Impacto do Excesso de Oxigénio na Remoção Biológica de Fósforo em Estações de Tratamento de Águas Residuais

A remoção biológica de Fósforo é um processo de tratamento complexo,

uma vez que grande parte do metabolismo ocorre no interior das células,

recorrendo a substrato e produtos aí armazenados. Este metabolismo

baseia-se no consumo anaeróbio de ácidos gordos voláteis, e subsequente

armazenamento, sob a forma de poli-hidroxi-butirato, e cuja energia e

equivalentes redutores são fornecidos pela degradação de polifosfatos e

glicogénio acumulados internamente. Durante condições anóxicas e

aeróbias, o poli-hidroxi-butirato armazenado é oxidado, sendo utilizado para

o crescimento celular, para consumo de fosfatos do meio líquido, para

formação de glicogénio e para manutenção celular. A remoção efectiva de

fósforo é obtida quando o seu consumo aeróbio é maior que a soma da sua

concentração no afluente e do que é libertado em anaerobiose.

A estabilidade e eficiência dos processos de remoção biológica de fósforo

podem ser perturbadas por vários factores. Está documentado que a

deterioração da eficiência da remoção biológica de Fósforo, ocorre

regularmente, em algumas Estações de Tratamento, aquando afluências

elevadas de águas pluviais (após tempestades e chuvas fortes), ou períodos

de baixa carga, como por exemplo os fins-de-semana, em algumas zonas. O

fenómeno é atribuído à reduzida carga orgânica afluente nestas ocasiões.

Nestes casos, a ETAR recebe, temporariamente, esgoto com baixa

concentração, e elevadas cargas hidráulicas. Assim, afluências prolongadas

de águas pluviais, afectam negativamente os processos de remoção

biológica de fósforo. Não é ainda claro, que a diminuição da eficiência se

deva à inibição das bactérias responsáveis pela remoção de Fósforo, ou se é

a baixa concentração de matéria orgânica no afluente. Uma redução

temporária da eficiência da remoção biológica de Fósforo em vários estudos

(Temmink et al. 1996) foi explicada devido a um parcial ou total

esgotamento de poli-hidroxi-butirato armazenado no interior das bactérias.

Nestes estudos, é recomendado o ajuste dos tempos de arejamento para

evitar o consumo desnecessário de poli-hidroxi-butirato armazenado e/ou

manter um valor mínimo deste composto nas células, adicionando uma

fonte externa de carbono que não o afluente a tratar, de forma a combater

os efeitos negativos na eficiência da remoção biológica de Fósforo.

Alguns artigos referem um aumento regular de fósforo à saídas das ETAR’s,

após períodos de baixa carga orgânica afluente, que resulta num “input”

elevado de nitratos nos tanques anaeróbios, e consequente redução da

eficiência da remoção biológica de Fósforo. Esta redução, observada

frequentemente nas ETAR’s com lamas activadas com remoção biológica de

Fósforo, que, temporariamente possuem períodos de fraca afluências em

termos de carga orgânica, pode ser explicada pela seguinte hipótese:

A principal causa da redução da eficiência da remoção biológica de Fósforo,

aquando cargas orgânicas afluentes baixas, é o excesso de oxigénio nos

reactores biológicos. Este excesso, pode ser resultados de afluências

pluviais (caracterizadas pelas elevadas concentrações de oxigénio

dissolvido), ou de um sistema de arejamento dos reactores que funcione

apenas por tempos de arranque e paragem. O excesso de oxigénio conduz a

alterações na concentração interna (a nível celular) de compostos

fosfatados, com especial ênfase para o poli-hidroxi-butirato, que, neste

caso, pode ser parcial ou totalmente esgotado. Uma vez que a velocidade

de assimilação de fosfatos é controlada cineticamente pela quantidade de

poli-hidroxi-butirato na biomassa, o seu esgotamento conduz a uma redução

eficiência da remoção biológica de fósforo. Após o restauro das condições

normais de afluência, a libertação de fósforo pela biomassa não é afectada,

sendo, no entanto, a velocidade de assimilação de fosfatos do meio líquido

muito baixa, resultando numa redução eficiência da remoção biológica de

fósforo.

Resultados laboratoriais confirmam esta hipótese, ou seja, o excesso de

Oxigénio no afluente (aquando afluências elevadas de águas pluviais ou

períodos de baixa carga orgânica) resultam numa redução eficiência da

remoção biológica de fósforo. È claramente demonstrado, que esta redução

resulta da inibição de assimilação de fosfatos do meio líquido, devido ao

esgotamento de poli-hidroxi-butirato na biomassa e/ou da saturação, a nível

celular, de poli-fosfatos, uma vez que a sua concentração, como ficou

demonstrado em ensaios laboratoriais, influencia também a assimilação de

fosfatos do meio líquido.

Adicionando, artificialmente, fontes de carbono (acetato, soro de queijo, etc)

ao afluente, ocorre a libertação pela biomassa de fosfatos, mas que, no

entanto, não podem ser novamente assimilados na sua plenitude, uma vez

que o poli-hidroxi-butirato (a falta dele a nível celular) limita a assimilação

destes.