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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Desenvolvimento de biomassa aeróbia granular no tratamento de esgoto sanitário em reatores em batelada sequencial com diferentes razões de troca volumétrica
Title Alternative: Development of aerobic granular biomass in the treatment of sanitary sewage in sequential batch reactors with different volumetric exchange ratios
Author: Pires, Danilo Prado, 1990-
Advisor: Nour, Edson Aparecido Abdul, 1961-
Abstract: Resumo: A poluição e contaminação hídrica apresentam várias fontes e provocam graves impactos ambientais. Considerando a necessidade de novas tecnologias mais promissoras do que as atuais, surge o interesse por estudar sistemas com maior capacidade de retenção de biomassa ativa que possa remover biologicamente nutrientes e matéria orgânica e que ocupe uma menor área de implementação, como por exemplo, o reator em batelada sequencial (RBS) com lodo granular aeróbio (LGA). O LGA, quando comparado com o lodo ativado convencional, é marcado por ter uma estrutura microbiana mais forte e densa, alta retenção de biomassa, boa capacidade de sedimentação, capacidade de suportar altas cargas orgânicas e ser tolerante a toxicidade. Devido ao aumento das pesquisas sobre lodo granular aeróbio, paralelamente com várias teorias sobre a sua formação, este estudo tem o intuito de trazer novas informações e concretizar os conhecimentos já existentes em relação ao grânulo aeróbio, desde as características para a sua formação, como aspectos de operação do reator em batelada sequencial. Considerando essa importância do LGA, foi realizado um experimento com dois reatores em batelada sequencial (RBS 1 e RBS 2) em escala bancada com o volume útil de 8 L e com 3 ciclos de horas por dia. Esses reatores se diferenciaram nas razões de trocas volumétricas (RTV), sendo o reator 1 com uma RTV de 75% e o reator 2 com RTV de 50%. O trabalho foi dividido em três fases: Fase 1 (aclimatação), Fase 2 (sedimentação) e Fase 3 (operação), na qual durante os 259 dias o tempo de sedimentação variou entre 50 min até 5 min. Os grânulos aeróbios foram observados após o dia 147 de operação no RBS1 e 175 dias de operação para o RBS 2, motivo esse relacionado a maior produção de substância polimérica extracelular (EPS) no reator 1. O valor médio do tempo de retenção de sólidos (SRT) foi maior no RBS 2 (31,5 dias) do que no RBS 1 (15,6 dias). Dessa forma, a eficiência de remoção de DQOtotal, DQOsolúvel, N-NH4+ e NTK, para o RBS 1 (RTV de 75%), foi de 64 ± 18%, 69 ± 17%, 63 ± 24% e 58 ± 23%, respectivamente, enquanto para o RBS 2 (RTV de 50%) foi de 69 ± 13%, 66 ± 16%, 74 ± 22% e 68 ± 21%, respectivamente. Porém, não foi observado a ocorrência de nitrificação e desnitrificação simultânea (NDS), mesmo com os grânulos formados, devido, possivelmente, a ausência de microzonas anaeróbias. O tempo de sedimentação adotado ao final da Fase 2 e durante toda a Fase 3, foi de 5 min, mas um maior tempo poderia trazer resultados melhores, porém se quis investigar tempos muito curtos em reatores de baixa relação H/D. Ao final deste experimento, notou-se que os reatores, com baixa relação H/D, conseguiram granular o lodo através de um floco inoculado e que o RBS 2, com a menor troca volumétrica apresenta melhores resultados de remoção de DQOtotal, N-NH4+ e NTK

Abstract: Pollution and water contamination have several sources and cause serious environmental impacts. Considering the need for new technologies more promising than the current ones, the interest arises to study systems with greater capacity of retention of active biomass that can remove biologically nutrients and organic matter and that occupy a smaller area of implementation, the sequential batch reactor (SBR) with aerobic granular sludge (AGS). The AGS, when compared to conventional activated sludge, is marked to have a stronger and dense microbial structure, high biomass retention, good sedimentation capacity, ability to withstand at high organic loads and tolerance to toxicity. Due to the increasing research on aerobic granular sludge, along with several theories about its formation, this study intends to bring new information and to concretize existing knowledge regarding aerobic granules, from the characteristics for its formation, as aspects of the sequencing batch reactor. Considering this importance of AGS, an experiment was carried out with two sequential batch reactors (SBR 1 and SBR 2) in bench scale with the useful volume of 8 L and with 3 cycles of hours per day. These reactors were different in the volumetric exchange ratio (VER), with reactor 1 having a RTV of 75% and reactor 2 with RTV of 50%. The work was divided into three phases: Phase 1 (acclimation), Phase 2 (sedimentation) and Phase 3 (operation), in which during the 259 days the sedimentation time ranged from 50 min to 5 min. Aerobic granules were observed after day 147 of operation on SBR 1 and 175 days of operation for SBR 2, which was related to the higher production of extracellular polymeric substance (EPS) in reactor 1. The mean value of the solid retention time (SRT) was higher in SBR 2 (31.5 days) than in SBR 1 (15.6 days). Therefore, the efficiency of removal of CODtotal, CODsoluble, N-NH4+ and NTK, for SBR 1 (VER 75%) was 64 ± 18%, 69 ± 17%, 63 ± 24% and 58 ± 23% respectively, while for SBR 2 (VER 50%) it was 69 ± 13%, 66 ± 16%, 74 ± 22% and 68 ± 21%, respectively. However, the occurrence of simultaneous nitrification and denitrification (SND) was not observed, even with the granules formed, possibly due to the absence of anaerobic microzones. The sedimentation time adopted at the end of Phase 2 and throughout Phase 3 was 5 min, but more time could bring better results, but it was wanted to investigate very short times in reactors of low H/D ratio. At the end of this experiment, it was observed that the reactors with low H/D ratio were able to granulate the sludge through an inoculated floc and that the SBR 2, with the lowest volumetric exchange ratio presented better removal of CODtotal, N-NH4+ and NTK
Subject: Tratamento aeróbio
Processo com reator por batelada - Purificação - Lodo
Biomassa
Esgotos sanitários
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: PIRES, Danilo Prado. Desenvolvimento de biomassa aeróbia granular no tratamento de esgoto sanitário em reatores em batelada sequencial com diferentes razões de troca volumétrica. 2017. 1 recurso online (146 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331086>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEC - Tese e Dissertação

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