A presente dissertação apresenta e discute os resultados do trabalho experimental cujo objetivo foi avaliar a remoção de nitrogênio na forma de mitrato (N-NO3-) pelo processo de desnitrificação biológica em reator anóxico horizontal de leito fixo (RAHLF) contendo matrizes de espuma de poliuretano, em escala de laboratório, utilizando gás metano como fonte de carbono e único doador de elétrons adicionado ao sistema. Para concentrações iniciais de N-NO3- de 20 mg/L e 40 mg/L no substrato sintético, foi possível obter diminuição das concentrações iniciais em 85% e 50%. No entanto, os altos níveis de redução de N-NO3-, obtidos sob condições limitantes de metano, deram suporte à hipótese de que parte da remoção do N-NO3- foi realizada mediante a utilização de compostos reduzidos de enxofre ou nitrogênio, tais como: S0, HS- ou NH4+, provavelmente formados sob condições anóxicas, simultaneamente com o processo de desnitrificação. Foi possível verificar, também, a influência da relação carbono (mg/L CH4 / nitrogênio (mg/L N-NO3-) no estabelecimento das rotas metabólicas de desnitrificação predominantes, quais sejam, a redução dissimilativa do nitrogênio à amônia (RDNA) ou a desnitrificação. Adicionalmente, foram realizados ensaios em reatores tipo batelada, com o objetivo de se medir o consumo de metano. Porém, os resultados não foram satisfatórios, provavelmente em razão da diversidade microbiana presente no inóculo. Foram realizadas análises de microscopia óptica e de fluorescência, assim como de DGGE, para avaliar a diversidade e as alterações nas populações microbianas ao longo do RAHLF e do tempo de experimento. Os diferentes sistemas utilizados apresentaram limitações relacionadas à baixa solubilidade do gás metano no meio líquido, à resistência à transferência de massa da fase gasosa para a líquida e desta última para a biomassa aderida à espuma. / This study presents and discusses experimental work results conducted with the purpose of evaluating nitrate - nitrogen (N-NO3-) removal by biological denitrification process in a lab scale horizontal flow fixed bed anoxic reactor (RAHLF), using methane gas as sole carbon source and electron donor. Support media for microorganisms were polyurethane foam matrixes. For initial N-NO3- concentrations of 20 mg/L and 40 mg/L present in synthetic substrate, it was possible to obtain 85% and 50% removal respectively. These high reduction rates, obtained under limiting conditions of methane, sustained the idea of part of the N-NO3- removal being accomplished by reductive sulfur or nitrogen species utilization, such as: S0, HS- or NH4+, probably formed under anoxic conditions simultaneously to denitrification process. It was possible to verify also carbon (mg/L CH4) / nitrogen (mg/L N-NO3-) ratio effect in denitrification metabolic paths establishment, i.e. dissimilative reduction of nitrogen to ammonia or denitrification itself. In addition, batch tests where conducted with methane consumption measuring purpose. Yet, results where not satisfactory probably due to great microbial diversity present in inoculum. Optical microscopy and fluorescence exams where developed, as well as, DGGE, in order to evaluate diversity and alterations in bacterial populations as a function of reactor\'s length and time. Different systems used in experimental work presented limitations due to low methane gas solubility in bulk liquid and mass transfer resistance from gas to liquid phase and from this to fixed biomass.

