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Desenvolvimento do sistema de potência elétrica em uma unidade móvel de irradiação por feixe de elétrons para tratamento de águas residuárias e efluentes industriais / Developing an electrical power system of a mobile electron beam accelerator to treatment of industrial wastewaters and effluents

Gaspar, Renato Rache 27 September 2018 (has links)
O tratamento de águas residuárias e efluentes industriais por irradiação com feixe de elétrons é uma técnica promissora, porém pouco difundida em território Brasileiro. O projeto e a construção de uma unidade móvel contendo um acelerador industrial de elétrons de 700 keV e 20 kW, pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), é inovador para demonstrar os efeitos e resultados positivos dessa tecnologia. O propósito é deslocar a unidade móvel às diversas empresas com interesse em tratamento dos resíduos líquidos, conectar-se ao sistema elétrico da mesma e iniciar o processo de tratamento por ionização, por meio da irradiação com feixe de elétrons. A conexão da unidade móvel ao sistema elétrico local pode representar um desafio, pela grande diversidade de tensões e distâncias envolvidas, e também pelas grandes injeções de conteúdo harmônico gerado pelo acelerador de elétron que podem afetar as cargas do sistema industrial, comumente sensíveis. Neste trabalho realizou-se uma análise do sistema de potência da unidade móvel, quanto à capacidade de interrupção, seletividade da proteção e níveis de curto-circuito adequados de forma a assegurar uma maior confiabilidade na operação. Ao final, projetou-se e construiu-se o painel elétrico de controle da unidade móvel de irradiação. Além disso, na obtenção de parâmetros operacionais à unidade móvel, realizaram-se simulações e medições no acelerador industrial de elétrons de 1,5 MeV e 37,5 kW, instalado no Laboratório de Fontes Intensas de Radiação, do Centro de Tecnologia das Radiações, as quais demonstraram a necessidade da inserção de um filtro para redução dos índices de distorção nos harmônicos dessa instalação radiativa fixa no IPEN. / The treatment of wastewater and industrial effluents by electron beam irradiation is a promising technique, however, not very widespread in Brazilian territory. The design and a construction of a mobile unit containing an electron beam accelerator of 700 KeV and 20kW, by the Nuclear and Energy Research Institute (IPEN) is innovative to demonstrate the effects and positive results of this technology. The aim is to move the mobile unit to several companies with interest in liquid waste treatment, and connect to the industry electrical system and start the ionization treatment process through electron beam. The mobile unit\'s connection to the local electrical system can be a challenge in behalf of the great diversity of voltages and distances involved, as well as the large injections of harmonic content generated by the electron beam accelerator that can affect sensitive loads in the industrial system. In this work, an analysis was made of the power system of the mobile unit, regarding interruption capacity, selectivity protection and adequate short circuit levels in order to assure a greater reliability in the operation. At the end, the control panel of the mobile unit, simulations and measurements were carried out at the 1.5 MeV and 37.5 kW electron beam accelerator, installed at the Intensive Radiation Technology Center, which demonstrated the necessity of applying of a filter to reduce the measured harmonic distortion.
