Quantificação dos mecanismos que afetam o pH em lagoas de polimento.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2005
Autor(a) principal: MOREIRA, Eudes Alves.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10041
Resumo: O aumento do valor do pH em lagoas de polimento pode ser previsto quantitativamente a partir das variações da alcalinidade e da acidez. Por sua vez a alcalinidade e a acidez são afetadas por vários processos que se desenvolvem simultaneamente na lagoa de polimento: (1) dessorção de CO2, (2) remoção biológica de CO2, (3) dessorção de NH3 e (4) precipitação de CaCO3. Na presente dissertação apresentam-se os resultados de uma investigação experimental para determinar as taxas dos processos que se desenvolvem afetando a alcalinidade e acidez e consequentemente o pH. A dessorção de CO2 e de NH3 pode ser descrita com a lei de Fick. Experiencias com lagoas em regime de batelada permitiam a determinação das taxas e da constante de dessorção. Conforme a estequiometria, a taxa de remoção biológica de CO2 foi igualada a taxa de produção de oxigênio na lagoa. A taxa de produção de oxigênio foi determinada com auxilio de um respirômetro. Precipitação de carbonato de cálcio não foi observada na faixa de valores do pH (ate 9,5) que foram investigadas. Tanto a teoria quanto os experimentos indicam que um pH de mais de 9 e necessário para que se tenha uma taxa significativa de balanço de massa de nitrogênio e de fosforo. Estabeleceu-se que este valor só pode ser atingido mediante a remoção biológica de CO2, de modo que este processo e o mais importante para efetuar e remoção de nutrientes de lagoas de polimento. O modelo desenvolvido para prever o pH a alcalinidade e a acidez foi testado em varias lagoas em regime de batelada com diferentes profundidades. Havia uma boa correlação entre as variações experimentais e as variações previstas pelo modelo. Fatores que tendem a acelerar a taxa de remoção de C02 em lagoas de polimento são: (1) irradiação solar intensa, (2) transparência da fase liquida, (3) uma concentração baixa de material orgânico e (4) uma pequena profundidade. Quando se sabe a profundidade e a taxa de fotossíntese (produção de oxigênio ou consumo de C02) e possível prever a variação do valor do pH com o tempo e consequentemente da taxa de variação da concentração de amônia. Desse modo o tempo para causar uma determinada eficiência desejada de remoção de amônia pode ser estimado.
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Experiencias com lagoas em regime de batelada permitiam a determinação das taxas e da constante de dessorção. Conforme a estequiometria, a taxa de remoção biológica de CO2 foi igualada a taxa de produção de oxigênio na lagoa. A taxa de produção de oxigênio foi determinada com auxilio de um respirômetro. Precipitação de carbonato de cálcio não foi observada na faixa de valores do pH (ate 9,5) que foram investigadas. Tanto a teoria quanto os experimentos indicam que um pH de mais de 9 e necessário para que se tenha uma taxa significativa de balanço de massa de nitrogênio e de fosforo. Estabeleceu-se que este valor só pode ser atingido mediante a remoção biológica de CO2, de modo que este processo e o mais importante para efetuar e remoção de nutrientes de lagoas de polimento. O modelo desenvolvido para prever o pH a alcalinidade e a acidez foi testado em varias lagoas em regime de batelada com diferentes profundidades. Havia uma boa correlação entre as variações experimentais e as variações previstas pelo modelo. Fatores que tendem a acelerar a taxa de remoção de C02 em lagoas de polimento são: (1) irradiação solar intensa, (2) transparência da fase liquida, (3) uma concentração baixa de material orgânico e (4) uma pequena profundidade. Quando se sabe a profundidade e a taxa de fotossíntese (produção de oxigênio ou consumo de C02) e possível prever a variação do valor do pH com o tempo e consequentemente da taxa de variação da concentração de amônia. Desse modo o tempo para causar uma determinada eficiência desejada de remoção de amônia pode ser estimado.The rise of pH in polishing ponds can be predicted quantitatively from the variations of alkalinity and acidity. Alkalinity and acidity in turn are affected by several processes simultaneously: (1) CO2 desorption, (2) biological CO2 removal, (3) NH3 desorption (4) CaCC*3 precipitation. In this thesis experimental investigations were carried out to determine the rates of the processes that affect alkalinity and acidity. CO2 and NII3 desorption can be described by Fick's law. Batch pond experiments were carried out in pond models to determine desorption rates and the corresponding desorption constants for CO2 and NH3. The rate of biological C02 removal was equated to the rate of oxygen production and this rate was determined by using a respirometer that enabled semi continuous determination of the oxygen production rate. Calcium carbonate precipitation was not observed in the range of observed pH values (up to 9,5). Both theory and experiment indicate that biological CO2 removal is the most important process to effect the rise of pH in polishing ponds above a value of 9, which is necessary to obtain a significant removal rate of the nutrients. The model developed to predict pH, alkalinity and acidity changes was tested in several batch ponds with different depths. It was shows that there was a good correlation between the experimental changes and the changes predicted by the model. Factors that tend to accelerate the rate of biological C02 removal (or oxygen production) are: (1) intense sunshine, (2) high transparency of the liquid phase, (3) a low organic material concentration and (4) a shallow depth. If the pond depth and the rate of photosynthesis (i.e. the rate of oxygen production) is known, it is possible to predict the rate of change of pH and consequently of the ammonium concentration. Thus the time to effect a certain required ammonium removal efficiency can be estimated.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALUFCGHAANDEL, Adrianus Van.HAANDEL, A. V.http://lattes.cnpq.br/4982723988716062CAVALCANTI, Paula Frassinetti Feitosa.CAVALCANTI, P. F. F. http://lattes.cnpq.br/1498079876820546OLIVEIRA, Rui de.SILVA, Afrânio Gabriel da.MOREIRA, Eudes Alves.2005-042019-12-10T12:12:17Z2019-12-102019-12-10T12:12:17Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10041MOREIRA, Eudes Alves. Quantificação dos mecanismos que afetam o pH em lagoas de polimento. 2005. 94f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2005. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10041porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UCBinstname:Universidade Católica de Brasília (UCB)instacron:UCB2022-09-16T14:34:38Zoai:localhost:riufcg/10041Repositório InstitucionalPRIhttps://repositorio.ucb.br/oai/requestsara.ribeiro@ucb.bropendoar:2022-09-16T14:34:38Repositório Institucional da UCB - Universidade Católica de Brasília (UCB)false
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