A presente dissertação apresenta e discute os resultados do trabalho experimental cujo objetivo foi avaliar a remoção de nitrogênio na forma de mitrato (N-NO3-) pelo processo de desnitrificação biológica em reator anóxico horizontal de leito fixo (RAHLF) contendo matrizes de espuma de poliuretano, em escala de laboratório, utilizando gás metano como fonte de carbono e único doador de elétrons adicionado ao sistema. Para concentrações iniciais de N-NO3- de 20 mg/L e 40 mg/L no substrato sintético, foi possível obter diminuição das concentrações iniciais em 85% e 50%. No entanto, os altos níveis de redução de N-NO3-, obtidos sob condições limitantes de metano, deram suporte à hipótese de que parte da remoção do N-NO3- foi realizada mediante a utilização de compostos reduzidos de enxofre ou nitrogênio, tais como: S0, HS- ou NH4+, provavelmente formados sob condições anóxicas, simultaneamente com o processo de desnitrificação. Foi possível verificar, também, a influência da relação carbono (mg/L CH4 / nitrogênio (mg/L N-NO3-) no estabelecimento das rotas metabólicas de desnitrificação predominantes, quais sejam, a redução dissimilativa do nitrogênio à amônia (RDNA) ou a desnitrificação. Adicionalmente, foram realizados ensaios em reatores tipo batelada, com o objetivo de se medir o consumo de metano. Porém, os resultados não foram satisfatórios, provavelmente em razão da diversidade microbiana presente no inóculo. Foram realizadas análises de microscopia óptica e de fluorescência, assim como de DGGE, para avaliar a diversidade e as alterações nas populações microbianas ao longo do RAHLF e do tempo de experimento. Os diferentes sistemas utilizados apresentaram limitações relacionadas à baixa solubilidade do gás metano no meio líquido, à resistência à transferência de massa da fase gasosa para a líquida e desta última para a biomassa aderida à espuma. / This study presents and discusses experimental work results conducted with the purpose of evaluating nitrate - nitrogen (N-NO3-) removal by biological denitrification process in a lab scale horizontal flow fixed bed anoxic reactor (RAHLF), using methane gas as sole carbon source and electron donor. Support media for microorganisms were polyurethane foam matrixes. For initial N-NO3- concentrations of 20 mg/L and 40 mg/L present in synthetic substrate, it was possible to obtain 85% and 50% removal respectively. These high reduction rates, obtained under limiting conditions of methane, sustained the idea of part of the N-NO3- removal being accomplished by reductive sulfur or nitrogen species utilization, such as: S0, HS- or NH4+, probably formed under anoxic conditions simultaneously to denitrification process. It was possible to verify also carbon (mg/L CH4) / nitrogen (mg/L N-NO3-) ratio effect in denitrification metabolic paths establishment, i.e. dissimilative reduction of nitrogen to ammonia or denitrification itself. In addition, batch tests where conducted with methane consumption measuring purpose. Yet, results where not satisfactory probably due to great microbial diversity present in inoculum. Optical microscopy and fluorescence exams where developed, as well as, DGGE, in order to evaluate diversity and alterations in bacterial populations as a function of reactor\'s length and time. Different systems used in experimental work presented limitations due to low methane gas solubility in bulk liquid and mass transfer resistance from gas to liquid phase and from this to fixed biomass.

A pesquisa propôs avaliar o desempenho e o comportamento de reatores seqüenciais em batelada com biomassa suspensa e imobilizada, em escala de bancada, na remoção de compostos de nitrogênio. Tais sistemas foram testados como tratamento complementar de reatores sulfetogênico e metanogênico utilizados no tratamento de água residuária industrial com alta concentração de sulfato e amônia. Visou o desenvolvimento de uma estratégia de operação que viabilizasse o uso dos próprios constituintes da água residuária para a maximização da eficiência do tratamento. O estudo foi dividido em 3 etapas principais. Na etapa 1 (181 dias de operação), o reator com biomassa suspensa foi mantido com 4 fases alternadas aeróbio/anóxico e ciclo de 24 horas, e verificou-se a presença da desnitrificação endógena (eficiência de remoção de nitrogênio de 65 \'+ OU -\' 27%). Para a etapa 2 (127 dias de operação), o reator de biomassa suspensa foi submetido ao tempo de ciclo de 12 horas, com uma fase aeróbia (6 horas) e com posterior fase anóxica (6 horas). Nessa etapa adicionou-se efluentes dos reatores metanogênico e sulfetogênico, ricos em ácidos voláteis (ácido acético), com intuito de acelerar o processo desnitrificante. Os resultados obtidos foram baixos em termos de remoção de nitrogênio (42 \'+ OU -\' 21%). Para a etapa 3 (134 dias de operação), foram ensaiados vários meios suportes, através de técnica de