Tratamento de lixiviados de aterros sanitários utilizando um filtro híbrido anaeróbio-micro aeróbio.
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-26022025-104420/ |
Resumo: | Uma vez que lixiviados carregam altas concentrações de poluentes orgânicos e inorgânicos, sua geração em aterros sanitários pode acarretar em impactos ambientais e à saúde pública. Filtros biológicos são uma alternativa de tratamento simples e com baixo custo, porém os filtros aeróbios e anaeróbios convencionais apresentam limitações na remoção de matéria orgânica e compostos nitrogenados. Frente a isso, este trabalho tem como objetivo avaliar uma configuração pioneira de filtro híbrido anaeróbio-micro aerado no tratamento de lixiviados, visando unir os benefícios de duas tecnologias em um único reator com zonas aeróbias e anóxicas. O filtro, de fluxo ascendente e com volume útil de aproximadamente 14L, foi confeccionado a partir de uma estrutura tubular e possui um compartimento interno micro aerado concêntrico, onde está fixada uma pedra porosa difusora de ar. O sistema foi alimentado com lixiviado diluído e com adição de etanol. Como meio suporte foram utilizados fragmentos de carvão vegetal, inoculados com lodo de lagoas anaeróbias e de um sistema de nitritação - anammox. A operação do sistema se deu em duas fases: a primeira em bateladas (Fase BAT) - onde foram avaliados diferentes parâmetros de operação como aeração, tempo de contato e diluição; e a segunda de forma contínua (Fase CONT). O filtro apresentou ótimos resultados na Fase BAT, com eficiência média de remoção de 94% para N-amoniacal e 76% para DQO, mantendo bons desempenhos mesmo sob aumento da carga poluidora afluente, evidenciando a rápida adaptação do sistema. Nos perfis temporais (Fase BAT) é possível notar uma redução de cerca de 50% nas concentrações de DQO e N-Amoniacal no segundo dia de batelada, sugerindo potencial para reduzir o tempo de reação. A Fase CONT apresentou menores eficiências, apresentando uma remoção média de N-Amoniacal de 59% e para DQO de 74%. A interrupção forçada nas operações em decorrência da pandemia COVID-19 impactou a eficiência dos processos de tratamento e limitou a capacidade de avaliar de forma mais aprofundada sua operação, em especial de forma contínua. Apesar disso, a nova tecnologia proposta por esta pesquisa se mostrou promissora e capaz de remover simultaneamente altas cargas de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, contribuindo para inovação neste campo. |
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Tratamento de lixiviados de aterros sanitários utilizando um filtro híbrido anaeróbio-micro aeróbio.Treatment of landfill leachate using a hybrid anaerobic-microaerobic filter.Anaerobic micro-aerobic hybrid systemAterros sanitáriosBiological filterDenitrificationDesnitrificaçãoFiltros biológicosLandfill leachateLixiviaçãoNitrificaçãoNitrificationUma vez que lixiviados carregam altas concentrações de poluentes orgânicos e inorgânicos, sua geração em aterros sanitários pode acarretar em impactos ambientais e à saúde pública. Filtros biológicos são uma alternativa de tratamento simples e com baixo custo, porém os filtros aeróbios e anaeróbios convencionais apresentam limitações na remoção de matéria orgânica e compostos nitrogenados. Frente a isso, este trabalho tem como objetivo avaliar uma configuração pioneira de filtro híbrido anaeróbio-micro aerado no tratamento de lixiviados, visando unir os benefícios de duas tecnologias em um único reator com zonas aeróbias e anóxicas. O filtro, de fluxo ascendente e com volume útil de aproximadamente 14L, foi confeccionado a partir de uma estrutura tubular e possui um compartimento interno micro aerado concêntrico, onde está fixada uma pedra porosa difusora de ar. O sistema foi alimentado com lixiviado diluído e com adição de etanol. Como meio suporte foram utilizados fragmentos de carvão vegetal, inoculados com lodo de lagoas anaeróbias e de um sistema de nitritação - anammox. A operação do sistema se deu em duas fases: a primeira em bateladas (Fase BAT) - onde foram avaliados diferentes parâmetros de operação como aeração, tempo de contato e diluição; e a segunda de forma contínua (Fase CONT). O filtro apresentou ótimos resultados na Fase BAT, com eficiência média de remoção de 94% para N-amoniacal e 76% para DQO, mantendo bons desempenhos mesmo sob aumento da carga poluidora afluente, evidenciando a rápida adaptação do sistema. Nos perfis temporais (Fase BAT) é possível notar uma redução de cerca de 50% nas concentrações de DQO e N-Amoniacal no segundo dia de batelada, sugerindo potencial para reduzir o tempo de reação. A Fase CONT apresentou menores eficiências, apresentando uma remoção média de N-Amoniacal de 59% e para DQO de 74%. A interrupção forçada nas operações em decorrência da pandemia COVID-19 impactou a eficiência dos processos de tratamento e limitou a capacidade de avaliar de forma mais aprofundada sua operação, em especial de forma contínua. Apesar disso, a nova tecnologia proposta por esta pesquisa se mostrou promissora e capaz de remover simultaneamente altas cargas de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, contribuindo para inovação neste campo.Since leachates contain high concentrations of organic and inorganic pollutants, their generation in landfills can lead to environmental and public health impacts. To mitigate this issue, biological filters are a simple and low-cost alternative for treatment. However, conventional aerobic and anaerobic filters have limitations in removing organic matter and nitrogen compounds. In light of this, the aim of this study is to evaluate a pioneering configuration of an anaerobic-microaerated hybrid filter for leachate treatment, seeking to combine the benefits of both technologies in a single reactor with aerobic and anoxic zones. The upflow filter, with a useful volume of approximately 14L, has an internal concentric micro aerated compartment, where a porous air diffusing stone is fixed. The system was feed with diluted leachate and ethanol addition. As a support medium, charcoal fragments inoculated with sludge from anaerobic lagoons and a nitritation system - anammox were used. The operation occurred in two phases: the first in batch mode (Phase BAT) where different parameters as aeration, time of contact and dilution, were analysed; and the second in continuous mode (Phase CONT). The filter exhibited excellent results at Phase BAT, with an average removal efficiency of 94% for Ammonia nitrogen and 76% for COD, maintaining strong performance even under increased influent pollutant load, highlighting the system\'s rapid adaptation. The temporal profiles showed a reduction of approximately 50% in COD and Ammonia nitrogen concentrations by the second day of batch operation, suggesting potential for reducing reaction time. The Phase CONT showed lower efficiencies, with an average removal of 59% for Ammonia nitrogen and 74% for COD. The forced interruption of operations due to the COVID-19 pandemic affected the treatment process efficiency and limited a more in-depth evaluation of its performance, especially when operating continuously. Despite this, the new technology proposed by this research proved to be promising, demonstrating the ability to simultaneously remove high loads of organic matter and ammoniacal nitrogen, contributing to innovation in this field.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPContrera, Ronan CleberCosta, Giovana Gouveia2024-12-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-26022025-104420/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-03-07T17:37:38Zoai:teses.usp.br:tde-26022025-104420Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-03-07T17:37:38Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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