Estudo do efeito de nutrientes no desempenho de reatores de manta de lodo em escala de bancada alimentados com efluentes do processamento de milho
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 1992 |
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/18/18138/tde-01112024-173128/ |
Resumo: | Neste trabalho; apresenta-se o estudo sobre o efeito de nutrientes no desempenho de reatores de manta de lodo de bancada, alimentados com efluentes do processamento de milho. O monitoramento dos reatores de manta de lodo instalados em uma indústria de conservas alimentícias nos quais foram observados problemas de desempenho deu origem a este trabalho. Foram utilizados três reatores de manta de lodo em escala de bancada com volume útil de 0,75l, sendo operados inicialmente à temperatura ambiente e posteriormente aquecidos a temperaturas próximas de 35°C. Um dos reatores foi utilizado como controle, recebendo apenas o substrato originado a partir do processamento de milho e aos demais foram adicionados nutrientes.Um dos reatores recebeu compostos de nitrogênio e, alternadamente, de enxofre e de ferro, e o outro, compostos de nitrogênio e de ferro. O experimento constou de duas etapas divididas em fases, caracterizadas pelas alterações de taxa de carregamento orgânico (TOC em Kg DQO / m3 ) , visando a diferenciação do desempenho dos reatores. Os períodos de duração do experiente foram de 121 dias na etapa 1, quando os reatores foram alimentados continuamente,durante 24 horas por dia, e 45 de dias na etapa 2, com alimentação de 10 horas por dia. O inóculo utilizado nos reatores foi o lodo proveniente dos reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB), instalados na Indústria de Conservas Alimentícias Hero, ocupando, inicialmente, cerca de 1/3 do volume útil dos reatores. Para o monitoramento dos reatores foram feitas medidas diárias de pH, temperatura, vazão e produção de biogás, altura do manto de lodo e semanalmente, análises de DQO, alcalinidade, ácidos voláteis composição do piogás e sólidos totais e voláteis. Esporadicamente, foram analisadas as concentrações de nitrogênio amoniacal e ferro total nos afluentes e efluentes dos reatores. Foram feitos, também, alguns exames microbiológicos dos reatores. Foram feitos, também, alguns exames microbiológicos de amostras de lodo dos reatores, para verificação de suas características. As principais diferenças observadas no reatores ocorreram na IV fase da etapa 1 quando a taxa de carregamento orgânico foi cerca de 6Kg DQO / m3.d e a taxa de carregamento hidráulico de, aproximadamente, 2,0 m3/m3.d. Durante essa fase, a porcentagem média de metano no biogás foi 5% superior nos reatores que receberam nutrientes, e a eficiência de remoção de DQO foi 6% superior nesses reatores.As concentrações médias de ácidos voláteis , nessa fase, foram de 88 mg/l no efluente do reator de controle e de 9 e de 11 mg/l nos reatores que receberam os nutrientes. A diferencição no comportamento dos reatores ficou evidenciada às taxas de carregamento (TOC) da ordem de 5 Kg DQO / m3 .d.Esta constatação está de acordo com a afirmação de Speece (1983b) que concentrações ideais de nutrientes não são essenciais, mas deve ser feita uma compensação do processo, através do rebaixamento da taxa de carregamento orgânico (TOC), não comprometendo a eficiência do processo. As pequenas diferenças dos desempenhos dos reatores de controle e dos que receberam nutrientes, não justificam, em principio, a adição de nutrientes devido aos custos envolvidos. |
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Estudo do efeito de nutrientes no desempenho de reatores de manta de lodo em escala de bancada alimentados com efluentes do processamento de milho...Neste trabalho; apresenta-se o estudo sobre o efeito de nutrientes no desempenho de reatores de manta de lodo de bancada, alimentados com efluentes do processamento de milho. O monitoramento dos reatores de manta de lodo instalados em uma indústria de conservas alimentícias nos quais foram observados problemas de desempenho deu origem a este trabalho. Foram utilizados três reatores de manta de lodo em escala de bancada com volume útil de 0,75l, sendo operados inicialmente à temperatura ambiente e posteriormente aquecidos a temperaturas próximas de 35°C. Um dos reatores foi utilizado como controle, recebendo apenas o substrato originado a partir do processamento de milho e aos demais foram adicionados nutrientes.Um dos reatores recebeu compostos de nitrogênio e, alternadamente, de enxofre e de ferro, e o outro, compostos de nitrogênio e de ferro. O experimento constou de duas etapas divididas em fases, caracterizadas pelas alterações de taxa de carregamento orgânico (TOC em Kg DQO / m3 ) , visando a diferenciação do desempenho dos reatores. Os períodos de duração do experiente foram de 121 dias na etapa 1, quando os reatores foram alimentados continuamente,durante 24 horas por dia, e 45 de dias na etapa 2, com alimentação de 10 horas por dia. O inóculo utilizado nos reatores foi o lodo proveniente dos reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB), instalados na Indústria de Conservas Alimentícias Hero, ocupando, inicialmente, cerca de 