A presente pesquisa abordou o estudo em escala real do tratamento de lixiviado de aterro sanitário em um sistema composto por dois filtros anaeróbios seguidos de dois banhados construídos. O trabalho foi desenvolvido na estação de tratamento de lixiviado do aterro sanitário pertencente à Central de Resíduos do Recreio, localizada em Minas do Leão/RS. Pretendeu-se verificar a eficiência do sistema na remoção de matéria orgânica e de nitrogênio amoniacal. A fase 1 da pesquisa, que avaliou o desempenho dos filtros anaeróbios quando operados em série, indicou que a quase totalidade da remoção de matéria orgânica facilmente biodegradável ocorreu no primeiro filtro, evidenciando que, para o tratamento do lixiviado em questão, não é interessante a utilização de dois filtros anaeróbios de fluxo ascendente semelhantes em série. A fase 2 avaliou o desempenho dos filtros anaeróbios operados em paralelo e dos banhados construídos. Foi possível concluir-se que: filtros anaeróbios de fluxo ascendente são excelente alternativa para o tratamento de lixiviado de aterro sanitário, pois podem viabilizar remoções de matéria orgânica superiores a 50%; banhados construídos representam uma ecotecnologia interessante para o complemento do tratamento de lixiviado, pois podem viabilizar elevadas remoções de N-amoniacal. / This study discussed the sanitary landfill leachate treatment in a full scale system composed by two upflow anaerobic filters followed by two constructed wetlands. The research was developed at the landfill leachate treatment station owned by Recreio Central Waste, located in Minas do Leão/RS. The objective of the study was to verify the efficiency of the system in the removal of organic matter and ammonia nitrogen. The phase 1 of the study, which evaluated the performance of anaerobic filters when operated in series, indicated that almost all of the removal of organic matter readily biodegradable occurred in the first filter, showing that, for the treatment of leachate concerned, it is not interesting the use of two similar upflow anaerobic filters in series. The phase 2 assessed the performance of the anaerobic filters, operated in parallel, and the constructed wetlands. It could be concluded that: upflow anaerobic filters are excellent alternative for the sanitary landfill leachate treatment, as they may facilitate removal of organic matter greater than 50%; constructed wetlands represent an interesting eco-technology to complement the leachate treatment, which can enable high removals of N-ammonia.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-03-20T14:28:10Z No. of bitstreams: 1 avaliacao_remocao.pdf: 1727788 bytes, checksum: 30a3f57b73434548b27d89817e2b0354 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-20T14:28:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 avaliacao_remocao.pdf: 1727788 bytes, checksum: 30a3f57b73434548b27d89817e2b0354 (MD5) Previous issue date: 2009-03 / Caixa Econômica Federal / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / PROSAB - Programa de Pesquisa em Saneamento Básico / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / A geração dos resíduos sólidos urbanos (RSU) se transformou em um dos maiores problemas da atualidade. A quantidade e variedade de materiais descartados, o aumento populacional nas cidades e a crescente geração per capita, tornam cada vez mais complexo o seu gerenciamento. A disposição desses resíduos no ambiente se faz em aterros sanitários. Entretanto, a utilização desse método de disposição está atrelada a potenciais impactos ambientais, sendo um dos principais a geração de lixiviado. A geração e a liberação de lixiviado para o meio ambiente são preocupantes em função da sua composição já que contém diferentes compostos, vários deles com potencial poluidor elevado. É fundamental a identificação de alternativas tecnológicas para unidades de tratamento de lixiviado que compatibilizem custos baixos, eficiência de tratamento e atendimento aos padrões sanitários operados no país. Essa pesquisa estudou filtros biológicos anaeróbios com a pretensão de obter a eficiência de remoção