Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.22/22649 |
Resumo: | Esta dissertação realizou-se na Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) de Paço de Sousa e teve como objetivo controlar a remoção da matéria carbonácea e da matéria azotada em cada ciclo de tratamento. A matéria carbonácea é avaliada através da carência bioquímica de oxigénio, CBO5, e da carência química de oxigénio, CQO, e tem de ser removida de modo a cumprir a licença de descarga. Quanto à matéria azotada, embora a licença de descarga desta ETAR não estabeleça valores limite de emissão (VLE), pretende-se controlá-la nas suas várias formas, visto que em concentrações elevadas, pode ser prejudicial para o meio aquático. Para atingir o objetivo proposto, foi necessário compreender o funcionamento da ETAR, especialmente dos reatores biológicos do tipo reator sequencial por partidas (SBR, sequencing batch reactor), onde ocorre o tratamento secundário. Assim, foi feito o estudo dos parâmetros que influenciam o processo e o acompanhamento da operação destes reatores através da sala de comando instalada na ETAR. Adicionalmente foi feita a monitorização do processo, através do controlo analítico da linha líquida e da linha sólida da ETAR. Através das determinações analíticas efetuadas no laboratório de processo, concluiu-se que a remoção da matéria carbonácea estava a ocorrer com eficiências de 82 e 91 % para a CQO e CBO5, respetivamente. No entanto, não se verificava remoção significativa da matéria azotada. Recolheram-se diversas amostras ao longo das etapas de enchimento e de arejamento com o objetivo de perceber como variavam as concentrações de nitratos, azoto amoniacal e total, ao longo destas etapas. Com base nos resultados obtidos, verificou-se que a concentração de azoto amoniacal praticamente não sofreu alterações, indicando que o processo de nitrificação não está a ocorrer de forma considerável, uma vez que o azoto amoniacal deveria ser oxidado a nitrato, resultando numa diminuição da concentração de azoto amoniacal e num aumento da concentração de nitrato. Fez-se ainda um estudo para avaliar as necessidades de oxigénio para a oxidação da matéria orgânica, respiração endógena e nitrificação. Determinou-se ainda o caudal de ar necessário para satisfazer as necessidades reais de oxigénio. Por fim, com base nas características dos sobrepressores da ETAR, verificou-se que seria possível aumentar o oxigénio dissolvido para uma concentração que permita a nitrificação, isto é, 2 mg O2/L, correspondente a um custo acrescido de 19812 €/ano. |
id |
RCAP_9fdc805f54cf5a2bf7e7c26e2496572e |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:recipp.ipp.pt:10400.22/22649 |
network_acronym_str |
RCAP |
network_name_str |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
repository_id_str |
7160 |
spelling |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotadaMatéria azotadaMatéria orgânicaNitrificação/desnitrificaçãoOxigénio dissolvidoSBRCarbonaceous matterDissolved oxygenNitrification/denitrificationNitrogenous matterEsta dissertação realizou-se na Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) de Paço de Sousa e teve como objetivo controlar a remoção da matéria carbonácea e da matéria azotada em cada ciclo de tratamento. A matéria carbonácea é avaliada através da carência bioquímica de oxigénio, CBO5, e da carência química de oxigénio, CQO, e tem de ser removida de modo a cumprir a licença de descarga. Quanto à matéria azotada, embora a licença de descarga desta ETAR não estabeleça valores limite de emissão (VLE), pretende-se controlá-la nas suas várias formas, visto que em concentrações elevadas, pode ser prejudicial para o meio aquático. Para atingir o objetivo proposto, foi necessário compreender o funcionamento da ETAR, especialmente dos reatores biológicos do tipo reator sequencial por partidas (SBR, sequencing batch reactor), onde ocorre o tratamento secundário. Assim, foi feito o estudo dos parâmetros que influenciam o processo e o acompanhamento da operação destes reatores através da sala de comando instalada na ETAR. Adicionalmente foi feita a monitorização do processo, através do controlo analítico da linha líquida e da linha sólida da ETAR. Através das determinações analíticas efetuadas no laboratório de processo, concluiu-se que a remoção da matéria carbonácea estava a ocorrer com eficiências de 82 e 91 % para a CQO e CBO5, respetivamente. No