Parametrização de daos fundamentais em lagoas de polimento operadas em regime de bateladas sequenciais visando a remoção de nutrientes.

• Autor(a) principal: MORAIS, Carlos Eduardo Pereira de.
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/29403
• topic: Engenharias; Lagoas de polimento em bateladas sequenciais; Remoção de amônia; Remoção de fósforo; Modelagem empírica; Modelo preditivo; Sequential batch polishing ponds; Ammonia removal; Phosphorus removal; Empirical modeling; Predictive model; Estanques de pulido en lote secuencial; Eliminación de amoníaco; Eliminación de fósforo; Modelado empírico; Modelo Predictivo

Nesta pesquisa foi estudada a utilização de Lagoas de Polimento em Bateladas Sequenciais (LPBS) no pós-tratamento de reator UASB. Investigou-se a variação da profundidade e da temperatura média sobre o desempenho do sistema UASB+LPBS. Foram utilizadas quatro lagoas: L1, L2, L3 e L4, com profundidades de 0,20, 0,40, 0,60 e 1,00 m, respectivamente. E operado nos Períodos Quente (PQ) (entre os meses de setembro e maio) cuja temperatura média foi de 25°C, e Frio (PF) (entre junho e agosto) com temperatura média de 21°C, essas, comuns para a cidade de Campina Grande/PB. O objetivo do trabalho foi determinar e parametrizar dados fundamentais em LPBS analisando a influência de condições operacionais como profundidade e temperatura, de modo a possibilitar o desenvolvimento de modelos preditivos, para facilitar o dimensionamento otimizado desses sistemas tomando como base a remoção de nutrientes. Inicialmente, foi analisada a influência da profundidade e da temperatura média no desempenho do sistema comparando-se os resultados com dados bibliográficos dos sistemas de lagoas de estabilização (SLE), bem como com a utilização de lagoas de polimento de fluxo contínuo (LPFC) no pós-tratamento do UASB. O tratamento anaeróbio eficiente permitiu a elevação do pH nas LPBS, independente do período do ano, sendo que o processo foi favorecido em L1, L2 e L3, com o melhor desempenho durante o PQ, resultando em um menor TDH, assim, demandando uma menor área. Verificou-se que o sistema UASB+LPBS necessita de uma área próxima ao sistema UASB+LPFC no PQ e similar aos SLE no PF. Tendo como vantagem a remoção de nutrientes que nesses sistemas não é elevada. Posteriormente, foram determinadas as constantes de transferência de compostos voláteis, uma vez que, o intercâmbio dos compostos com o ar é importante porque afetam o pH e a disponibilidade de oxigênio dissolvido em LPs. Demonstrou-se que a cinética de transferência dos compostos é regida pela lei de Fick. A partir da obtenção das constantes, seguiu-se para o desenvolvimento de um modelo preditivo de variação do pH e dessorção de amônia em LPBS. Para validar o modelo, foram realizados ensaios nas duas condições de temperatura média e nas quatro lagoas com diferentes profundidades. O modelo foi validado pela boa correspondência entre valores simulados e obtidos experimentalmente em todos os casos. Para o PQ o modelo se sobressaiu, apresentando uma alta correlação linear, com R2 superior a 0,90 para todas as lagoas. Já para o PF o menor R2 obtido foi de 0,74 para as quatro lagoas. Assim, o modelo proposto é adequado para descrever a variação de pH e a dessorção de amônia em LPBS. Portanto, pode-se determinar o pH mínimo desejado para a dessorção de amônia e, dessa forma, obter com boa precisão o TDH necessário para que se atinja esse pH. Quanto ao fósforo, foi desenvolvido um modelo empírico baseado no equilíbrio termodinâmico. Verificou-se que é possível obter uma concentração (<1,0 mgP.L-1) quando o pH na lagoa atinge valores próximos a 9,5 independente das condições de temperatura. O modelo empírico desenvolvido permite correlacionar o logaritmo da concentração de fósforo e o pH em LPBS, podendo ser utilizado para calcular o pH esperado e assim ter em boa aproximação a concentração desejada de fósforo. Dessa forma, conclui-se que ao utilizar o sistema UASB+LPBS pode-se obter um efluente com qualidade superior ao dos SLE e UASB+LPFC, especialmente no que se refere a remoção de nutrientes. Por fim, o modelo empírico de remoção de fósforo auxilia na determinação do pH almejado e assim, dimensionar o sistema a partir de tais dados para remoção de fósforo.