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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9HLGTB| Tipo: | Dissertação de Mestrado |
| Título: | Lodo em lagoas de polimento: acúmulo e implicações no comportamento hidrodinâmico e no desempenho do sistema |
| Autor(es): | Thiago Emanuel Possmoser Figueiredo Nascimento |
| primer Tutor: | Marcos Von Sperling |
| Resumen: | Lagoas de polimento são uma tecnologia com grande potencial de aplicação em países em desenvolvimento por se tratarem de unidades que combinam o tratamento aeróbio a um tratamento anaeróbio eficiente (reator UASB). Essa combinação possibilita a redução de área comparado a sistemas de lagoas facultativas e controle de emanação de odores quando comparado a sistemas que empregam lagoas anaeróbias, mantendo a eficiência e certa simplicidade. Por outro lado, é inerente a esses sistemas o acúmulo de lodo. Esse acúmulo de lodo reduz o volume das lagoas e geralmente tem forma irregular, ocasionando alterações na hidrodinâmicas e possíveis implicações no desempenho do sistema. Assim, foi objetivo desse trabalho avaliar o acúmulo e a influência do lodo no comportamento hidrodinâmico e no desempenho de um sistema de lagoas de polimento, após 11 anos de operação. O volume do lodo foi avaliado através de batimetria utilizando hastes milimétricas, para três lagoas de polimento em série (L1, L2 e L3) além de um balanço de massa simplificado entre a diferença dos sólidos suspensos afluente e efluente, como a massa de sólidos observadas no sedimento (fase 1). A segunda fase consistiu na avaliação da hidrodinâmica e desempenho de duas lagoas em paralelo, uma com 40% do seu volume preenchido por lodo, denominada Lc/lodo e a outra lagoa sem lodo, denominada Ls/lodo. O efeito do lodo na hidrodinâmica foi avaliada através de teste com traçador cloreto de sódio em campo e virtual (utilizando software Computational Fluid Dynamic CFD). O desempenho do sistema foi avaliado ao longo de 7 meses para os principais parâmetros de desempenho (DBO, DQO, SST, E. coli). Na fase 1 foi observado que após 11 anos de operação, 92% da massa acumulada encontrava-se na L1 e essa ocupava 40% do volume total da lagoa. Os outros 8% da massa encontrava-se retida na L2 e essa preenchia 8% do volume total dessa unidade. Através do balanço de massa simplificado foi possível observar uma grande produção de sólidos suspensos no sistema (biomassa algal). Na fase 2, os testes utilizando traçador identificaram um maior número de dispersão na Lc/lodo (d=0,72) do que na Ls/lodo (d=0,31) indicando que a presença do lodo colabora para o aumento do número de dispersão. O TDH real foi superior ao TDH teórico, por meio das simulações e resultados com traçador em campo foi possível fazer suposições de que o TDH real foi maior em virtude do tipo de estrutura de saída, estratificação térmica e densidade do traçador que dificultou a recuperação do traçador. O acúmulo de lodo observado no sistema foi inferior a sistemas de lagoas facultativas. Apesar de se verificar influências do lodo na hidrodinâmica não foi possível encontrar evidências estatísticas de que o lodo influiu no desempenho na remoção dos poluentes avaliados. |
| Abstract: | Polishing ponds are a technology with great potential for application in developing countries because they are units that combine aerobic treatment to an efficient anaerobic treatment (UASB). This combination enables the reduction in area compared to the facultative ponds and control of airborne odors when compared to systems that employ anaerobic lagoons, while maintaining efficiency and certain simplicity of systems. On the other hand sludge accumulation is inherent in this systems. This accumulation of sludge reduces the volume in the ponds, generally in irregular forms, causing changes in hydrodynamics and possible implications on system performance. Thus, the aim of this study was to evaluate the accumulation of sludge an its influence on the hydrodynamics and treatment performance of system composed of polishing ponds, after 11 years of operation. Sludge volume was evaluated by using a bathymetry rod for three polishing ponds in series (P1, P2 and P3) beyond a simplified mass balance for the difference of suspended solids between influent and effluent was also used to compare with the mass of solids observed in sediment of pond (1st phase). The second phase was to assess the hydrodynamics and performance of two ponds in parallel, one with 40% of its volume filled with sludge, called Pwith-sludge and other pond without sludge, called Pwithout-sludge. The implication of sludge in hydrodynamics was evaluated through tracer tests with sodium chloride in the field and software simulations (using Computational Fluid Dynamic software - CFD), performed in a pond with sludge (Pwith-sludge) and without sludge (Pwithout-sludge). The system performance was evaluated over 7 months for key performance parameters (BOD, COD, TSS, E. coli). In phase 1 it was observed that after 11 years of operation, 92% of the accumulated mass was in P1 and that occupied 40% of the total volume of the pond. The other 8% of the mass, found himself accumulated in P2 and this filled 8% of the total volume of this unit. Through the simplified mass balance it was possible to estimate a large production of suspended solids in the system (algal biomass). In the 2nd phase, the practice of tracer tests identified a greater dispersion number for Pwith-sludge (d=0.72) than for Pwithout-sludge (d=0.31), indicating that the presence of sludge contributes to the increase of the dispersion number of the system and that both systems were similar to a completely-mixed reactor. The actual TDH was greater than the theoretical TDH. Through simulations and results with tracer test in the field was possible to make assumptions that this was due to the type of output structure, thermal stratification and density tracer that made it difficult to recover the tracer used. The accumulation of sludge in the system observed was inferior to that found in anaerobic and facultative pond systems. Although the study shows that sludge affects hydrodynamics in the ponds, statistical evidence was not found that shows that the sludge influences the performance in pollutant removal in the system. |
| Asunto: | Meio ambiente Lodo Engenharia sanitária Hidrodinamica Saneamento |
| Idioma: | Português |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Institución: | UFMG |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9HLGTB |
| Fecha del documento: | 25-feb-2014 |
| Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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