Filtro anaeróbio aplicado ao tratamento de esgoto sanitário.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: ANDRADE NETO, Cícero Onofre de.
Data de Publicação: 2004
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/16837
Resumo: Filtros anaeróbios são empregados para tratamento de esgotos desde a década de 1950, mas estão ainda em franco desenvolvimento, o que requer mais pesquisas. Esta Tese pretende contribuir para o desenvolvimento tecnológico dos filtros anaeróbios e para o avanço do conhecimento no domínio do tratamento anaeróbio de esgotos, a partir da hipótese de que os filtros anaeróbios são vantajosos para tratamento de esgotos sanitários diluídos ou concentrados, utilizando diversos materiais de enchimento e com fluxo nos sentidos ascendente ou descendente, desde que afogados. As pesquisas experimentais enfocaram quatro objetivos específicos: a análise dos filtros quando submetidos a baixas e altas taxas de carregamento orgânico; a avaliação comparativa do desempenho de vários materiais de enchimento; o estudo dos riscos de obstrução dos interstícios; e a análise funcional comparando o fluxo ascendente com o fluxo descendente afogado. Os experimentos foram desenvolvidos na estação experimental de tratamento de esgotos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, em Natal, Brasil. Foram utilizados quatro filtros com volume de 3,36 m3 cada, que podiam ser alimentados com esgoto sanitário bruto ou com os efluentes de um decanto-digestor ou de um reator de manta de lodo. Os reatores foram submetidos a várias cargas hidráulicas e orgânicas em distintas etapas consecutivas, ao longo de mais de seis anos. Na pesquisa de materiais de enchimento, foram utilizados: pedra britada No 4; brita comercial; seixo rolado; tijolos cerâmicos vazados; anéis de eletroduto corrugado de plástico (conduíte cortado); tampas de garrafas de PET; e peças de plástico próprias para enchimento de reatores biológicos. Para a análise comparativa do sentido de fluxo foram utilizados filtros com fluxos diferentes e demais características operacionais idênticas. A escala das pesquisas (vazões de 2,5 a 15,0 m3/dia) e o uso de esgoto sanitário em condições de campo, permitiram obter importantes conclusões e a utilização imediata dos resultados em escala real. As principais conclusões mostraram que filtros anaeróbios podem ser utilizados com eficácia para tratamento de esgotos sanitários diluídos, ou efluentes de outros reatores anaeróbios, é possível obter alto rendimento (tempo de detenção de 5 horas e remoção de DQO maior que 85%) operando-os com carga orgânica elevada e podem produzir efluentes com DBO média menor que 30 mg/L e menos de 20 mg/L de sólidos suspensos. O tijolo cerâmico vazado, em face da surpreendente eficiência, revelou-se uma boa alternativa para enchimento. A brita comercial e o seixo rolado são alternativas viáveis à usual brita Nº4. O conduíte cortado e as tampas de garrafas podem ser utilizados como boas opções de alternativa às peças de plástico fabricadas para enchimento de reatores biológicos. Filtros anaeróbios de fluxo descendente afogado podem propiciar a mesma eficiência dos filtros de fluxo ascendente. Apesar da acumulação de lodo que tende a ocupar todo espaço disponível, o esgotamento do filtro mostrou-se uma operação capaz de remover o lodo em excesso. Também são apresentadas recomendações sobre a freqüência de remoção de lodo dos filtros anaeróbios, que é fundamental para a operação.
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Esta Tese pretende contribuir para o desenvolvimento tecnológico dos filtros anaeróbios e para o avanço do conhecimento no domínio do tratamento anaeróbio de esgotos, a partir da hipótese de que os filtros anaeróbios são vantajosos para tratamento de esgotos sanitários diluídos ou concentrados, utilizando diversos materiais de enchimento e com fluxo nos sentidos ascendente ou descendente, desde que afogados. As pesquisas experimentais enfocaram quatro objetivos específicos: a análise dos filtros quando submetidos a baixas e altas taxas de carregamento orgânico; a avaliação comparativa do desempenho de vários materiais de enchimento; o estudo dos riscos de obstrução dos interstícios; e a análise funcional comparando o fluxo ascendente com o fluxo descendente afogado. Os experimentos foram desenvolvidos na estação experimental de tratamento de esgotos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, em Natal, Brasil. Foram utilizados quatro filtros com volume de 3,36 m3 cada, que podiam ser alimentados com esgoto sanitário bruto ou com os efluentes de um decanto-digestor ou de um reator de manta de lodo. Os reatores foram submetidos a várias cargas hidráulicas e orgânicas em distintas etapas consecutivas, ao longo de mais de seis anos. Na pesquisa de materiais de enchimento, foram utilizados: pedra britada No 4; brita comercial; seixo rolado; tijolos cerâmicos vazados; anéis de eletroduto corrugado de plástico (conduíte cortado); tampas de garrafas de PET; e peças de plástico próprias para enchimento de reatores biológicos. Para a análise comparativa do sentido de fluxo foram utilizados filtros com fluxos diferentes e demais características operacionais idênticas. A escala das pesquisas (vazões de 2,5 a 15,0 m3/dia) e o uso de esgoto sanitário em condições de campo, permitiram obter importantes conclusões e a utilização imediata dos