Avaliação da Produção Algal em Lagoas de Alta Taxa

O projeto em questão tem como objetivo o desenvolvimento de alternativas sustentáveis de remoção de nutrientes e aproveitamento de energia, que contemplem custos de implantação, operação e manutenção compatíveis à realidade socioeconômica do Brasil. Além disso, pesquisas abordando o presente tema são de extrema importância, pois visam à proteção dos mananciais hídricos, minimizando impactos ambientais decorrentes do despejo dessas substâncias nos corpos receptores. Neste contexto, as lagoas de alta taxa, em um sistema de tratamento de esgotos, caracterizam-se pelo alto poder gerador de biomassa de algas, sendo estas um subproduto geralmente indesejável por causar alterações na qualidade das águas. Por outro lado, o aproveitamento dos nutrientes contidos nas águas residuárias, visando à maximização da produção de biomassa, envolve procedimentos consolidados de operação que requerem baixos custos operacionais e apresentam a vantagem adicional de controle da poluição dos recursos hídricos. A biomassa é considerada mundialmente como uma importante fonte renovável de geração de energia, incluindo energia elétrica, combustíveis veiculares (biodiesel) e fonte de calor para equipamentos industriais. As lagoas de alta taxa são fotobiorreatores abertos, que combinam o crescimento da biomassa algal com a captura de gás carbônico, que, por processo de fotossíntese, libera oxigênio para o meio, realizando assim a estabilização da matéria orgânica contida nos efluentes, operam em circuitos fechados e seus desempenhos estão altamente relacionados com as condições climáticas, primordialmente com a irradiação solar e a temperatura da água. O efluente circula graças à presença de impulsionadores, formando assim lagoas de mistura completa e evitando a sedimentação das algas. Esse fluxo é o responsável pela maior exposição das algas à luz, maximizando a geração de biomassa, o que por sua vez possibilita uma maior absorção dos nutrientes presentes, tornando o tratamento de baixo custo, comparado a lagoas convencionais. Este projeto é realizado em escala piloto, onde as lagoas são alimentadas a partir de efluentes sanitários e são inoculadas com diferentes tipos de algas, contendo assim diversas espécies. No presente caso, existem tanto algas autotróficas, as chamadas fotossintetizantes, quanto algas heterotróficas, as quais consomem a matéria orgânica presente no esgoto. Graças a esses dois tipos distintos de algas, consegue-se que haja um trabalho duplamente positivo: a captura de gás carbônico (através das autotróficas), que auxilia no combate a poluição atmosférica; e a utilização direta do esgoto para o seu tratamento (através das heterotróficas), devido ao aproveitamento dos nutrientes e da matéria orgânica presentes no esgoto para o crescimento das algas. O objetivo do presente trabalho é avaliar a produção algal de duas lagoas de alta taxa: uma alimentada com efluente doméstico bruto (Lagoa A) e outra com efluente doméstico pré- tratado por reator UASB (Lagoa B). Além disso, pretende-se determinar se as diferentes condições de alimentação das lagoas interferem na densidade dos organismos. Posteriormente deseja-se converter a biomassa algal em bio-óleo por processo de pirólise. O estudo está sendo conduzido na Planta Experimental do IPH/UFRGS localizada na Estação de Tratamento de Esgotos São João Navegantes, Porto Alegre. O sistema consiste de duas lagoas de alta taxa, que possuem tempo de detenção hidráulica de quatro dias, 544 m2 de área e 163,22 m3 de volume. O reator UASB possui volume de 18,3 m³ e tempo de detenção hidráulica de 12 horas. O monitoramento dos sistemas é realizado de acordo com o Standard Methods for the Examination of Wastewater, analisando parâmetros como demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), alcalinidade, fósforo total, turbidez, nitrogênio total Kjeldahl (NTK), amônia, pH, oxigênio dissolvido (OD), sólidos totais fixos e voláteis e clorofila-a. Além destas análises essenciais, determinou-se e quantificou-se ainda as espécies de algas predominantes através de um taxonomista. Como resultados, observou-se que a Lagoa A teve uma maior produção de algas. Entretanto, observou-se também que a sua limpeza deveria ser realizada com maior frequência, tendo sua produção por tempo reduzida. A partir disso, concluiu-se que o sistema da Lagoa B é a melhor opção para o projeto, já que nele há uma maior eficiência relativa de processo, podendo ainda haver geração de energia a partir do aproveitamento do metano gerado no reator UASB.