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Previous issue date: 2011-07-07 / The liquid effluent of the starch factories causes serious damage to the environment if
discharged without being previously treated, due to the high organic loads and to the
presence of cyanide and hydrocyanic acid, which interfere with the respiratory chain of
living beings. One alternative treatment for this residue is the implementation of
anaerobic reactors, which may enable increase in commercial value through the
production of biogas. To provide a high retention of biomass in the system and increase
the contact area of the microorganisms with the effluent, inert support means are used,
which allow the application of higher loads and reduce the hydraulic detention time.
Thus, this study aims to evaluate the performance of anaerobic treatment of starch
wastewater, using two reactors with different support means, bamboo and PVC rings.
The experiment was conducted in the Laboratory of Environmental Sanitation of the
Western Paraná State University Campus Cascavel, using wastewater from the starch
in the city of Toledo (PR). Two reactors used PVC with a diameter of 15 cm and 90 cm
of length, resulting in a 1:6 ratio. As a conduit, 52 bamboo support rings were used, with
an average of 10 cm in length, in one reactor and 325 rings of conduit with 4 cm of
average length, resulting in a working volume of 6.00 and 7.98 L, respectively. All
thirteen applied loads were gradually increased from 1.675 to 15.158 gL-1.d-1, until
reaching the maximum load bearable by the reactors. When the system was stabilized,
for each condition of applied load, the collecting of data was carried out for a period of
fifteen days, through daily sampling at the entrance and at the exit of the reactors. The
samples were analyzed for parameters: COD, total solids, pH, alkalinity, volatile acidity
and biogas production. To determine the parameters COD and total, fixed and volatile
soils, the methods described in the 2540B and 5220D Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater (1998) were used; volatile acids and alkalinity
was assessed according to the methodology proposed by Silva (1997). Five sampling
points were installed along the length of the reactors to evaluate the process of digestion
in the reactor. At these points, samples were collected in duplicate at the end of the
period of data collection for each condition of applied load, as well as being analyzed
according to parameters such as COD, acetic acid, propionic, and butyric acid, which
were determined by high performance liquid chromatography, according to the
methodology proposed by Leong & Shui (2002). Some instability in the system was
observed in load 12 (12.394 gL-1.d-1), with values of AV / AT above 0.5 and a reduction
in pH, but the system started showing signs of stability in the next load. The COD
removal did not differ between the two reactors, reaching values of 99.72%. The reactor
filled with bamboo had a higher biogas production, with a total production of up to 1.57
LL-1.d-1 and the reactor filled with PVC presented higher removal of total solids:
87.40%. Through the identification of volatile fatty acids from the samples collected
along the the reactor, only acetic and propionic acid were found. / O efluente líquido das fecularias causa sérios danos ao meio ambiente quando lançado
sem tratamento, devido às elevadas cargas orgânicas e à presença de cianeto e ácido
cianídrico, que interferem na cadeia respiratória dos seres vivos. Uma das alternativas
de tratamento para esse resíduo é a implantação de reatores anaeróbios, que podem
permitir a agregação de valor através da produção de biogás. Para proporcionar uma
elevação da retenção da biomassa no sistema e aumentar a área de contato dos microorganismos
com o efluente, são utilizados meios suportes inertes, que permitem a
aplicação de cargas mais elevadas e a redução do tempo de detenção hidráulico. Desta
forma, este estudo teve por objetivo avaliar o desempenho do tratamento anaeróbio de
efluente líquido de fecularia, utilizando dois reatores com meios suportes diferentes, de
anéis de bambu e de PVC. O experimento foi realizado no laboratório de Saneamento
Ambiental da Universidade Estadual do Oeste do Paraná Campus Cascavel,
utilizando água residuária proveniente de fecularia localizada no município de Toledo
(PR). Foram utilizados dois reatores de PVC com diâmetro de 15 cm e comprimento de
90 cm, resultando em uma relação entre largura e comprimento de 1:6. Como meios
suportes foram utilizados 52 anéis de bambu, com média de 10 cm de comprimento, em
um dos reatores e 325 anéis de PVC com 4 cm de comprimento médio, resultando em
volume útil de 6,00 e 7,98 L, respectivamente. As 13 cargas orgânicas volumétricas
aplicadas foram aumentadas gradativamente, de 1,675 a 15,158 g.L-1.d-1, até se atingir
a carga máxima suportável pelos reatores. Observada a estabilização do sistema, para
cada condição de carga aplicada foi iniciada a coleta de dados por um período de 15
dias, através de amostragens diárias na entrada e saída dos reatores. As amostras
foram analisadas quantos aos parâmetros: DQO, sólidos totais, fixos e voláteis, pH,
alcalinidade total, acidez volátil e produção de biogás. Para a determinação dos
parâmetros DQO e sólidos totais, fixos e voláteis foram utilizados os métodos 2540B e
5220D descritos no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
(1998), ácidos voláteis e alcalinidade foram determinados de acordo com metodologia
proposta por Silva (1997). Foram instalados cinco pontos de amostragem ao longo do
comprimento dos reatores para avaliar o processo de digestão no perfil do reator.
Nestes pontos foram coletadas amostras em duplicata, no final do período de coleta de
dados de cada condição de carga aplicada, sendo os mesmos analisados quanto aos
parâmetros DQO, ácido acético, propiônico e butírico, que foram determinados através
da cromatografia líquida de alto desempenho, conforme metodologia proposta por Shui
e Leong (2002). Foi observada uma instabilidade no sistema na carga 12 (12,394 g.L-
1.d-1), com valores de AV/AT acima de 0,5 e redução do pH; porém, o sistema voltou a
mostrar sinais de estabilidade na carga seguinte. A remoção de DQO não apresentou
diferença entre os dois reatores, chegando a valores de 99,72%. O reator preenchido
com bambu apresentou maior produção de biogás, com produção de até 1,57 L.L-1.d-1 e
no reator preenchido com PVC foi observada maior remoção de sólidos totais: 87,40%.
Na identificação de ácidos graxos voláteis das amostras coletadas ao longo do perfil do
reator, somente foram identificados o ácido acético e propiônico.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/358 |
| Date | 07 July 2011 |
| Creators | Watthier, Elisangela |
| Contributors | Gomes, Simone Damasceno |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Programa de Pós-Graduação "Stricto Sensu" em Engenharia Agrícola, UNIOESTE, BR, Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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