Biorreator osmótico anaeróbio acoplado à destilação com membranas como alternativa para a concentração e recuperação de nutrientes no tratamento de esgotos domésticos

Abstract

O objetivo deste trabalho foi estimar a precipitação de sais de fósforo em biorreator osmótico anaeróbio acoplado à destilação com membranas (AnOMBR-MD) empregado no tratamento de esgoto doméstico. MgCl2 foi utilizado para compor a solução osmótica (SO) do AnOMBR-MD. Um módulo híbrido com membranas de osmose direta (OD) e destilação (MD) foi submerso em um biorreator, e os fluxos de permeado estabilizaramse em 0,5 L m-2 h-1. A rejeição do sal pela MD foi superior a 99,6%, e mais de 90% do carbono orgânico dissolvido foi removido. Uma fração do N-NH4 + permeou a membrana de OD, e a SO apresentou concentração média de 7 mg L-1. P-PO4 3- não foi detectado na SO nem no destilado, com remoção global maior que 99,99% durante toda a operação, entretanto a concentração de P-PO4 3- no líquido reacional (LR) foi menor que a calculada pelo balanço de massa, indicando precipitação de sais com o íon. Foi utilizado o software Visual MINTEQ 3.1 para calcular as especiações dos íons inorgânicos (Ca2+, Mg2+, NH4 + e PO4 3-) e a precipitação espontânea de P-PO4 3-. Com o aumento da concentração de Mg2+ no LR, o modelo termodinâmico mostrou que pode ter havido precipitação de MgCO3 , CaHPO4 e MgNH4 PO4 .6H2 O, o que também justifica a redução das concentrações de N-NH4 + e P-PO4 3- no LR no 16º dia de operação. Os sais precipitados podem ser utilizados como fertilizante agrícola, o que mostra a sustentabilidade do processo de tratamento de esgotos em AnOMBRMD, promovendo a integração do nexo água-alimento.