Com a crescente aplicação de reatores UASB no tratamento de efluentes, tornou-se necessário o melhor entendimento dos aspectos hidrodinâmicos, visto que a maioria dos estudos aborda somente a eficiência de remoção de matéria orgânica, sólidos e outros parâmetros, sendo escassas as informações sobre as características de fluxo deste sistema. Este trabalho apresenta os ensaios hidrodinâmicos e a análise dos parâmetros físico-químicos realizados na partida de um protótipo de reator UASB circular, que apresenta uma proposta de configuração interna, em relação aos separadores de fase, que busca uma melhor eficiência na remoção de sólidos. A proposta de projeto para a configuração interna consiste em adotar uma maior área de abertura de passagem da câmara de decantação, a fim de se obter menores velocidades de passagem. O protótipo apresenta três aberturas da câmara de decantação que foram numeradas de baixo para cima de 1 a 3. Na etapa 1 do estudo, operando com água, utilizou-se um traçador salino para determinar as velocidades de fluxo, internas à câmara de decantação, utilizando-se para isso, duas sondas de condutividade disposta a uma distância conhecida. Os resultados obtidos foram velocidades ascensionais médias de 1,33 m/h, 1,36 m/h e 1,23 m/h e velocidade de entrada na decantação de 1,99 m/h, 0,52 m/h e 0,36 m/h, para as aberturas 1, 2 e 3 respectivamente. Já na etapa II, com a partida do reator, foram realizados ensaios de estímulo-resposta para obter as curvas de distribuição do tempo de residência (DTR), e a partir destas, o tempo de residência médio, cujo valor obtido foi de 10,48 h; e o coeficiente de mistura igual a d = 0,124, o que caracteriza como um sistema de fluxo disperso. Também nesta etapa, foram realizadas análises físico-químicas do reator ao longo de 100 dias iniciais de operação; cujos resultados médios de eficiência, considerando-se o período de estabilidade, foram 65,7% e 70,3%, para DQO e SST. / The increasing application of UASB reactors for wastewater treatment requires better understanding of their hydrodynamic variables. Most studies have focused on contaminant removal, with less attention being given to the hydraulic characteristics of the flows. This research presents results from essays performed on a prototype UASB reactor with a new configuration for the gas-liquid-solid phase separator. The proposed configuration seeks to improve suspended solids removal by providing a larger area passage from the digestion to the clarification zone. The phase separator has three openings. In the first stage of the research, the reactor operated with clean water, spiked with salt. Two probes located at fixed distance monitored conductivity, allowing for velocity estimations within the clarifier and through the openings. The estimated velocities within the clarifiers were 1,33 m/h, 1,36 m/h, and 1,23 m/h, while velocities at the openings one, two, and three were 1,99 m/h, 0,52 m/h, and 0,36 m/h, respectively. In the second stage of the experiments, tracer response essays were performed to determine the Residence Time Distribution Curves, Mean Residence Time (MRT), and the Dispersion Number (d). The calculated MRT and d values were 10,48 h and 0,124, respectively. The dispersion number characterized moderate dispersion. In the second stage of the experiments, the prototype UASB reactor operated receiving effluent from a fullscale UASB reactor. Chemical oxygen demand (COD) and suspended solids (SS) were monitored during 100 days. Considering the period the reactor operated under steady conditions, COD and SS removals reached 65,7% and 70,3%. These values are in accordance with the expected removal efficiencies referred in the literature.

