Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/46761
Type: Dissertação
Title: Contribuição para o aprimoramento de reator UASB aplicado ao tratamento de esgoto sanitário : inoculação e controle da manta de lodo
Authors: Priscilla Natalie Pereira Neves
First Advisor: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo
First Referee: Claúdio Leite de Souza
Second Referee: Jackson Oliveira Pereira
Abstract: A presente pesquisa consistiu na avaliação da aptidão do lodo granular anaeróbio oriundo do tratamento de efluente industrial como inóculo de reator UASB aplicado ao tratamento de esgoto sanitário e no desenvolvimento de um dispositivo ultrassônico para o monitoramento e controle da manta de lodo. Na primeira etapa da pesquisa, um reator UASB em escala de demonstração (V=14 m3 ) foi inoculado com lodo granular anaeróbio e posteriormente monitorado, durante154 dias, em relação à evolução das características físicas, microbiológicas e de atividade do lodo, bem como em relação ao desempenho do reator na remoção de DQO, DBO e SST. Já na segunda etapa da pesquisa, foi testado, por 254 dias, um dispositivo ultrassônico para monitoramento e controle da manta de lodo em reatores UASB.O funcionamento do sensor ultrassônico baseia-se na atenuação das ondas ultrassônicas pelas partículas sólidas em suspensão presentes no reator. O dispositivo foi instalado no interior do separador trifásico do reator, de modo a possibilitar a determinação da concentração de sólidos na parte superior do compartimento de digestão do reator UASB.Os resultados das diferentes análises de caracterização da biomassa mostraram que o lodo inoculado no reator passou por um processo de desagregação dos grânulos, acompanhado de perdas de sólidos e de qualidade do efluente, vindo a atingir características de lodo floculento (partículas menores que 0,3 mm)a partir do70⁰ dia operacional. Tal constatação induziu a divisão da etapa 1 da pesquisa em duas fases de avaliação do desempenho do reator UASB: do dia 1 ao dia 70 (operação com inóculo granular), e do dia 71 ao dia 154 (operação com lodo floculento). Os resultados indicaram baixas eficiências de remoção de DQO total durante a fase 1, 39%, contra 73%, durante a fase 2 da etapa 1. Como as eficiências de remoção de DQO filtrada foram semelhantes durante as fases 1 e 2, atribuiu-se que as baixas eficiências observadas durante a fase 1 se deveram à presença de material orgânico particulado no efluente, resultante da desagregação dos grânulos. Os resultados da segunda etapa da pesquisa mostraram que o dispositivo ultrassônico foi capaz de medir, com ótima precisão, a concentração de sólidos totais na faixa de leitura desejada (0 a 0,5%), conforme validação feita pelo método gravimétrico (R2 =0,970). Observou-se, ainda, a progressão do erro relativo nas medidas à proporção que a concentração de sólidos totais se aproximava do limite de detecção do dispositivo (1%). Os resultados gerais da pesquisa indicaram que o inóculo granular não propiciou a melhoria de desempenho do reator UASB e que o dispositivo ultrassônico testado se mostrou uma alternativa promissora para o controle de sólidos no compartimento de digestão de reatores UASB.
Abstract: The present research aimed at assessing the suitability of anaerobic granular sludge obtained from the treatment of industrial effluent as inoculum of a UASB reactor treating sewage, and developing and testing an ultrasonic device for monitoring and controlling the sludge blanket. In the first stage of the research, a demo-scale UASB reactor (V=14 m3 ) was inoculated with anaerobic granular sludge and subsequently monitored for 154 days for the evolution of physical and microbiological characteristics and activity of the sludge, as well as regarding the performance of the reactor in the removal of COD, BOD and TSS. In the second stage of the research, an ultrasonic device for monitoring and controlling the sludge blanket in UASB reactors was tested for 254 days. The operation of the ultrasonic sensor is based on the attenuation of ultrasonic waves by the solid particles in suspension present in the reactor. The device was installed inside the three-phase separator of the reactor, in order to allow the determination of the concentration of solids in the upper part of the digestion compartment of the UASB reactor. The results of the different biomass characterization analyzes showed that the sludge inoculated in the reactor underwent a granule disintegration process, accompanied by loss of solids and effluent quality, reaching flocculent sludge characteristics (particles smaller than 0.3 mm) from the 70th operating day. This finding led to the division of stage 1 of the research into two phases for evaluating the performance of the UASB reactor: day 1 to 70 (operation with granular inoculum), and day 71 to 154 (operation with flocculent sludge). The results indicated low removal efficiencies of total COD during phase 1, 39 %, against 73%, during phase 2 of stage 1. As the removal efficiencies of filtered COD were similar during phases 1 and 2, it is believed that the low efficiencies observed during phase 1 were due to the presence of particulate organic material in the effluent, resulted from the breakdown of the granules. The results of the second stage of the research showed that the ultrasonic device was able to measure, with great precision, the concentration of total solids in the desired reading range (0 to 0.5%), as validated by the gravimetric method (R2 = 0.970 ). It was also observed the progression of the relative error in the measurements as the concentration of total solids approached the detection limit of the device (1%). The general results of the research indicated that the granular inoculum did not improve the performance of the UASB reactor and that the tested ultrasonic device proved to be a promising alternative for the control of solids in the digestion compartment of UASB reactors.
Subject: Engenharia sanitária
Saneamento
Reator UASB
Lodo de esgoto
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/46761
Issue Date: 20-Feb-2020
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dissertação_Priscilla Neves_SMARH_.pdf2.21 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.