Avaliação de filtros anaeróbios com meio suporte de resíduo de construção e demolição contaminado com gesso

Abstract

O uso de resíduos de construção e demolição em sistemas de tratamento sanitário representa uma alternativa de redução dos impactos ambientais e uma oportunidade de valorização das características físico-químicas deste material. Neste contexto, este trabalho avaliou o desempenho e a estabilidade operacional de quatro filtros anaeróbios tratando esgoto sanitário sintético com diferentes composições de meio suporte. Os reatores de bancada foram operados em regime de batelada sequencial, sendo um preenchido com pedra brita e três com RCD contendo 2%, 4% e 6% de gesso. A operação foi conduzida em três Fases, com cargas orgânicas volumétricas de 0,086 kg DQO/m³.dia , 0,796 kg DQO/m³.dia e de 0,987 kg DQO/m³.dia , avaliando-se a demanda química de oxigênio, turbidez, pH, temperatura, alcalinidade e ácidos voláteis totais. Os reatores contendo gesso promoveram redução da DQO e da turbidez, com valores máximos de 60,51% e 89,24% respectivamente, entretanto, o reator preenchido com pedra brita apresentou desempenho superior, com eficiências superiores a 90% para ambos os parâmetros durante quase todo o período experimental. Os reatores contendo RCD apresentaram elevada alcalinidade, com valores máximos de 1.758,32 mgCaCO3/L, e aumento significativo do pH, com valores entre 11 e 12,6, evidenciando excessiva alcalinização do meio. Apesar da elevada neutralização de ácidos nesses reatores, o aumento da COV foi acompanhado pelo acúmulo de AOVs, com concentrações máximas de 192,94 mgCH3COOH/L, aumento da relação AI/AP, com valores de até 0,76 , e redução da eficiência de remoção de DQO, com desempenhos mínimos de 15,69%, observados principalmente na Fase 3. A análise conjunta desses parâmetros sugere que a alcalinização excessiva promovida pelo RCD e a manutenção de valores muito elevados de pH podem ter estabelecido condições desfavoráveis à acidogênese e metanogênese, reduzindo a conversão dos AOVs e favorecendo seu acúmulo, com consequente aumento da relação AI/AP, maior DQO residual e menor estabilidade operacional. Embora tenham sido observadas diferenças pontuais entre os reatores com gesso, não foi identificado tendência constante nos valores dos parâmetros em função do teor de gesso presente no meio suporte. Conclui-se que os filtros anaeróbios com meio suporte de RCD contaminado com gesso apresentam potencial na redução da turbidez do efluente e também como fonte adicional de alcalinidade. Contudo, nas condições avaliadas, seu uso não proporcionou maior eficiência ou estabilidade operacional em comparação com a pedra brita, sugerindo a necessidade de um maior controle da COV aplicada, preservando a estabilidade do processo anaeróbio.

The use of construction and demolition waste in wastewater treatment systems represents an alternative for reducing environmental impacts and an opportunity to take advantage of the physicochemical properties of this material. In this context, this study evaluated the performance and operational stability of four anaerobic filters treating synthetic sanitary wastewater and containing different support media compositions. The bench-scale reactors were operated in sequential batch mode, with one reactor packed with crushed stone and three reactors packed with CDW containing 2%, 4%, and 6% gypsum. The experimental operation was conducted in three phases, with organic loading rates of 0.086 kg COD/m³·d, 0.796 kg COD/m³·d, and 0.987 kg COD/m³·d, respectively. Chemical oxygen demand, turbidity, pH, temperature, alkalinity, and total volatile acids were monitored. The reactors containing gypsum promoted reductions in COD and turbidity, with maximum removal efficiencies of 60.51% and 89.24%, respectively. However, the reactor packed with crushed stone showed superior performance, with removal efficiencies above 90% for both parameters throughout most of the experimental period. The reactors containing CDW exhibited high alkalinity, reaching a maximum value of 1,758.32 mg CaCO₃/L, as well as a significant increase in pH, with values ranging from 11 to 12.6, indicating strong alkalization of the medium. Despite the high acidneutralizing capacity observed in these reactors, the increase in OLR was accompanied by the accumulation of TVA, with maximum concentrations of 192.94 mg CH₃COOH/L, an increase in the intermediate-to-partial alkalinity ratio, reaching values of up to 0.76, and a decrease in COD removal efficiency, with minimum efficiencies of 15.69%, particularly during Phase 3. The combined analysis of these parameters suggests that the excessive alkalization promoted by the CDW and the maintenance of very high pH values may have created unfavorable conditions for acidogenesis and methanogenesis, reducing TVA conversion and favoring their accumulation, consequently resulting in an increased IA/PA ratio, higher residual COD, and lower operational stability. Although occasional differences were observed among the reactors containing gypsum, no consistent trend in the monitored parameters was identified as a function of the gypsum content in the support medium. It is concluded that anaerobic filters packed with gypsumcontaminated CDW show potential for reducing effluent turbidity and providing an additional source of alkalinity. However, under the conditions evaluated, their use did not result in greater treatment efficiency or operational stability compared with crushed stone, suggesting the need for improved control of the applied OLR to preserve the stability of the anaerobic process.