entanto, não se verificava remoção significativa da matéria azotada. Recolheram-se diversas amostras ao longo das etapas de enchimento e de arejamento com o objetivo de perceber como variavam as concentrações de nitratos, azoto amoniacal e total, ao longo destas etapas. Com base nos resultados obtidos, verificou-se que a concentração de azoto amoniacal praticamente não sofreu alterações, indicando que o processo de nitrificação não está a ocorrer de forma considerável, uma vez que o azoto amoniacal deveria ser oxidado a nitrato, resultando numa diminuição da concentração de azoto amoniacal e num aumento da concentração de nitrato. Fez-se ainda um estudo para avaliar as necessidades de oxigénio para a oxidação da matéria orgânica, respiração endógena e nitrificação. Determinou-se ainda o caudal de ar necessário para satisfazer as necessidades reais de oxigénio. Por fim, com base nas características dos sobrepressores da ETAR, verificou-se que seria possível aumentar o oxigénio dissolvido para uma concentração que permita a nitrificação, isto é, 2 mg O2/L, correspondente a um custo acrescido de 19812 €/ano.The present dissertation was carried out at the Wastewater Treatment Plant (WWTP) of Paço de Sousa and aimed to control the removal of carbonaceous and nitrogenous matter in each treatment cycle. Carbonaceous matter is assessed by biochemical oxygen demand, BOD5, and chemical oxygen demand, COD, and must be removed in order to comply with the discharge permit. As for the nitrogenous matter, although the discharge permit of this WWTP does not specify limits, it is intended to control it in its various forms, since in high concentrations it can be harmful to the aquatic environment. The purpose of the work developed over the last few months was to understand the functioning of the WWTP, especially the biological reactors from the sequencing batch reactor (SBR) type, where the secondary treatment takes place. Therefore, it was necessary to study the parameters that influence the operation process of a SBR. Thus, the parameters that influence the process and the monitoring of the operation of these reactors through the control room installed in the WWTP were carried out. Additionally, the process was monitored through the analytical control of the liquid line and the solid line of the WWTP. After some analytical determinations carried out in the process laboratory, it was concluded that the removal of carbonaceous matter had efficiencies of 82 and 91% for COD and BOD, respectively. Nevertheless, the nitrogenous matter removal was not significant. Several samples were collected during the filling and aeration steps to monitor the concentrations of nitrates, ammonia, and total nitrogen along these steps. Based on the results obtained, it was found that the concentration of ammonia nitrogen did not change significantly, showing that the nitrification process is not taking place to a considerable extent, since during this process the ammonia nitrogen should be oxidized to nitrate, resulting in a decrease of the concentration of ammonia nitrogen and an increase of the concentration of nitrate. Additionally, a study was conducted to evaluate the oxygen requirements for the oxidation of organic matter, endogenous respiration and nitrification. Moreover, the air flowrate required to satisfy the real oxygen needs was determined. Finally, based on the characteristics of the WWTP suppressors, it was confirmed that it is possible to increase the dissolved oxygen to a concentration that favours nitrification, i.e., 2 mg O2/L, corresponding to an increased cost of 19812 €/year.Caetano, Nídia de SáRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoRodrigues, Sónia Carina Sousa20222025-11-14T00:00:00Z2022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/22649TID:203114027porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-04-05T01:46:28Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/22649Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:48:28.538657Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
dc.title.none.fl_str_mv |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada |
title |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada |
spellingShingle |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada Rodrigues, Sónia Carina Sousa Matéria azotada Matéria orgânica Nitrificação/desnitrificação Oxigénio dissolvido SBR Carbonaceous matter Dissolved oxygen Nitrification/denitrification Nitrogenous matter |
