Efeito da estabilização de lodo aeróbio excedente no reator UASB sobre o desempenho do sistema de tratamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, Sansara Félix
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/51371
Resumo: Dentre as configurações existentes para o tratamento biológico de efluentes domésticos e industriais, a associação de reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) a sistemas de lodo ativado tem sido largamente utilizada, principalmente em regiões de clima quente; uma vez que proporciona a redução da carga orgânica afluente ao sistema de lodo ativado, resultando em economia na sua implantação e operação. Paralelo ao tratamento anaeróbio de esgoto, o reator UASB também pode ser empregado para a estabilização do lodo excedente produzido no reator aeróbio. No entanto, alguns estudos apontam que estações de tratamento de esgoto com essa configuração têm apresentado baixa eficiência na remoção de material orgânico e elevada expulsão de sólidos suspensos junto ao efluente. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da estabilização de lodo aeróbio excedente no reator UASB sobre o desempenho do sistema de tratamento, além de apresentar alternativas adequadas para melhorar estações de tratamento de esgoto com essa concepção. Assim, uma pesquisa experimental foi conduzida em duas estações de tratamento de esgoto em escala piloto, constituídas por reator UASB seguido de sistema de lodo ativado convencional, com digestão de lodo aeróbio excedente no UASB. A diferença entre os sistemas experimentais esteve na inserção de um decantador intermediário entre o reator anaeróbio e o tanque de aeração do sistema de lodo ativado. Para avaliar a influência do retorno de lodo aeróbio sobre o sistema de tratamento, análises físicoquímicas foram realizadas para o monitoramento do material orgânico (DQO) e sólidos. Além disso, as características mecânicas do lodo também foram analisadas, por meio da sedimentabilidade. Durante o experimento, os reatores UASB mantiveram eficiência satisfatória, em termos de remoção de DQO, com média de 66 %; além de baixa expulsão de sólidos suspensos no seu efluente, média de 26 mg/L. O tanque de aeração sem decantador intermediário anterior reteve maior quantidade de biomassa, média de 1.141 mg/L, devido à maior carga orgânica afluente. No entanto, esse sistema piloto apresentou maior expulsão de sólidos no seu efluente final, média de 51 mg/L; uma vez que a parte não biodegradável do lodo aeróbio excedente se acumulou no sistema de tratamento até ser descarregada junto ao efluente final, deteriorando a sua qualidade. No sistema com decantador intermediário, esses sólidos não biodegradáveis foram detidos no decantador subsequente ao reator UASB.
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Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/51371Dentre as configurações existentes para o tratamento biológico de efluentes domésticos e industriais, a associação de reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) a sistemas de lodo ativado tem sido largamente utilizada, principalmente em regiões de clima quente; uma vez que proporciona a redução da carga orgânica afluente ao sistema de lodo ativado, resultando em economia na sua implantação e operação. Paralelo ao tratamento anaeróbio de esgoto, o reator UASB também pode ser empregado para a estabilização do lodo excedente produzido no reator aeróbio. No entanto, alguns estudos apontam que estações de tratamento de esgoto com essa configuração têm apresentado baixa eficiência na remoção de material orgânico e elevada expulsão de sólidos suspensos junto ao efluente. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da estabilização de lodo aeróbio excedente no reator UASB sobre o desempenho do sistema de tratamento, além de apresentar alternativas adequadas para melhorar estações de tratamento de esgoto com essa concepção. Assim, uma pesquisa experimental foi conduzida em duas estações de tratamento de esgoto em escala piloto, constituídas por reator UASB seguido de sistema de lodo ativado convencional, com digestão de lodo aeróbio excedente no UASB. A diferença entre os sistemas experimentais esteve na inserção de um decantador intermediário entre o reator anaeróbio e o tanque de aeração do sistema de lodo ativado. Para avaliar a influência do retorno de lodo aeróbio sobre o sistema de tratamento, análises físicoquímicas foram realizadas para o monitoramento do material orgânico (DQO) e sólidos. Além disso, as características mecânicas do lodo também foram analisadas, por meio da sedimentabilidade. Durante o experimento, os reatores UASB mantiveram eficiência satisfatória, em termos de remoção de DQO, com média de 66 %; além de baixa expulsão de sólidos suspensos no seu efluente, média de 26 mg/L. O tanque de aeração sem decantador intermediário anterior reteve maior quantidade de biomassa, média de 1.141 mg/L, devido à maior carga orgânica afluente. No entanto, esse sistema piloto apresentou maior expulsão de sólidos no seu efluente final, média de 51 mg/L; uma vez que a parte não biodegradável do lodo aeróbio excedente se acumulou no sistema de tratamento até ser descarregada junto ao efluente final, deteriorando a sua qualidade. No sistema com decantador intermediário, esses sólidos não biodegradáveis foram detidos no decantador subsequente ao reator UASB.Among the existing configurations of biological treatment for domestic and industrial effluents, the association of UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactors with activated sludge systems has been widely used, mainly in hot climate regions. It provides the reduction of the influent organic load to the activated sludge system, resulting in savings in its implementation and operation. Besides the anaerobic sewage treatment, the UASB reactor can also be used to stabilize the excess sludge produced in the aerobic reactor. However, some studies show that wastewater treatment plants with this configuration have had a low efficiency in removing organic material and high suspended solids concentration in the effluent. Therefore, the aim of the research is to evaluate the effect of the excess aerobic sludge stabilization in the UASB reactor on the treatment system performance and to present suitable alternatives for improve wastewater treatment plants with this conception. Thus, experimental research was conducted at pilot-scale wastewater treatment plants, consisting of a UASB reactor followed by a conventional activated sludge system, with excess aerobic sludge stabilization in the UASB. The difference between the experimental systems was an intermediate settler between the anaerobic reactor and the aeration tank of the activated sludge system. To evaluate the influence of aerobic sludge return on the treatment system, physical-chemical analysis were carried out to monitor organic matter (COD) and solids. Moreover, the physical characteristics of the anaerobic sludge were analysed, through settleability. During the experiment, the UASB reactors maintained satisfactory efficiency, in terms of COD removal, average of 66% and low suspensed solids expulsions in the effluent, average of 26 mg/L. The aeration tank without the previous intermediate settler retained a greater biomass amount, average of 1.141 mg/L, due to the greater influent organic material. However, this pilot system showed greater solids expulsion in the final effluent, average of 51 mg/L, since non-biodegradable part of the excess aerobic sludge accumulated in the treatment system until it was discharged into the final effluent, deteriorating the quality. In the system with intermediate settler, non-biodegradable solids were retained in the settler subsequent to the UASB reactor.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIAEsgoto domésticoReator UASBLodo ativadoEstabilização de lodo aeróbioDecantador intermediárioEfeito da estabilização de lodo aeróbio excedente no reator UASB sobre o desempenho do sistema de tratamentoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALEfeitoestabilizacaolodo_Pereira_2022.pdfapplication/pdf912264https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/51371/1/Efeitoestabilizacaolodo_Pereira_2022.pdf385379977cd0cb52e4a44a17c95989a2MD51123456789/513712023-03-02 16:36:27.682oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/51371Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-03-02T19:36:27Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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