Com a crescente aplicação de reatores UASB no tratamento de efluentes, tornou-se necessário o melhor entendimento dos aspectos hidrodinâmicos, visto que a maioria dos estudos aborda somente a eficiência de remoção de matéria orgânica, sólidos e outros parâmetros, sendo escassas as informações sobre as características de fluxo deste sistema. Este trabalho apresenta os ensaios hidrodinâmicos e a análise dos parâmetros físico-químicos realizados na partida de um protótipo de reator UASB circular, que apresenta uma proposta de configuração interna, em relação aos separadores de fase, que busca uma melhor eficiência na remoção de sólidos. A proposta de projeto para a configuração interna consiste em adotar uma maior área de abertura de passagem da câmara de decantação, a fim de se obter menores velocidades de passagem. O protótipo apresenta três aberturas da câmara de decantação que foram numeradas de baixo para cima de 1 a 3. Na etapa 1 do estudo, operando com água, utilizou-se um traçador salino para determinar as velocidades de fluxo, internas à câmara de decantação, utilizando-se para isso, duas sondas de condutividade disposta a uma distância conhecida. Os resultados obtidos foram velocidades ascensionais médias de 1,33 m/h, 1,36 m/h e 1,23 m/h e velocidade de entrada na decantação de 1,99 m/h, 0,52 m/h e 0,36 m/h, para as aberturas 1, 2 e 3 respectivamente. Já na etapa II, com a partida do reator, foram realizados ensaios de estímulo-resposta para obter as curvas de distribuição do tempo de residência (DTR), e a partir destas, o tempo de residência médio, cujo valor obtido foi de 10,48 h; e o coeficiente de mistura igual a d = 0,124, o que caracteriza como um sistema de fluxo disperso. Também nesta etapa, foram realizadas análises físico-químicas do reator ao longo de 100 dias iniciais de operação; cujos resultados médios de eficiência, considerando-se o período de estabilidade, foram 65,7% e 70,3%, para DQO e SST. / The increasing application of UASB reactors for wastewater treatment requires better understanding of their hydrodynamic variables. Most studies have focused on contaminant removal, with less attention being given to the hydraulic characteristics of the flows. This research presents results from essays performed on a prototype UASB reactor with a new configuration for the gas-liquid-solid phase separator. The proposed configuration seeks to improve suspended solids removal by providing a larger area passage from the digestion to the clarification zone. The phase separator has three openings. In the first stage of the research, the reactor operated with clean water, spiked with salt. Two probes located at fixed distance monitored conductivity, allowing for velocity estimations within the clarifier and through the openings. The estimated velocities within the clarifiers were 1,33 m/h, 1,36 m/h, and 1,23 m/h, while velocities at the openings one, two, and three were 1,99 m/h, 0,52 m/h, and 0,36 m/h, respectively. In the second stage of the experiments, tracer response essays were performed to determine the Residence Time Distribution Curves, Mean Residence Time (MRT), and the Dispersion Number (d). The calculated MRT and d values were 10,48 h and 0,124, respectively. The dispersion number characterized moderate dispersion. In the second stage of the experiments, the prototype UASB reactor operated receiving effluent from a fullscale UASB reactor. Chemical oxygen demand (COD) and suspended solids (SS) were monitored during 100 days. Considering the period the reactor operated under steady conditions, COD and SS removals reached 65,7% and 70,3%. These values are in accordance with the expected removal efficiencies referred in the literature.

ARAÚJO, A. M. Tratamento anaeróbio do líquido da casca de coco verde utilizando reator UASB. 2008. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T18:18:42Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_amaraujo.pdf: 3911814 bytes, checksum: a8ed275cc4d817dd10a3aa156845ca3a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T19:19:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_amaraujo.pdf: 3911814 bytes, checksum: a8ed275cc4d817dd10a3aa156845ca3a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T19:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_amaraujo.pdf: 3911814 bytes, checksum: a8ed275cc4d817dd10a3aa156845ca3a (MD5) Previous issue date: 2008-02-21 / With the aim of reusing the agroindustry waste and aggregating value to the productive chain of immature coconut, Embrapa Agroindústria Tropical (Brazilian Agricultural Research Corporation, Tropical Agroindustry National Centre) has developed a system for processing this raw material. During the pressing stage, the Coconut Husk Liquor (CHL) is generated. It contains high concentration of organic matter, with Chemical Oxygen Demand (COD) varying from 60 to 80 g/L, including phenolic compounds and sugars. In this work, the performance of an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB) was evaluated for CHL treatment. The lab-scale UASB reactor (16.8 L) was operated during 222 days increasing the organic loading rate (OLR) from 2.2 kgCOD/m3.d to 10 kgCOD/m3.d. The UASB reactor performance was evaluated based on influent and effluent COD and total phenolic compounds (tannin); sludge specific methanogenic activity (SMA) and anaerobic toxicity; biogas production and composition; pH, alkalinity and volatile fatty acids (VFA). Results showed that UASB reactor can be used for pre-treatment of CHL, showing stability during the operation period, with COD removal efficiency higher than 80%, phenolics compounds removal efficiency of around 48%. The ratio AGV/alkalinity was always lower than 0,30. Biogas presented 75% of methane on its composition. Toxicity tests demonstrated that CHL was not toxic to the methanogenic consortia. / Para promover o reuso de resíduos da agroindústria e agregar valor à cadeia produtiva do coco verde, a Embrapa agroindústria tropical desenvolveu uma tecnologia capaz de aproveitar cascas deste produto. Atualmente, as cascas do coco verde compõem a maior parte dos resíduos sólidos depositados nas praias. A tecnologia converte as cascas em pó e fibra que possuem grandes aplicações comerciais e ambientais. Durante a etapa de prensagem, ocorre a geração do Líquido da Casca de Coco Verde (LCCV), que apresenta elevada concentração de matéria orgânica, cuja Demanda Química de Oxigênio (DQO) varia de 60 a 80 gO2/L, incluindo compostos fenólicos e açucares. Neste trabalho, avaliou-se a performance de um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB) para tratamento do LCCV. O reator UASB em escala de laboratório (16,8 L) foi operado por 222 dias tendo sua carga orgânica volumétrica (COV) aumentada gradativamente de 2,2 até 10 Kg DQO/ m3 d. A performance do UASB foi avaliada através de determinações de DQO, compostos fenólicos totais (taninos) do afluente e efluente; atividade metanogênica específica (AME) e toxicidade anaeróbia do lodo; composição e produção de biogás; pH, alcalinidade e ácidos graxos voláteis (AGV). Os resultados demonstraram que o UASB pode ser usado para pré-tratamento do LCCV, mantendo-se estável durante toda a operação do sistema com remoção de DQO superior a 80% e de taninos em torno de 48%. A razão AGV/alcalinidade bicarbonato ficou sempre inferior a 0,40. O biogás apresentou composição de 75% de metano. Os ensaios de toxicidade demonstraram que o LCCV não foi tóxico à biomassa metanogênica presente no UASB.

