Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-18T05:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:58:31Z : No. of bitstreams: 1 180241.pdf: 11405110 bytes, checksum: 339bb4ef7c52edf6e773c90874181ede (MD5) / O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do sistema na remoção de carbono e nitrogênio em diferentes configurações e razões de reciclo do reator RN para o RD..Foram projetados dois reatores: um reator híbrido com manta de lodo e filtro biológico denominado reator desnitrificante (RD), para remoção de nitrato e nitrito em meio anaeróbio. O segundo reator aplicado foi aeróbio de leito fixo com aeração submersa denominado reator nitrificante (RN), responsável pela nitrificação. O afluente era alimentado no reator RD sendo posteriormente nitrificado no reator RN , e parte do efluente aeróbio recirculava no RD para remover o nitrogênio através do processo desnitrificante. Os experimentos foram realizados em três estágios: primeiramente foi dado a partida nos reatores com um tempo de operação de 14 dias; no segundo estágio os reatores foram conectados e alimentados com água residuária natural com uma duração de 50 dias, o terceiro realizou-se com água residuária sintética e teve a duração de 118 dias de operação. A partida dos reatores foi realizado separadamente. O reator RN foi em forma de batelada alimentada, enquanto no reator RD o fluxo foi contínuo. O RN foi alimentado com água residuária sintética com TRH de 3 dias e a carga de amônia aplicada foi de 120 mg NH4+-N(L.dia)-1. A partir do oitavo dia o sistema nitrificante apresentou estabilidade com uma eficiência em torno de 81% na nitrificação. O reator RD foi alimentado no período de partida com efluente natural com adição de 1000 mg DQO(L.dia)-1 e 50 mgNO3-N(L.dia)-1. Apresentou uma desnitrificação em torno de 90% e 80% de remoção de DQO. No segundo estágio, o sistema foi alimentado com água residuária natural com o decorrer de 50 dias de operação, utilizando razão de reciclo 1. A água residuária natural foi complementada com 400 mgDQO(L.dia)-1 na forma de ácido acético na qual apresentava uma carga de amônia de120 NH4+-N(L.dia)-1 e uma concentração em torno de 13 mgNO3-N(L.dia)-1. Neste período o TRH foi em torno de 5,5 dias. Obteve-se uma porcentagem de remoção de amônia do RN próxima a 100 %. E remoção de nitrato e nitrito no reator RD em torno de 40%. O último estágio de operação do sistema teve duração de 118 dias. Neste período o sistema foi alimentado com água residuária sintética que apresentava uma carga orgânica de 1000 mgDQO(L.dia)-1 e uma carga de amônia de 150 NH4+-N(L.dia)-1 . O TRH aplicada no sistema foi em torno de 1,1 dia. Foram testadas diferentes razões de reciclo (1,0; 1,5 e 2,0), onde obteve-se melhores resultados na razão de reciclo dois quando o reator RD era anóxico em toda a sua extensão. Os resultados obtidos nesta razão de reciclo foram de 60% de remoção de NT e 65 % de remoção de DQO em um período de operação de 30 dias.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210962.pdf: 10777644 bytes, checksum: 6ffc6e96c15f8ec0fa809ca184e60ba7 (MD5) / Neste trabalho foi investigado o desempenho de reatores híbridos de leito móvel agitado na remoção de nitrogênio e carbono de esgoto urbano, utilizando-se dois materiais suporte poliméricos com características diferentes: suporte P4 (plástico reciclado, muito rugoso, diâmetro médio de 2,31 mm densidade de 900 kg/m3, superfície específica potencial de 2596 m2/m3sup) e suporte P5 (polietileno, forma cilíndrica, profundidade de 6,2 mm, densidade 880 kg/m3, superfície específica potencial de 3075 m2/m3sup). A instalação piloto era formada por duas linhas de tratamento, com as mesmas condições operacionais, mas com diferentes porcentagens de preenchimento dos materiais suporte flotantes. Cada linha era constituída por uma coluna em PVC transparente, decantador, 3 bombas peristálticas (alimentação