Nitrogênio: Formas e remoção no tratamento de esgoto e efluentes

O nitrogênio é um nutriente presente no esgoto, e efluentes de determinadas atividades, que pode causar diversos problemas quando não for devidamente removido e for lançado nos corpos hídricos. Alguns desses problemas são:

- Eutrofização, acarretando na proliferação excessiva de algas, principalmente em ambientes lênticos, comprometendo a qualidade da água para os organismos aquáticos e diversos usos, como a balneabilidade, irrigação e captação de água para abastecimento público;

- O nitrogênio amoniacal reduz o oxigênio dissolvido da água, além de ser diretamente tóxico em níveis elevados na forma de amônia livre (NH3), podendo causar a mortandade de peixes e outros organismos aquáticos;

- Na forma de nitrito e nitrato pode causar doenças aos seres humanos, sendo que há limites para estas substâncias na Portaria GM/MS nº 888/21, referente à qualidade da água para consumo humano.

No esgoto bruto, o nitrogênio é encontrado principalmente na forma de nitrogênio orgânico e amônia. O nitrogênio orgânico corresponde a grupamentos amina em moléculas orgânicas, como proteínas e ureia por exemplo, sendo que parte destas moléculas são solúveis e outras estão na forma particulada.

A parcela particulada é convertida à forma solúvel através da hidrólise. A maior parte das moléculas na forma solúvel é convertida em amônia, através do processo conhecido por amonificação.

A amônia está presente no esgoto bruto pois as reações de hidrólise e amonificação já começam a ocorrer na rede coletora de esgotos.

A amônia é oxidada a nitrito e este a nitrato no processo conhecido por nitrificação. O nitrato, por sua vez, pode ser reduzido a nitrogênio gasoso através do processo de desnitrificação, e liberado para a atmosfera. 

Tanto a nitrificação quanto a desnitrificação são processos biológicos. A nitrificação ocorre em ambiente aeróbio, pois as bactérias utilizam oxigênio durante o processo, enquanto a desnitrificação ocorre em ambiente anóxico, no qual não há oxigênio mas há nitratos.

A amônia também pode ser convertida em nitrogênio gasoso, juntamente com o nitrito, através de uma rota anaeróbia (sem oxigênio), conhecida por processo Anammox. Porém, este processo tem se mostrado eficiente apenas para efluentes com altas concentrações de nitrogênio.

O nitrogênio orgânico e a amônia formam o Nitrogênio Total Kjeldahl, ou NTK. Já o Nitrogênio Total inclui o NTK, os nitritos e os nitratos.

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