Com a crescente aplicação de reatores UASB no tratamento de efluentes, tornou-se necessário o melhor entendimento dos aspectos hidrodinâmicos, visto que a maioria dos estudos aborda somente a eficiência de remoção de matéria orgânica, sólidos e outros parâmetros, sendo escassas as informações sobre as características de fluxo deste sistema. Este trabalho apresenta os ensaios hidrodinâmicos e a análise dos parâmetros físico-químicos realizados na partida de um protótipo de reator UASB circular, que apresenta uma proposta de configuração interna, em relação aos separadores de fase, que busca uma melhor eficiência na remoção de sólidos. A proposta de projeto para a configuração interna consiste em adotar uma maior área de abertura de passagem da câmara de decantação, a fim de se obter menores velocidades de passagem. O protótipo apresenta três aberturas da câmara de decantação que foram numeradas de baixo para cima de 1 a 3. Na etapa 1 do estudo, operando com água, utilizou-se um traçador salino para determinar as velocidades de fluxo, internas à câmara de decantação, utilizando-se para isso, duas sondas de condutividade disposta a uma distância conhecida. Os resultados obtidos foram velocidades ascensionais médias de 1,33 m/h, 1,36 m/h e 1,23 m/h e velocidade de entrada na decantação de 1,99 m/h, 0,52 m/h e 0,36 m/h, para as aberturas 1, 2 e 3 respectivamente. Já na etapa II, com a partida do reator, foram realizados ensaios de estímulo-resposta para obter as curvas de distribuição do tempo de residência (DTR), e a partir destas, o tempo de residência médio, cujo valor obtido foi de 10,48 h; e o coeficiente de mistura igual a d = 0,124, o que caracteriza como um sistema de fluxo disperso. Também nesta etapa, foram realizadas análises físico-químicas do reator ao longo de 100 dias iniciais de operação; cujos resultados médios de eficiência, considerando-se o período de estabilidade, foram 65,7% e 70,3%, para DQO e SST. / The increasing application of UASB reactors for wastewater treatment requires better understanding of their hydrodynamic variables. Most studies have focused on contaminant removal, with less attention being given to the hydraulic characteristics of the flows. This research presents results from essays performed on a prototype UASB reactor with a new configuration for the gas-liquid-solid phase separator. The proposed configuration seeks to improve suspended solids removal by providing a larger area passage from the digestion to the clarification zone. The phase separator has three openings. In the first stage of the research, the reactor operated with clean water, spiked with salt. Two probes located at fixed distance monitored conductivity, allowing for velocity estimations within the clarifier and through the openings. The estimated velocities within the clarifiers were 1,33 m/h, 1,36 m/h, and 1,23 m/h, while velocities at the openings one, two, and three were 1,99 m/h, 0,52 m/h, and 0,36 m/h, respectively. In the second stage of the experiments, tracer response essays were performed to determine the Residence Time Distribution Curves, Mean Residence Time (MRT), and the Dispersion Number (d). The calculated MRT and d values were 10,48 h and 0,124, respectively. The dispersion number characterized moderate dispersion. In the second stage of the experiments, the prototype UASB reactor operated receiving effluent from a fullscale UASB reactor. Chemical oxygen demand (COD) and suspended solids (SS) were monitored during 100 days. Considering the period the reactor operated under steady conditions, COD and SS removals reached 65,7% and 70,3%. These values are in accordance with the expected removal efficiencies referred in the literature.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2406_1.pdf: 2039924 bytes, checksum: b52fd4471609abf41c601c09dec158a3 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho buscou avaliar a aplicabilidade da tecnologia anaeróbia para tratamento de efluente de abatedouro de aves, onde foi testado de forma comparativa, o uso da água residuária bruta, pré-tratada por sistema de flotação por ar dissolvido (FAD) e pré-tratada com hidrólise alcalina. Na primeira etapa do trabalho foi realizada a caracterização da água residuária do abatedouro de aves. O sistema de tratamento adotado pela empresa é composto de um FAD seguido de três lagoas sendo a 1ª anaeróbia e a 2ª e 3ª facultativas. Esse sistema apresentou, durante a caracterização, eficiência de remoção de DQO bruta, DBO bruta e óleos e graxas de 92%, 99% e 98%, respectivamente. Em escala de laboratório foram operados simultaneamente