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Type: Tese de Doutorado
Title: Influência da alteração da distribuição do tamanho de partículas do desempenho de reatores UASB tratando esgotos domésticos
Authors: Ana Raquel Teixeira
First Advisor: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo
First Referee: Lisete Celina Lange
Second Referee: Marcos Von Sperling
Third Referee: Eugenio Foresti
metadata.dc.contributor.referee4: Sergio Francisco Aquino
Abstract: O trabalho consiste no desenvolvimento de uma nova concepção de pré-tratamento que utiliza o peneiramento forçado como estratégia para reduzir o tamanho médio das partículas e aumentar as taxas de conversão do material particulado, em reatores UASB, utilizados para otratamento de esgotos domésticos. O aparato experimental utilizado na pesquisa consistiu de dois reatores UASB idênticos, sendo um deles antecedido de uma peneira metálica com abertura da malha de 1mm. Ambos os reatores foram operados sob condições hidráulicas diferentes, com variação do tempo de detenção hidráulica e da velocidade ascensional. O desempenho dos reatores foi avaliado segundo uma rotina de análises usuais (DQO, sólidos e AME). Análises de distribuição do tamanho de partículas foram realizadas com amostras de esgoto bruto e peneirado para verificar a eficácia do pré-tratamento na redução do material particulado. As taxas de conversão do material particulado presente no esgoto bruto foramobtidas a partir de testes de hidrólise. O peneiramento forçado resultou em maior concentração de partículas com diâmetro entre 1,8 e 30 m no afluente do reator. Todavia, a redução nesta faixa de tamanho das partículas não foi suficiente para aumentar as taxas de hidrólise do material particulado, uma vez que a relação cinética de primeira ordem, utilizada para descrever o processo, conduziu a valores das constantes de hidrólise da ordem de 0,0446 ± 0,0104 d-1, para o esgoto bruto, e de 0,0472 ± 0,0079 d-1 para o esgoto bruto peneirado, quando avaliado o decaimento de SSV. Porém, a redução do tamanho das partículas resultou em uma biomassa com maior atividade, aparentemente, com características de melhor sedimentabilidade, após adaptação, seleção e desenvolvimento da comunidade microbiana. O valor da atividade metanogênica específica (AME) do lodo presente no reator precedido daunidade de peneiramento forçado (0,31 g DQO/g STV.dia) foi superior ao resultado do lodo do reator controle (0,18 g DQO/g STV.dia) , quando os reatores foram operados sob condições desfavoráveis (TDH = 5 h e velocidade ascensional = 1,10 m/h). Deste modo, embora as taxas de conversão do material particulado presente no esgoto bruto e brutopeneirado fossem semelhantes, o desenvolvimento de uma biomassa com maior atividade propiciou um melhor desempenho do reator UASB, aumentando a eficiência de remoção de DQOTOTAL (65%, para o reator precedido da unidade de peneiramento forçado, versus 54%, para o reator controle), além de gerar um efluente com menor concentração deDQOPARTICULADA (48 mg/L versus 74 mg/L).
Abstract: The core of this work is the development of a new concept of pre-treatment that uses the forced sieving of raw sewage as a strategy to reduce the average size of the particles and increase the conversion rates of particulate material in UASB reactors, used for treatingdomestic wastewater. The experimental apparatus consisted of two identical UASB reactors, one of them preceded by a 1mm mesh metallic sieve. Both reactors were operated under different hydraulic load conditions, with variation in hydraulic retention times and upflowvelocities. The performance of the reactors was evaluated considering the usual parameters (COD, solids and SMA). Analysis of the particle size distribution was performed with samples of raw and sieved sewages to verify the effectiveness of the pre-treatment in reducing the particulate material. The conversion rates of particulate material present in the raw sewage were obtained from hydrolysis tests. The forced sieving resulted in a higher concentration of particles with diameter range of 1,8 and 30 m in the reactor influent. However, the reduction in the particles size range was not enough to increase the particulate material hydrolysis rates, since the first order relation kinetics, used to describe the process, leaded to hydrolysis constants values of 0.0446 ±0.0104 d-1, for the raw sewage, and of 0.0472 ± 0.0079 d-1, for the sieved sewage, when evaluated VSS decay. However, the reduction in the particles sizeresulted in a biomass with higher activity and, apparently, with better settleability characteristics, after the microbial community adaptation, selection and growth. The specific methanogenic activity (SMA) value of the sludge from the reactor preceded by the forced sieving unit (0,31 g COD.g VS-1.d-1) was higher than the result of the sludge from the controlreactor (0,18 g COD.g VS-1.d-1), when the reactors were operated under adverse conditions (HRD = 5 h and upflow velocities = 1.10 m.h-1). Thus, although the conversion rates of particulate material in the raw and sieved sewage were similar, the development of a biomass with higher activity provided better performance of the UASB reactor, increasing theefficiency in the removal of total COD (65% for the reactor preceded by the forced sieving unit, versus 54% for the control reactor), and producing an effluent with lower particulate COD concentration (48 mg.L-1 versus 74 mg.L-1).
Subject: Meio ambiente
Recursos hídricos Desenvolvimento
Engenharia sanitária
Saneamento
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUDB-8AKMUZ
Issue Date: 27-Dec-2007
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