microsensores de oxigênio dissolvido, a fim de verificar a formação de biofilme específico (nitrificante/desnitrificante) e optou-se pelo uso do carvão mineral no reator com biomassa imobilizada. Nesta última etapa, foi mantida a estratégia operacional adotada na etapa 2 (ciclo 12 horas), bem como a adição de parcela do afluente na fase anóxica. A remoção de nitrogênio, com períodos aeróbio e anóxico e ciclo de 12 horas, mostrou-se viável no reator com biomassa imobilizada (eficiência de remoção de nitrogênio de 72 \'+ OU -\' 13%). Ao final dos ensaios experimentais, realizaram-se modelagens cinéticas que permitiram a compreensão dos processos convencionais e não convencionais ocorridos nas várias etapas para remoção de nitrogênio, tais como desnitrificação em fase aeróbia e o processo ANAMMOX. / The purpose of this research was to evaluate the performance and the behavior of sequential batch reactors with suspended and immobilized biomass, in benches scale, for the nitrogen composite removal. Such systems had been tested as sulphetogenic and methanogenic reactors complementary treatment, used in an industrial waste water treatment with high sulphate and ammonia concentrations. The research aimed for the development of an operation strategy that could make possible the use of the proper waste water constituent for the improvement of the treatment efficiency. The study was divided into 3 main stages. In stage 1 (181 days of operation), the reactor with suspended biomass was kept with 4 alternating phases aerobic/anoxic and a 24-hour cycle was used, and the endogenous denitrification was verified (nitrogen removal efficiency of 65 \'+ OU -\' 27%). For stage 2 (127 days of operation), the suspended biomass reactor was submitted to a cycle of 12 hours, with an aerobic phase (6 hours) and posterior anoxic phase (6 hours). In this stage effluent of the methanogenic and sulphetogenic reactors, rich in volatile acid (acetic acid), was added to accelerate the denitrify process. The achieved results had been low in terms of nitrogen removal(42 \'+ OU -\' 21%). For stage 3 (134 days of operation), some supports media was tested through dissolved oxygen microsensors technique, in order to check the specific biofilm formation (nitrificant/denitrificant) and the mineral coal was opted to be used in the immobilized biomass reactor. In this last stage it was adopted an operational strategy similar in stage 2 (12 hours cycle), as well as the addition of part of the affluent in the anoxic phase. The nitrogen removal, with aerobic and anoxic periods and 12 hours cycle, revealed feasible in the reactor with immobilized biomass (nitrogen removal efficiency of 72 \'+ OU -\' 13%). In the end of the experimental tests, kinetic modelings were done and had allowed the understanding of conventional and not conventional processes occurred in the stages for nitrogen removal, such as desnitrification in aerobic phase and ANAMMOX process.

Submitted by YEMALL ALEXANDER MAIGUAL ENRIQUEZ (alex.feisunesp@gmail.com) on 2018-05-08T00:18:49Z No. of bitstreams: 1 TESE MBBR-ICT-7-MAY-2018.pdf: 5856438 bytes, checksum: f1c36146463af4ee146d48da7c3be308 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Bacalgini null (bruna@sorocaba.unesp.br) on 2018-05-08T14:17:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 enriquez_yam_dr_soro.pdf: 5856438 bytes, checksum: f1c36146463af4ee146d48da7c3be308 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T14:17:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 enriquez_yam_dr_soro.pdf: 5856438 bytes, checksum: f1c36146463af4ee146d48da7c3be308 (MD5) Previous issue date: 2018-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A aquicultura é uma atividade de produção de espécies hidrobiológicas sob condições controladas. Esta atividade tem evoluído nos processos produtivos, mas estão gerando águas residuárias, quando lançadas diretamente nos corpos de água constituindo riscos potenciais à saúde. O reator de leito móvel com biofilme (MBBR) é uma variação do processo de lodos ativados. É um sistema de tratamento de efluentes que contem biofilme que cresce aderida aos suportes, que se movem livremente no volume do reator. O objetivo desta pesquisa foi determinar a eficiência na remoção de material, nitrogenado no MBBR dos efluentes gerados num sistema de recirculação para aquicultura “SRA”. O sistema MBBR com circulação (SC) - e com aeração (SA) obteve remoções medias de 38,7% para Nitrogênio Total Kjedahl (NTK), 28,9% de fósforo total, 44,5% de DBO, Nitrogênio Amoniacal Total (NAT) de 40% e 38,9% para amônia não ionizada e para nitrito foi 59,3%. Os sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST) e Sólidos Voláteis Totais (SVT) tiveram remoções de 28,0%, 45,9% e 57,4% respectivamente. Durante o período avaliado houve aumento do biofilme nos dois reatores. No MBBR-SA foi verificada a presença de