de matéria orgânica carbonácea nas unidades. Os filtros instalados para a pesquisa operaram com dois meios suportes: rachão e o bloco de concreto, sendo que variou-se a entrada de lixiviado: fluxos ascendente e descendente, buscando-se identificar as condições ótimas de operação para aplicação em aterros sanitários instalados em municípios brasileiros. Filtros com blocos de concreto como meio suporte demonstraram maior formação de biofilme tanto nas determinações diretas de massa, quanto nas análises de proteínas e contagem microbiana. As morfologias predominantes no biofilme foram bacilos, cocos, sarcinas, filamentos e espirilos. A eficiência de remoção de matéria orgânica nos filtros anaeróbios operados com fluxo ascendente de lixiviado foi de 61% e 56% para rachão e bloco, respectivamente. A operação dos filtros com fluxo de entrada ascendente foi a melhor opção em todas as estações do ano quando se trata de remoção de matéria orgânica. Os resultados obtidos com filtros operados com fluxo ascendente indicam uma maior mistura no sistema, já que no fluxo descendente existe a dificuldade da distribuição homogênea do lixiviado e uma maior formação de lodo no fundo dos filtros estudados. / Urban solid wastes (USW) have become one of the greatest problems of our time. The amount and variety of materials discarded, the population growth in cities and the rise of per capita generation have made their management increasingly complex. Disposal of these wastes in the environment is done in landfills. However, the use of this disposal method is attached to potential environmental impacts, a main one being leachate generation. The generation and discharge of leachate into the environment are a matter for concern because of its composition, since it contains different compounds, some of them with a high potential for pollution. It is essential to identify technological alternatives for leachate treatment units that will render compatible low costs, efficient treatment and compliance with the country's sanitary standards. This research studied anaerobic biological filters intending to obtain the efficiency of carbonaceous organic matter removal in the units. The filters installed for research operate with two main supports: recycled ground concrete and concrete block. The inflow of leachate was varied: ascending and descending flows, seeking to identify the optimal operational conditions to apply in landfills installed in Brazilian municipalities. Filters using concrete blocks as a support medium showed more biofilm formation, both in direct mass determinations, and in the analyses of proteins and microbial counts. The predominant morphologies in biofilm were bacilli, cocci, sarcines, filaments and spirilla. The efficiency of organic matter removal in the anaerobic filters operated with ascending flow of leachate was 61% and 56% for recycled ground concrete and block, respectively. The operation of filters with an ascending inflow was the best choice for all seasons of the year, when dealing with organic matter removal. The results obtained with ascending flow filters indicate greater mixture in the system, since in the descending flow there is the difficulty of homogeneous distribution of leachate, and more bottom sludge formation in the filters studied.

A tecnologia anaeróbia tem sido utilizada com sucesso no tratamento de água residuária contendo compostos fenólicos. Recentes pesquisas incluem tais compostos entre aqueles que podem ser degradados através desse processo. O objetivo desse trabalho foi avaliar a degradação do fenol em diferentes condições nutricionais, com ênfase na redução do sulfato. Os experimentos foram realizados com meio de cultura específico para esses microrganismos anaeróbios. Foram realizados ensaios de degradação em reatores em batelada alimentados nas seguintes condições: (1) fenol e sulfato, a diferentes concentrações, com inóculo previamente enriquecido; (2) fenol, sulfato e co-substratos e; (3) fenol, sulfato e extrato de levedura. Todos os ensaios foram realizados em temperatura de 30 graus Celsius, sob agitação de 150 