crescimento e decaimento. A descrição acima refere-se ao comportamento médio dos microrganismos heterotróficos.

A soma do oxigênio consumido nas duas fases corresponde à demanda bioquímica de oxigênio última (DBOu), que pode também ser expressa pela demanda química de oxigênio (DQO). A equação global simplificada da oxidação da matéria orgânica é:

CH2O + O2 → CO2 + H2O + Energia

A demanda teórica de oxigênio (DTeO), baseada na estequiometria, é geralmente superior à DBOu, pois, na fase endógena, células bacterianas mortas são utilizadas como alimento por outros microrganismos, gerando sucessivas oxidações. As bactérias vivas, bem como as mortas, servem de alimento para organismos superiores, como protozoários. No entanto, uma fração da matéria orgânica é resistente à degradação biológica, o que explica a diferença entre os valores de DTeO e DBOu.

A remoção da matéria orgânica (primeira fase) leva de 1 a 2 dias. Já a oxidação da biomassa celular (segunda fase) tem duração teórica infinita, mas na prática considera-se completa em cerca de 20 dias. A taxa de reação da fase de assimilação é consideravelmente maior que a da fase de respiração endógena.

Quando se representam graficamente, ao longo do tempo, o consumo acumulado de oxigênio, a concentração de bactérias e a concentração de substrato (matéria orgânica biodegradável disponível para os microrganismos), obtêm-se curvas com os perfis característicos ilustrados na imagem.

Os processos de tratamento aeróbios, como lodos ativados, são amplamente utilizados para remoção de matéria orgânica de efluentes, devido a sua alta eficiência. A B&F Dias é referência em sistemas de aeração por ar difuso para ETEss, e líder na América Latina no setor. Saiba mais em: bfdias.com.br