Estudo da biodegradação anaeróbia de efluentes industriais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Louros, Vitória Loureiro dos
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/15130
Resumo: Neste trabalho fez-se o estudo do tratamento anaeróbio de diferentes efluentes industriais em reatores UASB à escala laboratorial. Numa primeira fase, fez-se o estudo do tratamento anaeróbio de efluentes de uma indústria de mobiliário de madeira (efluente de uma cabine de pintura e envernizamento). Fizeram-se ensaios para testar a influência da carga orgânica e da velocidade ascensional da alimentação. Neste estudo os reatores UASB foram operados de forma descontínua com recirculação total do efluente tratado. Foram testadas cargas de 2,300; 1,150 e 0,671 g CQO.L-1 e velocidades ascensionais de 0,036; 0,072; 0,108 e 0,179 m.h-1. As condições operacionais que favoreceram o tratamento deste efluente foram a carga 0,671 g CQO.L-1 e a velocidade ascensional 0,036 m.h-1, condições para as quais se obteve uma eficiência de remoção de CQO de 86,9%, uma eficiência de metanização da CQO removida de 72,1% e uma biodegradabilidade de 62,6%. Verificou-se que a carga e a velocidade ascensional mais baixas favoreceram a eficiência de metanização e a biodegradabilidade. Os resultados obtidos ao longo dos vários ensaios realizados sugerem a adaptação da biomassa ao substrato aplicado. Conclui-se que o tratamento anaeróbio é uma opção viável para a gestão dos efluentes de cabine de pintura e envernizamento de indústrias de mobiliário de madeira. Numa segunda fase, foram estudadas diferentes estratégias de operação para o arranque de reatores UASB, inoculados com biomassa floculenta não adaptada ao substrato, utilizados no tratamento de efluentes de indústrias de lacticínios (efluente complexo contendo gorduras). As estratégias testadas foram: operação contínua, operação intermitente e operação intermitente com choques de gorduras. Foram realizados dois ensaios, o primeiro com uma carga orgânica de 5,0 g CQO.L-1. d-1 e o segundo ensaio com 8,5 g CQO.L-1.d-1. Em termos de remoção de CQO, as três estratégias de operação resultaram em valores semelhantes (de 51,3 a 60,4%). Nos dois ensaios verificou-se que a operação intermitente com choques de gorduras resultou nos valores mais elevados de metanização da CQO removida, com valores médios de 56,0% e 69,3% para o primeiro e segundo ensaios, respetivamente. Em comparação, para a operação intermitente, obtiveram-se eficiências de metanização médias de 53,4% e 60,7%, para o primeiro e segundo ensaios, respetivamente. Na operação contínua, as eficiências médias de metanização da CQO removida foram de 45,9% para o primeiro ensaio e 43,9% para o segundo ensaio. Verificou-se também que a operação intermitente com choque de gorduras teve um efeito benéfico em termos de sedimentabilidade da biomassa desenvolvida no reator, tendo-se observado a ausência de flutuação no topo do reator, ao contrário do que foi observado com a operação intermitente e com a operação contínua. Por outro lado, o modo de operação intermitente com choques de gordura apresentou a maior percentagem do grupo microbiano Syntrophomonadaceae, atingindo aproximadamente 20% da contagem total de microrganismos. Dos resultados obtidos conclui-se que a estratégia mais adequada para a adaptação da biomassa floculenta ao efluente de indústria de lacticínios é a operação intermitente com choque de gorduras.