protozoários, microinvertebrados e estruturas filamentosas semelhantes a estreptococos. No MBBR-SC, bactérias na forma de cocos, diplococos e estreptococos. Nas analises realizadas com MEV nos lodos dos dois sistemas foi encontrado traços de silício, alumínio, zinco, fósforo, sódio e magnésio. Também foi encontrado bactérias do tipo vibrio spp, bacilus spp, além da formação de aglomerados. As analises térmicas feitas nos lodos indicaram que houve perda de umidade até os 150°C. A maior parte da massa se perde entre 220°C e 580°C, faixa onde sofrem transformação térmica as proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos graxos, restos de paredes celulares bacterianas. Após os 600°C existe o restante, as cinzas são compostas por carbonatos e outros minerais transformando-se em matérias cristalinos, com baixa variação na massa. / Aquaculture is an activity of production of hydrobiological species under controlled conditions. These activities have evolved in the productive processes, but are producing wastewater, when thrown directly into bodies of water constituting potential health risks. The moving bed biofilm reactor (MBBR) is a variation of the activated sludge process. It is an effluent treatment system containing biofilm growing attached to the carriers, which move freely in the reactor volume. The aim of this research was to determine the efficiency in the removal of nitrogenous compounds in MBBR from the effluents generated in a recirculating aquaculture system "RAS". The MBBR system with circulation (CS) - and with aeration (AS) obtained mean removals of 38.7% for NTK, 28.9% of total phosphorus, 44.5% of BOD, 40% TAN and 38.9% for non-ionized ammonia and for nitrite was 59.3%. Total Solids (TS), Total Suspended Solids (TSS) and Total Volatile Solids (TSV) had removals of 28.0%, 45.9% and 57.4% respectively. During the evaluated period there was an increase of biofilm in the two reactors. In the MBBR-AS the presence of protozoa, microinvertebrates and filamentous structures similar to streptococcus was verified. Also, in MBBR-CS was verified coccus, diplococcus and streptococcus bacteria. In the analyzes performed with SEM in the sludge of the two systems, traces of silicon, aluminum, zinc, phosphorus, sodium and magnesium. Vibrio and bacillus type bacteria were present and besides granule formation. Thermal analyzes indicated that there was in the sludge moisture loss until 150°C. Most of the mass is loss between 220°C and 580°C, where they undergo thermal transformation of proteins, lipids, carbohydrates, fatty acids, remains of bacterial cell walls. After the 600°C the ashes are composed of carbonates and other minerals transforming into crystalline materials, with low mass variation. / CAPES: 12616-13-3

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Alane Lima de Freitas Souto.pdf: 2727206 bytes, checksum: 8258a5fc7bdd5df40f8739d55a74ebaa (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Combining anaerobic and aerobic processes in wastewater treatment systems have been considered viable alternatives technically-economically than traditional systems because they have higher nutrient removal , using this way compact systems , low cost - effective and easy maintenance and operation. Since then, Brazilian law regarding the release of effluents into water bodies. In this study, studies were developed as a treatment system combining anaerobic / anoxic ( An/Ax ) followed by aerobic reactor with immobilized support medium (RAMSI) , seeking to produce effluent with low concentrations of organic material and nutrients and produce less sludge excess. The experiment was conducted in two phases. The first phase consisted of combined system anaerobic / anoxic (An/Ax) followed by aerobic reactor of immobilized support medium (synthetic polyurethane sponge) submerged immobilized (RAMSI) operated under batch recirculation . In the second, respirometric tests were performed as a tool to assess the biodegradability of activated sludge lysate through techniques induced cell lysis : acid-base reaction , microwave , thermal and mechanical action. The combined system removed efficiently carbonaceous material (92%, SST (98%), SSV (97%), NTK (93%) and N- NH 4 - (96 %). Producing effluent with average concentrations of nitrite and nitrate, respectively 0.04 mg N - NO 2 - .L -1 and 0.65 mg N-NO 3 - .L - 1 . Through the bullet mass is found a bacterial growth designed for the consumption and removal of substrate (organic fraction) and the nitrification followed by denitrification (nitrogen fraction). Regarding the quantification of biomass present in the reactor An/Ax and RAMSI, found RAMSI showed that the highest concentration of SSV (12766) mg.L and COD (10,878 mg L -1 ) that An/Ax reactor, associating this result in the biofilm support medium (polyurethane foam) inserted inside the reactor. Results obtained through