Desenvolvimento de reator UASB com duplo estágio de coleta de biogás (DECB), aplicado ao tratamento de esgoto sanitário, objetivando o controle da escuma e a granulação do lodo

• Autor(a) principal: Jackson de Oliveira Pereira
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A35J57
• topic: Meio Ambiente e Recursos Hídricos; Saneamento; Aguas residuais Purificação; Biogás; Engenharia sanitária; Saneamento

A presente tese objetivou avaliar o uso de uma versão modificada de reator UASB, concebido com dois coletores de biogás, denominado reator UASB/DECB (Reator UASB com duplo estágio de coleta de biogás), quanto ao controle da escuma e a granulação do lodo. Além de um novo coletor de biogás, introduzido a 1 m do fundo do reator (coletor de biogás de 1º estágio), o reator modificado também foi concebido com orifícios no separador trifásico (ou coletor de biogás de 2º estágio). Os experimentos foram desenvolvidos em dois reatores UASB em escala piloto, sendo um o reator UASB modificado (UASB/DECB), e o outro o reator UASB convencional, ambos com volume útil total de 343 L e 4 m de altura, tratando esgoto sanitário bruto. Os reatores foram operados em quatro fases distintas, com diferentes condições operacionais de vazão, TDH, configuração de reator (orifícios do coletor de biogás, abertos ou fechados) e estratégias de descarte de lodo, possibilitando o monitoramento dos principais parâmetros de interesse: a escuma, a qualidade do efluente e a granulação do lodo. Os resultados obtidos no testes hidrodinâmicos confirmaram as melhores condições de mistura no reator modificado e a ocorrência do mecanismo air-lift. Com relação à escuma, os resultados permitiram concluir que o reator modificado, quando operado com orifícios abertos, apresentou efetivo controle da acumulação de escuma no separador trifásico. A redução da acumulação de escuma em massa de ST, STV e DQO foi superior a 70%, 67 % e 65 %, respectivamente, para e TDH de 7 h, e 83 %, 84 % e 81 %, para TDH de 5 h. Apesar destes bons resultados, o reator modificado apresentou pior desempenho na remoção de matéria orgânica da fase líquida. Quando o reator foi operado com orifícios fechados (TDH de 7 h), o mecanismo de degradação biológica da escuma não permitiu o controle da escuma no separador. Por fim, a avaliação da seleção de biomassa granular com maior atividade (para TDH de 7 h e reatores operados sem descartes de lodo) revelou que, a partir do 40º dia após a inoculação, o lodo do reator modificado apresentou produção de carboidratos-extracelulares superior em cerca de 50 % à do reator convencional. A atividade metanogênica específica, neste mesmo período, foi de 0,13 gDQO-CH4/gSTV.d para o lodo do reator modificado e de apenas 0,07 gDQO-CH4/gSTV.d para o reator convencional. Estes resultados permitiram concluir que o reator modificado foi capaz de promover a granulação e selecionar uma biomassa de maior atividade em menor intervalo de tempo. Assim, concluiu-se que o reator modificado pode promover o efetivo controle da escuma no separador, bem como otimizar o tempo para desenvolvimento de uma biomassa granular de maior atividade. No entanto, novas adaptações se fazem necessárias para o seu completo desenvolvimento.