três reatores anaeróbios (R1, R2 e R3). Em R1 foi utilizado água residuária bruta, em R2 água residuária pré-tratada pelo sistema FAD da empresa e em R3 água residuária bruta pré-tratada por hidrólise alcalina com NaOH 0,1% (m/v) no laboratório. Os reatores sofreram choque de carga orgânica no 19º dia de operação, por este motivo apresentaram diferentes condições antes e depois do choque de carga. A eficiência média de remoção de DQO em R1, R2 e R3 foram 71±4%, 68±4% e 75±4%, respectivamente. No entanto, apesar do fato de que possuíam eficiências de remoção aproximadas o reator R1 apresentou colmatação de gordura na parte superior e obstrução progressiva do leito reacional tendo sua operação finalizada por este fim. Em R2 foi observado lavagem de biomassa o que pode ter acarretado na eficiência média de 68%. Em R3 foi observado maior estabilidade em relação ao choque de carga, com manutenção de DQO efluente filtrada praticamente estável. Contudo R3 também apresentou flotação do lodo e colmatação de gordura, tendo sua alimentação impossibilitada, a operação também foi finalizada. Após o choque de carga foi verificado o acúmulo de ácidos orgânicos voláteis nos três reatores. O reator R1 não mostrou estabilidade em reverter esta situação. Em R2 apesar do acúmulo o sistema mostrou que talvez a acumulação de ácidos pudesse ser revertida, necessitando possivelmente de período operacional mais longo. O reator R3 apresentou, apesar do acúmulo, remoção de ácidos principalmente o ácido acético e o ácido propiônico garantido maior estabilidade ao reator. Sendo assim o reator R3 demonstrou bom desempenho na remoção de matéria orgânica e ácidos orgânicos voláteis, tendo maior estabilidade durante o choque de carga orgânica. Entretanto, um período mais longo seria necessário para avaliar estratégias a fim de impedir a flotação do lodo e colmatação de gordura no reator

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2453_1.pdf: 1857901 bytes, checksum: a50280245eeeaeab2563447b8b6747f0 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A adição de diferentes doadores de elétrons (sacarose e etanol) e mediadores redox (riboflavina e lawsone) foi realizada em efluente têxtil real de uma lavanderia da cidade de Caruaru PE e em efluente têxtil sintético, com o intuito de avaliar a interferência sobre a remoção anaeróbia de cor. Foram realizados 14 ensaios com ausência e presença de doadores de elétrons e mediadores redox em combinações variadas. Os mediadores redox, quando adicionados, possuíam uma concentração de 0,012 mM, e o corante (Direct Black 22), usado no efluente sintético, foi adicionado em concentração de 0,06 mM. Para o efluente têxtil real, as eficiências de remoção de cor variaram de 23 a 38%, sendo o maior valor obtido com a adição apenas sacarose; as velocidades de remoção se mostraram melhores em ausência de ambos os mediadores redox; a remoção de DQO variou de 26 a 65%, sendo o maior valor observado em presença de etanol com riboflavina. Considerando eficiências de remoção de cor e DQO, os ensaios em presença apenas de etanol, demonstraram melhor desempenho com eficiência de 31% e 57% para cor e DQO, respectivamente. Para o efluente sintético, as eficiências de remoção de cor variaram de 83 a 93% sendo o maior valor observado em presença de sacarose; para a remoção de DQO, verificaram-se eficiências variando de 24 a 69%, sendo considerada mais eficiente a remoção no ensaio em presença apenas de etanol. A velocidade de remoção foi 2,8 vezes menor com a adição do mediador redox riboflavina para a sacarose e 1,3 vezes maior quando adicionado lawsone a sacarose, em relação ao ensaio apenas com sacarose. Para os ensaios em presença de etanol, houve um aumento na velocidade de remoção de cor de 1,7 vezes em presença de lawsone e 2,5 vezes em presença de riboflavina, quando em relação ao ensaio apenas com etanol. Considerando remoção de cor e DQO os melhores resultados foram obtidos em presença de etanol, com eficiências iguais a 83% e 69%, respectivamente. No entanto, neste caso, a velocidade de remoção de cor foi inferior aos demais ensaios. Para o experimento em questão a adição de mediadores redox não interferiu positivamente, tendo o acréscimo apenas de doadores de elétrons fornecido boas eficiências

