Redução das emissões de óxido nitroso no tratamento de águas residuárias: uma análise dos parâmetros operacionais
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| 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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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100136/tde-13032024-142019/ |
Resumo: | O óxido nitroso (N2O) é um gás de efeito estufa que faz parte do ciclo do nitrogênio e é produzido principalmente em tanques aerados de Estações de Tratamento de Esgotos (ETE). Os lodos ativados são tipologias de tratamento amplamente empregadas em áreas com elevada densidade populacional, como é o caso da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). No processo de remoção da matéria orgânica e nitrogenada, fatores como pH, temperatura, oxigênio dissolvido e concentrações de amônia e nitrito influenciam a formação do N2O. Assim, estratégias operacionais podem ser adotadas para mitigar as emissões. Este trabalho teve como objetivo realizar uma análise consolidada das condições operacionais voltadas à redução das emissões de óxido nitroso em estações de tratamento de esgotos por processos de lodos ativados convencional na RMSP. Para tal, foi estruturada uma base de dados operacionais de quatro anos (2019 a 2022) e análises estatísticas descritivas e inferenciais foram aplicadas. À caracterização obtida somou-se uma revisão integrativa da literatura abordando temas relacionados à formação, emissão e mitigação do óxido nitroso. Um quadro síntese de classificação de potencial emissão com base em critérios foi elaborado. A carga de amônia nos tanques de aeração é de 1,84 a 47,76 toneladas de N.NH4/dia, abrindo oportunidades para explorar estratégias de recuperação. Os meses de verão e de agosto a novembro são os mais propensos à emissão. Elevados níveis de nitrogênio amoniacal, maiores concentrações de nitrito, flutuações no oxigênio dissolvido, baixo pH e temperaturas altas são fatores críticos que contribuem para a maior formação e emissão de N2O. Por fim, foi proposta uma síntese de sugestões operacionais para redução das emissões. Almeja-se que a presente pesquisa incentive as ETEs a explorarem novas práticas e abordagens, visando a redução de emissões e otimização dos benefícios ambientais e sociais já proporcionados pelo tratamento de esgotos. |
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Redução das emissões de óxido nitroso no tratamento de águas residuárias: uma análise dos parâmetros operacionaisReduction of nitrous oxide emissions in wastewater treatment: an analysis of operational parametersCondições operacionaisConventional activated sludgeGases de Efeito EstufaGreenhouse gasesLodos ativados convencionaisMitigaçãoMitigationOperational conditionsO óxido nitroso (N2O) é um gás de efeito estufa que faz parte do ciclo do nitrogênio e é produzido principalmente em tanques aerados de Estações de Tratamento de Esgotos (ETE). Os lodos ativados são tipologias de tratamento amplamente empregadas em áreas com elevada densidade populacional, como é o caso da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). No processo de remoção da matéria orgânica e nitrogenada, fatores como pH, temperatura, oxigênio dissolvido e concentrações de amônia e nitrito influenciam a formação do N2O. Assim, estratégias operacionais podem ser adotadas para mitigar as emissões. Este trabalho teve como objetivo realizar uma análise consolidada das condições operacionais voltadas à redução das emissões de óxido nitroso em estações de tratamento de esgotos por processos de lodos ativados convencional na RMSP. Para tal, foi estruturada uma base de dados operacionais de quatro anos (2019 a 2022) e análises estatísticas descritivas e inferenciais foram aplicadas. À caracterização obtida somou-se uma revisão integrativa da literatura abordando temas relacionados à formação, emissão e mitigação do óxido nitroso. Um quadro síntese de classificação de potencial emissão com base em critérios foi elaborado. A carga de amônia nos tanques de aeração é de 1,84 a 47,76 toneladas de N.NH4/dia, abrindo oportunidades para explorar estratégias de recuperação. Os meses de verão e de agosto a novembro são os mais propensos à emissão. Elevados níveis de nitrogênio amoniacal, maiores concentrações de nitrito, flutuações no oxigênio dissolvido, baixo pH e temperaturas altas são fatores críticos que contribuem para a maior formação e emissão de N2O. Por fim, foi proposta uma síntese de sugestões operacionais para redução das emissões. Almeja-se que a presente pesquisa incentive as ETEs a explorarem novas práticas e abordagens, visando a redução de emissões e otimização dos benefícios ambientais e sociais já proporcionados pelo tratamento de esgotos.Nitrous oxide (N2O) is a greenhouse gas that is part of the nitrogen cycle and is primarily produced in aerated tanks of Wastewater Treatment Plants (WWTPs). Activated sludge processes are types of treatment widely employed in areas with high population density, such as the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP). During the removal of organic and nitrogenous matter, factors such as pH, temperature, dissolved oxygen, and concentrations of ammonia and nitrite influence N2O formation. Thus, operational strategies can be adopted to mitigate emissions. This study aimed to conduct a consolidated analysis of operational conditions aimed at reducing nitrous oxide emissions in sewage treatment plants through conventional activated sludge processes in the MRSP. To achieve this, a four-year operational database (2019 to 2022) was structured, and descriptive and inferential statistical analyses were applied. Additionally, an integrative literature review covering topics related to nitrous oxide formation, emission, and mitigation was conducted to supplement the obtained characterization. A synthesis framework for potential emission classification based on criteria was developed. The ammonia load in aeration tanks ranges from 1.84 to 47.76 tons of N.NH4 per day, providing opportunities to explore recovery strategies. The summer months, and from August to November, are the most prone to emissions. Elevated levels of ammoniacal nitrogen, higher concentrations of nitrite, fluctuations in dissolved oxygen, low pH, and high temperatures are critical factors contributing to increased N2O formation and emission. Finally, a synthesis of operational suggestions for emission reduction was proposed. The aim of this research is to encourage WWTPs to explore new practices and approaches aimed at reducing emissions and optimizing the environmental and social benefits already provided by wastewater treatment.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPNolasco, Marcelo AntunesSouza, Fernanda de Marco de2024-01-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100136/tde-13032024-142019/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-02-25T19:19:01Zoai:teses.usp.br:tde-13032024-142019Biblioteca 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:27212025-02-25T19:19:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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