dissertação
Avaliação de um sistema combinado anaeróbio-aeróbio para tratamento da vinhaça
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Programa de Pós-Graduação
DEG - Departamento de Engenharia
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
O trabalho teve como objetivo a avaliação de um sistema combinado anaeróbio-aeróbio em escala laboratorial no tratamento da vinhaça. O sistema monitorado teve duas fases: a Fase I teve 77 dias de monitoramento e trabalhou com um TDH de 0,95 d-1 e a Fase II teve 123 dias de monitoramento e trabalhou com um TDH de 1,85 d-1. Para avaliação do sistema, foram monitoradas, nos afluentes e efluentes de cada reator, as seguintes variáveis: demanda biológica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), sólidos totais (ST), sólidos totais voláteis (STV), sólidos totais fixos (STF), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrato, fósforo total, pH, temperatura, alcalinidade, acidez e compostos fenólicos. Todas as análises foram feitas no LAADEG/UFLA, seguindo metodologia descrita em American Public Health Association - APHA (2005). Para o estudo hidrodinâmico das unidades, foram realizados ensaios empregando cloreto de lítio (LiCl) como traçador. Quanto ao desempenho do sistema, as eficiências de remoção para: ST, SFT, SV, compostos fenólicos, NTK, fósforo, DBO5, DQObruta e DQOfiltrada, foram baixas e apresentaram variações consideradas, podendo observar que o sistema não entrou em steady-state. As variáveis pH e temperatura apresentaram valores de 6,1 e 24,3 ºC, respectivamente, enquadrando nos valores adequados para o bom funcionamento do sistema. A produção teórica de gás metano para o UASB 1 foi de 19,4 LCH4 d-1 na Fase I e de 10,9 LCH4 d-1 na Fase II; para o UASB 2 foi de 6,9 LCH4 d-1 na Fase I e de 5,7 LCH4 d-1 na Fase II. Os valores médios encontrados para alcalinidade parcial (AP), alcalinidade intermediária (AI) e alcalinidade total em ambas as fases de monitoramento do sistema estavam abaixo da faixa recomendada para o processo de anaerobiose. Através do ensaio hidrodinâmico, os reatores UASB 1 e UASB 2 apresentaram fluxo tendendo a pistonado com moderada intensidade de dispersão e o reator FBS apresentou fluxo tendendo à mistura completa com grande intensidade de dispersão.
The purpose of this study was to assess a combined aerobic-anaerobic system used for vinasse treatment. The experiment was performed in the laboratory scale during two different stages, namely, the stages I and II, which lasted respectively 77 and 123 monitoring days for a Hydraulic Retention Time of around 0.95 d-1 and of 1.85 d-1. On the affluents and effluents of each reactor were monitored the following parameters: biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total solids (TS), total volatile solids (TVS), total fixed solids (TFS), total Kjeldahl nitrogen (TKN), nitrate, total phosphorus, pH, temperature, alkalinity, acidity, and phenolic compounds. Analyses were carried out as outlined in American Public Health Association (2005), in the Laboratory of Effluent and Water Analysis of the Department of Engineering, at Federal University of Lavras. For the hydrodynamic study were performed experiments using lithium chloride as tracer. The system performance did not reach the steady-state, as result of low removal efficiency for TS, TFS, VS, phenolic compounds, NKT, phosphorus, BOD5, crude COD, and filtered COD, which showed significant variations. The pH of 6.1 and temperatures of 24.3oC were suitable for the best system working. The theoretical production of methane gas from the UASB 1 and UASB 2 were respectively of 19.4 LCH4 d-1 and 6.9 LCH4 d-1 at the stage I, and of 10.9 LCH4 d-1 and 5.7 LCH4 d-1 at the stage II. The averages of partial, intermediate and total alkalinity of both system monitoring stages were under the range recommended for the anaerobic process. Therefore, the reactors UASB 1 and UASB 2 showed a plug-flow tendency, with moderate dispersion. Besides, the Biological and Submerged Aerated Filter (BSAF) showed a tendency for complete mixing flow with intensive dispersion.
The purpose of this study was to assess a combined aerobic-anaerobic system used for vinasse treatment. The experiment was performed in the laboratory scale during two different stages, namely, the stages I and II, which lasted respectively 77 and 123 monitoring days for a Hydraulic Retention Time of around 0.95 d-1 and of 1.85 d-1. On the affluents and effluents of each reactor were monitored the following parameters: biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total solids (TS), total volatile solids (TVS), total fixed solids (TFS), total Kjeldahl nitrogen (TKN), nitrate, total phosphorus, pH, temperature, alkalinity, acidity, and phenolic compounds. Analyses were carried out as outlined in American Public Health Association (2005), in the Laboratory of Effluent and Water Analysis of the Department of Engineering, at Federal University of Lavras. For the hydrodynamic study were performed experiments using lithium chloride as tracer. The system performance did not reach the steady-state, as result of low removal efficiency for TS, TFS, VS, phenolic compounds, NKT, phosphorus, BOD5, crude COD, and filtered COD, which showed significant variations. The pH of 6.1 and temperatures of 24.3oC were suitable for the best system working. The theoretical production of methane gas from the UASB 1 and UASB 2 were respectively of 19.4 LCH4 d-1 and 6.9 LCH4 d-1 at the stage I, and of 10.9 LCH4 d-1 and 5.7 LCH4 d-1 at the stage II. The averages of partial, intermediate and total alkalinity of both system monitoring stages were under the range recommended for the anaerobic process. Therefore, the reactors UASB 1 and UASB 2 showed a plug-flow tendency, with moderate dispersion. Besides, the Biological and Submerged Aerated Filter (BSAF) showed a tendency for complete mixing flow with intensive dispersion.
Abstract
Descrição
Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos, área de concentração em Irrigação e Saneamento Ambiental, para a obtenção do título de Mestre.
Área de concentração
Irrigação e Saneamento Ambiental
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
NOGUEIRA, A. C. de C. Avaliação de um sistema combinado anaeróbio-aeróbio para tratamento da vinhaça. 2014. 151 p. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.