do sistema, recirculação de lodo e adição de fonte de carbono). A aeração (ar comprimido ascendente) era seqüencial, com corte do ar a cada 45 minutos, a fim de obter a alternância de fases aeróbias e anaeróbias. A temperatura foi mantida a 16°C. Os reatores piloto foram operados em duas fases (A e B), definidas em função da idade do lodo: fase A, com idade do lodo média de 10 dias e fase B, em média de 3 dias. As cargas volumétricas médias aplicadas, em termos de nitrogênio e de DQO foram de 0,16 kgNTK/m3 dia e 1,0 kgDQO/m3 dia (suporte P4); e 0,15 kgNTK/m3 e 0,9 kgDQO/m3 dia (suporte P5). Os resultados obtidos mostraram uma remoção média de nitrogênio de 95% para o suporte P4 e 73% para o suporte P5, e de 89% em relação à DQO solúvel e 73% para a DQO total (suporte P4) e 91% em termos de DQO solúvel e 79% para a DQO total (suporte P5). Estes resultados mostraram a influência do material suporte na eficiência de remoção de nitrogênio, enquanto a idade do lodo não causou influência na eficiência, pois a atividade autotrófica foi principalmente ligada à biomassa fixa.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T15:03:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203345.pdf: 2205582 bytes, checksum: 7011836cef1036a770f03d9271dbdc3c (MD5) / O descarte de efluentes contendo concentrações elevadas de nitrogênio, pode comprometer o equilíbrio ambiental, causando prejuízos para a flora e a fauna aquática. A remoção deste poluente por processo de nitrificação e desnitrificação, requer eficiente aeração e fonte de carbono orgânico, além da eficiência de remoção ser função da razão de reciclo. A aplicação de novos processos biotecnológicos, nos quais amônio é convertido em nitrogênio gasoso sob condições anóxicas, com nitrito como aceptor de elétrons, permite uma economia de energia para a aeração, além de dispensar fonte de carbono orgânico. Dentre estes novos processos, a oxidação anaeróbica do íon amônio por bactérias da família Planctomycetae (Anammox) e a desnitrificação por bactérias nitrificantes (Nitrosomonas) têm sido amplamente citados. Neste contexto, o trabalho teve por objetivo estudar a remoção biológica de nitrogênio em reatores inoculados com lodo nitrificante cultivado em meio autotrófico, sob condições anóxicas, bem como acompanhar o desenvolvimento das populações microbianas. O lodo nitrificante proveniente de um sistema de lodos ativados para tratamento de esgoto doméstico foi adaptado em meio autotrófico, sob aeração, por 130 dias. Após este período, este lodo foi inoculado em dois reatores RBS (Reatores Sequencial em Batelada): RI e RII. O reator RI, após ser submetido a uma lavagem celular inicial, e o reator RII foram operados com retenção de células, sendo aplicado um TRH de 5dias. Ambos os reatores foram alimentados com meio autotrófico contendo amônio e nitrito mantidos sob condições anóxicas, a 35°C e pH em torno de 7,5 e acompanhados por um período de 225dias. A remoção biológica de nitrogênio no período de estabilidade (150 a 225dias) foi de 30-40% para RI e em torno de 20% para RII. Apesar do RI possuir menor concentração celular, apresentou uma eficiência de remoção específica média de 25mgN.(gSST)-1.d-1 a partir de 150dias, muito superior ao RII (5mgN.gSST-1.d-1) no mesmo período. A lavagem inicial de células pode ter favorecido o desempenho do reator RI, no qual desenvolveu-se uma população mais especializada do que em RII, justificando sua maior eficiência de remoção de nitrogênio. Tanto o NMP quanto a análise por FISH revelaram um enriquecimento de Nitrosomonas em relação as Nitrobacter nos reatores RI e RII, ao longo do período de acompanhamento, comparado ao inóculo. A análise FISH identificou a presença de bactérias anammox no reator RI, submetido a lavagem celular, evidenciando um enriquecimento do lodo em biomassa anaeróbia amônio-oxidante a partir do lodo nitrificante de um sistema de lodos ativados.

