Efeito da aeração intermitente e da temperatura no processo de nitrificação parcial/anammox para pós-tratamento de digestato de resíduos alimentares

dc.creatorBrenda Gonçalves Piteira Carvalho
dc.date.accessioned2024-03-12T17:25:12Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:32:55Z
dc.date.available2024-03-12T17:25:12Z
dc.date.issued2019-04-05
dc.description.abstractAnaerobic biodigestion of food waste, methanization, is a robust and efficient process to divert food wastes from landfills, as well as the potential to produce energy (from biogas). However, the digestate from this process is highly concentrated in terms of several components, including organic and ammoniacal nitrogen. Therefore, strategies for the management of these nutrients have been investigated for the treatment of wastewater. Among these processes, the partial nitrification/anammox process (PN/A) is very interesting, having advantages from a sustainable, efficient and economical perspective. However, this process is limited by several factors, specially aeration and temperature conditions. Thus, this work investigated different intermittent aeration strategies and operation under optimal temperature (35 °C) and room temperature (26-29 °C) to establish PN/A in a sequencial batch reactor (SBR) applied to the treatment of anaerobic effluent from food waste (digestate). It was verified that the best aeration strategy at 35 °C (aerobic/anaerobic periods of 7min/14min and oxygen application rate of 0.050 L/min.L) had median removal efficiencies of N-NH4+ and total nitrogen of 81 and 63%, respectively. Adicionally, the median loads removed of N-NH4+ and total nitrogen were 76 and 67 g/m³.d, respectively. This values were higher than others previously reported in PN/A for food waste digestate treatment. Under the best aeration intermittent condition, the SBR operating at room temperature did not affect the performance system. The median N-NH4+ and total nitrogen removal efficiencies were 86 and 71%, respectively, with median N-NH4+ and total nitrogen loads removed of 77 and 51 g / m³.d, respectively. Comparing there results with the phase under 35 °C, there was no significative difference between the efficiencies removal and N-NH4+ and total nitrogen loads removed. The high concentrations of organic matter and solids had no negative effect on the PN/A process performance. The dominant anammox genus was Candidatus Brocadia, which was gradually replaced by Candidatus Jettenia. This study proved that through optimization of control parameters of PN/A systems, it is possible to achieve good performance conditions and high nitrogen removal efficiencies from food waste digestate in SBR.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/65735
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
dc.subjectEngenharia sanitária
dc.subjectSaneamento
dc.subjectNitrificação
dc.subjectTemperatura
dc.subjectResíduos
dc.subjectAterro sanitário
dc.subject.otherAnammox
dc.subject.otherAeração
dc.subject.otherResíduos alimentares
dc.subject.otherNitrificação parcial
dc.subject.otherTemperatura
dc.titleEfeito da aeração intermitente e da temperatura no processo de nitrificação parcial/anammox para pós-tratamento de digestato de resíduos alimentares
dc.title.alternativeEffects of intermittent aeration and temperature in partial nitritation/anammox process as post treatment of food waste digestate
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Juliana Calábria de Araújo
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3412076785602816
local.contributor.referee1Marcos Von Sperling
local.contributor.referee1Airton Kunz
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5756786437163637
local.description.resumoA biodigestão anaeróbia de resíduos alimentares, metanização, é um processo robusto e eficiente para o desvio destes resíduos dos aterros sanitários, além do potencial para geração de energia a partir do biogás. No entanto, o digestato proveniente desse processo é altamente concentrado em termos de diversos componentes, como o nitrogênio orgânico e amoniacal. Técnicas para o gerenciamento desse nutriente têm sido investigadas para o tratamento de águas residuárias. Dentre esses, destaca-se a nitrificação parcial/anammox (NP/A), tendo vantagens quanto à sustentabilidade, eficiência e economia. No entanto, o processo é limitado por diversos fatores, especialmente condições de aeração e temperatura. Nesse sentido, este trabalho investigou diferentes estratégias de aeração intermitente e temperatura ótima (35°C) e temperatura ambiente (26 a 29°C) para verificar o estabelecimento do processo de NP/A em reator em bateladas sequenciais (RBS), com aplicação de efluente anaeróbio – digestato - de resíduo alimentar. Verificou-se que a melhor estratégia de aeração sob 35°C (períodos aeróbios/anaeróbios de 7 min/14 min e taxa de aplicação de oxigênio de 0,050 L/min.L) obteve eficiências de remoção medianas de N-NH4+ e de nitrogênio total de 81 e 63%, respectivamente. Na melhor estratégia de aeração intermitente, as cargas removidas medianas de N-NH4+ e de nitrogênio total foram de 76 e 67 g/m³.d, respectivamente. Estes valores foram superiores àqueles previamente reportados para NP/A no tratamento de digestato de resíduos alimentares. Sob a melhor condição de aeração intermitente, a temperatura ambiente não afetou o desempenho do RBS. As eficiências de remoção medianas de N-NH4+ e de nitrogênio total foram de 86 e 71%, respectivamente, com cargas removidas medianas de N-NH4+ e de nitrogênio total de 77 e 51 g/m³.d, respectivamente. Em comparação à fase com temperatura de 35°C, não houve diferença significativa entre as eficiências de remoção e cargas removidas de N-NH4+ e de nitrogênio total sob temperatura ambiente Altas concentrações de matéria orgânica e sólidos não tiveram efeitos deletérios no desempenho da NP/A. O gênero anammox dominante Candidatus Brocadia foi substituído pelo gênero Candidatus Jettenia. Este estudo provou que, através de otimizações operacionais de sistemas de NP/A, é possível alcançar altos desempenho e eficiência de remoção de nitrogênio de digestato de resíduo alimentar em RBS.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos

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