respirometric tests found that the concentration of sludge presented ground rapidly biodegradable material superior to others lysates sludge. / istemas combinando processos anaeróbio e aeróbio no tratamento de águas residuárias, têm sido considerados alternativas viáveis do ponto de vista técnicoeconômico em relação aos sistemas tradicionais por apresentarem maiores remoções de nutrientes, utilizando desta maneira sistemas compactos, de baixo custo-benefício e de fácil manutenção e operação. Atendendo assim, a legislação brasileira quanto ao lançamento dos efluentes nos corpos d água. Neste estudo, foram desenvolvidos estudos em um sistema de tratamento combinando reator anaeróbio/anóxico (An/Ax) seguido de reator aeróbio com meio suporte imobilizado (RAMSI), buscando produzir efluente com baixas concentrações de material carbonáceo e nutrientes e menor produção de lodo de excesso. O experimento foi realizado em duas fases. A primeira fase foi constituída de sistema combinado anaeróbio/anóxico (An/Ax) seguido de reator aeróbio de meio suporte imobilizado (esponja sintética de poliuretano) submerso imobilizado (RAMSI) operado em regime de bateladas com recirculação. Na segunda, foram realizados testes respirométricos como ferramenta para avaliar a biodegradabilidade de lodo biológico lisado, por meio de técnicas de lise celular induzida: reação ácido-base, microondas, térmica e ação mecânica. O sistema combinado removeu de forma eficiente material carbonáceo (92%), SST (98%), SSV (97%), NTK (93%) e N-NH4 - (96%). Produzindo efluente com concentrações médias de nitrito e nitrato, respectivamente de 0,04 mgN-NO 1 e 0,65 mgN-NO 3 - .L -1 . Através do balanço de massa constatou se um crescimento bacteriano concebido pelo consumo e remoção de substrato (fração orgânica) e no processo de nitrificação seguido de desnitrificação (fração nitrogenada. Quanto a quantificação de biomassa presente no reator An/Ax e no RAMSI, constatou-se que o RAMSI apresentou maior concentração de SSV (12766) mg.L -1 e DQO (10878 mg.L -1 ) que o reator An/Ax, associando-se esse resultado ao biofilme formado no meio suporte (espuma de poliuretano) inserido no interior do reator. Os resultados obtidos através dos testes respirométricos constataram que o lodo triturado apresentou concentração de material rapidamente biodegradável superior aos demais lodos lisados.

A pesquisa propôs avaliar o desempenho e o comportamento de reatores seqüenciais em batelada com biomassa suspensa e imobilizada, em escala de bancada, na remoção de compostos de nitrogênio. Tais sistemas foram testados como tratamento complementar de reatores sulfetogênico e metanogênico utilizados no tratamento de água residuária industrial com alta concentração de sulfato e amônia. Visou o desenvolvimento de uma estratégia de operação que viabilizasse o uso dos próprios constituintes da água residuária para a maximização da eficiência do tratamento. O estudo foi dividido em 3 etapas principais. Na etapa 1 (181 dias de operação), o reator com biomassa suspensa foi mantido com 4 fases alternadas aeróbio/anóxico e ciclo de 24 horas, e verificou-se a presença da desnitrificação endógena (eficiência de remoção de nitrogênio de 65 \'+ OU -\' 27%). Para a etapa 2 (127 dias de operação), o reator de biomassa suspensa foi submetido ao tempo de ciclo de 12 horas, com uma fase aeróbia (6 horas) e com posterior fase anóxica (6 horas). Nessa etapa adicionou-se efluentes dos reatores metanogênico e sulfetogênico, ricos em ácidos voláteis (ácido acético), com intuito de acelerar o processo desnitrificante. Os resultados obtidos foram baixos em termos de remoção de nitrogênio (42 \'+ OU -\' 21%). Para a etapa 3 (134 dias de operação), foram ensaiados vários meios suportes, através de técnica de microsensores de oxigênio dissolvido, a fim de verificar a formação de biofilme específico (nitrificante/desnitrificante) e optou-se pelo uso do carvão mineral no reator com biomassa imobilizada. Nesta última etapa, foi mantida a estratégia operacional adotada na etapa 2 (ciclo 12 horas), bem como a adição de parcela do afluente na fase anóxica. A remoção de nitrogênio, com períodos aeróbio e anóxico e ciclo de 12 horas, mostrou-se viável no reator com biomassa imobilizada (eficiência de remoção de nitrogênio de 72 \'+ OU -\' 13%). Ao final dos ensaios experimentais, realizaram-se modelagens cinéticas que permitiram a compreensão dos processos convencionais e não convencionais ocorridos nas várias etapas para remoção de nitrogênio, tais como desnitrificação em fase aeróbia e o processo ANAMMOX. / The purpose of this research was to evaluate the performance and the behavior of sequential batch reactors with suspended and immobilized biomass, in benches scale, for the nitrogen composite removal. Such systems had been tested as sulphetogenic and methanogenic reactors complementary treatment, used in an industrial