Estratégia de maturação de biorreator de leito móvel sob condição de enriquecimento do biofilme aderido para cultivos de recirculação de água doce

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Título principal
Estratégia de maturação de biorreator de leito móvel sob condição de enriquecimento do biofilme aderido para cultivos de recirculação de água doce [recurso eletrônico] / Augusto Costa Cardoso ; orientador, Katt Regina Lapa.
Data de publicação
2022
Descrição física
50 p. : il., gráfs.
Nota
Disponível somente em versão on-line.
Dissertação (mestrado) - Universidade do Estado de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, e Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2022.
Inclui referências.

Assunto
Aquicultura
Nitrificação
Biofiltro
Partida
Responsabilidade
Cardoso, Augusto Costa
Lapa, Katt Regina
Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Aquicultura
Idioma
Português

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Abstract: The moving bed biofilm reactor, known by the acronym MBBR, is an equipment used for the removal of organic compounds and frequently found in recirculation aquaculture systems due to its wide range of advantages such as energy consumption, simplified maintenance and more compact treatment plants compared to other biofilters. However, one of the limitations faced by producers when using biofilters is the long maturation period that this system needs to be able to fully nitrify. This work aimed to evaluate the best biofilm maturation strategy in a moving bed bioreactor with biomass adhered to a support material, using a medium enriched with NH4Cl and a medium without enrichment. The experiment consisted of 2 independent aquaculture recirculation systems, simulating a freshwater fish culture that produced a concentration of 1.0 mg/L of TAN. Each treatment consisted of a reservoir and two experimental bioreactors that received support materials for the colonization of the adhered biomass. The results indicated that the enriched treatment bioreactors had a slower performance, taking 29 days to reach maturation, while the enriched treatment took 27 days. The results suggest that the nitration process in the control treatment performed better than the enriched bioreactors. The Candidatus Nitrospira defluvii species, responsible for acting in the nitrification process, became more abundant in the control treatment where it represented 23% of the biofilm composition, while the enriched treatment presented only 3%. The study concluded that the maturation process of MBBR using NH4Cl enrichment was slower than the treatment without enrichment. However, both treatments had a satisfactory maturation speed, taking less than 30 days. It can be seen that the use of synthetic media such as NH4Cl and sodium acetate as sources of C:N associated with the effluent of Pimelodus Maculatus during the start-up process had an important benefit in the maturation time.

O biorreator de leito móvel, conhecido pela sigla MBBR (do inglês: moving bed biofilm reactor), é um equipamento utilizado para remoção de compostos orgânicos e frequentemente encontrado nos cultivos aquícolas em sistemas de recirculação de água devido a sua ampla gama de vantagens como redução do consumo de energia, manutenções simplificadas e plantas de tratamentos mais compactas em relação a outros biofiltros. No entanto, uma das limitações enfrentadas pelos produtores ao utilizarem biofiltros encontra-se no longo período de maturação que esse sistema precisa para estar apto a nitrificar plenamente. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a melhor estratégia de maturação do biofilme em um biorreator de leito móvel com biomassa aderida em material suporte, utilizando um meio de enriquecimento com NH4Cl e um meio sem enriquecimento. O experimento foi composto por 2 sistemas de recirculação aquícola independentes, simulando um cultivo de peixes de água doce que produzia uma concentração de 1,0 mg/L de NAT. Cada tratamento foi composto por um reservatório e dois biorreatores experimentais que receberam os materiais suportes para a colonização da biomassa aderida. Os resultados indicaram que os biorreatores do tratamento enriquecido tiveram um desempenho mais lento, levando 29 dias até atingir a maturação, enquanto o tratamento enriquecido levou 27 dias. Os resultados sugerem que o processo de nitratação no tratamento controle obteve um desempenho superior do que os biorreatores enriquecidos. A espécie Candidatus Nitrospira defluvii responsável por atuar no processo de nitrificação, se tornou mais abundante no tratamento controle onde representou 23% da composição do biofilme, enquanto o tratamento enriquecido apresentou apenas 3%. O estudo concluiu que o processo de maturação de MBBR utilizando NH4Cl no enriquecimento foi mais lento que o tratamento sem o enriquecimento. No entanto, ambos os tratamentos tiveram uma velocidade de maturação satisfatória, levando menos de 30 dias. O que se pode constatar que o uso de meios sintéticos como NH4Cl e acetato de sódio como fontes de C:N associado ao efluente de Pimelodus Maculatus durante o processo de partida, tiveram um benefício importante no tempo de maturação.

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