Produção de bioestruvita a partir de efluente sintético com suplementação de magnésio (Mg) de baixo custo

Abstract

A produção biológica de estruvita (MgNH4PO4·6H2O) por meio da biomineralização tem chamado a atenção da comunidade científica, especialmente porque está alinhada com a resolução de três grandes demandas: obtenção do fósforo, um recurso escasso; a necessidade de combater a eutrofização de corpos d’água; e remoção de nutrientes de águas residuárias para atender aos padrões de descarte nos corpos hídricos. Apesar disso, a limitação do processo de produção de estruvita está associada à fonte de magnésio, tornando-se relevante identificar quais fontes poderiam ser empregadas. Nesse sentido, este trabalho visa avaliar a produção biológica de estruvita (MgNH4PO4·6H2O) a partir de efluente sintético simulando a urina humana hidrolisada, com emprego do Bacillus pumilus. O estudo comparou duas fontes de magnésio: MgO e MgSO4·7H2O, em reatores em batelada operando em condições controladas e a uma razão molar Mg2+:NH4+:PO43- de 1:1:1,3. Os reatores foram mantidos por 10 dias, a 30ºC sob agitação de 100 rpm, e com monitoramento diário. Para isso, foram realizados testes de bancada, onde a concentração de nutrientes foi analisada por cromatografia de íons (PO43-, NH4+, Mg2+), o crescimento microbiano foi avaliado por espectroscopia (660 nm), a formação de estruvita foi avaliada por meio de análises de sólidos suspensos, microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia de raios-X de energia dispersiva (EDS) e difração de raios-X (DRX). Os resultados obtidos indicam que a utilização do MgSO4·7H2O tem sido identificada como a fonte de magnésio com maior potencial para a recuperação do fósforo, apresentando precipitação de sólidos fixos na ordem de 234,63 mg/L, maior remoção de matéria orgânica (97,63%, k=0,126 d-1) e cristais de estruvita com dimensões maiores (125 μm x 260 μm), enquanto o MgO apresentou menor desempenho (83,02%) e uma constante de velocidade reduzida (k=0,020 d-1), além de cristais com diâmetros médios menores (50 μm x 140 μm).