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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-99MJ5B
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Avaliação do desempenho de um biorreator com membranas aeróbio com adição de carvão ativado em pó no tratamento de vinhoto |
Autor(es): | Leidiane Santana Santos |
primer Tutor: | Miriam Cristina Santos Amaral |
primer miembro del tribunal : | Lisete Celina Lange |
Segundo miembro del tribunal: | Monica Maria Diniz Leao |
Resumen: | O setor sucroalcooleiro brasileiro possui grande importância social, econômica e ambiental, com geração de empregos, participação no PIB e fabricação de um combustível renovável. Entretanto, é um setor que apresenta elevada geração de efluentes, entre eles o vinhoto, e alta demanda de água nos seus processos produtivos, o que justifica a busca por rotas de tratamento que proporcionem o reuso dos efluentes. O vinhoto apresenta alta carga orgânica e de nutrientes, e grande volume gerado. Desse modo, o desenvolvimento sustentável das indústrias sucroalcooleiras depende de um sistema de tratamento de efluente eficaz. Dentro deste contexto, os biorreatores com membranas (BRM) apresentam-se como uma tecnologia promissora para o tratamento do vinhoto, pois permitem aliar elevadas concentrações de biomassa, pequenos tempos de retenção hidráulica e produção de efluente tratado com elevada qualidade, podendo atender aos padrões de reuso na indústria. O objetivo do presente estudo foi avaliar a eficiência do tratamento do vinhoto empregando sistema de ultrafiltração seguido por BRM aeróbio operando sem e com adição de carvão ativado em pó (CAP). O CAP foi adicionado ao BRM para melhorar as características do efluente tratado e para minimizar a incrustação das membranas, principal obstáculo durante a operação do BRM. O trabalho foi dividido em cinco etapas: na primeira etapa foi realizada a caracterização físico-química do vinhoto bruto, na segunda etapa foi avaliado o pré-tratamento do vinhoto bruto por ultrafiltração para redução da carga orgânica, na terceira etapa operou-se o BRM sem adição de CAP, na quarta etapa foram realizados estudos de adsorção utilizando permeado do BRM com diferentes concentrações de CAP para determinação da concentração a ser utilizada na quinta etapa, que foi a operação do BRM com adição de CAP. O pré-tratamento utilizando membrana de ultrafiltração resultou em eficiência de remoção de 49%, 96%, 40% e 60% para DQO, cor, nitrogênio e fósforo total, respectivamente gerando um concentrado com potencial para ser usado na fertirrigação. A adição do CAP no BRM melhorou a eficiência de remoção de DQO, COT, DBO, cor, nitrogênio e fósforo total. O CAP também contribuiu para reduzir a concentração de SMP (Produtos Microbianos Solúveis) e EPS (Substâncias Poliméricas Extracelulares), porém provocou a quebra dos flocos biológicos e ocasionou aumento da resistência total à filtração. A rota de tratamento proposta para o vinhoto apresentou elevada eficiência de remoção dos poluentes, possibilitando o reuso do efluente na etapa de lavagem da cana de açúcar. A adição do CAP mudou as características do líquido reacional e não proporcionou nenhuma melhoria no processo de incrustação das membranas. |
Abstract: | The sugarcane sector in Brazil has a great social, economic and environmental importance. It creates jobs contributies to GDP and produces a renewable fuel. However, the alcohol production demands high volume of water and generates high volume of effluent, as well. An important effluent, the vinasse, has a high organic and nutrient load which justify the need for an efficient treatment process. In this context, membrane bioreactors (MBR) can be consider an adequate technology for the treatment of vinasse because they operate with high concentrations of biomass, small hydraulic retention times and produce high quality treated effluent that may meet the standards reuse in industry. The aim of this study was to evaluate treatment efficiency of vinasse an using ultrafiltration system followed by aerobic MBR operating without and with addition of powdered activated carbon (PAC).The PAC was added to the MBR to improve the characteristics of the treated effluent and to minimize fouling membrane, the major problem during operation MBR. The present study was divided into five phases: in the first stage it was carried out the physicochemical characterization of raw vinasse, in the second phase the raw vinasse passed through the ultrafiltration system to reduce the organic load, the third phase BRM operated without the addition of PAC, in the fourth phase were performed tests with Jar-test using permeate from the previous step with different concentrations of PAC to determining the concentration to be used in the fifth phase, which was MBR operation with addition of PAC. The pre-treatment using ultrafiltration resulted in a removal efficiency of 49%, 96%, 40% and 60% for COD, color, phosphorus and nitrogen, respectively and generate a concentrate with high potential to be used in fertiirrigation. The addition of PAC in MBR improved the removal efficiency of COD, TOC, BOD, color, total nitrogen and phosphorus.The PAC also helped to reduce the concentration of SMP (Soluble Microbial Products) and EPS (Extracellular Polymeric Substances), but caused the breakdown of biological flocs and caused an increase of the total resistance to filtration. The route proposal to that treatment of vinasse showed high efficiency of removal pollutants, enabling the reuse of the effluent on the washing of sugar cane. The addition PAC changed the characteristics of the reaction liquid and did not provide any improvement in the process of fouling membrane. |
Asunto: | Biorreatores Meio ambiente Engenharia sanitária Vinhaça |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-99MJ5B |
Fecha del documento: | 7-may-2013 |
Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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