Abstract: Biological nitrogen removal via Anammox is an advantageous technology in the nitrogen treatment effluents with a low Carbon/Nitrogen ratio, a process that makes this route interesting for the most different types of industries, agribusinesses, and urban effluent treatment plants. Achieving robust Anammox biomass for use in full-scale plants is still a challenge that motivates studies of biomass enrichment and the search for kinetic parameters of substrate consumption rate that help optimize the conduction of reactors. According to the previously mentioned, this work aimed to carry out the kinetic study of nitrogen consumption by the Anammox process in a membrane aerated biofilm reactors operated in sequential batches (MABR-BS). 6 MABR-BS reactors were used, each one of them inoculated with a specific Anammox sludge, obtained from the enrichment of anaerobic and aerobic sludges coming from 3 different sludge sources, namely, a municipal wastewater treatment plant, a landfill leachate treatment plant, and a swine slaughterhouse effluent treatment plant. For the kinetic study, 6 reactors were used, made in glass flasks with a total volume of 1L, with a useful volume of 500 mL, with the 300:200mL ratio between synthetic effluent (with 100mgN-NH4+.L-1) and sludge from the sources: R1 - anaerobic sludge from a UASB reactor for urban sewage treatment; R2 - mixed sludge from a UASB reactor, consisting of waste sludge and supernatant scum; R3 - anaerobic sludge from landfill leachate treatment; R4 - mixed sludge consisting of aerobic and anaerobic sludge from landfill leachate treatment plant; R5 - anaerobic sludge from the swine slaughter effluent treatment plant and R6 - aerobic and anaerobic sludge from the swine slaughter effluent treatment plant. The experimental apparatus had 3 aerators coupled to 3 flowmeters with an air flow regulated at 1.0 L.min-1; 30 cm of silicone membrane in a curved shape with one of the inlets connected to the aerator and flowmeter, the other outlet was immersed in a 75 cm water column, exerting negative pressure on the air inside the tubular silicone membrane, forcing the air to exit through the microporosity of the membrane. Aeration was intermittent, with an interval of 0.16 h between each minute of aeration, the reactors were shaken in a water bath at 30 rpm and temperature of 32°C. The kinetic test had a duration of 24 hours with sampling every 2.5 hours. The nitrogen removal efficiencies (%) determined in the kinetic test were 61.36 (R1); 61.01(R2); 59.03 (R3); 56.70 (R4); 62.77 (R5) and 64.40 (R6). Regarding pH, all reactors had an initial pH above 8.0 and a final pH close to neutral. The specific nitrogen removal rates (in mgN.gVSS-1h-1), were on average 29.43 (R1); 33.50 (R2); 33.62 (R3); 33.42 (R4); 28.90 (R5) and 30.34 (R6). The best performance in the kinetic assay was obtained in the R1 reactor, obtaining a specific activity of maximum nitrogen removal of 57.61 mgN.gVSS-1h-1 and molar generation of residual nitrate with a stoichiometric coefficient of 0.018 mol Ver menos

Resumo: A remoção biológica de nitrogênio via Anammox se trata de uma tecnologia vantajosa no tratamento de efluentes nitrogenados com baixa relação Carbono/Nitrogênio, processo que torna essa via interessante para os mais diferentes tipos de indústrias, agroindústrias e estações de tratamentos de efluentes urbanos. Conseguir biomassa Anammox robusta para utilizar em plantas de escala real ainda é um desafio que motiva estudos de enriquecimento de biomassa e a busca por parâmetros cinéticos de velocidade de consumo de substrato que auxiliem na otimização da condução dos reatores. Diante do apresentado esse trabalho teve por objetivo realizar o estudo cinético do consumo de nitrogênio por processo Anammox em reatores de biofilme aerado em membrana operados em bateladas sequenciais (MABR-BS). 6 reatores MABR-BS foram utilizados, sendo cada um deles inoculado com um tipo de lodo Anammox, obtido do enriquecimento de lodos anaeróbios e aeróbios advindos de 3 diferentes fontes de lodo sendo elas, uma estação de tratamento de esgoto sanitário, uma estação de tratamento de lixiviado de aterro sanitário e uma estação de tratamento de efluente de abate de suínos. Para o estudo cinético foram utilizado 6 reatores confeccionados em frascos de vidro de volume total de 1L, com volume útil de 500 mL, sendo a relação 3:2 (v:v) entre efluente sintético (com 100mgN-NH4+.L-1) e lodo das fontes: R1 - lodo anaeróbio de reator UASB de tratamento de esgoto urbano; R2 - lodo misto de reator UASB, constituído por lodo de descarte e escuma sobrenadante; R3- lodo anaeróbio de tratamento de lixiviado de aterro sanitário; R4 - lodo misto constituído por lodo de lagoa aeróbia e anaeróbia da estação de tratamento de lixiviado de aterro sanitário; R5 - lodo anaeróbio da estação de tratamento de efluente de abate suíno e R6 - lodo aeróbio e anaeróbio da estação de tratamento de efluente de abate suíno. O aparato experimental contou com 3 aeradores acoplados a 3 fluxômetros com vazão de ar regulada em 1,0 L.min-1; 30 cm de membrana de silicone em formato curvilíneo com uma das entradas conectadas ao aerador e fluxômetro, a outra saída foi imersa em coluna de água de 75 cm, exercendo pressão negativa sobre o ar no interior da membrana tubular de silicone, obrigando o ar a sair pela microporosidade da membrana. A aeração foi intermitente, com intervalo de 9,6 minutos entre cada minuto de aeração, os reatores foram agitados em equipamento banho maria ajustado em 30 rpm e temperatura de 32°C. O ensaio cinético durou 24h e contou com uma amostragem a cada 2,5h. As eficiências de remoção de nitrogênio (em %) determinada no ensaio cinético foram de 61,36 (R1); 61,01(R2); 59,03 (R3); 56,70 (R4); 62,77 (R5) e 64,40 (R6). Com relação ao pH todos os reatores apresentaram pH inicial acima de 8,0 e pH final próximo à neutralidade. As velocidades específicas de remoção de nitrogênio (em mgN.gSSV-1h-1), foram em média de 29,43 (R1); 33,50 (R2); 33,62 (R3); 33,42 (R4); 28,90 (R5) e 30,34 (R6). O melhor desempenho no ensaio cinético foi obtido no reator R1, obtendo atividade específica de remoção de nitrogênio máxima de 57,61 mgN.gSSV-1h-1 e geração molar de nitrato residual com coeficiente estequiométrico de 0,018 mol Ver menos