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Arquitetura livre: complexidade, metadesign e ciência nômade / Free architecture: complexity, metadesign and nomad science

Vassão, Caio Adorno 18 April 2008 (has links)
Descreve-se o contexto da chamada computação ubíqua com relação à banalização da computação e sua presença no ambiente urbano e nos produtos industriais de consumo de massa. Descreve-se e analisa-se a principal característica deste contexto, a complexidade. Como primeira tentativa de se lidar com o projeto para a complexidade, recupera-se a abordagem de projeto denominada Metadesign, descendente da abordagem formalista da Escola de Design de Ulm. Desenvolve-se uma atualização deste método delimitando-se quatro características principais: níveis de abstração, projeto procedimental, propriedades emergentes e topologia. Critica-se essa primeira tentativa do Metadesign, e propõe-se uma opção, a denominada Arquitetura Livre, que questiona os procedimentos estabelecidos de projeto justamente onde eles se aproximam do formalismo identificado no Metadesign. A Arquitetura Livre baseia-se em apropriações do Pósestruturalismo, da Fenomenologia, Ecologia de Mídias e do Software Livre, procurando uma abordagem de projeto não-determinista e não-instrumental a respeito da complexidade. / We describe the context of ubiquitous computing as related to the computers popularization and its presence in the urban environment and in industrial products of mass consumption. We describe and analyze the main feature of this context: its complexity. As a first attempt at dealing with the design of complexity, we recall a design approach known as Metadesign, which derived from the formalist approach of the Ulm School of Design. We propose an update of this method regarding four main characteristics: levels of abstraction, procedural design, emergent properties and topology. We criticize this first attempt based on Metadesign, and we propose an option, what we call Arquitetura Livre, which questions established design procedures exactly on what they have in common with the formalism identified in Metadesign. Arquitetura Livre is based on appropriations from Post-structuralism, Phenomenology, Media Ecology and Free Software, seeking a design approach that is non-deterministic and non-instrumental with regard to complexity.
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Estratégias de tratamento de lixiviado de aterro sanitário com foco na matéria orgânica biodegradável e nitrogênio amoniacal / Strategies of landfill leachate treatment focused on biodegradable organic matter and ammonia nitrogen

Cano, Vitor 03 September 2014 (has links)
Introdução sistemas de tratamento de esgotos, quando aplicados ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário, não têm apresentado bons resultados. Por conta disso, faz-se necessário o desenvolvimento de alternativas para o tratamento de lixiviado. Objetivo avaliar o pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário por wetland construído de fluxo subsuperficial horizontal e reator biológico de leito móvel (RBLM). Materiais e métodos foram realizados dois experimentos com tratamento de lixiviado após remoção de amônia por dessorção. No experimento 1 utilizou-se wetlands construídos de fluxo horizontal em escala de bancada (volume total de 30,8 L), plantados com Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum e Gynerium sagittatum, e um controle sem vegetação, preenchidos com pedrisco calcário. O sistema foi alimentado com lixiviado diluído em água em diferentes proporções (entre 10 por cento e 30 por cento ) com concentração média de DQO entre 336 e 750 mg.L-1 e nitrogênio amoniacal (N-NH4) entre 47 e 199 mg.L-1. A operação ocorreu em três etapas: (1ª) alimentação contínua e TDH médio entre 2,7 e 5,3 d; (2ª) regime de ciclos de recirculação do efluente, para avaliar o efeito do aumento de TDH para 21 dias; (3ª) alimentação contínua de duas unidades wetlands em série, visando elevar o TDH (entre 8,1 e 9,9 d) sem recirculação. O experimento 2 foi implantado em escala piloto, com uma unidade de dessorção de amônia seguida de um Reator Biológico de Leito Móvel (RBLM) e um biofiltro anóxico. O RBLM (volume efetivo de 380 L) foi preenchido em 50 por cento com anel pall. Resultados e discussão No experimento 1, obteve-se baixa remoção de DQO com médias inferiores a 40 por cento e concentração final entre 270 e 750 mg.L-1. No entanto, verificou-se remoção de N-NH4, principalmente na 2ª e 3ª etapas, com médias de remoção entre 43 por cento e 81 por cento , resultando em concentração de 20 a 223 mg.L-1, com influência do TDH. No experimento 2, problemas técnicos durante a instalação e operação inicial e interdição do campus da USP-Leste prejudicaram a adaptação do reator e impediram o seu monitoramento por tempo suficiente para geração de dados consistentes, sendo interrompido na fase inicial. Conclusões A baixa eficiência para DQO provavelmente está relacionada à recalcitrância do lixiviado, ou devido à inibição dos microrganismos por toxicidade. Quanto ao N-NH4, infere-se que o aumento do TDH proporcionou maior tempo de difusão de oxigênio para o sistema wetland, suprindo a demanda das bactérias heterotróficas, o que possibilitou utilização do oxigênio