Avaliação da codigestão de glicerol com esgoto sanitário em reator anaeróbio de leito fixo visando a biodegradação de micropoluentes orgânicos

A presença de micropoluentes orgânicos (MPOs) no meio aquático vem se mostrando uma questão ambiental mundialmente relevante nas últimas décadas. Os micropoluentes, embora presentes em concentrações traço, podem causar malefícios tanto à saúde humana quanto no ambiente, apresentando associações com o desenvolvimento de cânceres, infertilidades, resistência antimicrobiana, entre outros. No Brasil, o estudo de sistemas de tratamento biológico anaeróbios para lidar com os diferentes MPOs têm alcançado posição de destaque devido às condições climáticas favoráveis para os biorreatores anaeróbios. Entretanto, a digestão anaeróbia de águas residuárias domésticas apresenta um baixo potencial de geração e reaproveitamento de biogás. Nesse sentido, surge como alternativa a codigestão anaeróbia que também é capaz de oferecer uma destinação ambientalmente correta de rejeitos passíveis de serem utilizados como cosubstratos. Portanto, o presente trabalho propõe a avaliação da codigestão da glicerina, subproduto proveniente da produção de biodiesel, com esgoto sanitário em reator anaeróbio de leito fixo, acidogênico (Ac) e metanogênico (Met), visando a biodegradação dos seguintes micropoluentes orgânicos: o anti-inflamatório acetaminofeno; os antibióticos sulfametoxazol e ciprofloxacina; o betabloqueador metoprolol e o psicoativo carbamazepina. O estudo visa, portanto, elucidar o cometabolismo orgânico como um potencial mecanismo de biodegradação dos micropoluentes, bem como estabelecer uma alternativa viável de otimização da produção e aproveitamento do biogás a partir do esgoto sanitário. A eficiência média de remoção de matéria orgânica do sistema foi superior a 94% durante toda a operação dos reatores, enquanto que a remoção de carboidratos teve um valor médio de 99%, indicando um ótimo desempenho da digestão anaeróbia, com total conversão de carboidratos e teor irrisório de matéria||orgânica residual. A codigestão de glicerol (GOH) durante a acidogênese levou a um aumento significativo na biodegradação de ciprofloxacina (de 25% para 46%) e do metoprolol (de 45% para 59%). O cometabolismo heterotrófico de MPOs impulsionado pelo glicerol foi confirmado pela cinética de biodegradação, na qual os valores de kbio (constante de cinética de biodegradação) aumentaram. Houve remoção completa do acetaminofeno e do sulfametoxazol, tanto sem a adição do cobsubstrato (Fase 1) quanto com a adição do glicerol (Fase 2). Já em termos de remoção global para a ciprofloxacina e a carbazepina foram observados, respectivamente, 56% e 77% durante a Fase 1 e de 63% para o antibiótico e 67% para o antiepilético durante a Fase 2. A partir do perfil cinético de decaimento dos micropoluentes no sistema, observou-se que a concentração residual para todos os MPOs, exceto o metoprolol na fase 1, foram baixos, demonstrando o bom desempenho do sistema, sem afetar a produção de biometano, uma vez que o reator Met teve uma alta porcentagem de metano no biogás com uma média acima de 88% durante toda a operação. Além disso, a cofermentação de glicerol proporcionou um aumento no potencial de geração de biometano no sistema (potencial energético de 5,0 e 6,3 kJ g⁻¹-DQOremovida, sem e com GOH, respectivamente). Desta forma, a utilização do glicerol como cosubstrato além de promover a melhoria na remoção de MPOs mostrou ser energicamente vantajosa.