waste water treatment with high sulphate and ammonia concentrations. The research aimed for the development of an operation strategy that could make possible the use of the proper waste water constituent for the improvement of the treatment efficiency. The study was divided into 3 main stages. In stage 1 (181 days of operation), the reactor with suspended biomass was kept with 4 alternating phases aerobic/anoxic and a 24-hour cycle was used, and the endogenous denitrification was verified (nitrogen removal efficiency of 65 \'+ OU -\' 27%). For stage 2 (127 days of operation), the suspended biomass reactor was submitted to a cycle of 12 hours, with an aerobic phase (6 hours) and posterior anoxic phase (6 hours). In this stage effluent of the methanogenic and sulphetogenic reactors, rich in volatile acid (acetic acid), was added to accelerate the denitrify process. The achieved results had been low in terms of nitrogen removal(42 \'+ OU -\' 21%). For stage 3 (134 days of operation), some supports media was tested through dissolved oxygen microsensors technique, in order to check the specific biofilm formation (nitrificant/denitrificant) and the mineral coal was opted to be used in the immobilized biomass reactor. In this last stage it was adopted an operational strategy similar in stage 2 (12 hours cycle), as well as the addition of part of the affluent in the anoxic phase. The nitrogen removal, with aerobic and anoxic periods and 12 hours cycle, revealed feasible in the reactor with immobilized biomass (nitrogen removal efficiency of 72 \'+ OU -\' 13%). In the end of the experimental tests, kinetic modelings were done and had allowed the understanding of conventional and not conventional processes occurred in the stages for nitrogen removal, such as desnitrification in aerobic phase and ANAMMOX process.

O processo de nitrificação e desnitrificação simultâneas (NDS) permite alcançar a remoção combinada de matérias carbonácea e nitrogenada em uma única unidade. O reator de leito estruturado, com biomassa imobilizada e recirculação interna, apresenta características positivas para que estes processos envolvidos ocorram, tais como propiciar a formação de biofilme e evitar a colmatação do leito. Esta configuração tem sido estudada com êxito em reatores em escala de bancada para tratamento de esgoto. Nesta pesquisa foi utilizado um reator de leito estruturado em escala piloto com a finalidade de avaliar sua implantação, eficiência e estabilidade tratando esgoto doméstico em condições reais para futura aplicação em pequenas comunidades, condomínios residenciais entre outros como sistema descentralizado. O reator foi construído em fibra de vidro, de formato cilíndrico, com diâmetro interno de aproximadamente 0,80 m e 2,0 m de altura. O volume total foi de aproximadamente 0,905 m3 e o volume útil de 0,642 m3. A operação foi realizada sob condições de aeração contínua e intermitente e os tempos de detenção hidráulica (TDH) testados foram de 48, 36 e 24 horas. A remoção de DQO manteve-se acima de 90% com TDH de 48 e 36 horas. A melhor eficiência de remoção de nitrogênio total foi de 72,4 ± 6,4%, sob TDH de 48 horas e a aeração intermitente, com 2 horas de aeração e 1 hora não aerada. A concentração de oxigênio dissolvido (OD) média de 2,8 ± 0,5 mg.L-1 na fase aerada e temperatura média de 24,7 ± 1,0 °C. Nesse mesmo período, a eficiência média de remoção de DQO foi de 94 ± 4 %. Apesar das dificuldades apresentadas no controle da aeração, as eficiências das remoções obtidas indicaram que o reator de leito estruturado e aeração intermitente (LEAI) se apresenta como uma alternativa promissora em escala plena, requerendo ajustes para construção e incremento da estabilidade da NDS. / The simultaneous nitrification and denitrification (SND) process allow achieving a combined nitrogen and carbon removal in a single unit. The structured-bed reactor, with immobilized biomass and internal recirculation, presents positive characteristics for occurrence of these involved processes, such as providing biofilm formation and prevent clogging. This configuration have been study successfully in a bench scale for sewage treatment. In this research was used a structured-bed reactor in a pilot scale in order to evaluate its implantation, efficiency and stability treating sewage in real conditions to future application in small communities, residential condominium among others, as decentralized treatment. The reactor was constructed with cylindrical glass fiber modules, with internal diameter of 0.8 m and 2.0 m height. The total volume was about 0.905 m3 and 0.642 m3 working volume. It was worked under continuous and intermittent aeration conditions and the tested hydraulic retention times (HRT) were 48, 36 e 24 hours. The maximum total nitrogen removal was 72.4 ± 6.4% ; the HRT was 48 hours with intermittent aeration, in which 2 hours in aeration and 1-hour nonaeration. An average dissolved oxygen (DO) concentration of 2.8 ± 0.5 mg.L-1 in the aerated time and an average temperature of 24.7 ± 1.0°C. In the same period, the average COD removal was 94 ± 4%. Despite of the difficulties presented in aeration control, the obtained removals indicated the structured-bed reactor subjected to recirculation and intermittent aeration (SBRRIA) can be a promising alternative in full scale, demanding adjustments to improve the reactor construction and the SND stability.