A crescente preocupação com o lançamento de nutrientes aos corpos d'água e seu impacto sobre a qualidade dos mananciais justifica o aprofundamento do estudo de técnicas de tratamenot de águas residuárias que promovam a remoção destes poluentes. Com a finalidade de estudar a remoção do nitrogênio, foram operados dois sistemas biológicos de tratamento de efluentes por lodos ativados em escala piloto. Esses sistemas apresentavam diferenças em relação a seu fluxo de operação, onde um deles trabalhava de forma intermitente (Reator Seqüencial em Batelada) enquanto o outro se caracterizava por apresentar um fluxo contínuo (Bardenpho). A pesquisa foi realizada no tratamento de esgoto doméstico e dividiu-se em duas etapas: na primeira, foi adotada uma idade de lodo de 10 dias como parâmetro operacional enquanto que, na segunda , adotou-se uma idade de lodo de 30 dias. O monitoramento dos processos foi realizado por meio de análises físico-químicas e também pela observação da microfauna presente no lodo, como um parâmetro adicional de controle dos sistemas. O RSB apresentou-se mais eficiente do que o sistema de fluxo contínuo ao longo das duas etapas da pesquisa Na primeira fase, o RSB apresentou remoções médias de 88, 86 e 59% para a DQO, nitrogênio total e ST, respectivamente, enquanto que, para o sistema em fluxo contínuo, essas remoções foram de 76, 56 e 50%, respectivamente. Na segunda etapa, o RSB apresentou uma remoção média de 88% para DQO, 88% para nitrogênio total e 50% para ST, enquanto que o sistema contínuo apresentou valores médios de 72,49 e 29%, respectivamente. Os sistemas de tratamento apresentaram boas condições de sedimentabilidade durante as duas etapas comprovadas através dos valores obtidos a partir do stestes do IVL e IVLA. Observou-se uma variação da composição da microfauna nos dois sistemas de fluxo contínuo e uma predominância de ciliados fixos no RSB. No RSB, a presença de ciliados fixos esteve associada a boas condiçôes de sedimentabilidade e de remoção de matéria orgânica enquanto que no sistema contínuo, esta associação deu-se com o gênero Euplotes sp. e com os metazóarios. Observaram-se relações entre a presença de amebas e a remoção de nitrogênio no RSB. A presença de ciliados rastejantes esteve associada à geração de um efluente com baixa concentração de SSV em ambos os sistemas de tratamento.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T01:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212404.pdf: 1557248 bytes, checksum: c274d821f6933d89048257a08edc9457 (MD5) / A contaminação de águas superficiais e de sub-solo tem sido reportada em muitas partes do mundo. No território catarinense, cerca de 80% dos recursos hídricos estão comprometidos pelo descarte de efluentes urbanos e industriais contendo metais pesados, lixo urbano e agrotóxicos. Os tratamentos convencionais em geral não são suficientes para remover eficientemente íons metálicos dissolvidos em concentrações traços, sendo necessário aplicar tratamento adicional, como a adsorção, a troca iônica ou osmose reversa.