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6370_1.pdf: 1998130 bytes, checksum: f558390d5c648c3f6fb0146dfeeef5d9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Nas atividades agroindustriais, a geração de resíduos mostra-se bastante expressiva, entre as quais se destacam os matadouros. Em Pernambuco, essas atividades contribuem de maneira significativa para a crescente poluição dos corpos receptores, uma vez que tecnologias de tratamento de seus despejos, mesmo existentes, são pouco empregadas. O presente trabalho avalia os principais aspectos dos matadouros de bovinos da Região Metropolitana do Recife, e estuda a tratabilidade das águas residuárias geradas no matadouro municipal de Jaboatão dos Guararapes, através de caracterizações físico-químicas e da utilização da tecnologia anaeróbia, empregando um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), instalado em uma estação piloto montada no próprio matadouro, e monitorado durante 460 dias. O monitoramento foi efetuado em 5 fases distintas, onde foram observadas as eficiências de tratamento do reator em estudo, em função dos efeitos de diferentes valores de velocidade ascensional, variando o tempo de detenção hidráulica (TDH) e recirculação do efluente. Nas fases propostas, foram obtidas eficiências de remoção média de DQO bruta na ordem de 76%, para uma velocidade média ascensional entre 0,08 e 0,50 m/h, com um TDH de 25 horas e carga orgânica volumétrica (COV) de 3,64 kg DQO/m3.d; 63% para uma velocidade ascensional entre 0,50 e 1,00 m/h, TDH de 22 horas e COV de 4,26 kg DQO/m3.d; 52% para uma velocidade ascensional entre 0,50 e 1,00 m/h, TDH de 12 horas e COV de 4,74 kg DQO/m3.d. Durante a última fase com a redução do TDH para 6 horas, o reator atingiu a menor média de eficiência com o valor de 33%, para uma velocidade ascensional variando entre 0,50 e 1,00 m/h e COV de 7,45 kg DQO/m3.d. Durante esta última fase foi realizado um estudo de pós-tratamento, utilizando um reator de leito de lodo granular expandido (EGSB), onde foi verificado um ganho na eficiência de remoção de DQO bruta do sistema global (UASB + EGSB), da ordem de 20%, considerando que nesta fase, foram aplicados valores de carga orgânica volumétrica de até 31,3 kg DQO/m3.d

A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho de reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB) operando sob condições de temperaturas típicas de regiões de clima temperado. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto constituída por três reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB), cada um com um volume de 19,2 L. Uma quantidade equivalente de lodo foi disposta nos três reatores para obter uma carga biológica de 0,11 kgDQOkgSVT-1d-1, sendo a origem da biomassa o lodo de um reator UASB tratando efluente de uma indústria de gelatina. Os reatores trataram um esgoto sintético constituído por glicose, acetato, micro e macronutrientes, com concentração de DQO compatível com a de esgotos domésticos. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas. Na primeira, aclimatação, os três reatores operaram a temperatura de 35ºC. Na segunda etapa, os reatores operaram com temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35°C Na etapa de aclimatação, os reatores funcionaram muito bem, com remoções de DQO em torno de 90%. Na segunda etapa, observou-se um pequeno decréscimo da remoção de DQO total com a redução da temperatura (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 e 87,2% de remoção para 35, 30, 25, 20 e 15ºC, respectivamente). Entretanto, a temperatura não influenciou a remoção de DQO solúvel, o que foi confirmado pela análise estatística aplicada. O volume diário de metano, calculado pelos métodos de balanço de DQO e bioenergética foram semelhantes. Durante os experimentos, devido a interrupções no sistema de energia elétrica, os reatores sofreram choques não intencionais de temperatura, de 5 e 10ºC. Os reatores que apresentaram choques de 5ºC conseguiram se recuperar tão logo houve o restabelecimento das condições iniciais, voltando a apresentar os mesmos graus de remoção de matéria orgânica medidos antes dos choques. Porém, o reator que sofreu um choque da ordem de 10ºC não se recuperou em relação às condições iniciais. Os índices de remoção de matéria orgânica e produção de biogás foram reduzidos, com o concomitante acréscimo na concentração efluente de ácidos graxos voláteis. Em paralelo ao experimento de laboratório, foi monitorado um reator UASB em escala real, construído em Caxias do Sul, cidade que apresenta invernos rigorosos. Neste caso, a influência de outras variáveis na composição dos esgotos domésticos mascararam o possível efeito da temperatura na eficiência do reator. Os reatores protótipos operando com condições controladas de temperatura e concentrações de substrato e vazão estáveis apresentam eficiências de remoção de matéria orgânica significativamente superiores aquelas