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lidiana de Andrade.pdf: 573128 bytes, checksum: aea6329b21b37790be3adaed5e1f2ec1 (MD5) Previous issue date: 2008-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Effluents from fish slaughterhouse are rich in nutrients, among other there is nitrogen that causes eutrophication in rivers. Nitrogen removal can be done in two parts: Nitrification and Denitrification. Nitrification is influenced by factors such as temperature, pH, alkalinity, C/N relation and other. This experiment aimed to test the influence of air flow and ammonia concentration in nitrification process in a sequential batch reactor with immobilized biomass. The reactor had volume of 2.5L, it was operated as rotational central composed design (DCCR), which were tested the factors: air flow (1 to 3L.min-1), initial concentration of ammonia nitrogen (40 to 100mgN.L-1). The results evaluated were conversion rate of ammonia to nitrate, nitrite percentage of accumulation, and capacity of microorganisms detention. The results showed with confidence interval of 95%, that the concentrations decrease of evaluated factors significantly increased the conversion percentage of ammonia to nitrate. The nitrite percentage of accumulation was influenced significantly by the increasing concentration of ammonia. And the biomass capacity of detention has not suffered significant influence from any factors considered. / Os efluentes de abatedouro de peixes são ricos em nutrientes e, entre eles, está o nitrogênio que causa a eutrofização dos corpos de água. A remoção do nitrogênio pode ser feita em duas etapas: nitrificação e desnitrificação. A nitrificação é influenciada por fatores como temperatura, pH, alcalinidade, relação C/N entre outros. Este experimento teve como objetivo testar a influência da vazão de ar e da concentração de nitrogênio amoniacal no processo de nitrificação em reator em batelada seqüencial com biomassa imobilizada. O reator com volume de 2,5L foi operado conforme delineamento composto central rotacional, em que foram avaliados os fatores: vazão de ar (de 1 e 3 L.min-1); e concentração inicial de nitrogênio amoniacal (de 40 e 100 mgN.L-1). As variáveis-resposta analisadas foram: porcentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato, porcentagem de acúmulo de nitrito e capacidade de imobilização dos microrganismos. Os resultados mostraram, com intervalo de confiança de 95%, que a diminuição das concentrações dos fatores avaliados aumentou significativamente a porcentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato. A porcentagem de acúmulo de nitrito foi influenciada de forma significativa somente com o aumento da concentração de nitrogênio amoniacal. E a capacidade de imobilização da biomassa não sofreu influencia significativa de nenhum dos fatores analisados.

O processo de nitrificação e desnitrificação simultâneas (NDS) permite alcançar a remoção combinada de matérias carbonácea e nitrogenada em uma única unidade. O reator de leito estruturado, com biomassa imobilizada e recirculação interna, apresenta características positivas para que estes processos envolvidos ocorram, tais como propiciar a formação de biofilme e evitar a colmatação do leito. Esta configuração tem sido estudada com êxito em reatores em escala de bancada para tratamento de esgoto. Nesta pesquisa foi utilizado um reator de leito estruturado em escala piloto com a finalidade de avaliar sua implantação, eficiência e estabilidade tratando esgoto doméstico em condições reais para futura aplicação em pequenas comunidades, condomínios residenciais entre outros como sistema descentralizado. O reator foi construído em fibra de vidro, de formato cilíndrico, com diâmetro interno de aproximadamente 0,80 m e 2,0 m de altura. O volume total foi de aproximadamente 0,905 m3 e o volume útil de 0,642 m3. A operação foi realizada sob condições de aeração contínua e intermitente e os tempos de detenção hidráulica (TDH) testados foram de 48, 36 e 24 horas. A remoção de DQO manteve-se acima de 90% com TDH de 48 e 36 horas. A melhor eficiência de remoção de nitrogênio total foi de 72,4 ± 6,4%, sob TDH de 48 horas e a aeração intermitente, com 2 horas de aeração e 1 hora não aerada. A concentração de oxigênio dissolvido (OD) média de 2,8 ± 0,5 mg.L-1 na fase aerada e temperatura média de 24,7 ± 1,0 °C. Nesse mesmo