O processo de nitritação parcial-anammox em reator MABR: perspectivas de pesquisa e comparativo de métodos de enriquecimento de biomassa.
| 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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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-11112024-113835/ |
Resumo: | Embora essencial a diversas formas de vida no planeta Terra, o nitrogênio, seja na forma de nitrogênio amoniacal, nitrito ou nitrato, pode ser a origem de uma série de prejuízos à vida de organismos presentes em ambientes aquáticos. O processo anammox é uma forma inovadora de remoção de nitrogênio de águas residuárias. Em relação aos processos convencionais de remoção de nitrogênio, ele apresenta considerável economia em relação à aeração do sistema de tratamento e elimina a necessidade de matéria orgânica ao meio reacional para o sucesso do processo. Os reatores MABR, por sua vez, são reatores biológicos de biomassa aderida que geram condições adequadas ao desenvolvimento da biomassa anammox, que apresenta lentas taxas de crescimento e elevada sensibilidade aos seus fatores inibitórios. Tendo isso em vista, foi realizada uma análise bibliométrica do enriquecimento de biomassa anammox dividida em três períodos: 1996 a 2005, 2006 a 2015 e 2016 a 2024. Essa divisão permitiu a visualização da transição da principal matriz de conhecimento acadêmico sobre o assunto da Holanda até a China ao longo dos anos, assim como o acompanhamento da transformação dos principais assuntos pesquisados década a década, começando por aspectos fundamentais da microbiologia anammox, passando por relações simbióticas com outros grupos microbiológicos e chegando a um melhor entendimento de mecanismos de quorum sensing e formação de biofilmes. Paralelamente, foi realizada uma análise bibliométrica do processo anammox em MABR, que permitiu identificar fatores de sucesso e melhorias na operação do processo NP/A neste tipo de reator, bem como possibilidades de acoplamento com outros processos microbiológicos, como desnitrificação parcial e remoção biológica de fósforo. A autora também realizou o enriquecimento de biomassa anammox de duas maneiras diferentes. Uma delas, por meio de testes em batelada operados por mais de 500 dias, utilizando lixiviado maduro de aterro sanitário diluído como fonte de alimentação (contendo aproximadamente 200 mg N-NH4 +/L), atingindo o processo anammox em cerca de 300 dias, o que demonstrou a agressividade do meio selecionado para o fim desejado, visto que outros autores chegaram em tempos de enriquecimento mais baixos com alimentações sintéticas e concentrações menores de nitrogênio amoniacal. A outra forma foi em um reator MABR, operado por 120 dias. Nesse caso, foi utilizado efluente sintético como alimentação (contendo aproximadamente 100 mg NNH4 +/L), atingindo as maiores taxas de conversão de nitrogênio pelo processo NP/A por volta dos dias 60 e 90. |
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O processo de nitritação parcial-anammox em reator MABR: perspectivas de pesquisa e comparativo de métodos de enriquecimento de biomassa.The partial-nitritation/anammox process in a MABR reactor: research perspectives and comparison of biomass enrichment methods.Anaerobic ammonium oxidationAnálise bibliométricaBibliometric analysisBiofilmBiofilmeNitrogen removalOxidação anaeróbia da amôniaRemoção de nitrogênioRevisão sistemática da literaturaSystematic literature reviewEmbora essencial a diversas formas de vida no planeta Terra, o nitrogênio, seja na forma de nitrogênio amoniacal, nitrito ou nitrato, pode ser a origem de uma série de prejuízos à vida de organismos presentes em ambientes aquáticos. O processo anammox é uma forma inovadora de remoção de nitrogênio de águas residuárias. Em relação aos processos convencionais de remoção de nitrogênio, ele apresenta considerável economia em relação à aeração do sistema de tratamento e elimina a necessidade de matéria orgânica ao meio reacional para o sucesso do processo. Os reatores MABR, por sua vez, são reatores biológicos de biomassa aderida que geram condições adequadas ao desenvolvimento da biomassa anammox, que apresenta lentas taxas de crescimento e elevada sensibilidade aos seus fatores inibitórios. Tendo isso em vista, foi realizada uma análise bibliométrica do enriquecimento de biomassa anammox dividida em três períodos: 1996 a 2005, 2006 a 2015 e 2016 a 2024. Essa divisão permitiu a visualização da transição da principal matriz de conhecimento acadêmico sobre o assunto da Holanda até a China ao longo dos anos, assim como o acompanhamento da transformação dos principais assuntos pesquisados década a década, começando por aspectos fundamentais da microbiologia anammox, passando por relações simbióticas com outros grupos microbiológicos e chegando a um melhor entendimento de mecanismos de quorum sensing e formação de biofilmes. Paralelamente, foi realizada uma análise bibliométrica do processo anammox em MABR, que permitiu identificar fatores de sucesso e melhorias na operação do processo NP/A neste tipo de reator, bem como possibilidades de acoplamento com outros processos microbiológicos, como desnitrificação parcial e remoção biológica de fósforo. A autora também realizou o enriquecimento de biomassa anammox de duas maneiras diferentes. Uma delas, por meio de testes em batelada operados por mais de 500 dias, utilizando lixiviado maduro de aterro sanitário diluído como fonte de alimentação (contendo aproximadamente 200 mg N-NH4 +/L), atingindo o processo anammox em cerca de 300 dias, o que demonstrou a agressividade do meio selecionado para o fim desejado, visto que outros autores chegaram em tempos de enriquecimento mais baixos com alimentações sintéticas e concentrações menores de nitrogênio amoniacal. A