excedente pelas nitrificantes, culminando na oxidação do N-NH4. / Introduction sewage treatment systems, when applied to the treatment of landfill leachate, have not shown good results. Thus it is necessary to develop alternatives for the treatment of leachate. Objective To assess the post-treatment of landfill leachate by horizontal subsurface flow constructed wetland and moving bed biofilm reactor (MBBR). Materials and methods Two experiments were conducted with treatment of the leachate after removal of ammonia by stripping. In experiment 1, horizontal flow constructed wetlands, at bench scale (total volume of 30.8 L), planted with Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum and Gynerium sagittatum, and a control without vegetation, were filled with calcareous gravel. The system was fed with leachate diluted in water with different proportions (between 10 per cent and 30 per cent ) with mean COD concentration of between 336 and 750 mg.L-1 and ammonia nitrogen (NH4-N) between 47 and 199 mg L-1. The operation was divided in three stages: (1st) continuous feeding with mean HRT between 2.7 and 5.3 d; (2nd) regime of effluent recirculation to evaluate the effect of increasing the HRT to 21 days; (3rd) continuous feeding with two wetlands units in series, aimed HRT increasing (between 8.1 and 9.9 d) without recirculation. Experiment 2 was implemented on a pilot scale, with a unit of ammonia stripping followed by MBBR and an anoxic biofilter. The MBBR (380 L working volume) was filled 50 per cent with pall ring. Results and discussion In experiment 1, the COD removal was low, with averages below 40 per cent , with effluent concentration between 270 and 750 mg.L-1. However, there was removal of NH4-N, especially in the 2nd and 3rd stages, with average removal between 43 per cent and 81 per cent , resulting in concentration between 20 and 223 mg.L-1, with HRT influence. In experiment 2, technical problems during the installation and initial operation and interdiction of the campus of USP-Leste disrupted the reactor acclimation and precluded the monitoring for sufficient time to generate consistent data for discussion. Conclusions The low efficiency for COD is probably related to the recalcitrance of the leachate, or due to inhibition of microorganisms by toxicity. For NH4-N, it is inferred that the increase of the HRT provided greater time for diffusion of oxygen to the wetland system, meeting the demand of heterotrophic bacteria, which allowed the use of excess oxygen by nitrifiers, culminating in the oxidation of NH4-N.
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Solução da equação de condução de calor na presença de uma mudança de fase em uma cavidade cilíndrica / Heat conduction equation solution in the presence of a change of state in a bounded axisymmetric cylindrical domain

Danillo Silva de Oliveira 30 November 2011 (has links)
O problema da condução de calor, envolvendo mudança de fase, foi resolvido para o caso de uma cavidade limitada por duas superfícies cilíndricas indefinidamente longas. As condições de contorno impostas consistem em manter a temperatura da superfície interna fixa e abaixo da temperatura de fusão do material que preenche a cavidade, enquanto que a temperatura da superfície externa é mantida fixa e acima da temperatura de fusão. Como condição inicial se fixou a temperatura de todo o material que preenche a cavidade no valor da temperatura da superfície externa. A solução obtida consiste em duas soluções da equação de condução de calor, uma escrita para o material solidificado e outra escrita para o material em estado líquido. As duas soluções são formalmente escritas em termos da posição da frente de mudança de fase, que é representada por uma superfície cilíndrica com raio em expansão dentro da cavidade. A posição dessa superfície é, a princípio, desconhecida e é calculada impondo o balanço de energia através da frente da mudança de fase. O balanço de energia é expresso por uma equação diferencial de primeira ordem, cuja solução numérica fornece a posição da frente como função do tempo. A substituição da posição da frente de mudança de fase em um instante particular, nas soluções da equação de condução de calor, fornece a temperatura nas duas fases naquele instante. A solução obtida é ilustrada através de exemplos numéricos. / The heat conduction problem, in the presence of a change of state, was solved for the case of an indefinitely long cylindrical layer cavity. As boundary conditions it is imposed that the internal surface of the cavity is maintained below the fusion temperature of the infilling substance and the external surface is kept above it. The solution, obtained in non-dimensional variables, consists in two closed form heat conduction equation solutions for the solidified and liquid regions, which formally depend of the, at first, unknown position of the phase change front. The energy balance through the phase change front furnishes the equation for time dependence of the front position, which is numerically solved. Substitution of the front position for a particular instant in the heat conduction equation solutions gives the temperature distribution inside the cavity at that moment. The solution is illustrated with numerical examples.
