Tire o “P” de lá!

Por Heather Jennings, PE

O fósforo é um dos elementos mais abundantes na Terra.
Ele é essencial para o trifosfato de adenosina (ATP), o transportador de energia sobre o qual a vida é construída.
Mas, em excesso em nossos lagos e lagoas, vemos grandes crescimentos de algas.
Muitas vezes, essa proliferação de algas sufoca a vida aquática circundante ou produz toxinas que podem matar a vida aquática e os seres humanos.

Como o fósforo chega aos nossos rios e lagos?
Fico feliz que você tenha perguntado!
Algumas das fontes são o escoamento de fertilizantes de fazendas e gramados ou o tratamento parcial de efluentes brutos.
Com exceção de excursões periódicas, as estações de tratamento de águas residuais normalmente operam sob licenças de qualidade de água restritas, com menos de 1 mg/L de fósforo total em suas licenças de descarga.
Esse limite geralmente é menor do que o fósforo de fundo existente nas águas receptoras.
As licenças podem ser ainda mais rígidas se a estação de tratamento descarregar em águas sensíveis dos EUA (conforme definido pela Lei da Água Limpa).

As estações de tratamento de águas residuais recebem fontes variadas de águas residuais.
Elas estão realmente à mercê da comunidade e, às vezes, dos clientes industriais ou comerciais em termos da quantidade de fósforo que recebem diariamente.

Muitos operadores estão buscando soluções biológicas e/ou químicas e físicas para remover o fósforo do efluente.
A remoção biológica aprimorada de fósforo (EBPR) baseia-se no desenvolvimento de populações bacterianas que têm a capacidade de armazenar de 5% a 30% de seu peso seco em fósforo.
Um sistema EBPR em bom funcionamento, seguido de clarificação, pode atingir 0,7 mg/L de fósforo no efluente.

Esses tipos de organismos acumuladores de fósforo (PAOs) são únicos porque, embora sejam bactérias aeróbicas, eles ainda podem consumir ácidos graxos voláteis (VFAs) ou carbonos simples em condições anaeróbicas e, quando retornam às condições aeróbicas, absorvem fósforo adicional na forma de polifosfato.

Outra maneira de pensar no processo é que ele está condicionando as bactérias por meio do estágio anaeróbico para que estejam preparadas para consumir fósforo adicional – exatamente como os competidores profissionais de alimentação se preparando para o dia do grande evento.
Essas bactérias podem então ser removidas do sistema de tratamento no lodo ativado por resíduos (WAS) ou recirculadas no lodo ativado por retorno (RAS).

Como regra geral, a relação mínima de DBO:P influente precisa ser de 25:1 para ter sucesso, mas muitos sistemas aumentam o processo anaeróbico com AGVs por meio de fermentação de fluxo lateral ou adição química para fornecer a DBO necessária.
Se não houver uma fonte de carbono suficiente, como AGVs, durante o processo anaeróbico, os PAOs não conseguirão absorver fósforo adicional em condições aeróbicas.

Como tudo o mais no universo, os PAOs têm concorrentes, especialmente para os AGVs durante o estágio anaeróbico.
Essas bactérias são chamadas de organismos acumuladores de glicogênio (GAOs).
Os GAOs não contribuem para a remoção de fósforo, e seu aumento pode indicar problemas no sistema EBPR.
Pense nos GAOs como aquele primo que vem à festa da família, come tudo e vai embora antes da hora da limpeza.
Em geral, não ajudam muito com o fósforo.

Há vários controles de processo que podem ajudar os PAOs a dominar.
Os PAOs preferem temperaturas mais altas do que os GAOs.
Os PAOs também preferem um pH entre 7,25 e 8,0 no processo anaeróbico que naturalmente pré-seleciona os GAOs.
Há também uma preferência por AGVs específicos, como o ácido propiônico em relação ao ácido acético, no processo anaeróbico, que pode ser usado para empurrar a população microbiana para os PAOs.

Embora existam muitas condições para atender às necessidades do EBPR, para ser bem-sucedido, é possível adaptar os sistemas para atender a essas necessidades e, ao mesmo tempo, oferecer uma opção de tratamento biológico para o fósforo.
Certamente vale a pena dar uma olhada nisso quando você estiver lidando com a remoção de fósforo!