período, a eficiência média de remoção de DQO foi de 94 ± 4 %. Apesar das dificuldades apresentadas no controle da aeração, as eficiências das remoções obtidas indicaram que o reator de leito estruturado e aeração intermitente (LEAI) se apresenta como uma alternativa promissora em escala plena, requerendo ajustes para construção e incremento da estabilidade da NDS. / The simultaneous nitrification and denitrification (SND) process allow achieving a combined nitrogen and carbon removal in a single unit. The structured-bed reactor, with immobilized biomass and internal recirculation, presents positive characteristics for occurrence of these involved processes, such as providing biofilm formation and prevent clogging. This configuration have been study successfully in a bench scale for sewage treatment. In this research was used a structured-bed reactor in a pilot scale in order to evaluate its implantation, efficiency and stability treating sewage in real conditions to future application in small communities, residential condominium among others, as decentralized treatment. The reactor was constructed with cylindrical glass fiber modules, with internal diameter of 0.8 m and 2.0 m height. The total volume was about 0.905 m3 and 0.642 m3 working volume. It was worked under continuous and intermittent aeration conditions and the tested hydraulic retention times (HRT) were 48, 36 e 24 hours. The maximum total nitrogen removal was 72.4 ± 6.4% ; the HRT was 48 hours with intermittent aeration, in which 2 hours in aeration and 1-hour nonaeration. An average dissolved oxygen (DO) concentration of 2.8 ± 0.5 mg.L-1 in the aerated time and an average temperature of 24.7 ± 1.0°C. In the same period, the average COD removal was 94 ± 4%. Despite of the difficulties presented in aeration control, the obtained removals indicated the structured-bed reactor subjected to recirculation and intermittent aeration (SBRRIA) can be a promising alternative in full scale, demanding adjustments to improve the reactor construction and the SND stability.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lidiana de Andrade.pdf: 573128 bytes, checksum: aea6329b21b37790be3adaed5e1f2ec1 (MD5) Previous issue date: 2008-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Effluents from fish slaughterhouse are rich in nutrients, among other there is nitrogen that causes eutrophication in rivers. Nitrogen removal can be done in two parts: Nitrification and Denitrification. Nitrification is influenced by factors such as temperature, pH, alkalinity, C/N relation and other. This experiment aimed to test the influence of air flow and ammonia concentration in nitrification process in a sequential batch reactor with immobilized biomass. The reactor had volume of 2.5L, it was operated as rotational central composed design (DCCR), which were tested the factors: air flow (1 to 3L.min-1), initial concentration of ammonia nitrogen (40 to 100mgN.L-1). The results evaluated were conversion rate of ammonia to nitrate, nitrite percentage of accumulation, and capacity of microorganisms detention. The results showed with confidence interval of 95%, that the concentrations decrease of evaluated factors significantly increased the conversion percentage of ammonia to nitrate. The nitrite percentage of accumulation was influenced significantly by the increasing concentration of ammonia. And the biomass capacity of detention has not suffered significant influence from any factors considered. / Os efluentes de abatedouro de peixes são ricos em nutrientes e, entre eles, está o nitrogênio que causa a eutrofização dos corpos de água. A remoção do nitrogênio pode ser feita em duas etapas: nitrificação e desnitrificação. A nitrificação é influenciada por fatores como temperatura, pH, alcalinidade, relação C/N entre outros. Este experimento teve como objetivo testar a influência da vazão de ar e da concentração de nitrogênio amoniacal no processo de nitrificação em reator em batelada seqüencial com biomassa imobilizada. O reator com volume de 2,5L foi operado conforme delineamento composto central rotacional, em que foram avaliados os fatores: vazão de ar (de 1 e 3 L.min-1); e concentração inicial de nitrogênio amoniacal (de 40 e 100 mgN.L-1). As variáveis-resposta analisadas foram: porcentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato, porcentagem de acúmulo de nitrito e capacidade de imobilização dos microrganismos. Os resultados mostraram, com intervalo de confiança de 95%, que a diminuição das concentrações dos fatores avaliados aumentou significativamente a porcentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato. A porcentagem de acúmulo de nitrito foi influenciada de forma significativa somente com o aumento da concentração de nitrogênio amoniacal. E a capacidade de imobilização da biomassa não sofreu influencia significativa de nenhum dos fatores analisados.