A salinização de aquíferos subterrâneos tem se intensificado em regiões de clima árido e semiárido e, juntamente à escassez hídrica, tem despertado interesse em todo o mundo. Além dos fatores naturais, a demanda crescente por água para abastecimento público e industrial e o consequente uso de águas salobras e salinas, que retornam na forma de esgoto para recarga dos aquíferos, tem contribuído para o aumento da concentração de sais nas reservas hídricas. Apesar da presença de sais afetar negativamente os processos biológicos de tratamento de efluentes, o processo anammox tem sido apontado como alternativa promissora para a remoção da fração nitrogenada de efluentes com elevada salinidade, visto que essa rota metabólica foi descoberta em ambientes anóxicos marinhos. Ademais, a utilização do processo no fluxo principal aplicado ao efluente de reatores anaeróbios tem sido o foco de estudos recentes, por apresentar o potencial de tornar o balanço de energia de ETEs neutro ou mesmo positivo. No presente estudo, os processos metanogênico e anammox foram avaliados para o tratamento de esgoto sanitário salino sintético (NaCl, MgCl₂ e CaCl₂). Para isso, foi elaborado e realizado planejamento fatorial para avaliação da produção de metano em ensaios em batelada (pressão osmótica ente 5,24 e 24,34 atm). Além disso, ensaios em reatores contínuos foram realizados para os processos metanogênico e anammox, separadamente. Os ensaios em batelada mostraram que a influência dos sais sobre o processo metanogênico ocorreu na ordem decrescente NaCl > MgCl₂ > CaCl₂. Ademais, o efeito de antagonismo entre os sais foi observado, o que indica que a inibição provocada por um sal isoladamente pode ser mitigada pela presença dos demais. A metanogênese foi mantida em reator anaeróbio contínuo de leito fixo estruturado alimentado com efluente sanitário sintético e salinidade de 4,4% (em g.L^-1: 28,4 NaCl, 12,0 MgCl₂ e 3,7 CaCl₂), com eficiência de remoção de DQO de 70%. No entanto, a estabilidade do processo anaeróbio sob condições salinas se apresentou dependente da suplementação de alcalinidade afluente. Em fluxo contínuo, os gêneros de arqueas metanogênicas dominantes em meio salino foram Methanomicrobium e Methanosaeta, enquanto nos ensaios em batelada, em que foram impostos choques de salinidade, os gêneros dominantes foram Methanolinea, Methanoregula e Methanosaeta. A redução da concentração de nitrogênio de 232 (cultivo do inóculo) para 60 mgN.L^-1 não afetou a população anammox, em reator contínuo de biomassa granular, para tempo de detenção hidráulica de 1,4 horas. Isso indica o potencial de utilização da unidade na remoção de nitrogênio de esgoto sanitário, com adaptação da biomassa de condições de fluxo lateral para principal. Ainda, a salinidade total por eletrólitos mistos suportada pela comunidade anammox foi de 0,72% (em g.L^-1: 4,7 NaCl, 2,0 MgCl₂ e 0,6 CaCl₂), em reator contínuo alimentado com efluente sintético. A presença de sais favoreceu o gênero Ca. Jettenia, em detrimento do Ca. Brocadia, após período de longa exposição à salinidade. A aplicação do efluente salino do reator anaeróbio (0,72%) com relação DQO/N de 0,86 afetou o processo anammox e favoreceu a rota de desnitrificação heterotrófica via nitrito para remoção de nitrogênio, o que resultou em acúmulo de amônia no efluente (>10 mgN.L^-1). A presença de matéria orgânica resultou na dominância do gênero Ca. Brocadia, em relação ao Ca. Jettenia.

The salinization of underground aquifers has intensified in arid and semi-arid regions and, along with water scarcity, has aroused interest worldwide. In addition to natural factors, the growing demand for water for public and industrial supply, and the consequent use of brackish and saline waters, which return as sewage for aquifer recharge, has contributed to the increase in salt concentration in water reserves. Despite the presence of salts negatively affecting biological wastewater treatment processes, the anammox process has been identified as a promising alternative for removing the nitrogen fraction from high-salinity effluents, as this metabolic pathway was discovered in anoxic marine environments. Furthermore, the use of the process in the mainstream applied to anaerobic reactor effluents has been the focus of recent studies, as it has the potential to make the energy balance of WWTPs neutral or even positive. In this study, the methanogenic and anammox processes were evaluated for the treatment of synthetic saline sewage (NaCl, MgCl₂, and CaCl₂). For this purpose, a factorial design was developed and carried out to assess methane production in batch experiments (osmotic pressure ranging from 5.24 to 24.34 atm). In addition, continuous reactor tests were conducted for the methanogenic and anammox processes separately. Batch experiments showed that the influence of salts on the methanogenic process occurred in the decreasing order NaCl > MgCl₂ > CaCl₂. Moreover, an antagonistic effect between salts was observed, indicating that inhibition caused by one salt alone can be mitigated by the presence of others. Methanogenesis was maintained in a continuous anaerobic fixed-bed reactor fed with synthetic sewage effluent and salinity of 4.4% (in g.L^-1: 28.4 NaCl, 12.0 MgCl₂, and 3.7 CaCl₂), with a COD removal efficiency of 70%. However, the stability of the anaerobic process under saline conditions depended on the supplementation of influent alkalinity. In continuous flow, the dominant methanogenic archaea genera in saline media were Methanomicrobium and Methanosaeta, while in batch experiments, where salinity shocks were imposed, the dominant genera were Methanolinea, Methanoregula, and Methanosaeta. The reduction in nitrogen concentration from 232 (inoculum cultivation) to 60 mgN.L^-1 did not affect the anammox population in a continuous granular biomass reactor with a hydraulic retention time of 1.4 hours. This indicates the potential for using the unit in nitrogen removal from sewage, with biomass adaptation from sidestream conditions to the mainstream. Furthermore, the total salinity supported by the anammox community in a continuous reactor fed with synthetic effluent was 0.72% (in g.L^-1: 4.7 NaCl, 2.0 MgCl₂, and 0.6 CaCl₂). The presence of salts favored the genus Ca. Jettenia over Ca. Brocadia after a long exposure period to salinity. The application of saline effluent from the anaerobic reactor (0.72%) with a COD/N ratio of 0.86 affected the anammox process and favored the heterotrophic denitrification route via nitrite for nitrogen removal, resulting in ammonia accumulation in the effluent (> 10 mgN.L^-1). The presence of organic matter resulted in the dominance of the genus Ca. Brocadia over Ca. Jettenia.