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Estudo de viabilidade técnica econômica para implementação de uma unidade móvel para tratamento de efluentes industriais com feixe de elétrons / Study of technical and economical feasibility for implementation of a movable unit for treatment of industrial effluents with electron beam

Carolina Sciamarelli Rela 21 November 2006 (has links)
O tratamento de efluentes industriais é uma prática que vem se disseminando em ritmo acelerado, porque além de contribuir para reforçar a imagem pública, através do combate à poluição, ela traz vantagens econômicas para as empresas que podem reutilizar a água tratada do efluente em seus próprios processos. A técnica de tratamento estudada no presente trabalho é a que utiliza a oxidação/redução química destacando-se a utilização da radiação ionizante por meio de feixes de elétrons. Esta técnica utiliza um processo oxidativo avançado, gerando radicais altamente reativos que provocam a oxidação, redução, dissociação e degradação em compostos orgânicos e exercendo efeito letal nos microorganismos, protozoários e parasitas em geral. Neste trabalho desenvolveu-se um projeto conceituai e básico de uma unidade móvel de tratamento de efluentes utilizando radiação ionizante, fazendo com que a unidade se desloque até o ponto de tratamento, facilitando assim a logística. Em seguida, elaborou-se um estudo de viabilidade técnica e econômica permitindo dados consistentes sobre a capacidade e custo de processamento de efluentes e valores consolidados dos investimentos necessários para serem apresentados a órgãos financiadores para a construção de uma unidade móvel. Os resultados dos estudos demonstram que é viável tecnicamente a construção de uma unidade móvel, pois atende a legislação pertinente do Brasil, nos aspectos de Radioproteção e limite de transporte de carga. O custo unitário do processamento mostrou-se superior ao de uma unidade fixa em razão da diminuição da eficiência da interação da radiação incidente no efluente processado, devido à redução de energia do acelerador de elétrons e da disponibilidade de operação da unidade. / The treatment of industrial effluents is a practice that is disseminating in accelerated rhythm, of contributing to reinforce the public image, through the combat of the pollution, it brings economical advantages allowing the companies the reuse of the treated water in their own processes. The liquid effluent treatment technique studied in the present work is the one that uses the chemical oxidation/reduction standing out the use of the electron beam (e.b.) radiation. This technique uses an advanced oxidation process, generating radicals highly reagents that provoke the oxidation, reduction, dissociation and degradation in composed organic and exercising lethal effect in general in the microorganisms and parasites. In this work a conceptual and basic project of a movable unit of effluents treatment using electron beam radiation process was developed, in order that the unit moves until the treatment point, where the effluent is produced, facilitating the logistics. A technical and economical feasibility study was also elaborated allowing data on the capacity and cost of effluents processing to consolidate the values of the necessary investments to be presented to foundations organs for the construction of a movable unit. The results of the studies demonstrated that it is technically viable attending the pertinent legislation of Brazil, in the aspects of Radiation Protection and transport limit capacity. The unitary cost of the e.b. radiation processing in the movable unit was shown more expensive than in the fixed unit, the reason is the decrease of the efficiency of the interaction of the incident electrons in the effluent, due to the reduction of electron energy operation time of the unit.
