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Type: TESE DIGITAL
Title: Avaliação da desnitrificação em filtro anaeróbio e reator UASB
Title Alternative: Evaluation of the denitrification on anaerobic filter and UASB reactor
Author: Magalhães, Taína Martins, 1990-
Advisor: Tonetti, Adriano Luiz, 1973-
Abstract: Resumo: O nitrogênio é um elemento essencial para o crescimento de organismos, porém, quando em excesso no meio aquático, pode causar eutrofização do meio, mortandade de peixes e na forma de íons nitrato, pode ser responsável por provocar a meta-hemoglobinemia. A desnitrificação é uma alternativa de remoção de nitrato presente em efluentes. Sendo assim, nessa pesquisa, reatores do tipo filtro anaeróbio (FA) e reator UASB em escala de bancada operando com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 12 h foram alimentados com efluente sintético enriquecido com nitrogênio na forma de nitrato (N-NO3-) nas concentrações de 0,0; 25,0; 50,0; 75,0 e 100,0 mgN-NO3-L-1 (etapas 2 a 6) de forma a comparar a eficiência do processo de desnitrificação entre eles. Além disso, foram avaliadas as características hidrodinâmicas dos reatores em cada situação estudada, o biogás produzido e alterações no lodo de cada reator. Durante as etapas 2 a 5, ambos os reatores apresentaram desnitrificação completa apesar da remoção de 85,8 ± 3,6 % de DQO no FA ser significativamente maior que a remoção de 75,1 ± 5,1 % no UASB. Durante a etapa 6, com aplicação de 100,0 mg N-NO3-L-1 e relação DQO/N-NO3- igual a 4,4, o processo de desnitrificação foi incompleto em ambos os reatores, sendo que o FA apresentou-se melhor eficiência, com remoção de N-NO3- de 87,9 ± 5,2 % contra 83,3 ± 4,5% no UASB. Com relação ao biogás produzido, durante a etapa 2, obteve-se o biogás tipicamente produzido pela digestão anaeróbia, com concentrações de CH4 próximas de 70% e de CO2 próximas de 13% em ambos os reatores. Já durante a etapa 6, a composição predominante foi de N2, correspondendo a mais de 85% da composição do biogás no FA e UASB, reduzindo assim seu potencial energético. O perfil hidrodinâmico do FA não é significativamente modificado durante as etapas de desnitrificação, já no UASB, observou-se aumento do comportamento de mistura no decorrer das etapas de operação, devido à produção do biogás e ao crescimento disperso da biomassa. Os ensaios desnitrificantes realizados com o lodo dos reatores ao final da etapa 6 indicaram que a biomassa suspensa no UASB apresentou maior potencial de consumo de N-NO3- comparada ao lodo suspenso do FA. Entretanto, no FA há uma importante contribuição dos micro-organismos no biofilme aderido ao meio suporte, os quais foram um dos responsáveis por garantir a melhor eficiência do processo de desnitrificação nesse reator

Abstract: Nitrogen it is an essential element for growing organisms, however, in case of excess into aquatic environment, nitrogen compounds can cause eutrophication of the environment as well as fish mortality and, nitrogen as nitrate can lead to methemoglobinemia. Denitrification remains an alternative for the removal of this compound. Thus, in this research, anaerobic filter (AF) filled with synthetic material and UASB reactor, both in lab-scale operating with the hydraulic retention time (HRT) of 12 h were fed with synthetic effluent enriched with nitrate at concentrations 0.0, 25.0, 50.0, 75.0 and 100.0 mg N-NO3- L-1 (stage 2 to 6) to compare nitrogen removal efficiency between both reactors. Moreover, hydrodynamic characteristics of the reactors, biogas production and the changes in the sludge of each reactor were evaluated in each stage studied. During stages 2 to 5, both reactors showed complete denitrification despite the COD removal of 85.8 ± 3.6% in AF significantly greater than COD removal of 75.1 ± 5.1% in UASB. During step 6, with the application of 100.0 mg N-NO3- L-1 and COD/N-NO3- ratio equal to 4.4, the denitrification process was incomplete in both reactors. AF presented better efficiency, with N-NO3- removal of 87.9 ± 5.2% versus 83.3 ± 4.5% in UASB. Regarding the biogas produced during stage 2, it was produced a typical anaerobic digestion biogas with CH4concentrations close to 70% and CO2 concentration close to 13% in both reactors. However, during stage 6 the predominant composition was N2, corresponding to more than 85% of the biogas composition in AF and UASB, thus reducing its energy potential. The AF hydrodynamic profile was not significantly modified during the denitrification stages. At the UASB, it was observed an increase in the mixing behavior along stages due to the biogas production and the dispersed growth of the biomass. The denitrifying experiments performed with the stage 6 reactor sludge indicated that suspended UASB biomass had a higher potential for N-NO3- removal compared to suspended sludge of AF. Nevertheless, there is an important contribution of the microorganisms in the biofilm attached to the support medium in AF, which have been responsible for ensuring a better efficiency of the denitrification process in this reactor
Subject: Nitrogênio - Remoção
Tratamento anaeróbio
Desnitrificação
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEC - Dissertação e Tese

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