Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/65735
Type: Dissertação
Title: Efeito da aeração intermitente e da temperatura no processo de nitrificação parcial/anammox para pós-tratamento de digestato de resíduos alimentares
Other Titles: Effects of intermittent aeration and temperature in partial nitritation/anammox process as post treatment of food waste digestate
Authors: Brenda Gonçalves Piteira Carvalho
First Advisor: Juliana Calábria de Araújo
First Referee: Marcos Von Sperling
Second Referee: Airton Kunz
Abstract: A biodigestão anaeróbia de resíduos alimentares, metanização, é um processo robusto e eficiente para o desvio destes resíduos dos aterros sanitários, além do potencial para geração de energia a partir do biogás. No entanto, o digestato proveniente desse processo é altamente concentrado em termos de diversos componentes, como o nitrogênio orgânico e amoniacal. Técnicas para o gerenciamento desse nutriente têm sido investigadas para o tratamento de águas residuárias. Dentre esses, destaca-se a nitrificação parcial/anammox (NP/A), tendo vantagens quanto à sustentabilidade, eficiência e economia. No entanto, o processo é limitado por diversos fatores, especialmente condições de aeração e temperatura. Nesse sentido, este trabalho investigou diferentes estratégias de aeração intermitente e temperatura ótima (35°C) e temperatura ambiente (26 a 29°C) para verificar o estabelecimento do processo de NP/A em reator em bateladas sequenciais (RBS), com aplicação de efluente anaeróbio – digestato - de resíduo alimentar. Verificou-se que a melhor estratégia de aeração sob 35°C (períodos aeróbios/anaeróbios de 7 min/14 min e taxa de aplicação de oxigênio de 0,050 L/min.L) obteve eficiências de remoção medianas de N-NH4+ e de nitrogênio total de 81 e 63%, respectivamente. Na melhor estratégia de aeração intermitente, as cargas removidas medianas de N-NH4+ e de nitrogênio total foram de 76 e 67 g/m³.d, respectivamente. Estes valores foram superiores àqueles previamente reportados para NP/A no tratamento de digestato de resíduos alimentares. Sob a melhor condição de aeração intermitente, a temperatura ambiente não afetou o desempenho do RBS. As eficiências de remoção medianas de N-NH4+ e de nitrogênio total foram de 86 e 71%, respectivamente, com cargas removidas medianas de N-NH4+ e de nitrogênio total de 77 e 51 g/m³.d, respectivamente. Em comparação à fase com temperatura de 35°C, não houve diferença significativa entre as eficiências de remoção e cargas removidas de N-NH4+ e de nitrogênio total sob temperatura ambiente Altas concentrações de matéria orgânica e sólidos não tiveram efeitos deletérios no desempenho da NP/A. O gênero anammox dominante Candidatus Brocadia foi substituído pelo gênero Candidatus Jettenia. Este estudo provou que, através de otimizações operacionais de sistemas de NP/A, é possível alcançar altos desempenho e eficiência de remoção de nitrogênio de digestato de resíduo alimentar em RBS.
Abstract: Anaerobic biodigestion of food waste, methanization, is a robust and efficient process to divert food wastes from landfills, as well as the potential to produce energy (from biogas). However, the digestate from this process is highly concentrated in terms of several components, including organic and ammoniacal nitrogen. Therefore, strategies for the management of these nutrients have been investigated for the treatment of wastewater. Among these processes, the partial nitrification/anammox process (PN/A) is very interesting, having advantages from a sustainable, efficient and economical perspective. However, this process is limited by several factors, specially aeration and temperature conditions. Thus, this work investigated different intermittent aeration strategies and operation under optimal temperature (35 °C) and room temperature (26-29 °C) to establish PN/A in a sequencial batch reactor (SBR) applied to the treatment of anaerobic effluent from food waste (digestate). It was verified that the best aeration strategy at 35 °C (aerobic/anaerobic periods of 7min/14min and oxygen application rate of 0.050 L/min.L) had median removal efficiencies of N-NH4+ and total nitrogen of 81 and 63%, respectively. Adicionally, the median loads removed of N-NH4+ and total nitrogen were 76 and 67 g/m³.d, respectively. This values were higher than others previously reported in PN/A for food waste digestate treatment. Under the best aeration intermittent condition, the SBR operating at room temperature did not affect the performance system. The median N-NH4+ and total nitrogen removal efficiencies were 86 and 71%, respectively, with median N-NH4+ and total nitrogen loads removed of 77 and 51 g / m³.d, respectively. Comparing there results with the phase under 35 °C, there was no significative difference between the efficiencies removal and N-NH4+ and total nitrogen loads removed. The high concentrations of organic matter and solids had no negative effect on the PN/A process performance. The dominant anammox genus was Candidatus Brocadia, which was gradually replaced by Candidatus Jettenia. This study proved that through optimization of control parameters of PN/A systems, it is possible to achieve good performance conditions and high nitrogen removal efficiencies from food waste digestate in SBR.
Subject: Engenharia sanitária
Saneamento
Nitrificação
Temperatura
Resíduos
Aterro sanitário
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
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/65735
Issue Date: 5-Apr-2019
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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