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Proposta de um simulador para avaliação do consumo de energia em dispositivos de comunicações móveis

Edésio Hernane Paulicena 29 June 2011 (has links)
Atualmente, com o aprimoramento tecnológico das comunicações sem fio, a demanda por serviços empregando essa tecnologia vem crescendo em ritmo acelerado. No entanto, alguns problemas ainda não foram resolvidos e estão presentes neste cenário, e um dos principais é a limitação quanto ao uso da bateria. Neste trabalho o consumo de energia em dispositivos móveis é considerado endereçando as três principais fontes de consumo: comunicação, computação e inatividade. No que se refere à comunicação, o impacto causado pelos protocolos de comunicação, principalmente para garantir a ubiquidade, resulta em maior consumo de energia. Além disso, manter a comunicação segura entre os equipamentos móveis também gera desafios, já que a execução dos algoritmos criptográficos envolvidos neste processo exige um esforço computacional adicional o que consequentemente implicará em aumento do gasto de energia armazenada. E por fim, a energia gasta durante os períodos de inatividade do dispositivo móvel, pois é necessário manter a presença do dispositivo móvel na rede. Propõe-se um novo modelo para medição de energia em dispositivos móveis utilizando a simulação de eventos discretos. A partir desse modelo realiza-se um estudo de caso, onde o consumo de energia do procedimento de autenticação AKA em redes IMS é avaliado. Além disso, propõe-se um mecanismo de Qualidade Proteção, de modo a maximizar o tempo de vida da bateria e garantir a segurança da informação durante a fase de troca de dados.
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Design sem fronteiras:  a relação entre o nomadismo e a sustentabilidade / Design without borders: the relation between nomadism and sustainability

Barbosa, Lara Leite 22 January 2009 (has links)
A tese pretende articular nomadismo e sustentabilidade através do design. A hipótese visa a confirmar que nomadismo e sustentabilidade estão intimamente relacionados e busca entender de que maneira o designer pode incorporar estes princípios em seu processo de trabalho. Reflete sobre a questão da sustentabilidade, a partir do comportamento nômade, conforme o referencial teórico das contribuições de autores como Bernard Rudofsky, Ezio Manzini, Felix Guatari, Gilles Deleuze, Michel Maffesoli, Paul Zumthor, Robert Kronenburg, Teshome Gabriel, Victor Papanek, dentre outros, sob a ótica do design. A tese inclui resultados de entrevistas, realizadas no Brasil e no exterior, com especialistas e arquitetos que trabalham e vivenciam as temáticas pesquisadas. Contém um levantamento que se refere à identificação e análise de soluções de design para habitar um mundo onde a necessidade de se deslocar tem se tornado cada vez mais recorrente. As propostas para habitações móveis e adaptáveis vão além de categorias usuais, por isso, o design sem fronteiras atravessa os limites entre arquitetura e design por hibridismos que vagueiam entre edifíciosveículos; mobiliárioferramentas; vestuárioequipamentos. Os cinco capítulos são divididos tematicamente nas categorias: Partir; Reconhecer o Local, Conhecer os Outros; Buscar os Recursos; Definir a Duração e Retornar, oferecendo uma chave de leitura sobre a jornada nômade. O objetivo da tese é gerar diretrizes projetuais inovadoras que considerem as formas contemporâneas de vida nômade, respeitando os requisitos ambientais. Estas diretrizes são apresentadas na conclusão, como direcionamento aos designers. / The thesis aims to articulate nomadism and sustainability through design. The hypothesis aims to confirm that nomadism and sustainability are closely related and tries to understand how designer can incorporate these principles in work process. It reflects about sustainability issues and nomadic behavior, accoding to the theoretical referencial of the contributions of authors such as Bernard Rudofsky, Ezio Manzini, Felix Guatari, Gilles Deleuze, Michel Maffesoli, Paul Zumthor, Robert Kronenburg, Teshome Gabriel, Victor Papanek amongst others, under the optics of design. The thesis includes results of interviews, carried through in Brazil and abroad, with specialists and architects who work and experience the thematic searched. It has a survey to identify and to analyze design solutions to inhabit a world where the necessity for dislocation has become more and more recurrent. The proposals for mobile and adaptable dwellings go beyond usual categories, therefore, design without borders crosses the limits between architecture and design to hybrid forms that wanders between buildingvehicles; furnituretools; garmentequipment. The five chapters are divided by theme in categories To go away; To recognize the place, To know the others; To catch resources; To define duration; To go back providing a range of keys for interpretation of the nomadic journey. The goal of the thesis is to generate innovative design directions that consider the contemporaries forms of nomadic life, respecting the environmental requirements. These design directions are presented in the conclusion, as suggestions for designers.