rpm. Foi avaliado o consumo de fenol e sulfato e, produção de metano, em função do tempo, para diferentes concentrações iniciais de fenol e sulfato. Nos ensaios com reatores alimentados com fenol (329,3 mg/l); fenol (307,3 mg/l) e sulfato (160 mg/l); fenol (322.3 mg/l), sulfato (160 mg/l) e lactato (478,16 mg/l); fenol (332,1 mg/l), sulfato (150 mg/l) e etanol (129,76 mg/l), a remoção foi de, respectivamente, 99,8%, 98,2%, 98,8% e 98,8%. Os reatores alimentados com fenol (239,7 mg/l) obtiveram 100% de eficiência na degradação em apenas 11 dias e, os reatores alimentados com fenol (234,3 mg/l) e sulfato (162,5 mg/l) e fenol (256,0 mg/l) e sulfato (500 mg/l) tiveram eficiências de degradação de, respectivamente, 98,8% e 99,3% com 17 dias de operação. Tais eficiências foram obtidas pelo acréscimo de extrato de levedura nos reatores, no início dos ensaios. A caracterização morfológica foi realizada através de microscopia óptica. A diversidade microbiana referente aos Domínios Bacteria e Archaea, além do grupo de bactérias redutoras de sulfato foi avaliada através da técnica de PCR DGGE, onde foram observadas alterações nas populações microbianas, em função das condições nutricionais. Para o Domínio Archaea não foram observadas diferenças nos ensaios realizados. Para o Domínio Bacteria e Grupo das BRS essas diferenças foram, mais facilmente, percebidas com relação ao inóculo e entre os diversos reatores. A alteração na diversidade microbiana pode ter sido decorrente da composição do meio que, nesse caso, foi específico para BRS e a composição do inóculo que continha parte previamente adaptada às BRS. Essas condições adequadas puderam propiciar surgimento e desenvolvimento de populações microbianas capazes de degradar fenol, utilizando sulfato. / The anaerobic technology has been successfully used to treat wastewater containing phenolic compounds. Recent research includes such compounds among those that can be degraded through this process. The goal of this project was to assess phenol degradation in different nutritional conditions, focusing on sulfate reduction. The essays were carried out in a specific culture mean for these kinds of anaerobic microorganisms. Degradation essays were carried out in a batch reactor fed in the following ways: (1) phenol and sulfate, in different concentrations, with previously enriched inoculum; (2) phenol, sulfate and co-substrates and; (3) phenol, sulfate and yeast extract. All the essays were carried out at 30 Celsius degrees, under 150 rpm agitation. The consumption of phenol and sulfate and, methane production, in function of time, for different initial concentrations of phenol and sulfate was assessed. In the essays the reactors were fed with phenol (329.3 mg/l); phenol (307.3 mg/l) and sulfate (160 mg/l); phenol (322.3 mg/l), sulfate (160 mg/l) and lactate (478.16 mg/l); phenol (332.1 mg/l), sulfate (150 mg/l) and ethanol (129.76 mg/l), the removal was of, respectively, 99.8%, 98.2%, 98.8% and 98.8%. The reactors fed with phenol (239.7 mg/l) obtained 100% degradation efficiency in only 11 days. The reactors fed with phenol (234.3 mg/l) and sulfate (162.5 mg/l) and phenol (256.0 mg/l) and sulfate (500 mg/l) obtained degradation efficiency of 98.8% and 99.3%, respectively, in only 17 days of operation. Such efficiencies were obtained by the increase of yeast extract in the reactors, in the beginning of the essays. The morphological characterization was carried out by optical microscopy. The microbial diversity regarding the Bacteria and Archaea Domain, besides the sulfate reducing bacteria group was assessed through the PCR DGGE technique, where alterations were seen in the microbial population, due to nutritional conditions. For the Archaea Domain, no differences were seen in all the essays. For the Bacteria Domain and the SRB Group these differences were easily seen, noticed by the inoculum and the diverse reactors. The alteration in the microbial diversity might have occurred due to culture mean composition that, in this case, was specific for SRB and also due to inoculum composition that contained a part previously adapted to SRB. These adequate conditions could promote appearance and development of microbial population capable of degrading phenol, using sulfate.