A crescente preocupação com o lançamento de nutrientes aos corpos d'água e seu impacto sobre a qualidade dos mananciais justifica o aprofundamento do estudo de técnicas de tratamenot de águas residuárias que promovam a remoção destes poluentes. Com a finalidade de estudar a remoção do nitrogênio, foram operados dois sistemas biológicos de tratamento de efluentes por lodos ativados em escala piloto. Esses sistemas apresentavam diferenças em relação a seu fluxo de operação, onde um deles trabalhava de forma intermitente (Reator Seqüencial em Batelada) enquanto o outro se caracterizava por apresentar um fluxo contínuo (Bardenpho). A pesquisa foi realizada no tratamento de esgoto doméstico e dividiu-se em duas etapas: na primeira, foi adotada uma idade de lodo de 10 dias como parâmetro operacional enquanto que, na segunda , adotou-se uma idade de lodo de 30 dias. O monitoramento dos processos foi realizado por meio de análises físico-químicas e também pela observação da microfauna presente no lodo, como um parâmetro adicional de controle dos sistemas. O RSB apresentou-se mais eficiente do que o sistema de fluxo contínuo ao longo das duas etapas da pesquisa Na primeira fase, o RSB apresentou remoções médias de 88, 86 e 59% para a DQO, nitrogênio total e ST, respectivamente, enquanto que, para o sistema em fluxo contínuo, essas remoções foram de 76, 56 e 50%, respectivamente. Na segunda etapa, o RSB apresentou uma remoção média de 88% para DQO, 88% para nitrogênio total e 50% para ST, enquanto que o sistema contínuo apresentou valores médios de 72,49 e 29%, respectivamente. Os sistemas de tratamento apresentaram boas condições de sedimentabilidade durante as duas etapas comprovadas através dos valores obtidos a partir do stestes do IVL e IVLA. Observou-se uma variação da composição da microfauna nos dois sistemas de fluxo contínuo e uma predominância de ciliados fixos no RSB. No RSB, a presença de ciliados fixos esteve associada a boas condiçôes de sedimentabilidade e de remoção de matéria orgânica enquanto que no sistema contínuo, esta associação deu-se com o gênero Euplotes sp. e com os metazóarios. Observaram-se relações entre a presença de amebas e a remoção de nitrogênio no RSB. A presença de ciliados rastejantes esteve associada à geração de um efluente com baixa concentração de SSV em ambos os sistemas de tratamento.

A crescente preocupação com o lançamento de nutrientes aos corpos d'água e seu impacto sobre a qualidade dos mananciais justifica o aprofundamento do estudo de técnicas de tratamenot de águas residuárias que promovam a remoção destes poluentes. Com a finalidade de estudar a remoção do nitrogênio, foram operados dois sistemas biológicos de tratamento de efluentes por lodos ativados em escala piloto. Esses sistemas apresentavam diferenças em relação a seu fluxo de operação, onde um deles trabalhava de forma intermitente (Reator Seqüencial em Batelada) enquanto o outro se caracterizava por apresentar um fluxo contínuo (Bardenpho). A pesquisa foi realizada no tratamento de esgoto doméstico e dividiu-se em duas etapas: na primeira, foi adotada uma idade de lodo de 10 dias como parâmetro operacional enquanto que, na segunda , adotou-se uma idade de lodo de 30 dias. O monitoramento dos processos foi realizado por meio de análises físico-químicas e também pela observação da microfauna presente no lodo, como um parâmetro adicional de controle dos sistemas. O RSB apresentou-se mais eficiente do que o sistema de fluxo contínuo ao longo das duas etapas da pesquisa Na primeira fase, o RSB apresentou remoções médias de 88, 86 e 59% para a DQO, nitrogênio total e ST, respectivamente, enquanto que, para o sistema em fluxo contínuo, essas remoções foram de 76, 56 e 50%, respectivamente. Na segunda etapa, o RSB apresentou uma remoção média de 88% para DQO, 88% para nitrogênio total e 50% para ST, enquanto que o sistema contínuo apresentou valores médios de 72,49 e 29%, respectivamente. Os sistemas de tratamento apresentaram boas condições de sedimentabilidade durante as duas etapas comprovadas através dos valores obtidos a partir do stestes do IVL e IVLA. Observou-se uma variação da composição da microfauna nos dois sistemas de fluxo contínuo e uma predominância de ciliados fixos no RSB. No RSB, a presença de ciliados fixos esteve associada a boas condiçôes de sedimentabilidade e de remoção de matéria orgânica enquanto que no sistema contínuo, esta associação deu-se com o gênero Euplotes sp. e com os metazóarios. Observaram-se relações entre a presença de amebas e a remoção de nitrogênio no RSB. A presença de ciliados rastejantes esteve associada à geração de um efluente com baixa concentração de SSV em ambos os sistemas de tratamento.