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Medida indireta da pressão arterial: avaliação de programa de educação permanente oferecido em dispositivo móvel / Indirect blood pressure measurement: assessment of a continuing education program offered on mobile device.

Tognoli, Silvia Helena 24 August 2012 (has links)
Utilizando tecnologia móvel oferecemos um curso de atualização sobre medida indireta da pressão arterial para profissionais de enfermagem de três Unidades Básicas de Saúde do Distrito Oeste do município de Ribeirão Preto. Estudo descritivo exploratório que contou com a participação de 11 auxiliares de enfermagem. Avaliamos estes profissionais em quatro fases distintas: avaliação diagnóstica, processual, somativa e de uso da tecnologia móvel e avaliação teórico-prática. Os resultados indicam lacunas no conhecimento relativo a alguns aspectos que envolvem a medida indireta da pressão arterial, quando da avaliação das atividades pedagógicas na fase processual. A maioria dos profissionais obteve bom desempenho na realização do procedimento após o curso. Todos 11 (100,0%) avaliaram positivamente o uso do dispositivo móvel (Tablet) na educação permanente em serviço, indicando que gostariam de participar de outras experiências com o uso do recurso. Concluímos que o presente estudo apresenta limitações decorrentes do reduzido numero de participantes, além de imposições estabelecidas pelo serviço, quanto à guarda dos equipamentos. Neste sentido recomendamos a realização de novos estudos com vistas a dimensionar melhor os aspectos aqui identificados. / An updating course on indirect blood pressure measurement, using mobile technology, was offered to nursing professionals from three Basic Health Units of the Western District of the city of Ribeirão Preto. This exploratory and descriptive study had the participation of 11 nursing auxiliaries. These professionals were evaluated in four different phases: diagnostic, processual and summative assessments and use of mobile technology and theory and practice evaluation. Results indicate gaps in knowledge related to aspects that involve indirect blood pressure measurement, when evaluating the educational activities in the processual phase. Most professionals had a good performance on accomplishing the procedure after the course. All 11 (100.0%) positively evaluated the use of the mobile device (Tablet) in continuing education at service, indicating they would like to participate in other activities using the resource. It was concluded that this study has limitations due to the small number of participants and the rules established by the service as to the custody of equipments. Thus, further studies should be proposed in order to better scale the aspects identified by this study.
