Toxicidade em reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB) : efeitos do aumento progressivo na concentração inicial de sulfeto

• Autor(a) principal: Paula Junior, Durval Rodrigues de
• Data de Publicação: 1992
• Tipo de documento: Tese
• 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-29102024-155107/
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Esta tese apresenta e discute os resultados obtidos através da opera9ão de dois reatores anaeróbios de manta de lodo(UASB) de bancada. O reator 1 (controle) foi submetido ao aumento pr6gressivo da concentração inicial de DQO visando a determina9ão dos parâmetros cinéticos do processo. O. reator 2 foi submetido a aumentos progressivos na concentração de sulfeto visando avaliar os efeitos de toxicidade. Os reatores de 10,5l cada um, foram alimentados com substrato sintético composto de glicose, acetato de amônia, metanol de nutrientes, preparado diariamente de maneira a se obter a concentração inicial de DQO desejada de 2000 mg.l-¹ a 12000 mg.l-1 para o reator 1 e de 2000 mg.l-1 para o reator 2. Adicionou-se sulfeto, na forma de Na2S; em doses crescentes no tanque de alimentação do reator 2, de maneira a se obter as concentrações iniciais desejadas de 10 mg.l- 1 a 800 mg.l-1, mantendo-se a concentração inicial de DQO. A vazão de alimentação de ambos os reatores foi mantida constante em 16,0 l.d-1, durante o experimento, correspondendo ao tempo de detenção hidráulico (8) de 15.6 h. Cada reator era provido de quatro tomadas de amostras intermediárias, ao longo do perfil vertical, além das tomadas do afluente e efluente. O monitoramento do desempenho dos reatores, incluiu análises de DQO e Sólidos Suspensos Voláteis (SSV) de amostras de todas as tomadas duas vezes por semana; Alcalinidade Total (AT) e Acidos Voláteis (AV) afluente e efluente bem como composição do gás, uma vez por semana; e medida de volume de gás produzido, do pH e da temperatura do afluente e do efluente feitas diariamente. O reator 1 foi operado continuamente, durante dez meses, com valores médios da concentração de DQO inicial que variaram de 1780 mg.l-1 a 9700 mg.l-1, correspondendo as cargas orgânicas volumétricas (Bv) de 2, 7 a 14,8 Kg DQO . m-s.d-1. Obteve-se eficiências de remoção de DQO respectivamente iguais a 98% e 80%. A partir dos resultados de operação foram determinados os seguintes parâmetros cinéticos: y (coeficiente de conversão de biomassa) = 0,23; b (coeficiente de decaimento) = 0,04 d-1; max (taxa especifica máxima de crescimento de biomassa) = 0,12 d-1; Ks (coeficiente de meia velocidade) = 82 mg.1-1 e qmax ((taxa especifica máxima de utilização de substrato) = 0,53 d-1. Verificou-se que o aumento da concentração inicial de substrato afetou a metanogênese, com alterações nos parft.metros qmax e Ks. O reator 2 foi operado continuamente por doze meses, tendo sido observados efeitos de estimulação em seu desempenho devido à adição de sulfeto até a concentração inicial de 100 mg.l-1, obtendo-se a eficiência máxima de remoção de DQO de 99%. Acima dessa concentração os efeitos de toxicidade tornaram-se evidentes com a redução gradativa da eficiência da remoção de DQO que atingiu 70% para a concentração inicial de sulfeto de 500 mg.l-1. O coeficiente global de inibição de sulfeto (Ki) foi calculado em 1462 mg .1-1. Os resultados obtidos dos perfis dos reatores indicaram similaridades nas respostas dos reatores de manta de lodo submetidos a sobrecargas orgânicas e a sulfeto. Nas condições experimentais impostas aos reatores, observou-se que os efeitos de toxicidade na camada de lodo junto ao fundo foram parcialmente compensados pelo aumento da eficiência das camadas superiores de lodo.