Estudo do processo de fixação e adaptação da biomassa heterotrófica na conversão de nitrato em nitrogênio molecular, em reator de leito de sabugo de milho

Abstract

A domesticação de animais e a agricultura levaram o homem a se fixar em locais específicos, iniciando a urbanização e industrialização, resultando em poluição das águas. Embora o tratamento de esgoto no Brasil tenha melhorado, quase metade da população ainda não tem acesso a ele, contaminando corpos d'água. Reatores biológicos de leito, utilizando resíduos agrícolas como o sabugo de milho, oferecem soluções sustentáveis para o tratamento de efluentes, melhorando a qualidade da água e promovendo a economia circular. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o processo de fixação e adaptação da biomassa heterotrófica na conversão de nitrato em nitrogênio molecular em um reator de leito de sabugo de milho. Nesta pesquisa foi investigada a desnitrificação em reator batelada com sabugo de milho como meio suporte, avaliando a hidrólise de carbono e conversão de nitrogênio em meio estático e dinâmico, usando água potável e efluente agrícola, analisando nitrato e DQO. Os resultados indicaram que o sabugo de milho atuou de forma eficiente como meio suporte para a biomassa, promovendo a conversão de nitrato em nitrogênio molecular. A hidrólise do carbono ocorreu de maneira satisfatória tanto no meio estático quanto no meio dinâmico, com variações no desempenho conforme o tipo de água utilizado (potável ou efluente agrícola). A remoção de nitrato foi mais efetiva em condições dinâmicas. A análise da DQO revelou que o sabugo de milho forneceu uma quantidade adequada de carbono para sustentar o processo de desnitrificação. Dessa maneira, o reator de leito com sabugo de milho é uma solução viável para o tratamento de efluentes com alto teor de nitrato, especialmente em ambientes agrícolas, contribuindo para a redução da poluição hídrica e para o desenvolvimento de práticas mais sustentáveis e integradas à economia circular.

The domestication of animals and agriculture led humans to settle in specific locations, initiating urbanization and industrialization, resulting in water pollution. Although sewage treatment in Brazil has improved, almost half of the population still lacks access to it, contaminating water bodies. Packed bed biological reactors using agricultural residues like corncob offer sustainable solutions for wastewater treatment, improving water quality and promoting a circular economy. This research aims to evaluate the process of fixation and adaptation of heterotrophic biomass in the conversion of nitrate to molecular nitrogen in a corncob bed reactor. This research investigated denitrification in a batch reactor with corncob as a support medium, evaluating carbon hydrolysis and nitrogen conversion in static and dynamic environments, using tap water and agricultural effluent, measuring nitrate and COD. The results indicated that corn cobs acted efficiently as a support medium for the biomass, promoting the conversion of nitrate into molecular nitrogen. Carbon hydrolysis occurred satisfactorily in both static and dynamic conditions, with performance variations depending on the type of water used (potable or agricultural effluent). Nitrate removal was more effective under dynamic conditions. The COD analysis revealed that the corn cob provided an adequate amount of carbon to sustain the denitrification process. Therefore, the corn cob bed reactor is a viable solution for the treatment of effluents with high nitrate content, especially in agricultural environments, contributing to the reduction of water pollution and the development of more sustainable practices integrated into the circular economy.