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T09:35:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252587.pdf: 1187870 bytes, checksum: 49ca089cbcfea78f3160e2d088544f71 (MD5) / Os efluentes oriundos da produção de suínos confinados possuem como característica elevada concentração de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal. Os processos de tratamento normalmente aplicados a estes efluentes são capazes de remover boa parte desta matéria orgânica, porém, estes ainda possuem elevadas concentrações de compostos nitrogenados. Após um processo eficiente de remoção de sólidos em suspensão do efluente bruto, as características destes efluentes, em termos de relação carbono nitrogênio (DQO:N), são similares às requeridas para aplicação de um processo de nitrificação/desnitrificação, para remover ambos nutrientes conjuntamente. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade do estabelecimento da remoção conjunta de matéria orgânica e de nitrogênio amoniacal de dejetos suínos de uma estação experimental da Embrapa Suínos e Aves - unidade Concórdia. Para isto projetaram-se dois reatores, um do tipo moving bed, onde se estabeleceu o processo de nitrificação, e outro do tipo híbrido, utilizado para a desnitrificação. Estes reatores operaram em sistema de fluxo contínuo ascendente, com temperatura de 30ºC, sendo inoculados com lodo procedente do sistema de lodos ativados para tratamento de dejetos suínos da Embrapa Suínos e Aves. Após um período de aclimatação com efluente sintético, os reatores foram unidos, operando com uma taxa de reciclo de 3,5:1, e a alimentação foi gradativamente substituída por efluente real. Como o estabelecimento do processo de remoção conjunta, foi possível obter eficiências de aproximadamente 80% em remoção de nitrogênio e de 95% em remoção de DQO. The effluent originating from of the production of confined swine possesses as characteristic high concentration of organic matter and ammonium. The treatment processes usually applied to these effluent they are capable to remove part of this organic matter, even so, these still possess high concentrations of nitrogen compounds. After an efficient process of removal of solids in suspension of the gross effluent, the characteristics of these effluents, in terms of relationship carbon:nitrogen (DQO:N), they are similar to requested them for application of a Nitrification/denitrification process. The present work had for objective to evaluate the viability of the establishment of the removal of organic matter and nitrogen of dejections swine. For this they were projected two reactors, one of the type moving bed, where he settled down the Nitrification process, and another of the hybrid type, used for the denitrification. These reactors operated in system of continuous flow, with temperature of 30ºC, being inoculated with sludge coming from the system of sludge activated for treatment of dejections swine of Embrapa Swine and Fowl. After a period of acclimatization with synthetic effluent, the reactors were united, operating with a rate of recycle of 3,5:1, and the feeding was substituted by real effluent. As the establishment of the process, was possible to obtain efficiencies of approximately 80% in removal of nitrogen and of 95% in removal of DQO.