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-10T13:24:55Z No. of bitstreams: 1 PDF - Valquiria Cordeiro da Silva.pdf: 2838841 bytes, checksum: 5c9ad1da147f0b3b16903c3bc9d969b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T13:24:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Valquiria Cordeiro da Silva.pdf: 2838841 bytes, checksum: 5c9ad1da147f0b3b16903c3bc9d969b5 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study evaluated the influence of different concentrations of oxygen on the oxidation of sulfide forms in anaerobic systems treating wastewater. The experimental investigation was divided into seven steps performed at three reactors. At every stage reactors were used Upflow Anaerobic Sludge Blanket - UASB. The reactors "R1" and "R2" were similar and were fed the same wastewater, made up of the sewage of the city of Campina Grande. However, the feeding of the reactor - "R1" - 2- -1 was added to a concentration of 12 mg S SO4 .L being used sodium sulfate (Na2SO4) as the sulfate source. The reactors "R2" and "R3" were fed with raw sewage. The steps were distinguished accordance with the average concentrations of dissolved oxygen within each UASB and their effluents for each step. The reactors "R1" and "R2” were operated in three steps; in step I the concentration of dissolved -1 oxygen found inside the UASB and the effluent was around 1.0 mg O 2.L for the -1 reactor "R1" and the reactor "R2" the values were 0.56 mg O2.L both inside the UASB reactor and to the effluent. In step II, the concentrations of O2 two reactors -1 -1 were 0.84 mg O2.L in the effluent from the reactor "R1" and 0.86 mg O2.L in the reactor "R2". In step III for both reactors (R1 and R2) the effluent remained on the -1 average mg O2.L , while the third reactor "R3" average dissolved oxygen -1 -1 concentration inside the UASB reactor was 0.46 mg O2.L and 0.45 mg O2.L effluent. The results show that it is possible to dose low concentrations of oxygen in anaerobic reactors favoring the oxidation of sulfide to elemental sulfur or sulfate, thereby minimizing the bad smelling gases. / O presente trabalho avaliou a influência de diferentes concentrações de oxigênio na oxidação das formas de sulfeto em sistemas anaeróbios tratando águas residuárias. A investigação experimental foi dividida em sete etapas realizadas em três reatores. Em todas as etapas foram utilizados reatores Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB. Os reatores “R1” e “R2” eram semelhantes e foram alimentados com a mesma água residuária, constituída pelo esgoto sanitário da cidade de Campina Grande. No entanto, na alimentação do reator – “R1” foi adicionado uma - 2- -1 concentração de 12 mg de S SO4 . L , tendo sido utilizado o sulfato de sódio (Na2SO4) como fonte de sulfato. Os reatores “R2” e “R3” foram alimentados com esgoto bruto. As etapas se distinguiram de acordo com as concentrações médias de oxigênio dissolvido no interior de cada reator UASB e nos seus respectivos efluentes para cada etapa. Os reatores “R1” e “R2 foram operados em três etapas; na etapa I a concentração de oxigênio dissolvido encontrada no interior do UASB e no efluente -1 foi em torno de 1,0 mg O2.L para o reator “R1”, e no reator “R2” os valores -1 encontrados foram de 0,56 mg O2.L tanto no interior do reator UASB quanto para o efluente. Na etapa II as concentrações de O2 dos dois reatores foram de 0,84 mg -1 -1 O2.L no efluente do reator “R1” e 0,86 mg O2.L no reator “R2”. Na etapa III para os -1 dois reatores (R1 e R2) o efluente manteve-se na média de 0,4 mg O2.L , enquanto no terceiro reator “R3” a concentração média de oxigênio dissolvido no interior do -1 -1 reator UASB foi de 0,46 mg O2.L e 0,45 mg O2.L no efluente. Os resultados permitem concluir que é possível dosar baixas concentrações de oxigênio em reatores anaeróbios favorecendo a oxidação do sulfeto a enxofre elementar ou a sulfato, dessa forma minimizando os gases mau cheirosos.

