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Previous issue date: 2018-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The intensive animal production generates high volume of effluents, which is potentially damaging to the environment, when improperly managed. One of the production chains known for its high pollutant load is the swine production. An alternative of treatment is to remove ammoniacal nitrogen, which is one of the main pollutant, by nutrient biological removal processes. However, for this to occur properly the solid-liquid separation (SLS) becomes a fundamental step, due to the necessity to reduce total solids and its carbon/nitrogen ratio. Therefore, with the solids removal the discrete particles are removed thereby avoiding overload in subsequent treatment steps. In addition, besides the high nitrogen load, swine manure also presents high organic load when compared to sanitary sewage, which makes possible to use nitrification and denitrification processes to remove nitrogen without the need to add external carbon sources. The modified Ludzack-Ettinger system (MLE) is known as an efficient configuration to use this process for nitrogen and carbon removal from effluents. The objective of this study was to evaluate the influence of SLS process in swine manure for nitrogen removal using a MLE system. For such purpose, a MLE system was carried out with continuous feeding and aeration. The system was fed with effluent from a SLS in tapered decanter, with variable hydraulic retention time (HRT) as a function of volumetric organic matter concentration (volatile solids). The study was conducted in three stages (I, II and III), according to three different hydraulic retention times of the decanter (5, 10, and 30 minutes), pre-determined through tests of sedimentation. The system showed high nitrogen removal efficiency in the three phases under study, 99.6, 99.1%, and 96.5% in each respective phases I, II and III, with high total solids concentration reaching the value of 18.45 g L-1 in the third stage. In addition, the average of carbon removal efficiency was 74.8, 86.3, and 86.3% to phases I, II and III respectively. It was possible verify that the carbon (solids) increase has a detrimental effect on the MLE system, since there is an increase in the oxygen consumption and the sludge volume discarded, leading to an inhibitory effect observed in the kinetic data. It was possible to conclude that the proposed SLS technique used is efficient as a pre-treatment before the nitrogen removal from pig slurry in a MLE system. Moreover, settling times shorter than 30 minutes may cause reduction of nitrification and denitrification efficiency, as well as make the treatment system more expensive. / A produção intensiva de animais gera elevado volume de resíduos com potencial causador de impactos ambientais quando não gerenciados corretamente. Nesse sentido, a suinocultura é conhecida pela elevada carga poluente de seus dejetos. Uma das principais alternativas de tratamento do nitrogênio amoniacal, o qual é um dos principais poluentes, é a remoção biológica desse nutriente. Porém, para que esta ocorra corretamente, a separação sólido-líquido (SSL) torna-se uma etapa fundamental, devido à necessidade de reduzirem-se os sólidos totais e a relação carbono nitrogênio para que não haja comprometimento do processo supracitado. Com a remoção dos sólidos, as partículas discretas são removidas, evitando assim a sobrecarga nas etapas subsequentes de tratamento. Os dejetos de suínos, além da alta carga de nitrogênio apresentam elevada carga orgânica, quando comparados com esgoto sanitário, o que viabiliza a utilização do processo de nitrificação e desnitrificação para a remoção de nitrogênio, sem a necessidade de adição de fontes externas de carbono. O sistema Ludzack-Ettinger modificado (MLE) se caracteriza como uma configuração eficiente na remoção de nitrogênio e carbono de efluentes. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência das técnicas de separação sólido-líquido em dejetos suínos, na remoção de nitrogênio em sistema Ludzack-Ettinger modificado (MLE). Para isto, foi utilizado um sistema MLE com alimentação e aeração contínua. O sistema foi alimentado com efluente proveniente do processo de separação sólido-líquido, em decantador cônico, com TRH variável em função da carga orgânica volumétrica (sólidos voláteis) planejada. O estudo foi conduzido em três fases (I, II e III), em função de três diferentes tempos de retenção hidráulico no decantador (5, 10 e 30 minutos), pré-determinados por meio de testes de sedimentação. O sistema apresentou uma alta eficiência na remoção de nitrogênio nas três fases em estudo, em média de 99,6, 99,1 e 96,5% nas fases I, II e III, respectivamente, e suportou altas concentrações de sólidos, atingindo o valor de 18,45 g L -1, na terceira fase. Além disso, em média a eficiência de remoção de carbono foi de 74,8, 86,3 e 86,3% para as fases I, II e III, respectivamente. Foi possível verificar que o acréscimo de carbono (sólidos) tem um efeito prejudicial sobre o sistema MLE, visto que há um aumento no consumo de oxigênio e no volume de lodo a ser descartado, acarretando em um efeito inibitório, observado com base nos dados cinéticos. Diante desses resultados foi possível concluir que a SSL proposta é eficiente, como pré-tratamento para a remoção de nitrogênio de dejetos suínos em sistema MLE, sendo que tempos de decantação inferiores a 30 minutos podem causar redução na eficiência do processo de nitrificação e desnitrificação, além de encarecer o sistema de tratamento.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/3719 |
| Date | 16 February 2018 |
| Creators | Hollas, Camila Ester |
| Contributors | Kunz, Airton, De Prá, Marina Celant, Gomes, Simone Damasceno |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 6588633818200016417, 500, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, UNIOESTE, Brasil, Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas |
| 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:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -5347692450416052129, 600, 600, 600, 600, 2214374442868382015, -4537326059604784016, 2075167498588264571 |
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