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 281901.pdf: 3066659 bytes, checksum: b3c95b3c6020f60aeb724c8dc74f3b21 (MD5) / A produção de suínos tem grande papel sócio-econômico para região oeste do estado de Santa Catarina bem como para o país. Um sinal de tal crescimento são os investimentos na tecnificação do manejo animal, da produção, controle sanitário e melhorias genéticas nos plantéis. Porém, até a última década não se deu importância ao controle ambiental dos sistemas produtivos, ocasionando graves impactos ao meio ambiente, que acabaram por se tornar o maior entrave para a expansão da cadeia produtiva na região. O problema das águas residuárias da suinocultura reside em dois aspectos principais: o grande volume de efluente gerado e a concentração elevada de nutrientes, como o nitrogênio. Portanto, a busca por alternativas para minimizar o impacto causado pelos efluentes gerados na produção de suínos tem sido foco de pesquisas recentes no Brasil e no mundo, principalmente relacionadas à remoção de nitrogênio. O nitrogênio presente nos efluentes da suinocultura está quase que na totalidade sob forma de NH3 e N-orgânico. Existem inúmeras alternativas para remoção de nitrogênio de efluentes. Entre elas esta o processo de nitrificação/desnitrificação que, além de remover nitrogênio na forma de N2, também remove grandes quantidades de carbono orgânico dos efluentes. Portanto, o objetivo deste trabalho foi dar partida, operar, monitorar e otimizar a operação de um sistema de nitrificação/desnitrificação baseado no processo MLE (Modified Ludzack-Ettinger). O sistema consistiu de dois reatores em série, contínuos e de mistura completa, o primeiro um reator anóxico (desnitrificante) seguido de um aeróbio (nitrificante), onde se efetuou o retorno do nitrato produzido no reator nitrificante para o reator desnitrificante. O trabalho foi dividido três fases. Na primeira foi otimizada a taxa de retorno de nitrato + lodo (RT) e na segunda e terceira etapas foi otimizada a LNT (carga volumétrica de alimentação de nitrogênio) através da diminuição do TRH do sistema. Deste modo, na fase I a RT ótima encontrada foi de 5,5:1 atingindo eficiência de remoção de nitrogênio de 88%. Posteriormente, nas fases II e III a carga ótima de alimentação de NT foi de 0,41 g L-1 d-1 e de COT foi de 13,5 g L-1 d-1 com TRH de 3,5 d. As eficiências do sistema nas fases II e III foram 96,4% de remoção de COT e 90,3% de remoção de NT. / The swine production has great socio-economic role for west of the state of Santa Catarina as well as for the country. One sign of this growth are investments in technological improvement of animal management, production, sanitary control and genetic improvements. However, until the last decade it was not given importance to the environmental control of production systems, causing serious environmental impacts, which eventually becomes the biggest obstacle to the expansion of the productive chain. The problem of swine wastewater lies in two main aspects: the large volume of waste generated, and the high concentration of nutrients such as nitrogen. Therefore, the search for alternatives to minimize the impact caused by the effluents generated in the swine production has taken the focus of recent research in Brazil and in the world, mainly related to nitrogen removal. The nitrogen in the swine manure occur almost entirely as NH3 and organic nitrogen. There are numerous alternatives for nitrogen removal from swine manure. Among them is the nitrification/denitrification process hat, in addition to removing nitrogen in the form of N2, also removes large amounts of organic carbon in effluents. Therefore, the objective of this study was, to start-up, monitor and optimize the operation of a system on the nitrification/denitrification based in MLE (Modified Ludzack-Ettinger). The system consisted of two reactors in series, continuous and complete mixing, the first anoxic reactor (denitrifying) followed by an aerobic reactor (nitrifying), where it took the return of the nitrate produced in the nitrifying reactor to the denitrifying reactor. The work was divided into three phases. The first was the optimum rate of return of nitrate + sludge (RT) and the second and third phases was optimized nitrogen loading rate (LNT) by reducing the HRT system. Thus, in phase I the optimal RT was found 5.5:1, achieving the efficiency of nitrogen removal of 88%. Later in the stages II and III the optimum NT loading rate was 0.41 g L-1 d-1 and TOC was 13.5 g L-1 d-1, with HRT of 3.5 d. The efficiencies of the system in phases II and III were 96.4% removal of TOC and 90.3% removal of NT.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:45:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241200.pdf: 2310909 bytes, checksum: 37c24b5174a64e9fb33e1caffa590e8c (MD5)