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Remoção de carbono e nitrogênio em reator de leito móvel submetido à aeração intermitente / Nitrogen and carbon removal in moving bed reactor operated under intermittent aeration

Nocko, Lissa Maria 30 May 2008 (has links)
O lançamento de águas residuárias contendo compostos nitrogenados tem um importante impacto sobre a saúde e o meio ambiente, tornando necessária a incorporação de processos de remoção desses compostos nos sistemas de tratamento de águas residuárias. Neste trabalho, foram estudadas as condições de operação para promover a remoção conjunta de nitrogênio e matéria orgânica em reator biológico de leito móvel, contínuo, operado sob aeração intermitente, alimentado com água residuária sintética contendo nitrogênio amoniacal (90 a 110 mg/L) e melaço como matéria orgânica (DQO de 450 a 550 mg/L). Foram utilizados dois reatores em escala de bancada, cada um com dois litros de volume útil, contendo diferentes meios suportes para a imobilização da biomassa: matrizes de espuma de poliuretano e anéis plásticos. Na primeira etapa experimental, o reator contendo anéis plásticos apresentou eficiências de remoção de nitrogênio muito baixas. Na segunda etapa, trocou-se o material suporte por matrizes de espuma de poliuretano inoculadas com lodo aeróbio de estação de tratamento de águas residuárias. A partir de então, trabalhou-se com dois reatores de mesma configuração, exceto pelas origens, idades e características dos lodos de inóculo. Inicialmente, a alimentação foi realizada utilizando-se apenas os micronutrientes contidos no melaço. Posteriormente, a composição da água residuária foi alterada, introduzindo-se solução de micronutrientes, pois se concluiu que a instabilidade no processo de nitrificação devia-se ao fato de o melaço comercial apresentar deficiências nutricionais. Como resultado, em condições de estabilidade operacional, foram obtidas eficiências de remoção de DQO superiores a 85%, oxidação total do nitrogênio amoniacal e eficiências de remoção de nitrogênio de aproximadamente 55%. Variações posteriores nas condições de operação, como o aumento do período anóxico (de 1h para 1h15min) e redução do tempo de detenção hidráulica (para valores inferiores a 12 horas), resultaram em melhora no desempenho dos reatores. Os resultados obtidos permitem admitir que as melhores condições de operação não foram atingidas durante o experimento, abrindo a possibilidade para a otimização do processo em pesquisas futuras. Constatou-se que o desenvolvimento das populações microbianas imobilizadas no meio suporte foi diferente do observado na biomassa em suspensão. Verificou-se, também, que a biomassa responsável pela nitrificação e desnitrificação ocorreu predominantemente no meio suporte, enquanto que a biomassa heterotrófica predominou no lodo em suspensão. / The operating conditions for the combined removal of nitrogen and organic matter in moving- bed biological reactor were investigated. Two bench-scale reactors, two liters each, were operated under intermittent aeration and continuously fed with synthetic wastewater containing ammonia nitrogen (90 to 110 mg/L) and molasses as organic carbon source (COD of 450 to 550 mg/L). Each reactor received different moving-bed materials: polyurethane foam matrices and plastic rings, respectively. During the first experimental period, the reactor containing plastic rings maintained very low nitrogen removal efficiencies during large period. For this reason, the moving-bed was replaced by polyurethane foam matrices and the reactor was re-inoculated with aerobic wastewater plant sludge. Thereafter, the two reactors were similar except for the origin, age and characteristics of the inoculum sludge. First, the wastewater micronutrients were just those contained in the carbon source (molasses). After, the synthetic wastewater composition was changed by adding a solution of micronutrients. This procedure was adopted to achieve a stable nitrification process, because commercial molasses is a very poor regarding its micronutrient composition. As a result of the stable conditions prevalence just after adding micronutrients, organic matter (as COD) removal efficiencies were higher than 85% and complete nitrogen ammonia oxidation was achieved. In nitrogen removal efficiencies were approximately 55%. The performance of the reactors improved after the increase of the anoxic period from1h to 1h15min, and reduction of the hydraulic detention time to less than 12 h. The results obtained in the last operating period indicated the optimum operating conditions was not achieved in this experiment, thus opening the possibility of process improvement in further researches. Microbial populations with different characteristics were developed in suspended growth and attached biomass. Nitrification and denitrification bacteria predominated as attached biomass whereas heterotrophic bacteria predominated as suspended growth biomass.
