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http://hdl.handle.net/1843/ENGD-92JPNM| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Biorreator com membranas anaeróbio de duplo estágio para o tratamento do vinhoto |
| Authors: | Vera Tainá Franco Vidal Mota |
| First Advisor: | Miriam Cristina Santos Amaral |
| First Referee: | Lisete Celina Lange |
| Second Referee: | Carlos Augusto de Lemos Chernicharo |
| Third Referee: | Ronaldo Nóbrega |
| Abstract: | O presente estudo avaliou o tratamento do vinhoto através de um biorreator com membranas anaeróbio (BRMan) de duplo estágio. Visando uma melhor compreensão das características do efluente e do seu comportamento durante a degradação biológica, a primeira parte dapesquisa foi destinada à caracterização físico-química detalhada do vinhoto e à avaliação da sua biodegradabilidade aeróbia e anaeróbia. Posteriormente foi estudado o tratamento do vinhoto em um sistema constituído de um reator acidogênico de fluxo ascendente seguido porum reator metanogênico conjugado com um módulo de membranas. As amostras de vinhoto diferiram bastante entre si; entretanto, os parâmetros referentes à fração solúvel das amostras, em geral, apresentaram menor variabilidade. Os resultados dos testes de biodegradabilidade e DQO inerte indicaram que se trata de um efluente com uma ótima biodegradabilidade (>96,5%) e baixo percentual de DQO inerte (<3,5%), tanto em condições aeróbias quanto anaeróbias. Durante a aclimatação da biomassa no biorreator priorizou-se a manutenção dosníveis seguros de AGV e de alcalinidade bicarbonato para o tratamento anaeróbio. Após a aclimatação, as concentrações médias de AGV no efluente bruto, no efluente do reator acidogênico e no permeado foram de 2141, 3525 e 72 mgHAc/L, respectivamente. A separação dos estágios também foi verificada pela análise da composição do biogás. No biogás do reator acidogênico a concentração de metano foi desprezível, enquanto que o biogás do reator metanogênico foi constituído de aproximadamente 64% de metano e 36% de dióxido de carbono. A remoção de cor e turbidez foi de 57,4 ± 15,4% e 97,2 ± 2,0%,respectivamente. O BRMan de duplo estágio apresentou resultados bastante satisfatórios de remoção de matéria orgânica, sendo que a remoção global de DQO e COT do sistema foi de 96,9 ± 0,7% e 95,0 ± 1,1%, respectivamente. Em relação ao desempenho da filtraçãoverificou-se que a formação da torta foi o principal mecanismo de incrustação determinante da permeabilidade operacional. Os resultados indicaram que o efluente tratado pelo BRMan de duplo estágio apresentou uma qualidade bastante superior em relação ao vinhoto bruto para a utilização na fertirrigação baixo teor de matéria orgânica biodegradável, livre de sólidos suspensos, pH neutro e menor tendência à acidificação podendo ser avaliada a possibilidade da aplicação de um pós-tratamento para a recuperação dos nutrientes inorgânicos. Recomenda-se pesquisas futuras no sentido de otimizar as condições de filtração com o propósito de aumentar a viabilidade do processo. |
| Abstract: | This study evaluated the treatment of sugarcane vinasse in a two-stage anaerobic membrane bioreactor (AnMBR). For a better comprehension of the effluent characteristics and its behavior during biological degradation, this research initially undertook a detailed characterization of vinasse and its aerobic and anaerobic biodegradability. Afterward it was studied the treatment of vinasse in a system comprised of an upflow acidogenic reactor followed by a methanogenic reactor coupled to a membrane module. The vinasse samples differed greatly among themselves; however, the parameters present in the soluble fraction, in general, showed little variability. Vinasse samples showed an excellent biodegradability (>96.5%) and low percentage of inert COD (<3.5%) in both aerobic and anaerobic conditions. During acclimatization, priority was given to maintaining safe levels of VFA and bicarbonate alkalinity in the methanogenic reactor. After acclimatization period, the averageconcentrations of VFA in the raw effluent, in effluent from acidogenic reactor and in permeate were 2141, 3525 and 72 mg.L-1 (as acetic acid), respectively. The separation of the stages was also verified by biogas composition. In the biogas of the acidogenic reactor, methane concentration was negligible, whereas the biogas from the methanogenic reactor consisted of approximately 64% methane and 36% carbon dioxide. Color and turbidity removal was 57.4 ± 15.4% and 97.2 ± 2.0% respectively. The AnMBR showed satisfactory results in removal of organic matter. The overall removal of COD and TOC was 96.9 ± 0.7%and 95.0 ± 1.1% respectively. Regarding filtration performance it was found that cake layer formation showed to be the limiting factor determining the operational permeability. The results showed that the treated effluent in the two-stage AnMBR showed a very high qualitycompared to raw vinasse for use as fertilizer in agriculture low content of biodegradable organic matter, free of suspended solids, neutral pH and less prone to acidification. Furthermore it may be evaluated the possibility of applying a post-treatment for recovery of inorganic nutrients. It is recommended future researches towards optimize the filtration conditions in order to increase the viability of the process. |
| Subject: | Biorreatores Meio ambiente Engenharia sanitária Vinhaça |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/ENGD-92JPNM |
| Issue Date: | 30-Mar-2012 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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