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As condições operacionais que favoreceram o tratamento deste efluente foram a carga 0,671 g CQO.L-1 e a velocidade ascensional 0,036 m.h-1, condições para as quais se obteve uma eficiência de remoção de CQO de 86,9%, uma eficiência de metanização da CQO removida de 72,1% e uma biodegradabilidade de 62,6%. Verificou-se que a carga e a velocidade ascensional mais baixas favoreceram a eficiência de metanização e a biodegradabilidade. Os resultados obtidos ao longo dos vários ensaios realizados sugerem a adaptação da biomassa ao substrato aplicado. Conclui-se que o tratamento anaeróbio é uma opção viável para a gestão dos efluentes de cabine de pintura e envernizamento de indústrias de mobiliário de madeira. Numa segunda fase, foram estudadas diferentes estratégias de operação para o arranque de reatores UASB, inoculados com biomassa floculenta não adaptada ao substrato, utilizados no tratamento de efluentes de indústrias de lacticínios (efluente complexo contendo gorduras). As estratégias testadas foram: operação contínua, operação intermitente e operação intermitente com choques de gorduras. Foram realizados dois ensaios, o primeiro com uma carga orgânica de 5,0 g CQO.L-1. d-1 e o segundo ensaio com 8,5 g CQO.L-1.d-1. Em termos de remoção de CQO, as três estratégias de operação resultaram em valores semelhantes (de 51,3 a 60,4%). Nos dois ensaios verificou-se que a operação intermitente com choques de gorduras resultou nos valores mais elevados de metanização da CQO removida, com valores médios de 56,0% e 69,3% para o primeiro e segundo ensaios, respetivamente. Em comparação, para a operação intermitente, obtiveram-se eficiências de metanização médias de 53,4% e 60,7%, para o primeiro e segundo ensaios, respetivamente. Na operação contínua, as eficiências médias de metanização da CQO removida foram de 45,9% para o primeiro ensaio e 43,9% para o segundo ensaio. Verificou-se também que a operação intermitente com choque de gorduras teve um efeito benéfico em termos de sedimentabilidade da biomassa desenvolvida no reator, tendo-se observado a ausência de flutuação no topo do reator, ao contrário do que foi observado com a operação intermitente e com a operação contínua. Por outro lado, o modo de operação intermitente com choques de gordura apresentou a maior percentagem do grupo microbiano Syntrophomonadaceae, atingindo aproximadamente 20% da contagem total de microrganismos. Dos resultados obtidos conclui-se que a estratégia mais adequada para a adaptação da biomassa floculenta ao efluente de indústria de lacticínios é a operação intermitente com choque de gorduras.This work concerns the study of anaerobic treatment of different industrial wastewaters in laboratory-scale UASB reactors. The first phase of the work foccused on the anaerobic treatment of a wastewater from a wood furniture industry (wastewater from a dying hood). Tests were made to assess the influence of the organic load and the upflow velocity upon the performance of the process. In this research the UASB reactors were operated in a batch mode with total recirculation of the treated effluent. Loads of 2.300; 1.150 and 0.671 g COD.L-1 and upflow velocities of 0.036, 0.072, 0.108 and 0.179 m.h-1 were tested. The operating conditions that favoured the anaerobic treatment of this wastewater were a load of 0.671 g COD.L-1 and an upflow velocity of 0,036 m.h-1, conditions that lead to a removal efficiency of 86.9%, a methanization efficiency of the removed COD of 72.1% and a biodegradability of 62.6%. It was also established that the lower loads and the lower uplflow velocities favoured the efficiency of methanization of the removed COD and the biodegradability of the wastewater. Finally the results obtained throughout the series of tests performed suggest that the biomass adapted to the applied substrate. It was concluded that the anaerobic process is a viable option for treating the wastewaters from the dying hoods of furniture industries. In a second phase the work foccused on different startup strategies for UASB reactors, inocculated with flocculent biomass not adapted to the substrate, used for the treatment of dairy wastewaters (complex fat containing wastewaters). The tested strategies were: continuous operation, intermittent operation and intermittent operation with fat shocks. Two tests were performed: the first with an organic loading rate of 5.0 g COD.L-1.d-1 and the second with an organic loading rate of 8.5 g COD.L-1.d-1. In terms of COD removal the three tested strategies resulted in similar values (averages for all reactors from 51.3 to 60.4%). In both the tests it was verified that the intermittent operation with fat shocks resulted in the higher values of methanization of the removed COD with averages values of 56.0% and 69.3% for the first and second tests, respectively. In comparison for the intermittent operation the average methanization efficiencies of the removed COD were 53,4% and 60.7% for the first and the second tests, respectively. With the continuous operation the average methanization efficiencies of the removed COD were 45.9% for the first test and 43.9% for the second test. It was also verified that the intermittent operation with fat shocks had a beneficial effect in terms of biomass sedimentability. It was observed that no floating sludge layer was present in the top of the intermittent reactor with fat shocks in contrast with what was observed with the continuous and the intermittent reactors. On the other hand, the intermittent system with fat shock revealed that a high percentage of microbial group Syntrophomonadaceae, near to 20% of the total microbial count. From the results of this work it may be concluded that the most adequate strategy for the adaptation of flocculent biomass to dairy wastewater is the intermittent operation with fat shocks.Universidade de Aveiro2018-07-20T14:00:51Z2014-12-19T00:00:00Z2014-12-192016-12-19T17:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/15130TID:201597233porLouros, Vitória Loureiro dosinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T11:27:56Zoai:ria.ua.pt:10773/15130Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:50:34.268818Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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