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Reator anaeróbio híbrido para tratamento de esgoto sanitário / Hybrid anaerobic reactor for domestic sewage treatment

Passig, Fernando Hermes 11 March 2005 (has links)
Este trabalho de investigação refere-se ao uso do reator anaeróbio híbrido para tratamento de esgoto sanitário, com configuração baseada no reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) com inclusão de: meio suporte sobre as calhas de coleta de gás (denominado reator anaeróbio híbrido - UAHB) e, também, meio suporte na zona de reação (denominado reator anaeróbio híbrido modificado - UAHBmod). Para o desenvolvimento desta pesquisa, no Campus I da USP de São Carlos-SP foram construídos dois reatores experimentais de 18,8 m3 cada: um reator UASB, com função de controle, e um reator UAHB. Primeiramente os reatores foram operados por período de 200 dias, com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6 h. Após serem inoculados, com 80 dias de operação, os reatores atingiram o estado de equilíbrio dinâmico aparente, com geração de alcalinidade, baixa concentração de ácidos voláteis e eficiência de remoção média de DQO, de 84% e 85% e de DBO de 87% e 91%, respectivamente para o UASB e o UAHB. Após esse período, os reatores foram submetidos a aumento da velocidade ascensional (Vasc) (mediante recirculação do efluente) de 0,78 m.h-1; 1,17 m.h-1; 1,56 m.h-1 e de 1,96 m.h-1. O UAHB mostrou ser menos susceptível ao aumento da Vasc do que o UASB. Além da análise da operação dos reatores, foram realizados os ensaios hidrodinâmicos e avaliada a estrutura da comunidade microbiana, por microscopia ótica, epifluorescência e pela técnica do DGGE. Após esse período preliminar, os reatores UAHB e UAHBmod, operados com TDH de 6h e Vasc de 0,78 m.h-1, atingiram o estado de equilíbrio dinâmico aparente, com geração de alcalinidade, baixa concentração de ácidos voláteis e eficiência de remoção média da matéria orgânica, de 71% e 76% em DQO, e de 72% e 87% em DBO, respectivamente para o UAHB e UAHBmod. Após este período, o reator UAHBmod, submetido a Vasc de 1,56 m.h-1, promoveu remoção de 74% de DQO, e de 87% de DBO. / This research refers to the use of a hybrid anaerobic reactor (UAHB) for domestic wastewater treatment. The configuration of this reactor is based on a sludge bed anaerobic reactor (UASB); in the first instance, a media support above the gas collection apparatus (also known as hybrid anaerobic reactor) was provided and later, a media support on the reaction zone (also known as hybrid modified anaerobic reactor - UAHBmod) was provided. Two reactors, with a volume of 18.8 m3, each, were built for this research at Campus I, USP in São Carlos - SP-Brazil. One UASB reactor acted as a control, and the other as a UAHB reactor. In the preliminary essays, the reactors were operated with 6h of hydraulic detention time (HDT) for 200 days. After inoculation, the reactors attained the apparent dynamic equilibrium state after 80 days of operation, with alkalinity generation, low volatile acids concentration and mean organic matter removal of 84% and 85% in terms of COD, and 87% and 91% in terms of BOD, for UASB and UAHB reactors, respectively. After this period, the reactors were submitted to an increasing in up velocity (Vup) of 0.78 m.h-1; 1.17 m.h-1; 1.56 m.h-1 and 1.96 m.h-1. The UAHB reactor showed lesser susceptibility for Vup increase than the UASB reactor. Hydrodynamic tests were also done on the reactors, in addition to routine operational analysis. The structure of the microbial community was evaluated by optical and epifluorescence microscopy, and the DGGE technique. After this step, the UAHB and the UAHBmod reactors were operated out 6h of HDT and Vup of 0.78 m.h-1. The reactors attained the apparent dynamic equilibrium state with alkalinity generation, low volatile acids concentration and mean organic matter removal of 71% and 76% in terms of COD, and 72% and 87% in terms of BOD for the UASB and UAHBmod reactors, respectively. After this period, the UAHBmod reactor was subjected to a Vup of 1.56 m.h-1 and achieved removal efficiencies of 74% COD and 87% BOD.

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