resultados em escala real. As principais conclusões mostraram que filtros anaeróbios podem ser utilizados com eficácia para tratamento de esgotos sanitários diluídos, ou efluentes de outros reatores anaeróbios, é possível obter alto rendimento (tempo de detenção de 5 horas e remoção de DQO maior que 85%) operando-os com carga orgânica elevada e podem produzir efluentes com DBO média menor que 30 mg/L e menos de 20 mg/L de sólidos suspensos. O tijolo cerâmico vazado, em face da surpreendente eficiência, revelou-se uma boa alternativa para enchimento. A brita comercial e o seixo rolado são alternativas viáveis à usual brita Nº4. O conduíte cortado e as tampas de garrafas podem ser utilizados como boas opções de alternativa às peças de plástico fabricadas para enchimento de reatores biológicos. Filtros anaeróbios de fluxo descendente afogado podem propiciar a mesma eficiência dos filtros de fluxo ascendente. Apesar da acumulação de lodo que tende a ocupar todo espaço disponível, o esgotamento do filtro mostrou-se uma operação capaz de remover o lodo em excesso. Também são apresentadas recomendações sobre a freqüência de remoção de lodo dos filtros anaeróbios, que é fundamental para a operação.Anaerobic filters are applied for treatment of wastewater ever since the decade of 1950, but the reactor is still in frank development and needs to be more researched. This Thesis intends to contribute for the technological development of anaerobic filters and to the progress of knowledge of the anaerobic sewage treatment, starting from the hypothesis that anaerobic filters are advantageous for treatment of diluted or concentrated sanitary sewage, using several different media and operated in up-flow or down-flow mode, provided they are submerged. The experimental research focussed on four specific objectives: the analysis of the filters when submitted to both low and high organic loading rates; the comparative evaluation of the performance of several media; the study of the risks of blockage of the voids; and the functional analysis comparing up and down-flow in submerged filters. The experiments were carried out at the experimental station of sewage treatment of the Federal University of Rio Grande do Norte, in Natal, Brazil. Four filters were used with volumes of 3.36 m3 each, that could be fed with raw sewage or with the effluents of a decanter-digestor or of an up-flow anaerobic sludge blanket reactor. The reactors were submitted to several hydraulic and organic loads during different sequential phases, over a period of more than six years. Different media were used in the filters: crushed stone nº4; commercial crushed stone; rolled pebble; clay bricks perforated; rings of corrugated plastic electric conduits; PET plastic bottle tops; and plastic bodies produced specifically as medium for biological reactors. For the comparative analysis of the flow sense, filters were operated in up-flow and down-flow mode while keeping other operational characteristics identical. The scale of the research (flows from 2.5 to 15.0 m3/day) and the use of real sewage, led to important conclusions that can be used immediately in real scale projects. The main conclusions showed that anaerobic filters are effective in the treatment of diluted sanitary sewage, or effluents from other anaerobic reactors, it is possible to obtain high efficiency (retention time of 5 hours and COD removal of more than 85%) operating with high organic load, and they can produce effluents with an average BOD smaller than 30 mg/L and less than 20 mg/L of suspended solids. The perforated ceramic brick, due to its surprisingly high efficiency, turned out to be a good medium alternative. Commercial crushed stone and rolled pebble are both feasible alternatives for the usual crushed stone Nº4. Corrugated plastic electrical conduit rings and bottle tops can be used as good alternative options for manufactured plastic medium for biological reactors. Submerged down-flow anaerobic filters can provide the same efficiency as up-flow filters. Although sludge accumulated and eventually occupied the entire available voids volume, simple discharge of the filter contents proved to be an operation capable of removing the excess sludge. Recommendations are presented as to the frequency of sludge removal from anaerobic filters, which is a fundamental operational procedure.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM LETRAS EM REDE PROFLETRAS (UFRN)UFCGHAANDEL, Adrianus Cornelius Van.HAANDEL, A. C. V.http://lattes.cnpq.br/4982723988716062MELO, Henio Normando de Souza.MELO, H. N. S.http://lattes.cnpq.br/1020388995030150ANDRADE NETO, Cícero Onofre de.2004-102020-12-29T18:58:15Z2020-12-292020-12-29T18:58:15Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16837ANDRADE NETO, Cícero Onofre de. Filtro anaeróbio aplicado ao tratamento de esgoto sanitário. 188f. 2004. (Tese de Doutorado em Recursos Naturais), Programa de Pós-graduação em Recursos Naturais, Centro de Tecnologias e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba – Brasil, 2004. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16837porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-10-18T18:32:23Zoai:localhost:riufcg/16837Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-10-18T18:32:23Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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