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Granulação de lodo aeróbio em reatores de bateladas seqüenciais visando a remoção de matérias orgânico e nutrientes de esgoto doméstico.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: MOTA, Lincoln Soares.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
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/27266
Resumo: Os numerosos estudos sobre tratamento de resíduos líquidos, combinam uma busca por alternativas que sejam eficientes do ponto de vista de tratamento e economicamente viáveis. Convencionalmente os sistemas de lodo ativado são operados em regime de fluxo contínuo, entretanto, o tratamento em forma de bateladas sequenciais consegue agrupar em um único tanque todas as unidades da operação do tratamento convencional, reduzindo a área de instalação dos reatores e otimizando as etapas do processo. Uma nova vertente para esses reatores é a formação de lodo granular aeróbio, os quais tem sido objetivo de diversas pesquisas científicas e apresentam vantagens em comparação aos reatores operados com lodo floculento, dentre as quais, citam-se: melhor sedimentabilidade, remoção simultânea de fósforo e nitrogênio e capacidade de suportar variações de cargas orgânicas. O presente trabalho buscou avaliar o processo de granulação de lodo aeróbio em reatores operados em bateladas sequenciais, visando a remoção de material orgânico, nitrogênio e fósforo do esgoto doméstico. Foram investigadas quatro diferentes condições operacionais aplicadas a um reator piloto (volume útil de 471 litros), variando a concentração de oxigênio dissolvido fornecido ao sistema. Como forma de verificar o processo de granulação foi utilizado o teste de sedimentabilidade dinâmica como parâmetro. Para as investigações estudadas verificou-se que as configurações operacionais impostas aos experimentos II e IV apresentaram-se favoráveis para a formação de grânulos, atingindo percentual máximo de até 50% de grânulos na investigação IV. Todavia, não foi verificado a granulação completa do lodo, haja vista que a obtenção de grânulos tratando esgoto doméstico requer maior tempo de operação do sistema, o que não foi possível, devido à antecipação da conclusão da pesquisa em virtude da pandemia de COVID-19. O estudo também mostrou que, alternativamente ao teste do índice volumétrico de lodo, o teste de sedimentabilidade proporciona maior confiabilidade nos resultados para confirmação do desenvolvimento de grânulos, o qual associado ao teste granulométrico definem as características do lodo. Para os demais parâmetros (material orgânico, nitrogênio e fósforo) ambas as investigações apresentaram desempenho satisfatório, obtendo- se remoção média de material orgânico em torno de 90%, oxidação do nitrogênio amoniacal também em torno de 90%, absorção máxima de fósforo de 18,6 mg.P-PO4 3- .L-1 , ressalva apenas para os processos de nitrificação e desnitrificação que, devido a não formação completa dos grânulos e mediante as concentrações de oxigênio dissolvido dos sistemas, as zonas aeróbia, anóxica e anaeróbia, características dos grânulos, não ficaram bem definidas, apresentando assim efluente com residual de nitrito aproximadamente de 15 mg.N-NO2 - , para nas investigações de II e IV, e de nitrato acima de 10 mg.N-NO3 - .L-1 , para as investigações I e III. Nesta feita, conclui-se que o sistema de tratamento utilizando grânulos aeróbios apresenta grande capacidade de tratamento, principalmente quanto a absorção de fósforo, gerando efluente com elevada qualidade.
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Uma nova vertente para esses reatores é a formação de lodo granular aeróbio, os quais tem sido objetivo de diversas pesquisas científicas e apresentam vantagens em comparação aos reatores operados com lodo floculento, dentre as quais, citam-se: melhor sedimentabilidade, remoção simultânea de fósforo e nitrogênio e capacidade de suportar variações de cargas orgânicas. O presente trabalho buscou avaliar o processo de granulação de lodo aeróbio em reatores operados em bateladas sequenciais, visando a remoção de material orgânico, nitrogênio e fósforo do esgoto doméstico. Foram investigadas quatro diferentes condições operacionais aplicadas a um reator piloto (volume útil de 471 litros), variando a concentração de oxigênio dissolvido fornecido ao sistema. Como forma de verificar o processo de granulação foi utilizado o teste de sedimentabilidade dinâmica como parâmetro. Para as investigações estudadas verificou-se que as configurações operacionais impostas aos experimentos II e IV apresentaram-se favoráveis para a formação de grânulos, atingindo percentual máximo de até 50% de grânulos na investigação IV. Todavia, não foi verificado a granulação completa do lodo, haja vista que a obtenção de grânulos tratando esgoto doméstico requer maior tempo de operação do sistema, o que não foi possível, devido à antecipação da conclusão da pesquisa em virtude da pandemia de COVID-19. O estudo também mostrou que, alternativamente ao teste do índice volumétrico de lodo, o teste de sedimentabilidade proporciona maior confiabilidade nos resultados para confirmação do desenvolvimento de grânulos, o qual associado ao teste granulométrico definem as características do lodo. Para os demais parâmetros (material orgânico, nitrogênio e