1/3 do volume útil dos reatores. Para o monitoramento dos reatores foram feitas medidas diárias de pH, temperatura, vazão e produção de biogás, altura do manto de lodo e semanalmente, análises de DQO, alcalinidade, ácidos voláteis composição do piogás e sólidos totais e voláteis. Esporadicamente, foram analisadas as concentrações de nitrogênio amoniacal e ferro total nos afluentes e efluentes dos reatores. Foram feitos, também, alguns exames microbiológicos dos reatores. Foram feitos, também, alguns exames microbiológicos de amostras de lodo dos reatores, para verificação de suas características. As principais diferenças observadas no reatores ocorreram na IV fase da etapa 1 quando a taxa de carregamento orgânico foi cerca de 6Kg DQO / m3.d e a taxa de carregamento hidráulico de, aproximadamente, 2,0 m3/m3.d. Durante essa fase, a porcentagem média de metano no biogás foi 5% superior nos reatores que receberam nutrientes, e a eficiência de remoção de DQO foi 6% superior nesses reatores.As concentrações médias de ácidos voláteis , nessa fase, foram de 88 mg/l no efluente do reator de controle e de 9 e de 11 mg/l nos reatores que receberam os nutrientes. A diferencição no comportamento dos reatores ficou evidenciada às taxas de carregamento (TOC) da ordem de 5 Kg DQO / m3 .d.Esta constatação está de acordo com a afirmação de Speece (1983b) que concentrações ideais de nutrientes não são essenciais, mas deve ser feita uma compensação do processo, através do rebaixamento da taxa de carregamento orgânico (TOC), não comprometendo a eficiência do processo. As pequenas diferenças dos desempenhos dos reatores de controle e dos que receberam nutrientes, não justificam, em principio, a adição de nutrientes devido aos custos envolvidos.This thesis presents a study on the effects of nutrients on the performance of lab up flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors fed with corn processing effluents. This study was motivated by some performance problems observed at UASB reactors installed at a cannery industry, The Indústria de Conservas Alimentícias Hero S .A. São Carlos SP. Three reactors with 0,75l each were initially operated at ambient temperature and heated to temperatures close to 35ºC afterwards. One of the reactors (Rl) was used as a control, receiving only the substrate from corn processing while nutrients were added to the others.The second reactor (R2) received nitrogen (as urea - CO(NH2)2,and NH4Cl), and alternately, sulfur (as Na2 S04) and iron (as FeCl3) .The third one (R3) received the same compounds of nitrogen and iron. The experiments was carried out in two stages, divided into phases. Those phases were characterized by the alteration of the organic loading rates (TCO in Kg COD / m3 ), in order to promete the differentiation on the reactors performance. During the stage one comprising 121 days of continous operation, when the reactors were continually fed during twenty four hours a day.During the stage two, the reactors were fed ten hours per day for 45 days. The seeds, occupying initially about 1/3 of the reactors capacity, were obtained from the anaerobic blanket reactors (UASB) installed at the industy. The monitoring of the reactors incheded daily readings of pH and temperature, flow measurings, production of biogas, and once a week, analysis of COD, alcalinity, volatile acids, biogas composition and total and volatile solids were performed.Sporadically, the concentrations of ammonia nitrogen and total iron in the reactors influent and effluent were analysed.Additionaly, some microbiological exams of sludge samples from the reactors were carried out to verify their characteristics. The main differences observed on the performance of the reactors took place in the fourth phase of stage one at the organic loading rate of approximately 2 ,O m3 /m3.d. During this phase, the average percentage of methane in biogas was 5% higher in the reactors which received nutrients while the COD removal etficiency was 6% higher in these reactors. The average concentrations of volatile acids was 88 mg/l in the effluent control reactor and of 9 and 11mg/l in the effluents of the reactors R2 and R3, respectively. The differentiation in the results of the reactors was clearly shown when the organic loading rate was higher than 5 Kg COD / m3.d.This agrees with Speecers observation that the ideal nutrient concentration is not essential.However, a compensation of the process must be done to avoid the impairment of the process efficiency. The slight differences observed in the reactors performance in this study indicate that the addition of the nutrients tested may not be justifyable, due to the high costs involved.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPForesti, EugenioDamianovic, Marcia Helena Rissato Zamariolli1992-04-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-01112024-173128/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/openAccesspor2024-11-01T20:27:02Zoai:teses.usp.br:tde-01112024-173128Biblioteca 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:27212024-11-01T20:27:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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