Tratamento de água residuária da produção de café solúvel em ASBR com microaeração
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-19022024-112249/ |
Resumo: | A cafeicultura se destaca como uma das atividades proeminentes no âmbito do agronegócio. Entre os produtos comercializados por empresas fabricantes de café, ganha destaque uma variante instantânea conhecida como café solúvel. As águas residuárias resultantes da produção de café solúvel (ARCS) exibem um potencial poluente considerável devido à sua complexa composição. A remoção de matéria orgânica das águas residuárias desse setor pode ser realizada por via anaeróbia, no entanto, o processo apresenta limitações em relação à biodegradação de compostos complexos. Nesse contexto, esta pesquisa se concentrou em avaliar a influência do volume de troca e o impacto da microaeração quando associada à digestão anaeróbia em um reator operado em bateladas sequenciais, com o objetivo de remover os compostos complexos e de difícil degradação presentes na ARCS. O reator foi operado com tempo de ciclo de 72 horas e inicialmente, a influência do volume de troca foi avaliada em três diferentes condições: 400 mL (Condição 1 - C1), 800 mL (Condição 2 - C2) e 1,2 L (Condição 3 - C3). A condição de volume de troca que apresentou melhores resultados foi selecionada para o teste de microaeração, o qual ocorreu em regime intermitente (15 minutos de aeração a cada 1 hora). Os resultados demonstraram que C2 e C3 apresentaram resultados semelhantes nas variáveis de eficiência de remoção de DQO, compostos fenólicos totais (CFT) e cinética de degradação da matéria orgânica. Contudo, C3 se destacou como a opção mais eficaz, uma vez que tratou a ARCS sob a maior carga orgânica volumétrica aplicada. Quando a microaeração foi aplicada, em comparação com C3, observou-se um aumento de 16,71% na remoção de DQO total, 14,85% na remoção de DQO solúvel e um notável incremento de 43,75% na remoção de CFT. A microaeração também influenciou o aumento da constante cinética de primeira ordem de degradação da matéria orgânica, bem como a redução das concentrações de sólidos suspensos. Em relação à remoção da cor, a contribuição da microaeração foi limitada, possivelmente devido à presença de compostos mais resistentes à degradação do que os degradados. |
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Tratamento de água residuária da produção de café solúvel em ASBR com microaeraçãoTreatment of soluble coffee production wastewater in ASBR with micro-aerationanaerobic digestioncompostos fenólicosdigestão anaeróbiaexchange volumeintermitenteintermittentmicro-aerationmicroaeraçãophenolic compoundsvolume de trocaA cafeicultura se destaca como uma das atividades proeminentes no âmbito do agronegócio. Entre os produtos comercializados por empresas fabricantes de café, ganha destaque uma variante instantânea conhecida como café solúvel. As águas residuárias resultantes da produção de café solúvel (ARCS) exibem um potencial poluente considerável devido à sua complexa composição. A remoção de matéria orgânica das águas residuárias desse setor pode ser realizada por via anaeróbia, no entanto, o processo apresenta limitações em relação à biodegradação de compostos complexos. Nesse contexto, esta pesquisa se concentrou em avaliar a influência do volume de troca e o impacto da microaeração quando associada à digestão anaeróbia em um reator operado em bateladas sequenciais, com o objetivo de remover os compostos complexos e de difícil degradação presentes na ARCS. O reator foi operado com tempo de ciclo de 72 horas e inicialmente, a influência do volume de troca foi avaliada em três diferentes condições: 400 mL (Condição 1 - C1), 800 mL (Condição 2 - C2) e 1,2 L (Condição 3 - C3). A condição de volume de troca que apresentou melhores resultados foi selecionada para o teste de microaeração, o qual ocorreu em regime intermitente (15 minutos de aeração a cada 1 hora). Os resultados demonstraram que C2 e C3 apresentaram resultados semelhantes nas variáveis de eficiência de remoção de DQO, compostos fenólicos totais (CFT) e cinética de degradação da matéria orgânica. Contudo, C3 se destacou como a opção mais eficaz, uma vez que tratou a ARCS sob a maior carga orgânica volumétrica aplicada. Quando a microaeração foi aplicada, em comparação com C3, observou-se um aumento de 16,71% na remoção de DQO total, 14,85% na remoção de DQO solúvel e um notável incremento de 43,75% na remoção de CFT. A microaeração também influenciou o aumento da constante cinética de primeira ordem de degradação da matéria orgânica, bem como a redução das concentrações de sólidos suspensos. Em relação à remoção da cor, a contribuição da microaeração foi limitada, possivelmente devido à presença