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Título: Comportamento hidrodinâmico e cinético dos reatores anaeróbios compartimentado (RAC) e manta de lodo (UASB) operados em série
Título(s) alternativo(s): The hydrodynamic and kinetic bahavior of the anaerobic baffled reactor (ABR) and upflow anaerobic sludge blanket (UASB) operated in serie
Autor : Matangue, Mário Tauzene Afonso
Primeiro orientador: Campos, Cláudio Milton Montenegro
Primeiro membro da banca: Fia, Fátima Rezende Luiz
Fia, Ronaldo
Coutinho, Luiz Fernando de Oliveira
Área de concentração: Construções Rurais e Ambiência
Palavras-chave: Suinocultura
Água residuária
Tratamento anaeróbio
Wastewater
Swineculture
Anaerobic treatment
Data da publicação: 4-Set-2014
Referência: MATANGUE, M. T. A. Comportamento hidrodinâmico e cinético dos reatores anaeróbios compartimentado (RAC) e manta de lodo (UASB) operados em série. 2011. 395 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2011.
Resumo: Objetivou-se, com a presente pesquisa, determinar o comportamento hidrodinâmico e cinético de um sistema de tratamento de águas residuárias de suinocultura em escala piloto, instalado no Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Lavras. O sistema foi composto por diversas unidades dispostas em série, como caixa de retenção de sólidos (CRS), peneira estática (PE), leito de drenagem, tanque de acidificação e equalização (TAE), reator anaeróbio compartimentado (RAC), reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), decantador final (DF), lâmpadas ultravioletas (UV), casa de vegetação (CV) e lagoas de infiltração (LI). No presente trabalho, enfatizaram-se as unidades de tratamento secundário (RAC e UASB), das quais foram determinados os parâmetros hidrodinâmicos, cinéticos. Para determinação dos parâmetros hidrodinâmicos foram usados cloreto de potássio (KCl) no meio abiótico e cloreto de lítio( LiCl) no meio biótico e os parâmetros cinéticos foram determinados usando os valores de demanda química de oxigênio total ( DQO total), obtidos durante o monitoramento do sistema. A pesquisa foi realizada entre os meses de maio de 2010 a janeiro de 2011, totalizando 203 dias. As análises físico-químicas realizadas foram temperatura, pH, alcalinidade, acidez total, sólidos totais, fixos e voláteis, sólidos suspensos, dissolvidos e sedimentáveis, DQO (total e filtrada), DBO (total e filtrada), fósforo total, NTK, condutividade elétrica, óleos e graxas. A temperatura média do efluente do sistema foi de 22,4 ºC ± 1,5 ºC e os tempos médios de detenção hidráulica (TDH) dos reatores anaeróbios foram de 13,18; 16; 13,35; 10 e 8 horas para o RAC e 8,22; 10; 8; 6 e 4h para o reator UASB, respectivamente. Os parâmetros hidrodinâmicos do reator RAC, usando KCl e LiCl foram: tempo médio de residência =40,05 e 33,19 h; número de dispersão(d) d=0,12 e 0,092 respectivamente, sendo considerado o padrão de mistura fluxo em pistão para ambos os traçadores. No reator UASB, usando os traçadores KCl e LiCl obteve-se: =33, 16 e 24,24 h; d=0,85 e 0,89, respectivamente, sendo o padrão de mistura do tipo completamente misturado. Os parâmetros cinéticos estimados no reator RAC, foram: coeficiente de crescimento (Y) = 0, 098 mg DQO mgSVT-1 dia-1, coeficiente de decaimento (Kd) = 0,01dia-1, taxa máxima de crescimento (μmáx)= 0,32 d-1 e concentração de substrato limitante (Ks) =26861,6 mgDQO L-1.. Os valores de Y e Kd, μmáx e Ks foram analisados usando o teste estatístico de "F" e "t. Os parâmetros cinéticos estimados no reator UASB foram: coeficiente de crescimento Y = 0,091mgDQO mgSVT-1 dia-1, coeficiente de decaimento (Kd) = 0,03dia-1, taxa máxima de crescimento μmáx = 0,052 d-1 e concentração de substrato limitante Ks =282.6 mgDQO L-1.
The aim of this research was to determine the hidrodymanic and kinetics behavior of a pilot system plant, treating swine liquid effluent, installed in the Zootechnical Department of the Federal University of Lavras. The pilot system was composed by several units working in series, such as sand retention box (SRB), static sieve (SS), acidification and equalization tank (AET), anaerobic baffled reactor (ABR), upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB), final sedimentation tank (FST), ultraviolet lights (UVL), greenhouse ( GH) and infiltration ponds ( IP). The present research was focused mainly on secondary treatment units namely ABR e UASB, hence the hidrodymanics and kinetics parameters were estimated as well, the monitoring and sludge analysis microbiological were carried out.The hidrodymanics parameters were estimated, by using potassium chloride ( KCl) in abiotic medium (water) and lithium chloride in biotic medium ( swine sludge). The kinetics parameters were estimated from total Chemical oxygen demand values, obtained during the system monitoring. The research was initiated on May 2010 and ended up on January 2011, summing up a period of 203days. The physical-chemical analyses carried through had been temperature, pH, alkalinity, total acidity, total, fixed and volatile solids, suspended, dissolved and settled solids, COD (total and filtered), BOD5 (total and filtered), total phosphorus, TNK, electric conductivity and oil & grease. The average temperature of the liquid effluent was about and the average hydraulic retention times 22,4 ºC ± 1,5 ºC and the applied hydraulics retention time in ABR were e 13,18; 16; 13,35; 10 e 8 hours and as concerned to UASB were 8,22h; 10h; 8h; 6 e 4h respectively. The determined hydrodynamics parameters ABR for KCl e LiCL were: average residence time (t ) 40,05 e 33,19; number of dispersion (d)= 0,12 e 0,092 and the flow type was characterized as tending to plug flow pattern from both tracers. As for UASB, average residence time (t ) were 33, 16 e 24,24 horas; d=0,85 e 0,89 and the flow type was characterized as tending complete mixture. The kinetic coefficients were: growth coefficient of ABR were y=0.098mgTVS (mgCODremoved)-1, decay coefficient Kd=0.02d-1; concentration of limiting substrate Ks=26861,6 mg L-1 and maximum growth rate μmax= 0.32d-1. The kinetic coefficients were: growth coefficient Y=0.091 mgTVS (mgCODremoved)-1, decay coefficient Kd=0.03d-1; concentration of limiting substrate Ks=282.6 mg L-1 and maximum growth rate μmax= 0.52d-1.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/3511
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções:DEG - Engenharia Agrícola - Mestrado (Dissertações)



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