Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Agro-industrial effluents are capable of causing great impact on water bodies if released without adequate treatment. The removal of the organic load in the conventional biological treatments is achieved with high generation of sludge and energy consumption. The usual techniques of biological removal of nitrogen load demand high deployment and maintenance costs in wastewater treatment units. Seeking the development of a technology that can be employed in treatment units already in operation without high costs of installation and operation, an anaerobic and aerobic reactor using the technique of bioaugmentation and a fixed bed reactor for nitrification were built in scalebench. Real effluent was collected from a meat packing company and microorganisms of high rate of consumption for bioaugmentation were purchased commercially. The biological system was operated continuously with the anaerobic and aerobic reactor in sequence and with recirculation of supernatant from the anaerobic reactor to the nitrifying one. After percolating in the nitrifying reactor, the supernatant was drained back to the bottom of the anaerobic reactor, so that came in contact with the clay formed the bottom of it, making possible the denitrification of nitrogen compounds. Assays were performed under two conditions of flow rate: 2.5 and 5.0 L/day, resulting in organic loading conditions (COA) corresponding to 3.7 and 19.6 gDQOsolúvel/day under constant temperature of 30°C. The anaerobic reactor was evaluated at temperatures of 20 and 30ºC. The nitrification system was tested only for 19.6 gDQOsolúvel/day condition of load. The variations of chemical oxygen demand (COD), soluble COD, NH3, turbidity and suspended solids in each reactor and in the whole system were analized. Were obtained removal of 76.9% soluble COD in the system to the condition of lower COA and 71.1% to 19.6 gDQOsolúvel/day. The microorganisms tested presented solids
generation rate (μ) from 0.035 to 0.19 gSSV/gSSV*day, these values are about 10 times lower than those reported for systems without bioaugmentation. The coefficients of biomass growth (Y) and maximum specific substrate consumption (k) were close to those systems without use of the bioaugmentation, indicating that the main advantage of this technique is the lower generation of sludge. It was found that the anaerobic system with bioaugmentation is more resistant to temperature changes compared to the usual system as to reduce the temperature 10°C, there was a reduction of only 27.6% for COD removal. The removal efficiency of NH3 in the system before and after use of the nitrifying reactor was 38.8 and 62%, respectively, indicating that binding of recirculation of the supernatant of the anaerobic reactor to a nitrification reactor designed specifically to allow removing the ammonia load in the effluent. / Efluentes agroindustriais são capazes de causar grande impacto em corpos d água se lançados sem tratamento adequado. A remoção da carga orgânica nos tratamentos biológicos convencionais é conseguida com elevada geração de lodo residual e consumo energético. As técnicas usuais de remoção biológica da carga nitrogenada demandam altos custos com implantação e manutenção nas unidades de tratamento de efluentes. Buscando o desenvolvimento de uma tecnologia que possa ser empregada em unidades de tratamento já em funcionamento sem elevados custos de instalação e operação, um reator aeróbio e um anaeróbio com uso da técnica da bioaumentação e um reator para nitrificação de leito fixo foram construídos em escala de bancada. Efluente real foi coletado de uma empresa frigorífica e microrganismos de alta taxa de consumo para a bioaumentação foram adquiridos comercialmente. O sistema biológico foi operado de forma contínua, com o reator anaeróbio e aeróbio em sequência e com recirculação do sobrenadante do anaeróbio ao reator nitrificante. Após percolar no reator nitrificante, este sobrenadante era drenado de volta ao fundo do reator anaeróbio, de forma com que entrasse em contato com o lodo formado ao fundo do mesmo e possibilitasse e denitrificação dos compostos nitrogenados. Os ensaios foram realizados sob duas condições de vazão: 2,5 e 5,0 L/dia, que resultaram em condições de carga orgânica aplicada (COA) correspondentes a 3,7 e 19,6 gDQOsolúvel/dia e sob temperatura mantida constante em 30ºC. O reator anaeróbio foi avaliado sob as temperaturas de 20 e 30ºC. O sistema de nitrificação foi testado somente para a condição de 19,6 gDQOsolúvel/dia de carga. Foram avaliadas as variações nos teores de DQO, DQO solúvel, NH3, turbidez e sólidos suspensos em cada reator e no sistema todo. Obteve-se até 76,9% de remoção de DQO solúvel no sistema para a condição de
COA mais baixa e 71,1% para COA de 19,6 gDQOsolúvel/dia. Os microrganismos testados apresentaram taxa de geração de sólidos de 0,035 a 0,19 gSSV/gSSV*dia, valores estes em torno de 10 vezes menor que os reportados para sistemas sem bioaumentação. Os coeficientes de crescimento de biomassa (Y) e de taxa máxima específica de consumo de substrato (k) ficaram próximos aos valores para sistemas sem uso da bioaumentação, indicando que a principal vantagem do uso desta técnica está na baixa geração de lodo. Verificou-se que o sistema anaeróbio bioaumentado resiste melhor a variações de temperatura frente aos sistemas usuais, pois para redução de 10ºC na temperatura, observou-se a redução de apenas 27,6% na remoção de DQO. A eficiência de remoção de NH3 no sistema antes e depois da utilização do reator nitrificante em paralelo foi de 38,8 e 62%, respectivamente, indicando que a ligação do sistema de recirculação do sobrenadante do reator anaeróbio até um reator desenvolvido especificamente para nitrificação possibilita a remoção da carga amoniacal do efluente.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/7953 |
| Date | 13 January 2012 |
| Creators | Cardoso, Manuela Gomes |
| Contributors | Jahn, Sérgio Luiz, Silveira, Djalma Dias da, Schwaab, Marcio |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, UFSM, BR, Engenharia de Processos |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300800000005, 400, 300, 300, 500, 300, bde015d5-5b86-4fa0-a49b-46d96b916908, 67423de0-2732-44a2-b332-c889ff131bc6, 5391f7fd-6a7e-4287-8d99-962b76326f47, a8cc540d-78f9-411b-8fec-7d6f01f65f02 |
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