Neste trabalho, investigou-se o crescimento e as interações de microorganismos, anaeróbios, em batelada com células planctônicas e em reatores diferenciais com biofilme, sob condições termofílicas (55ºC). Foram utilizadas técnicas clássicas para caracterizar os microorganismos anaeróbios estritos e biologia molecular (FISH), com sondas fluorescentes específicas, para caraterizar e quantificar os microrganismos pertencentes ao domínios Archea e Bacteria. Foram realizadas experimentos com meios de cultivo contendo acetato de sódio e propionato de sódio, na presença de sulfato de sódio. Os resultados do FISH mostraram, para os ensaios em batelada com acetato e sulfato, o predomínio de organismos pertencentes ao Domínio Archea (ARC915+MB1174) representados pelo gênero Methanosarcina sp. e bacilos fluorescentes. No biofilme, para a mesma condição, houve predomínio de células do Domínio Bacteria (EUB338) e relacionadas com a oxidação do acetato. Para a condição de cultivo com lactato e sulfato, as células bacterianas semelhantes a Desulfotomaculum sp. predominaram nos reatores em batelada e diferenciais, justificando a elevada porcentagem de células do Domínio Bacteria. Os resultados do NMP mostraram uma maior concentração de anaeróbios totais na condição lactato e sulfato (\'10 POT.11\' - \'10 POT.12\'). Para as arqueas metanogênicas essa concentração foi eveidenciada para a condição de cultivo com acetato e sulfato (\'10 POT.4\'). Os resultados desse trabalho sugeriram que em reatores em batelada, na condição de cultivo com acetato e sulfato, ocorreu equilíbrio entre metanogênese, oxidação de acetato e sulfatogênese, enquanto no biofilme, foram favorecidos os dois primeiros tipos de metabolismo. A condição lactato mais sulfato favoreceu a sulfetogênese em ambos os reatores. No reator diferencial, alimentado com proprionato e sulfato ocorreu fermentação com crescimento sintrófico entre oxidadoras de proprionato, metanogênicas e redutoras de sulfato hidrogenotróficas. / In this work, were investigated the growth and interactions of anaerobic microorganisms, in batch and differential reactors with planktonic cells and biofilm, respectively, in thermophilic conditions (55°C). Classic and molecular biology methods (FISH) were utilized to characterize strict anaerobes, with specific fluorescence probes, to characterize the Archaea and Bacteria Domain cells. Experiments with sodium acetate, s01ium lactate and sodium propionate plus sodium sulfate were realized. To the acetate and sulfate batch assays the results of FISH showed the predominance of Archaea Domain cells (ARC915+MB1174), represented by genera Methanosarcina sp. and fluorescents rods. Under the same conditions the biofilm results showed predominance of Bacteria Domain cells (EUB338) and those related to the acetate oxidation. In lactate plus sulfate condition the bacteria cells, as Desulfotomaculum sp., predominated in batch and differential reactors, justifying the high percentage of Bacteria Domain cells. The MPN results showed a high concentration of total anaerobes under lactate plus sulfate condition (\'10 POT.11\' - \'10 POT.12\'). For methanogenic arquea this concentration was obtained in the acetate plus sulfate condition (\'10 POT.4\'). These results suggest a process equilibrium may have occurred among methanogenesis, acetate oxidation and sulfidogenesis in batch reactors under acetate plus sulfate conditions. However, methanogenesis and acetate oxidation metabolisms predominated in the biofilm. Sulfidogenesis was easier in both reactors, under lactate plus sulfate conditions. In the differential reactors with propionate plus sulfate, the fermentation was in syntrophic co-culture among propionate oxidizing bacteria, methanogenic and hydrogenotrophic sulfate reducing bacteria.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da velocidade ascensional de recirculação e da estratégia de alimentação na eficiência de um reator anaeróbio com biomassa imobilizada operado em bateladas seqüenciais tratando efluentes provenientes de um laticínio de pequeno porte. Avaliaram-se três condições operacionais com valores de velocidade de 0,2 m.h-1, 3,8 m.h-1 e 6,4 m.h-1, com tempo de ciclo de 48 horas. Finda esta etapa, avaliou-se a influência do volume tratado na eficiência do sistema. Nesta avaliação, o tempo de ciclo foi de 24 horas e estudaram-se duas condições experimentais, nas quais diariamente o reator era alimentado com 50% e 67% de seu volume. O reator, com volume total de 1000 L, foi instalado em área próxima ao laticínio. O suporte (\"biobob\") utilizado para imobilização da biomassa foi um enchimento plástico preenchido com espuma de poliuretano. A alimentação foi feita com efluentes oriundos do laticínio escola da Prefeitura do Campus USP Pirassununga - PUSP-P com carga orgânica variável, de acordo com suas atividades. O monitoramento do reator foi realizado através de análises de demanda química de oxigênio (DQO) em amostras filtradas em membrana de poro 1,2 µm e brutas, nitrogênio total Kjedahl e amoniacal, alcalinidade a bicarbonat o e ácidos voláteis totais. Verificada a estabilidade do sistema, realizaram-se amostragens temporais para medida de concentração de substratos e metabólitos intermediários. A biomassa oriunda do inóculo e do reator nas três primeiras condições experimentais foi analisada através de exames de microscopia de contraste de luz e fluorescência, análises de biologia molecular e atividade metanogênica específica. O período total de monitoramento no estudo da influência da velocidade ascensional de recirculação fo i de 570 dias. As eficiências médias de remoção de matéria orgânica em amostras brutas foram 82 ± 11 %; 84 ± 9%; 87 ± 9 %, quando as velocidades foram de 0,2 m.h-1, 3,8 m.h-1 e 6,4 m.h-1, respectivamente. As eficiências médias de remoção de matéria orgânica em amostras filtradas foram 82 ± 9%; 83 ± 13 %; 87 ± 9 %, quando as velocidades foram de 0,2 m.h-1, 3,8 m.h-1 e 6,4 m.h-1, respectivamente. Não foram verificadas diferenças significativas entre as eficiências de remoção de matéria orgânica à medida que a velocidade ascensional aumentou, todavia percebeu-se diminuição no desvio padrão de tal parâmetro, favorecimento no processo de geração e consumo de ácidos e aumento na velocidade de conversão da matéria orgânica. Os resultados das análises de biologia molecular demonstraram que a biomassa se modificou adaptando-se ao efluente, mas apresentando pouca variação entre as duas últimas condições operacionais. Quando o tempo de ciclo foi diminuído para 24 horas, e o sistema alimentado com 50% e 67% de seu volum e reacional, também não se verificou diferenças significativas em relação à eficiência de remoção de matéria orgânica, todavia a última condição operacional a que proporcionou maior volume de efluente tratado por dia. Conclui-se que o ASBBR foi eficiente, robusto e confiável para o tratamento de efluentes de laticínios nas condições de operações testadas. / The aim of the present study was to evaluate the influence of the recirculation rate and feed strategy on the efficiency of an Anaerobic Sequencing Batch Biofilm Reactor - ASBBR -treating effluents from a small dairy industry. Three operational conditions were studied in which the recirculation rate was 0.2 m.h-1, 3.8 m.h-1 e 6.4 m.h-1 and the cycle time was 48 h. When this assay was finished, the cycle time was decreased to 24 hours and two operational conditions were studied, in which the reactor was fed with 50% and 67% of its reaction volume, respectively. The reactor with total volume of 1000L was assembled in an area closed to the dairy. The biomass was immobilized in plastic supports containing polyurethane foam. The reactor was fed by effluents from the dairy school ( Prefeitura do Campus USP Pirassununga - PUSP-P) with organic loading rate variable according to the operations occurred in the plant. The system was monitored through chemical oxygen demand (COD) analyses, and measurements of nitrogen, alkalinity and volatile acids concentrations. When stability was verified, temporal profiles of substrate and metabolites concentrations were obtained. The biomass from the inoculum and from the reactor (operational conditions 1, 2 and 3) was analyzed through microscopic exams, molecular biology analyses and specific methanogenic activity assays. The monitoring period for the study of the influence of the recirculation rate lasted 570 days. The average efficiencies of organic matter removal were 82 ± 11 %; 84 ± 9%; 87 ± 9 %, when the velocities were 0.2 m.h-1, 3.8 m.h-1 e 6.4 m.h-1, respectively. The average efficiencies of organic matter removal in filtrated samples were 82 ± 9%; 83 ± 13 %; 87 ± 9 % when the velocities were 0.2 m.h-1, 3.8 m.h-1 e 6.4 m.h-1, respectively. Statistic differences were not verified; nevertheless it was possible to observe that the values of standard errors decreased, the production and consumption of the volatile acids improved and the rate of organic matter removal increased when the velocity was rose. The results from the molecular biology analyses showed that the biomass changed and adapted to the treatment conditions, presenting low variation along the last condition. When the cycle time was decreased to 24 hours, and the system was fed with 50% and 67%, statistic difference among the efficiencies were again not observed, nevertheless, the latter condition resulted in the highest daily treated volume. It was possible to conclude that the ASBBR was efficient, robust and reliable in treating dairy effluents at the practiced conditions.

