Resumo
Sabe se que somente 50,3% da população brasileira têm acesso a coleta de esgoto e que apenas 42% de todo esgoto gerado em território nacional é tratado. O esgoto sem tratamento causa elevados prejuízos ambientais, uma vez que causa a eutrofização dos corpos d’água e reduz drasticamente os níveis de oxigênio, impossibilitando a vida nesses locais. Além disso, a falta de saneamento básico causa inúmeras doenças, podendo levar à morte devido a contaminação. Em virtude de tais fatos, a demanda de desenvolvimento viável e mais sustentável por tratamentos de efluentes tem sido cada vez maior e o uso de fotobiorreatores com microalgas é uma opção para o tratamento de efluente, visto que tais sistemas podem ser de simples operação, baixo custo, elevada eficiência de remoção de alguns poluentes e a biomassa produzida apresenta diversas finalidades, como para produção de bioenergia e biofertilizantes. As microalgas necessitam de água e nutrientes para se desenvolverem, ambos presentes no esgoto, além de energia luminosa. Enquanto crescem, esses microrganismos removem os nutrientes presentes no esgoto, fornecem oxigênio para a degradação aeróbia da matéria orgânica pelas bactérias. Essas por sua vez produzem CO2 que é um subproduto da respiração e serve como fonte de carbono para as microalgas. Diodos emissores de luz (LED) podem otimizar o tratamento de efluentes em fotobiorreatores, garantem homogeneidade no fornecimento de energia luminosa, são econômicos e não possuem em sua composição produtos de natureza tóxica. O objetivo do estudo foi avaliar a remoção de matéria orgânica do efluente sintético por microalgas. Foram realizados experimentos em fotobiorreatores com fluxo contínuo iluminados por diodos emissores de luz azul e luz solar. Os parâmetros analisados foram demanda química de oxigênio, clorofila a e sólidos suspensos totais. Os fotobiorreatores foram eficazes para a remoção de matéria orgânica, sendo 75% no fotobiorreator iluminado por LED e 65% no fotobiorreator iluminado por luz solar e LED. Valores médios de conteúdo de clorofila a foram de 7,1 mg L-1 para o fotobiorreator iluminado por LED e para o fotobiorreator iluminado por Sol e LED foi de 8,8 mg L-1. Valores encontrados de sólidos suspensos totais para o fotobiorreator iluminado por LED foram de 868 mg L-1 e para o fotobiorreator iluminado por Sol e LED de 954 mg L-1.
Introdução
De acordo com dados disponibilizados pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS, 2015), somente 50,3% da população brasileira têm acesso à coleta de esgoto e de todo esgoto gerado em território nacional, apenas 42% são tratados. A situação mais corriqueira em parte considerável dos municípios brasileiros é o lançamento de esgoto diretamente nos corpos d’água sem nenhum tipo de tratamento. Esgoto sem tratamento causa elevados prejuízos ambientais, uma vez que promovem o fenômeno de eutrofização dos corpos d’água, reduz os níveis de oxigênio impossibilitando formas de vida aeróbias nos locais atingidos. Além de tais impactos ambientais negativos, a falta de saneamento básico causa inúmeras problemas, podendo ocasionar a morte de indivíduos, devido aos riscos de se contrair doenças, gerando um grande problema de saúde pública e de gastos para o estado.
Diante de tais circunstâncias, a demanda por tratamentos viáveis e mais sustentáveis bem como o desenvolvimento científico tecnológico para estes fins, tem sido cada vez mais necessário. Assim o uso de fotobiorreatores com microalgas é uma opção para o tratamento de efluentes, tendo em vista que tais sistemas podem ser de simples operação, baixo custo, proporcionando elevada eficiência de remoção de alguns poluentes e como um dos aspectos muito positivos, a biomassa produzida apresenta diversas aplicabilidades, como produção de biofertilizantes e geração de bioenergia (YAN et al., 2013).
O esgoto doméstico se caracteriza como um excelente meio de cultivo para microalgas e o êxito em seu crescimento é alcançado com quantidades suficientes de luz, CO2 bem como nitrogênio e fósforo, estes dois últimos estando presentes em abundância no esgoto. (CHEN et al., 2013). Enquanto ocorre adensamento populacional das microalgas elas atuam removendo os nutrientes do esgoto por assimilação, utilizam-se também da matéria orgânica como fonte de carbono, fornecem oxigênio para a degradação aeróbia da matéria orgânica pelas bactérias. Essas por sua vez produzem CO2 que é um subproduto da respiração, e serve como fonte de carbono para as microalgas. Diversos estudos afirmam que microalgas podem apresentar taxa de crescimento elevada quando cultivadas em esgoto (YUN et al.,1997; CHO et al., 2011; MUTANDA et al., 2011).
Há numerosos estudos como os de Zhao et al. (2013), Blair et al. (2014), Atta et al. (2013), que se propõem investigar a utilização de LEDs e microalgas para avaliar a remoção de matéria orgânica, nutrientes e crescimento de biomassa das microalgas. Tais estudos utilizam-se de fotobiorreatores de pequena escala (erlenmyers) operando em regime de batelada bem como utilizando cultura pura de microalgas, tornando o uso dessa tecnologia difícil pois em efluentes é raro de se contemplar que apenas uma espécie cresça. Há estudos da mesma natureza que se propõe a avaliar a remoção de poluentes em fotobiorreatores, porém fazendo uso somente de luz solar como Woertz et al. (2009), que realizaram experimentos com águas residuais municipais coletadas na Califórnia, onde testaram diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH) em fotobiorreatores de pequena escala operados de forma semicontínua, avaliando redução de nitrogênio amoniacal, fósforo e produção de lipídios para biocombustíveis. No presente estudo optou-se pela operação em fluxo contínuo no fotobiorreator iluminado por LED (A) e fotobiorreator iluminado por Sol e LED (B), visando a remoção de matéria orgânica e crescimento da biomassa algal.
Autores: Rafael Souza Leopoldino Nascimento; Raquel Gomes de Oliveira; Anibal da Fonseca Santiago; Lucas Periard do Amaral e Grazielle Rocha dos Santos.
