Use este identificador para citar o ir al link de este elemento: http://hdl.handle.net/1843/74014
Tipo: Tese
Título: Nitrificação parcial/anammox aplicada a efluente anaeróbio doméstico : investigação de parâmetros operacionais e configurações do sistema com vistas à otimização do processo
Título(s) alternativo(s): Partial nitrification/anammox applied to anaerobically pretreated municipal wastewater : investigation of operational parameters and system configurations for process optimization
Autor(es): Brenda Gonçalves Piteira Carvalho
primer Tutor: Juliana Calábria de Araújo
primer Co-tutor: Renato Pereira Ribeiro
primer miembro del tribunal : Miriam Cristina Santos Amaral Moravia
Segundo miembro del tribunal: Theo Syrto Octavio de Souza
Tercer miembro del tribunal: Savia Gavazza dos Santos Pessoa
Cuarto miembro del tribunal: Claudia Etchebehere
Resumen: O processo de nitrificação parcial/anammox (NP/A) é promissor para alcançar a sustentabilidade em estações de tratamento de esgotos (ETEs). No entanto, sua aplicação para diferentes efluentes e cargas aplicadas, os impactos da configuração de reator, de diferentes estratégias de aeração e da temperatura não estão totalmente compreendidos. Além disso, a partida de novos sistemas anammox na ausência de inóculos com atividade anammox têm sido um desafio para a implementação de novos sistemas. Assim, este trabalho teve como objetivos: 1) avaliar diferentes estratégias (de aeração e temperatura) para desenvolvimento do processo de NP/A para remoção de nitrogênio efluentes anaeróbios domésticos; 2) avaliar a dinâmica de óxido nitroso (N2O) e metano (CH4) em diferentes condições de aeração e carga afluente para NP/A; 3) verificar a viabilidade de partida de sistema anammox aplicando efluente anaeróbio doméstico e aeração para NP/A, utilizando lodos ativados como inóculo e 4) investigar os efeitos da aplicação de efluentes de baixa e alta carga na NP/A N2O e CH4 e na comunidade microbiana. Para isto, reatores em bateladas sequenciais e de leito fixo em espuma com fluxo contínuo foram utilizados. Os principais resultados referentes ao objetivo 1 mostram que a diminuição da temperatura de 35°C para temperatura ambiente (20 a 29°C) não limitou o processo anammox (remoções de NT 71 e 75%, respectivamente) e que a melhor estratégia de aeração intermitente consistiu em 7 min on/14 min off, resultando em eficiência mediana de NT de 59%, e efluente com concentração mediana de NT de 15 mg/L. Quanto ao objetivo 2, foi verificado que o tempo de aeração para NP/A (1 a 7 min) favoreceu a redução das taxas de emissão de N2O. O grupo microbiano com maior diversidade foram as bactérias desnitrificantes heterotróficas. Os resultados do objetivo 3 mostram eficiência de remoção de NT de 63 e 45% nos reatores alimentados (desde a partida) com meio de cultura autotrófico e efluente anaeróbio doméstico sob aeração, respectivamente. A remoção de nitrogênio em ambos os reatores foi maior após 60-70 dias da partida. Foi verificado nos resultados do objetivo 4 que o aumento de carga ocasionado pela alimentação com efluente anaeróbio doméstico e lodo anaeróbio (3:1) ocasionou remoção de NT de 43% e emissão de N2O e CH4 por carga aplicada de NT e DQO de 0,021 e 1,022 %, respectivamente. Este estudo contribui na elucidação questões relacionadas às estratégias operacionais de reatores anammox e para sua difusão no Brasil e regiões de clima tropical em geral.
Abstract: The partial nitrification/anammox (PN/A) process is promising for achieving sustainability in wastewater treatment plants (WWTPs). However, its application for different wastewaters and applied loads, the impacts of reactor configuration, different aeration strategies and temperature are not fully understood. Furthermore, the startup of new anammox reactors in the absence of inoculum with anammox activity has been a challenge for implementing new anammox systems. Therefore, this work had the following objectives:1) to evaluate different strategies (aeration and temperature) for developing the PN/A process for removing nitrogen from anaerobically pretreated sewage; 2) to evaluate the dynamics of nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) under different aeration conditions and influent load for PN/A; 3) to verify the feasibility of starting anammox system by applying both anaerobically pretreated sewage and aeration to PN/A, using activated sludge as inoculum and 4) to investigate the effects of applying low and high load effluents on PN/A, N2O emission and CH4 and in the microbial community. For this, sequential batch and fixed-bed foam with continuous flow reactors were used. The main results regarding objective 1 show that the decrease in temperature from 35°C to room temperature (20 to 29°C) did not limit the anammox process (TN removals 71 and 75%, respectively) and that the best aeration strategy intermittent consisted of 7 min on/14 min off, resulting in a median NT efficiency of 59%, and effluent with a median TN concentration of 15 mg/L. Regarding objective 2, it was verified that the aeration time for NP/A (1 to 7 min) favored the reduction of N2O emission rates. The most diverse group of microorganisms were heterotrophic denitrifying bacteria. The results of objective 3 show TN removal efficiency of 63 and 45% in reactors fed (from start-up) with autotrophic culture medium and anaerobically pretreated sewage under aeration, respectively. Nitrogen removal in both reactors increased after 60-70 days of start of operation. It was verified in the results of objective 4 that the increase in load caused by feeding with domestic anaerobic effluent and anaerobic sludge (3:1) caused TN removal of 43% and emission of N2O and CH4 per applied load of NT and COD of 0.021 and 1.022%, respectively. Finally, this study helps to elucidate issues related to operational strategies in anammox reactors and contribute to the dissemination of this technology in Brazil and warm climate regions in general.
Asunto: Engenharia sanitária
Saneamento
Efluente - Qualidade
Nitrificação
Otimização
Metano
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
Curso: Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/74014
Fecha del documento: 2-feb-2024
Aparece en las colecciones:Dissertações de Mestrado

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