Esta dissertação apresenta a metodologia para o Projeto de Engenharia de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente com Manta de Lodo para tratamento de esgoto sanitário. A metodologia desenvolvida apresenta os parâmetros de cálculo e os condicionamentos técnicos físicos envolvidos no projeto e construção da unidade de tratamento. O trabalho contém uma proposta de protocolo para o projeto, construção e operação do Reator UASB. / This disquisition presents a methodology for the Project of Anaerobic Reactors Engineering of Sludge Blanket for sanitary sewage treatment. The methodology developed presents the calculus parameters and physic technical involved in the project and construction in the treatment unit. The work contains a protocol propose for the project, construction and operation of UASB Reactor.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:11:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257761.pdf: 1763816 bytes, checksum: 3e9ccd12103b7e18272c9bdc0253a135 (MD5) / Neste trabalho foram operados e avaliados diversos reatores de digestão anaeróbia construídos em escala real numa propriedade de média produção de suínos, sob condições climáticas do sul do Brasil. O caráter inovativo do trabalho foi assegurado pela configuração do tratamento do efluente clarificado através da seqüência lagoa de decantação ' lagoa anaeróbia ' reator UASB. Uma parcela dos sólidos sedimentados na lagoa de decantação, correspondente a vazão de 0,86 m3/dia, alimentou um biodigestor de lodo. A operação do sistema de tratamento se deu em duas fases, chamadas FASE 1 - de Alta Carga - e FASE 2 - de Baixa Carga, caracterizadas pela diminuição das vazões de alimentação do sistema de tratamento, de 9,0 m3/dia para 6,8 m3/dia. As cargas aplicadas (COV) nos reatores foram de 0,07 kg SVT/ m3.dia, na lagoa anaeróbia; 1,27 - 1,51 kg DQO/m3.dia, no reator UASB; e 0,79 - 1,22 kg ST/m3.dia, no biodigestor de lodo. A lagoa de decantação foi operada com taxa de aplicação superficial (TAS) de 0,13 - 0,18 m3/m2.dia. O sistema de tratamento apresentou eficiência de remoção de DQO variando de 82 a 85%, de DBO, de 89 - 93%, de ST, de 21,7 - 55,3% e de Ssed, de 98,6 a 99,5%. No biodigestor de lodo as eficiências de remoção da DQO e DBO foram de 51 - 71% e de 58 - 82%, respectivamente; a produção média de biogás foi de 6,26 m3/dia, com produção específica de 0,17 m3 biogás/kg ST.dia. A partida dos reatores com inóculo de dejetos suínos foi considerada improdutiva. A taxa de crescimento da biomassa nos reatores foi de 0,047, 0,030 e 0,163 kg SVT/m3.dia, para a lagoa anaeróbia, reator UASB e biodigestor de lodo, respectivamente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290496.pdf: 3280049 bytes, checksum: c1bf801a735807dbbbd563f03c684113 (MD5) / Entre as recentes tecnologias desenvolvidas para o tratamento biológico de efluentes destacam-se os reatores com biomassa na forma de grânulos aeróbios. Entretanto, a maioria dos pesquisadores tem focado seus estudos na formação desses grânulos em reatores alimentados com esgoto sintético de elevada carga orgânica. Assim, para poder aplicar na prática essa tecnologia, é preciso realizar estudos da utilização dos grânulos aeróbios no tratamento de esgoto doméstico, o qual é usualmente caracterizado como sendo de baixa carga orgânica. Neste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo estudar o desenvolvimento de grânulos aeróbios no tratamento de esgoto doméstico em um reator em bateladas seqüenciais (RBS) sob diferentes condições operacionais. Para isso, o estudo foi dividido em três estratégias operacionais. A Estratégia Operacional I avaliou o desempenho do reator utilizando ciclos operacionais de 3 e 4 horas de duração. A Estratégia Operacional II avaliou o comportamento do reator quando submetido a diferentes cargas orgânicas. E por último, a Estratégia Operacional III avaliou o efeito da diminuição do tempo de sedimentação nas características dos grânulos e no desempenho do reator. Em relação à Estratégia I, o aumento da duração do ciclo não foi um parâmetro decisivo no processo de