de compostos mais resistentes à degradação do que os degradados.Coffee cultivation stands out as one of the prominent activities within the agribusiness sector. Among the products marketed by coffee manufacturing companies, an instant variant known as soluble coffee takes center stage. The wastewater resulting from the production of soluble coffee (SCW) exhibits considerable pollutant potential due to its complex composition. The removal of organic matter from the wastewater of this sector can be achieved through anaerobic means; however, the process presents limitations concerning the biodegradation of complex compounds. In this context, this research focused on evaluating the influence of exchange volume and the impact of micro-aeration when combined with anaerobic digestion in a sequentially operated batch reactor, aiming to remove the complex and hard-to-degrade compounds present in the SCW. The reactor operated with a cycle time of 72 hours, and initially, the influence of exchange volume was assessed under three different conditions: 400 mL (Condition 1 - C1), 800 mL (Condition 2 - C2), and 1.2 L (Condition 3 - C3). The exchange volume condition that yielded the best results was selected for the micro-aeration test, which occurred intermittently (15 minutes of aeration every 1 hour). The results demonstrated that C2 and C3 exhibited similar outcomes in terms of the removal efficiency of COD, total phenolic compounds (TPC), and organic matter degradation kinetics. However, C3 emerged as the most effective option, as it treated the SWSC under the highest volumetric organic load applied. When micro-aeration was applied, in comparison with C3, there was a 16.71% increase in total COD removal, a 14.85% increase in soluble COD removal, and a notable increment of 43.75% in TPC removal. Micro-aeration also influenced the enhancement of the organic matter degradation kinetic coefficient, as well as the reduction of suspended solids concentrations. Regarding color removal, the contribution of micro-aeration was limited, possibly due to the presence of compounds more resistant to degradation than degraded compounds.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTommaso, GiovanaMaia, Vitória dos Santos Fontanezi2023-11-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-19022024-112249/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-03-04T13:25:02Zoai:teses.usp.br:tde-19022024-112249Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-03-04T13:25:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A cafeicultura se destaca como uma das atividades proeminentes no âmbito do agronegócio. Entre os produtos comercializados por empresas fabricantes de café, ganha destaque uma variante instantânea conhecida como café solúvel. As águas residuárias resultantes da produção de café solúvel (ARCS) exibem um potencial poluente considerável devido à sua complexa composição. A remoção de matéria orgânica das águas residuárias desse setor pode ser realizada por via anaeróbia, no entanto, o processo apresenta limitações em relação à biodegradação de compostos complexos. Nesse contexto, esta pesquisa se concentrou em avaliar a influência do volume de troca e o impacto da microaeração quando associada à digestão anaeróbia em um reator operado em bateladas sequenciais, com o objetivo de remover os compostos complexos e de difícil degradação presentes na ARCS. O reator foi operado com tempo de ciclo de 72 horas e inicialmente, a influência do volume de troca foi avaliada em três diferentes condições: 400 mL (Condição 1 - C1), 800 mL (Condição 2 - C2) e 1,2 L (Condição 3 - C3). A condição de volume de troca que apresentou melhores resultados foi selecionada para o teste de microaeração, o qual ocorreu em regime intermitente (15 minutos de aeração a cada 1 hora). Os resultados demonstraram que C2 e C3 apresentaram resultados semelhantes nas variáveis de eficiência de remoção de DQO, compostos fenólicos totais (CFT) e cinética de degradação da matéria orgânica. Contudo, C3 se destacou como a opção mais eficaz, uma vez que tratou a ARCS sob a maior carga orgânica volumétrica aplicada. Quando a microaeração foi aplicada, em comparação com C3, observou-se um aumento de 16,71% na remoção de DQO total, 14,85% na remoção de DQO solúvel e um notável incremento de 43,75% na remoção de CFT. A microaeração também influenciou o aumento da constante cinética de primeira ordem de degradação da matéria orgânica, bem como a redução das concentrações de sólidos suspensos. Em relação à remoção da cor, a contribuição da microaeração foi limitada, possivelmente devido à presença de compostos mais resistentes à degradação do que os degradados. |
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