Estratégias para Otimização da Desnitrificação Anaeróbica Durante o Cultivo de Penaeus vannamei em Sistemas de Bioflocos
Autora: Maria de Fátima Gomes Silva (Currículo Lattes)
Orientador: Dr. Wilson Wasielesky
Resumo
A desnitrificação anaeróbica consiste na conversão microbiana do nitrato e do nitrito em nitrogênio molecular ou óxido nitroso, promovendo a remoção desses compostos de ambientes aquáticos. Na aquicultura, este processo melhora a qualidade da água, previne a eutrofização e reduz a dependência de insumos químicos, favorecendo a sustentabilidade. Este trabalho teve o objetivo de testar diferentes estratégias para otimizar a desnitrificação anaeróbica em sistemas de bioflocos durante o cultivo de Penaeus vannamei, avaliando diferentes volumes de desnitrificação, diferentes concentrações de sólidos suspensos e metodologias de controle do pH. O trabalho é composto por dois capítulos. No primeiro capítulo, avaliou-se a eficiência da remoção de nitrato considerando diferentes volumes de água destinados à desnitrificação durante o cultivo de P. vannamei em sistema de bioflocos e a influência de distintas concentrações de sólidos suspensos totais no processo de desnitrificação anaeróbica. O primeiro experimento, foi realizado ao longo de 55 dias em tanques de 500 L contendo juvenis de P. vannamei (400 camarões/m³, peso médio de 0,94 ± 0,44 g), cada tanque experimental foi composto por um reator de volume equivalente ao determinado para cada tratamento, sendo 5%, 25% e 50%, com a desnitrificação ativada pela adição de açúcar comum sempre que a concentração de nitrato ultrapassava 75 mg/L. O pH foi mantido entre 8 e 9 por meio da adição de NaOH, e os camarões foram alimentados duas vezes ao dia com ração balanceada, além de serem submetidos a biometrias semanais. No segundo experimento, com duração de 4 dias, analisou-se a influência da concentração de sólidos suspensos na eficiência e velocidade da desnitrificação. Para isso, tanques de 60 L contendo 25 L de água foram submetidos a seis tratamentos, correspondentes a diferentes concentrações de sólidos suspensos (500, 550, 1000, 1500, 2000 e 2500 mg/L), sendo abastecidos com água proveniente do cultivo de P. vannamei em bioflocos. O segundo capítulo, composto por dois experimentos, teve por objetivo determinar a dosagem ideal de NaOH para manter o pH acima de 8 na etapa inicial da desnitrificação anaeróbica e avaliar diferentes estratégias de adição desse alcalinizante. No primeiro experimento, realizado por 4 dias, quantificou-se a necessidade total de NaOH para garantir a estabilidade do pH entre 8 e 9. No segundo, de igual duração, compararam-se seis metodologias de adição de NaOH: O controle (TC) consistiu na adição de 50 mL de solução de hidróxido de sódio (NaOH) sempre que o pH caía abaixo de 8, até sua estabilização. Nos tratamentos experimentais (TD0, TD, TD2, TD3 e TGOT), diferentes estratégias de adição do NaOH foram testadas. No tratamento TD0, o volume total de NaOH, previamente determinado, foi adicionado somente quando o oxigênio dissolvido atingiu cerca de 0 mg/L. O tratamento TD consistiu na adição inicial de todo o volume de NaOH, logo após a introdução do carbono orgânico, antes que o oxigênio se esgotasse. O TD2 dividiu o volume em duas adições: uma no início e outra quando o oxigênio dissolvido se aproximou de 0 mg/L. No TD3, três adições foram feitas ao longo do experimento: no início do experimento, quando o oxigênio dissolvido atingiu níveis próximos de 0 mg/L com queda acentuada do pH, e seis horas após a segunda para compensar novas quedas no pH. No tratamento TGOT, NaOH foi gotejado continuamente durante a uma taxa de 0,53 mL/min durante as primeiras 12 horas do experimento, Em ambos os capítulos, monitoraram-se diariamente pH, alcalinidade, temperatura, salinidade, oxigênio dissolvido, nitrogênio amoniacal total, nitrito, nitrato, sólidos suspensos totais e sedimentáveis. Nos reatores, o pH foi aferido a cada hora até sua estabilização, enquanto demais parâmetros foram analisados três vezes ao dia. Os resultados do primeiro capítulo evidenciaram que o tratamento com 50% de volume vou mais eficaz, se tratando de redução do nitrato e proporcionou a maior taxa de sobrevivência (85,2%). No segundo experimento, concentrações superiores de sólidos suspensos (superiores a 550 mg/L) reduziram significativamente o tempo de remoção das concentrações de nitrato, de 45 para 24 horas. No segundo capítulo, determinou-se que a dosagem ideal de NaOH foi de 14 mL/L para manter o pH entre 8 e 9. Todos os tratamentos resultaram em concentrações finais de nitrato e nitrito próximas a 0 mg/L, confirmando a eficácia da desnitrificação. Contudo, diferenças significativas foram observadas nos níveis de oxigênio dissolvido, alcalinidade, fosfato e sólidos suspensos totais. O pH apresentou decréscimo nas primeiras horas devido à liberação de hidróxidos durante as reações microbianas, estabilizando-se posteriormente. Esses resultados corroboram a relevância da desnitrificação biológica para a manutenção da qualidade da água e confirmam que a implementação de técnicas otimizadas do processo pode contribuir para a sustentabilidade e o crescimento saudável de P. vannamei na aquicultura intensiva.