title_short |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada |
title_full |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada |
title_fullStr |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada |
title_full_unstemmed |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada |
title_sort |
Controlo de um reator biológico aeróbio do tipo SBR de forma a otimizar a remoção da matéria carbonácea e controlar a matéria azotada |
author |
Rodrigues, Sónia Carina Sousa |
author_facet |
Rodrigues, Sónia Carina Sousa |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Caetano, Nídia de Sá Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Rodrigues, Sónia Carina Sousa |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Matéria azotada Matéria orgânica Nitrificação/desnitrificação Oxigénio dissolvido SBR Carbonaceous matter Dissolved oxygen Nitrification/denitrification Nitrogenous matter |
topic |
Matéria azotada Matéria orgânica Nitrificação/desnitrificação Oxigénio dissolvido SBR Carbonaceous matter Dissolved oxygen Nitrification/denitrification Nitrogenous matter |
description |
Esta dissertação realizou-se na Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) de Paço de Sousa e teve como objetivo controlar a remoção da matéria carbonácea e da matéria azotada em cada ciclo de tratamento. A matéria carbonácea é avaliada através da carência bioquímica de oxigénio, CBO5, e da carência química de oxigénio, CQO, e tem de ser removida de modo a cumprir a licença de descarga. Quanto à matéria azotada, embora a licença de descarga desta ETAR não estabeleça valores limite de emissão (VLE), pretende-se controlá-la nas suas várias formas, visto que em concentrações elevadas, pode ser prejudicial para o meio aquático. Para atingir o objetivo proposto, foi necessário compreender o funcionamento da ETAR, especialmente dos reatores biológicos do tipo reator sequencial por partidas (SBR, sequencing batch reactor), onde ocorre o tratamento secundário. Assim, foi feito o estudo dos parâmetros que influenciam o processo e o acompanhamento da operação destes reatores através da sala de comando instalada na ETAR. Adicionalmente foi feita a monitorização do processo, através do controlo analítico da linha líquida e da linha sólida da ETAR. Através das determinações analíticas efetuadas no laboratório de processo, concluiu-se que a remoção da matéria carbonácea estava a ocorrer com eficiências de 82 e 91 % para a CQO e CBO5, respetivamente. No entanto, não se verificava remoção significativa da matéria azotada. Recolheram-se diversas amostras ao longo das etapas de enchimento e de arejamento com o objetivo de perceber como variavam as concentrações de nitratos, azoto amoniacal e total, ao longo destas etapas. Com base nos resultados obtidos, verificou-se que a concentração de azoto amoniacal praticamente não sofreu alterações, indicando que o processo de nitrificação não está a ocorrer de forma considerável, uma vez que o azoto amoniacal deveria ser oxidado a nitrato, resultando numa diminuição da concentração de azoto amoniacal e num aumento da concentração de nitrato. Fez-se ainda um estudo para avaliar as necessidades de oxigénio para a oxidação da matéria orgânica, respiração endógena e nitrificação. Determinou-se ainda o caudal de ar necessário para satisfazer as necessidades reais de oxigénio. Por fim, com base nas características dos sobrepressores da ETAR, verificou-se que seria possível aumentar o oxigénio dissolvido para uma concentração que permita a nitrificação, isto é, 2 mg O2/L, correspondente a um custo acrescido de 19812 €/ano. |
publishDate |
2022 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2022 2022-01-01T00:00:00Z 2025-11-14T00:00:00Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/10400.22/22649 TID:203114027 |
url |
http://hdl.handle.net/10400.22/22649 |
identifier_str_mv |
TID:203114027 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
eu_rights_str_mv |
embargoedAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação instacron:RCAAP |
instname_str |
Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação |
instacron_str |
RCAAP |
institution |
RCAAP |
reponame_str |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
collection |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1799131567768993792 |