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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Efeito da concentração de matéria orgânica na desnitrificação em reator de leito empacotado e UASB
Title Alternative: Effect of organic matter concentration on denitrification in packed-bed reactor and UASB
Author: Duarte, Natália Cangussú, 1990-
Advisor: Tonetti, Adriano Luiz, 1973-
Abstract: Resumo: O nitrogênio é um constituinte de compostos orgânicos essenciais para plantas e animais e, portanto, está naturalmente presente no ambiente em suas diversas formas. A disposição inadequada de esgotos domésticos e industriais, porém, pode contaminar águas subterrâneas e superficiais com elevadas concentrações de compostos nitrogenados, causando diversos problemas ao meio ambiente e à saúde humana. A desnitrificação, que ocorre em meio anóxico, consiste em uma possível solução para o problema, removendo o nitrato por meio da sua transformação em nitrogênio gasoso, que é liberado na atmosfera. Neste contexto, este projeto visou simular a pré-desnitrificação nos reatores anaeróbios mais tradicionalmente empregados no tratamento de esgotos no Brasil. Para isso, um reator UASB e um reator de leito empacotado tendo material sintético como suporte, ambos em escala laboratorial e operados com TDH de 12 h, foram alimentados com efluente sintético com DQO variando de 400 a 100 mgO2L-1, com adição de nitrato na concentração de 50 mgN-NO3-L-1 e as eficiências de desnitrificação e de remoção de DQO foram comparadas entre os reatores e entre as etapas experimentais. Também foi observada a hidrodinâmica dos reatores antes e depois da sua inoculação, a composição do biogás gerado em termos de gás metano, gás carbônico e óxido nitroso e a distribuição de tamanho de partículas do lodo gerado. Ambos os reatores apresentaram um comportamento hidrodinâmico próximo ao fluxo pistão antes da inoculação e próximo à mistura completa após a inoculação. Para valores da relação DQO/N-NO3- iguais a 8 e 6 (DQO de 400 e 300 mgL-1 e concentração de nitrato fixa de 50 mgN-NO3-L-1), 100% de desnitrificação foi observada em ambos os reatores, e o reator de leito empacotado mostrou-se mais eficiente que o UASB quando os valores para esta relação foram iguais a 4 e 2 (DQO de 200 e 100 mgL-1 e mesma concentração de nitrato). A remoção de DQO dissolvida não apresentou diferenças significativas entre os reatores, porém o reator de leito empacotado foi mais eficiente na remoção da DQO suspensa em todas as etapas. Não houve geração de frações detectáveis de óxido nitroso em nenhuma etapa e o lodo contido dos reatores sofreu uma acentuada redução na concentração de sólidos com a redução da DQO afluente, porém sua distribuição de tamanho de partículas não apresentou diferenças significativas entre os reatores e manteve-se constante ao longo das etapas. Com base nos resultados obtidos, o reator de leito empacotado foi mais indicado para o tratamento de efluentes nitrificados em sistemas com recirculação, nos quais a relação DQO/N-NO3- é mais baixa

Abstract: Nitrogen forms organic compounds that are essential for both plants and animals and so it is naturally present in the environment, in all of its forms. The inappropriate disposal of domestic and industrial wastewaters, however, could lead to surface and groundwater contamination by high loads of nitrogen compounds, causing numerous problems to the environment, as well as to human health. Denitrification, which occurs under anoxic conditions, could be a solution to this problem, removing nitrate through its transformation into gaseous nitrogen, which is released in the atmosphere. This project has, therefore, simulated pre-denitrification in anaerobic reactors most commonly employed in wastewater treatment in Brazil. To accomplish this, an UASB and a packed-bed reactor containing synthetic material as support media, both in laboratory scale and operated under 12 hours hydraulic retention time, were fed with synthetic effluent with Chemical Oxygen Demand (COD) varying from 400 to 100 mgO2L-1 and nitrate at a concentration of 50 mgNO3--NL-1, and denitrification and COD removal efficiencies were compared between reactors and between experimental stages. The reactors hydrodynamics before and after inoculation and the biogas composition in terms of methane gas, carbonic gas and nitrous oxide were also observed, as well as the particle size distribution of the slugde. Both reactors presented a hydrodynamic behavior similar to plug flow before inoculation and to mixed flow after inoculation. 100% denitrification was obtained in both reactors for COD/NO3--N 8 and 6 (COD of 400 and 300 mgO2L-1 and fixed nitrate concentration of 50 mgNO3--NL-1) and the packed-bed reactor seemed to be more efficient for COD/NO3--N 4 and 2 (COD of 200 and 100 mgO2L-1 and same nitrate concentration). Dissolved COD removal presented no significant difference between the two reactors, but the packed-bed reactor was more efficient in suspended COD removal in all stages. There were no detectable fractions of nitrous oxide in any stage and the sludge inside the reactors suffered a marked reduction of solids concentration along with affluent COD reduction, but its particle size distribution presented no significant differences between reactors and was constant throughout the stages. Based on these results, the packed bed reactor was the most indicated for treating nitrified effluents in recirculation systems, for which the COD/NO3--N relation is low
Subject: Demanda química de oxigênio
Nitratos
Desnitrificação
Tratamento anaeróbio
Biogas
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEC - Tese e Dissertação

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