atingidas no reator UASB de escala real. Os resultados dos experimentos de laboratório conduzidos nesta pesquisa indicaram que houve influência da temperatura na remoção de matéria orgânica de reatores UASB. Contudo, esta influência não causou perda significativa na qualidade do efluente, o que sugere que reatores UASB, operados de maneira cuidadosa, podem ser utilizados como parte de processos de tratamento de esgotos em cidades de clima temperado. / This research assessed the efficiency of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor operating under typical temperatures found in regions with temperate climate. A pilot plant constituted by three 19.2 L anaerobic reactors was operated. Sludge from an UASB reactor treating residuals from a gelatin industrial plant was introduced in each prototype. The initial biological load in each reactor was 0.11 kg CODkg TVS-1.d-1. The reactors treated a synthetic wastewater formed by glucose, acetate, micro and macronutrients, with COD concentration compatible with urban sewage. Reactor’s operation was divided in two phases. In the first, start-up, reactors operated at 35°C. In the second phase, temperatures within reactors were 15, 20, 25, 30, and 35°C. During the start-up and acclimatizing period, COD removal efficiencies were high, around 90%. In the second phase, it was observed that organic matter removal was slightly affected by temperature. Generally, there was a decrease in COD efficiency with temperature reduction (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 and 87,2% removal for 35, 30, 25, 20, and 15°C, respectively). However, soluble COD removal was unaffected by temperature, an observation confirmed by statistical analysis. Methane gas volume, calculated by COD mass balances and bioenergetics, was similar. Electric power shortages occurred in some small periods during the experiments. As a consequence, the reactors endured unintentional 5°C and 10°C temperature shocks. Reactors that suffered 5°C shocks recovered very well as soon as they returned to their initial operational temperature. However, the reactor that had a 10°C temperature reduction didn’t recover to its initial efficiency upon return to the original operating temperature. Organic matter removal and biogas production dropped significantly, with a corresponding increase in the volatile organic acids concentration in the reactor effluent. In parallel with the laboratory experiments, it was monitored a full scale UASB reactor operating in Caxias do Sul, a city characterized by cold winters. For the full scale reactor, it was not possible to verify the effect of temperature on efficiency. This was due to the interference of variables other than temperature on the quality of the effluent. The COD removals obtained in the prototype reactors were significantly higher than those measured at the full scale reactor. It has to be considered that the prototypes operated under controlled temperature and constants concentrations and flowrates. On the contrary, the full scale reactor received complex substrates (domestic wastewater), with variations in concentrations, flowrates and temperatures. The results of the research suggest that is feasible to operate UASB reactors in regions where temperature varies significantly around the year, with cold winters and warm summers. Although the experiment showed a small decrease in organic matter removal with temperature, the efficiencies were still high to warrant the application of UASB at lower temperatures. In full scale reactors, a careful operation of the reactor will probably compensate for a small decrease in organic matter removal due to lower temperatures.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-27T18:07:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 331502 bytes, checksum: c5397a411d6b4e3be465ab5c7beded46 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-27T18:07:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 331502 bytes, checksum: c5397a411d6b4e3be465ab5c7beded46 (MD5) Previous issue date: 2002-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho do filtro anaeróbio de fluxo ascendente e do reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) no tratamento de efluente líquido gerado em uma unidade de criação de suínos. O experimento foi dividido em três etapas. Na primeira, os reatores foram avaliados separadamente, aplicando-se diferentes cargas orgânicas volumétricas (0,6; 1,0; 2,1; 4,4 e 7,8 kg DQO.m-3.d-1). A eficiência do reator UASB variou de 92,5 a 64,5% e de 97,7 a 68,3%, ao passo que a eficiência do filtro anaeróbio