granulação aeróbia, mas influenciou na qualidade do efluente tratado, principalmente no processo de nitrificação, cuja eficiência aumentou de 23 para 69%. Referente à Estratégia II, observou-se que os grânulos aeróbios podem ser mantidos no reator mesmo com o aumento da carga orgânica aplicada, desde que haja condições de cisalhamento adequadas. Além disso, o reator mostrou-se bastante adequado para o tratamento de afluentes com cargas orgânicas mais elevadas, apresentando remoção de DQOs de 92%, NH4+-N de 96% e PO4-P de 91%. Na Estratégia III observou-se que a diminuição gradual do tempo de sedimentação foi uma maneira efetiva de melhorar as características dos grânulos, mas provocou uma piora temporária na qualidade do efluente tratado. Após o restabelecimento do reator, as eficiências de remoção foram de 93% para DQOs, 96% para NH4+-N e 60% para PO4-P. De maneira geral, o reator mostrou-se capaz de remover carbono, nitrogênio e fósforo simultaneamente em uma única unidade operacional compacta, provando ser uma tecnologia bastante promissora para o tratamento de esgoto doméstico. / Of the recent technologies developed for biological wastewater treatment, the reactors based on biomass in the form of aerobic granules are drawing the most attention. However, most researchers have focused their studies on granule formation in reactors fed with high-strength synthetic wastewaters. In order to apply aerobic granulation technology, more information is needed about its utilization in the treatment of domestic wastewater, which is usually characterized as a low-strength influent. Given these considerations, the aim of this research was to study the aerobic granules development in the treatment of domestic wastewater in a sequencing batch reactor operated under different conditions. Towards this end, three operational strategies were established. Operational Strategy I surveyed the reactor#s performance during 3 and 4 hour cycles. Operational Strategy II evaluated the organic load#s effect on the reactor#s behavior. Lastly, Operational Strategy III examined the effect of the decrease in sedimentation time on the granule#s characteristics and the reactor#s performance. In Strategy I, although the increase in cycle duration was not a decisive aerobic granulation parameter, it did influence the effluent#s quality, particularly the nitrification process, which went from an efficiency of 23% to 69%. For Strategy II, observations indicated that aerobic granules can be kept inside the reactor even with an increase in the organic load, so long as the appropriate shear force conditions are maintained. Moreover, the reactor was effective in the treatment of higher organic load influent, presenting a removal efficiency of 92% for CODS, 96% for NH4+-N, and 91% for PO4-P. In Strategy III, while the gradual reduction of the sedimentation time improved the granules# characteristics, it also temporarily worsened the effluent#s quality. After the reactor#s recovery, the removal efficiencies were 93% for CODS, 96% for NH4+-N, and 60% for PO4-P. In a generalized manner, the reactor simultaneously removed carbon, nitrogen, and phosphorus in a single compact operational unit, proving to be a very promising technology for domestic wastewater treatment.

Esta dissertação apresenta a metodologia para o Projeto de Engenharia de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente com Manta de Lodo para tratamento de esgoto sanitário. A metodologia desenvolvida apresenta os parâmetros de cálculo e os condicionamentos técnicos físicos envolvidos no projeto e construção da unidade de tratamento. O trabalho contém uma proposta de protocolo para o projeto, construção e operação do Reator UASB. / This disquisition presents a methodology for the Project of Anaerobic Reactors Engineering of Sludge Blanket for sanitary sewage treatment. The methodology developed presents the calculus parameters and physic technical involved in the project and construction in the treatment unit. The work contains a protocol propose for the project, construction and operation of UASB Reactor.