Extração de biomassa aderida ao meio-suporte de um reator de leito móvel com biofilme: agitação mecânica e ultrassom / Extraction of biomass attached to a support media in a moving bed biofilm reactor: mechanical agitation and ultrasound

RESUMO A quantificação de biomassa fixa em reatores de leito móvel com biofilme (MBBRs) é essencial para avaliação e controle do desempenho deles. Entretanto, observa-se que tal quantificação é realizada empregando-se diversas técnicas, o que dificulta comparações entre resultados. No presente trabalho, foram testadas duas das principais técnicas (agitação mecânica e ultrassom) utilizadas para extração de biomassa aderida aos meios-suporte (mídias) de um MBBR sem utilização de agentes químicos. Os desenhos experimentais foram realizados utilizando-se planejamento fatorial completo, e, para tal, foram selecionadas duas variáveis independentes: tempo (T) de exposição de 15 a 60 min; e volume de água destilada utilizado para extração (V) de 100 a 400 mL. O ultrassom mostrou-se superior à agitação mecânica quanto à eficiência no percentual extraído de sólidos suspensos totais (%SST), e embora nenhuma das variáveis (T ou V) tenha contribuído significativamente nas faixas testadas, com base na superfície de respostas, foi conduzido um novo experimento, ampliando a faixa de T de 5 a 90 min. A variável T contribuiu significativamente para o %SST, e o melhor resultado foi obtido com T = 90 min. Recomenda-se o uso de ultrassom, volume de mais fácil manuseio (250 mL) e T = 90 min. Ensaios adicionais são recomendados, tendo em vista a padronização do método.

ABSTRACT Quantification of attached biomass in Moving Bed Biofilm Reactors (MBBR) is essential for performance assessment and process control. However, it is observed that such quantification is performed using the most diverse techniques, which hampers comparisons between results. In this investigation, two of the main techniques used (mechanical agitation and ultrasound) were compared for removal of the biomass attached to the support media of an MBBR reactor without the use of chemical agents. The experiments were planned following full factorial designs using the two independent variables: Exposure time (T) from 15 to 60 min; and Volume of distillate water used for extraction (V) from 100 to 400 mL. The results revealed that ultrasound is superior to mechanical agitation regarding detachment of the total suspended solids (%TSS) and though neither T or V contributed significantly within the interval tested, based on the response surface, a new experiment was performed using an increased T range from 5 to 90 min. Then, exposure time contributed significantly to the %TSS detachment, with the best result at 90 min. The use of ultrasound is therefore recommended, with volume that is easier to handle (250 mL) and time equal to 90 min. Additional tests are recommended for method standardization.

Utilização do fruto seco descascado da Luffa cyllindrica como meio suporte em filtros biológicos percoladores: análise do desempenho quanto à redução da carga orgânica e considerações microbiológicas / Use of dehydrated peeled fruit of Luffa cyllindrica as support medium in biological trickling filters: analysis of performance regarding the reduction of the organic content and microbiologic considerations

RESUMO Experiências sobre o tratamento de esgoto doméstico foram realizadas em instalação piloto de filtros biológicos percoladores, em laboratório, nos quais frutos secos descascados de Luffa cyllindrica constituíram o meio suporte para o crescimento microbiológico, com o objetivo de verificar sua capacidade de remoção da matéria orgânica, medida em termos da demanda bioquímica de oxigênio e da demanda química de oxigênio. Os resultados obtidos, quando comparados com os originários de um filtro similar que utilizava pedras como meio suporte, indicaram que a Luffa cyllindrica pode substituir, em condições específicas, o meio suporte tradicional. Embora estudos microbiológicos detalhados não estivessem entre os objetivos deste estudo, observou-se também que o biofilme encontrado na Luffa cyllindrica era mais rico em espécies e apresentava estágio mais evoluído do que o biofilme encontrado nas pedras. Estudos complementares são recomendados.

ABSTRACT Domestic sewage treatment experiments were conducted in a pilot installation of biological trickling filters in laboratory, in which the peeled dehydrated fruits of Luffa cyllindrica were used as a support medium for microbiological growth, in order to verify its capacity to remove organic matter, measured in terms of biochemical oxygen demand and chemical oxygen demand. The results obtained, when compared to results from similar pilot plant using stones as supporting medium, indicated that Luffa cyllindrica can substitute, under specific conditions, the traditional support media. Although detailed microbiologic studies were not among the objectives of this study, it was also observed that the biofilm found in Luffa cyllindrica was richer in species and in a higher evolutive stage than the biofilm found in the stones. Further studies are recommended.