variou de 83,7 a 41,7% e de 93,1 a 56,8% na remoção de DQO e DBO, respectivamente. Os efluentes tratados por ambos os reatores atenderam os padrões da legislação vigente quanto à remoção de DBO quando estes foram operados até carga orgânica de 2,1 kg DQO.m-3.d-1. O efluente tratado pelo reator UASB operando com carga orgânica de até 1,0 kg DQO.m-3.dia-1 atendeu ainda a legislação quanto à remoção de DQO. Na segunda etapa, avaliou-se um sistema combinado constituído do filtro anaeróbio seguido do reator UASB em série, aplicando-se diferentes cargas orgânicas volumétricas (1,8; 3,2; e 5,4 kg DQO.m-3.d-1). Este sistema mostrou ser mais eficiente que os sistemas independentes, principalmente no que se refere à remoção de DQO, apresentando eficiência variando de 90,8 a 77,5% e 93,3 a 78,7% na remoção de DQO e DBO, respectivamente. O efluente tratado pelo sistema combinado atendeu os padrões da legislação vigente quanto à remoção de DBO, quando este foi operado até carga orgânica de 3,2 kg DQO.m-3.d-1, e quanto à remoção de DQO, quando operado com carga orgânica de 1,8 kg DQO.m-3.d-1. Na terceira etapa foi implantado um reciclo de efluente na saída do filtro anaeróbio no sistema combinado, aplicando-se carga orgânica de 5,4 kg DQO.m-3.d-1 no sistema. Para as condições de trabalho utilizadas, a reciclagem aumentou a eficiência do sistema combinado, e as eficiências nas remoções de DQO e DBO foram de 84,2 e 84,9%, respectivamente. O efluente tratado por este sistema não atendeu os padrões da legislação vigente quanto à remoção de DQO e DBO. Nas condições estudadas, as eficiências de remoção de DQO e DBO em função da carga orgânica volumétrica, para ambos os reatores e para o sistema combinado, apresentaram comportamento linear, sendo que quanto menores as cargas orgânicas volumétricas aplicadas, maiores foram as remoções de DQO e DBO. Os efluentes tratados por todos os sistemas estudados, nas condições operacionais avaliadas, estiveram em conformidade com os padrões especificados na legislação vigente quanto ao pH e ao teor de sólidos sedimentáveis. / The objective of this study was to evaluate the performance of an upflow anaerobic filter and upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) in the treatment of liquid effluent generated in a swine raising unit. The experiment was divided into three stages. In the first stage, the reactors were evaluated separately under different organic loading rates (0.6, 1.0, 2.1, 4.4 and 7.8 kg COD.m-3.d-1). The efficiency of the UASB reactor ranged from 92.5 to 64.5% and from 97.7 to 68.3%, whereas the efficiency of the anaerobic filter ranged from 83.7 to 41.7% and from 93.1 to 56.8% in the removal of COD and BOD, respectively. The effluents treated by both reactors satisfied the limits of current legislation for the removal of BOD when these reactors were operated up to an organic loading rate of 2.1 kg COD.m- 3.d-1. The effluent treated by the UASB reactor operating with an organic loading rate of 1.0 kg COD.m-3.d-1 satisfied the legislation for COD removal. In the second stage, a combined system consisting of the anaerobic filter followed by the UASB reactor was evaluated, under different organic loading rates (1.8, 3.2 and 5.4 kg COD.m-3.d- 1). This system proved to be more efficient than the independent systems, mainly in relation to COD removal, presenting efficiency ranging from 90.8 to 77.5% and 93.3 to 78.7% in the removal of COD and BOD, respectively. The effluent treated by the combined system satisfied the limits of the legislation concerning BOD removal when this system was operated at an organic loading rate of 3.2 kg COD.m-3.d-1 and COD removal when operating at an organic loading rate of 1.8 kg COD.m-3.d-1. In the third stage, effluent recycle was implanted at the exit of the anaerobic filter in the combined system and an organic loading rate of 5.4 kg COD.m-3.d-1 was applied. Under the conditions studied, effluent recycling increased the efficiency of this system, and COD and BOD removal efficiencies were 84.2 and 84.9%, respectively. The effluent generated by this system did not meet the legal limits for COD and BOD removal. Under the conditions studied, the efficiencies of COD and BOD removal as a function of the organic loading rate for both reactors operating separately presented linear behavior, and the lower the organic loading rate applied, the higher were the removals of COD and BOD. The treated effluents for all systems evaluated, under the operational conditions studied, met the limits specified in the current legislation concerning pH and settleable solids contents.