fósforo) ambas as investigações apresentaram desempenho satisfatório, obtendo- se remoção média de material orgânico em torno de 90%, oxidação do nitrogênio amoniacal também em torno de 90%, absorção máxima de fósforo de 18,6 mg.P-PO4 3- .L-1 , ressalva apenas para os processos de nitrificação e desnitrificação que, devido a não formação completa dos grânulos e mediante as concentrações de oxigênio dissolvido dos sistemas, as zonas aeróbia, anóxica e anaeróbia, características dos grânulos, não ficaram bem definidas, apresentando assim efluente com residual de nitrito aproximadamente de 15 mg.N-NO2 - , para nas investigações de II e IV, e de nitrato acima de 10 mg.N-NO3 - .L-1 , para as investigações I e III. Nesta feita, conclui-se que o sistema de tratamento utilizando grânulos aeróbios apresenta grande capacidade de tratamento, principalmente quanto a absorção de fósforo, gerando efluente com elevada qualidade.The numerous studies on liquid waste treatment combine a search for alternatives that are efficient from the treatment point of view and economically viable. Conventionally, activated sludge systems are operated in a continuous flow regime, where a reactor or a series of reactors continuously receive raw influent to be treated. However, the treatment in the form of sequential batches manages to group all units of the treatment operation in a single tank. conventional, reducing the area for the installation of the reactors and optimizing the steps of the process. A new aspect for these reactors is the formation of aerobic granular sludge, which has been the objective of scientific research and presents several advantages compared to reactors operated with flocculent sludge, among which can be mentioned: better sludge settleability, simultaneous removal of phosphorus and nitrogen and ability to withstand variations of organic loads. The present work sought the granulation process to evaluate the use of domestic reactors operating in sequential batches, aiming at the replacement of organic material, phosphorus nitrogen and biological effluent. Four different operational conditions applied to a pilot reactor (useful volume of 471 liters) were investigated, varying the concentration of dissolved oxygen supplied to the system. As a way to verify the granulation process, the dynamic sedimentability test was used as a parameter. For the investigations studied, it was found that the operational configurations imposed on experiments II and IV were favorable for the formation of granules, reaching a maximum percentage of up to 50% of granules in investigation IV. However, the complete granulation of the sludge was not verified, given that obtaining granules by treating domestic sewage requires a longer operating time of the system, which was not possible, due to the anticipation of the conclusion of the research due to the COVID-19 pandemic. The study also showed that as an alternative to the sludge volumetric index test, the settleability test provides greater reliability for the results of sludge development of granules, which associated with the granulometric test define the characteristics of the sludge. For the other parameters (organic material, nitrogen and phosphorus) both investigations showed satisfactory performance, obtaining an average removal of organic material around 90%, ammonia nitrogen oxidation also around 90%, maximum phosphorus absorption of 18 .6 mg.P-PO43-.L- 1. During the investigations incomplete nitrification and relatively high residual concentrations of nitrite and nitrate were observed. With 15 mg.N-NO2-, for investigations of II and IV, and nitrate above 10 mg.N-NO3-.L-1, for investigations I and III. In this case, it is concluded that the treatment system using aerobic granules has great treatment capacity, mainly in terms of phosphorus absorption, generating high quality effluent.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALUFCGHAANDEL, Adrianus Cornelius van.HAANDEL, A. C. V.VAN HAANDEL, ADRIANUS CORNELIUS.HAANDEL, ADRIANUS VAN.http://lattes.cnpq.br/4982723988716062COURA, Mônica de Amorim.COURA, Mônica de Amorim;;COURA, MONICA.COURA, MONICA DE AMORIM.http://lattes.cnpq.br/8234481367230599SILVA FILHO, Heraldo Antunes.SILVA FILHO, H. A.SILVA FILHO, HERALDO ANTUNES.Heraldo Antunes Silva Filho.http://lattes.cnpq.br/3891736199860891SANTOS, Silvânia Lucas dos.SANTOS, S. L.SANTOS, SILVÂNIA LUCAS DOS.DOS SANTOS, SILVÂNIA LUCAS.http://lattes.cnpq.br/3125071417158010PAIVA, Francisco Vieria.MOTA, Lincoln Soares.2022-06-072022-09-19T13:29:25Z2022-09-192022-09-19T13:29:25Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27266MOTA, Lincoln Soares. Granulação de lodo aeróbio em reatores de bateladas seqüenciais visando a remoção de matérias orgânico e nutrientes de esgoto doméstico. 2022. 101 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Civil e Ambiental), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27266porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UCBinstname:Universidade Católica de Brasília (UCB)instacron:UCB2022-10-13T17:21:41Zoai:localhost:riufcg/27266Repositório InstitucionalPRIhttps://repositorio.ucb.br/oai/requestsara.ribeiro@ucb.bropendoar:2022-10-13T17:21:41Repositório Institucional da UCB - Universidade Católica de Brasília (UCB)false
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