outra forma foi em um reator MABR, operado por 120 dias. Nesse caso, foi utilizado efluente sintético como alimentação (contendo aproximadamente 100 mg NNH4 +/L), atingindo as maiores taxas de conversão de nitrogênio pelo processo NP/A por volta dos dias 60 e 90.Although essential to many forms of life on Earth, nitrogen whether in the form of ammoniacal nitrogen, nitrite, or nitrate can cause a series of detrimental effects on the life of organisms in aquatic environments. The anammox process is an innovative method for nitrogen removal from wastewater. Compared to conventional nitrogen removal processes, it offers considerable savings in aeration within the treatment system and eliminates the need for organic matter in the reaction medium for the process to succeed. Membrane Aerated Biofilm Reactors (MABR), on the other hand, are biological biofilm reactors that provide suitable conditions for the development of anammox biomass, which exhibits slow growth rates and high sensitivity to inhibitory factors. A bibliometric analysis of anammox biomass enrichment was conducted, divided into three periods: 1996 to 2005, 2006 to 2015, and 2016 to 2024. This division allowed the visualization of the transition of the main academic knowledge base on the subject from the Netherlands to China over the years, as well as tracking the evolution of key research topics decade by decade, starting with fundamental aspects of anammox microbiology, moving through symbiotic relationships with other microbial groups, and reaching a better understanding of quorum sensing mechanisms and biofilm formation. Simultaneously, a bibliometric analysis of the anammox process in MABR was conducted, identifying success factors and operational improvements for the PNA process in this type of reactor, as well as the potential for coupling with other microbial processes such as partial denitrification and biological phosphorus removal. The author also carried out anammox biomass enrichment in two different ways. One method involved batch tests operated for over 500 days, using diluted mature landfill leachate as the feed source (containing approximately 200 mg N-NH4 +/L), achieving the anammox process in around 300 days. This demonstrated the aggressiveness of the selected medium for the desired outcome, as other authors achieved lower enrichment times with synthetic feeds and lower ammoniacal nitrogen concentrations. The other method was conducted in an MABR reactor, operated for 120 days. In this case, synthetic effluent was used as feed (containing approximately 100 mg N-NH4 +/L), reaching the highest nitrogen conversion rates via the PNA process between days 60 and 90.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSouza, Theo Syrto Octavio deMenegon, Camilla Geraldi2024-07-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-11112024-113835/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/openAccesspor2024-11-13T17:56:28Zoai:teses.usp.br:tde-11112024-113835Biblioteca 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:27212024-11-13T17:56:28Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Embora essencial a diversas formas de vida no planeta Terra, o nitrogênio, seja na forma de nitrogênio amoniacal, nitrito ou nitrato, pode ser a origem de uma série de prejuízos à vida de organismos presentes em ambientes aquáticos. O processo anammox é uma forma inovadora de remoção de nitrogênio de águas residuárias. Em relação aos processos convencionais de remoção de nitrogênio, ele apresenta considerável economia em relação à aeração do sistema de tratamento e elimina a necessidade de matéria orgânica ao meio reacional para o sucesso do processo. Os reatores MABR, por sua vez, são reatores biológicos de biomassa aderida que geram condições adequadas ao desenvolvimento da biomassa anammox, que apresenta lentas taxas de crescimento e elevada sensibilidade aos seus fatores inibitórios. Tendo isso em vista, foi realizada uma análise bibliométrica do enriquecimento de biomassa anammox dividida em três períodos: 1996 a 2005, 2006 a 2015 e 2016 a 2024. Essa divisão permitiu a visualização da transição da principal matriz de conhecimento acadêmico sobre o assunto da Holanda até a China ao longo dos anos, assim como o acompanhamento da transformação dos principais assuntos pesquisados década a década, começando por aspectos fundamentais da microbiologia anammox, passando por relações simbióticas com outros grupos microbiológicos e chegando a um melhor entendimento de mecanismos de quorum sensing e formação de biofilmes. Paralelamente, foi realizada uma análise bibliométrica do processo anammox em MABR, que permitiu identificar fatores de sucesso e melhorias na operação do processo NP/A neste tipo de reator, bem como possibilidades de acoplamento com outros processos microbiológicos, como desnitrificação parcial e remoção biológica de fósforo. A autora também realizou o enriquecimento de biomassa anammox de duas maneiras diferentes. Uma delas, por meio de testes em batelada operados por mais de 500 dias, utilizando lixiviado maduro de aterro sanitário diluído como fonte de alimentação (contendo aproximadamente 200 mg N-NH4 +/L), atingindo o processo anammox em cerca de 300 dias, o que demonstrou a agressividade do meio selecionado para o fim desejado, visto que outros autores chegaram em tempos de enriquecimento mais baixos com alimentações sintéticas e concentrações menores de nitrogênio amoniacal. A outra forma foi em um reator MABR, operado por 120 dias. Nesse caso, foi utilizado efluente sintético como alimentação (contendo aproximadamente 100 mg NNH4 +/L), atingindo as maiores taxas de conversão de nitrogênio pelo processo NP/A por volta dos dias 60 e 90. |
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