A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho de reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB) operando sob condições de temperaturas típicas de regiões de clima temperado. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto constituída por três reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB), cada um com um volume de 19,2 L. Uma quantidade equivalente de lodo foi disposta nos três reatores para obter uma carga biológica de 0,11 kgDQOkgSVT-1d-1, sendo a origem da biomassa o lodo de um reator UASB tratando efluente de uma indústria de gelatina. Os reatores trataram um esgoto sintético constituído por glicose, acetato, micro e macronutrientes, com concentração de DQO compatível com a de esgotos domésticos. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas. Na primeira, aclimatação, os três reatores operaram a temperatura de 35ºC. Na segunda etapa, os reatores operaram com temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35°C Na etapa de aclimatação, os reatores funcionaram muito bem, com remoções de DQO em torno de 90%. Na segunda etapa, observou-se um pequeno decréscimo da remoção de DQO total com a redução da temperatura (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 e 87,2% de remoção para 35, 30, 25, 20 e 15ºC, respectivamente). Entretanto, a temperatura não influenciou a remoção de DQO solúvel, o que foi confirmado pela análise estatística aplicada. O volume diário de metano, calculado pelos métodos de balanço de DQO e bioenergética foram semelhantes. Durante os experimentos, devido a interrupções no sistema de energia elétrica, os reatores sofreram choques não intencionais de temperatura, de 5 e 10ºC. Os reatores que apresentaram choques de 5ºC conseguiram se recuperar tão logo houve o restabelecimento das condições iniciais, voltando a apresentar os mesmos graus de remoção de matéria orgânica medidos antes dos choques. Porém, o reator que sofreu um choque da ordem de 10ºC não se recuperou em relação às condições iniciais. Os índices de remoção de matéria orgânica e produção de biogás foram reduzidos, com o concomitante acréscimo na concentração efluente de ácidos graxos voláteis. Em paralelo ao experimento de laboratório, foi monitorado um reator UASB em escala real, construído em Caxias do Sul, cidade que apresenta invernos rigorosos. Neste caso, a influência de outras variáveis na composição dos esgotos domésticos mascararam o possível efeito da temperatura na eficiência do reator. Os reatores protótipos operando com condições controladas de temperatura e concentrações de substrato e vazão estáveis apresentam eficiências de remoção de matéria orgânica significativamente superiores aquelas atingidas no reator UASB de escala real. Os resultados dos experimentos de laboratório conduzidos nesta pesquisa indicaram que houve influência da temperatura na remoção de matéria orgânica de reatores UASB. Contudo, esta influência não causou perda significativa na qualidade do efluente, o que sugere que reatores UASB, operados de maneira cuidadosa, podem ser utilizados como parte de processos de tratamento de esgotos em cidades de clima temperado. / This research assessed the efficiency of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor operating under typical temperatures found in regions with temperate climate. A pilot plant constituted by three 19.2 L anaerobic reactors was operated. Sludge from an UASB reactor treating residuals from a gelatin industrial plant was introduced in each prototype. The initial biological load in each reactor was 0.11 kg CODkg TVS-1.d-1. The reactors treated a synthetic wastewater formed by glucose, acetate, micro and macronutrients, with COD concentration compatible with urban sewage. Reactor’s operation was divided in two phases. In the first, start-up, reactors operated at 35°C. In the second phase, temperatures within reactors were 15, 20, 25, 30, and 35°C. During the start-up and acclimatizing period, COD removal efficiencies were high, around 90%. In the second phase, it was observed that organic matter removal was slightly affected by temperature. Generally, there was a decrease in COD efficiency with temperature reduction (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 and 87,2% removal for 35, 30, 25, 20, and 15°C, respectively). However, soluble COD removal was unaffected by temperature, an observation confirmed by statistical analysis. Methane gas volume, calculated by COD mass balances and bioenergetics, was similar. Electric power shortages occurred in some small periods during the experiments. As a consequence, the reactors endured unintentional 5°C and 10°C temperature shocks. Reactors that suffered 5°C shocks recovered very well as soon as they returned to their initial operational temperature. However, the reactor that had a 10°C temperature reduction didn’t recover to its initial efficiency upon return to the original operating temperature. Organic matter removal and biogas production dropped significantly, with a corresponding increase in the volatile organic acids concentration in the reactor effluent. In parallel with the laboratory experiments, it was monitored a full scale UASB reactor operating in Caxias do Sul, a city characterized by cold winters. For the full scale reactor, it was not possible to verify the effect of temperature on efficiency. This was due to the interference of variables other than temperature on the quality of the effluent. The COD removals obtained in the prototype reactors were significantly higher than those measured at the full scale reactor. It has to be considered that the prototypes operated under controlled temperature and constants concentrations and flowrates. On the contrary, the full scale reactor received complex substrates (domestic wastewater), with variations in concentrations, flowrates and temperatures. The results of the research suggest that is feasible to operate UASB reactors in regions where temperature varies significantly around the year, with cold winters and warm summers. Although the experiment showed a small decrease in organic matter removal with temperature, the efficiencies were still high to warrant the application of UASB at lower temperatures. In full scale reactors, a careful operation of the reactor will probably compensate for a small decrease in organic matter removal due to lower temperatures.