Cápsulas de café expresso como material suporte em reator anaeróbio de leito fixo e escoamento ascendente
Carregando...
Notas
Data
Autores
Orientadores
Editores
Coorientadores
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Biologia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
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 presente trabalho objetivou avaliar a utilização de cápsulas de café expresso como material
suporte em reatores anaeróbios de leito fixo e escoamento ascendente, no tratamento de esgoto
sanitário. Foram recolhidas cápsulas junto a usuários de máquinas de café expresso, obtendose cápsulas de alumínio e de plástico. Construiu-setrês reatores (R1, R2 e R3) em tubos de
PVC azul de DN 150 mm e 30 cm de altura, utilizando-se Capsde PVC branco no fundo e na
parte superior dos tubos. Preencheu-se R1 com 170 cápsulas de alumínio amassadas
manualmente; R2 com 40 cápsulas de plástico amassadas manualmente, 25 discos pretos e 15
brancos de plástico, os quais constituem o interior das mesmas; e R3 com 40 cápsulas de
plástico, 25 discos pretos e 15 brancos de plástico. O esgoto sanitário foi proveniente do
tratamento preliminar da Estação de Tratamento de Esgoto da UFLA (ETE – UFLA) e
armazenado em uma bombona de 200 L, com a distribuição realizada por um reservatório de
nível, a fim de se manter a altura constante no interior dos reatores. A entrada do esgoto, se deu
pela parte inferior dos reatores, por meio de tubosde PVC de DN 20 mm e uma conexão em
Tê de DN 20 mm no interior, para melhor distribuição do afluente. As cápsulas utilizadas foram
caracterizadas quanto a massa específica aparente evolume de vazios nos reatores, bem como
foram visualizadas em microscópio óptico. Para avaliação do desempenho dos reatores, foram
monitoradas as variáveis temperatura, pH, DQO, ST, SVT, SST, nitrogênio total de Kjeldahl,
fósforo total, alcalinidade e ácidos voláteis. A biomassa presente nos reatores foi quantificada
com base nos sólidos voláteis, e submetida a análises microscópicas em microscópio eletrônico
de varredura e de epifluorescência. Os testes estatísticos não paramétricos foram realizados por
meio do software Statistica 10. Variações na COV aplicada aos reatores, devido a mudanças na
operação da ETE – UFLA, implicaram na ocorrência deduas fases de operação do experimento,
com COV média de 2,1 kg DQO m
-3
d
-1
e 4,0 kg DQO m
-3
d
-1
. Os reatores operaram com
temperatura média ambiente de 18,0 °C. Apesar das variações nas condições operacionais, o
desempenho dos reatores não foi influenciado negativamente, uma vez que as médias de
remoção de DQO foram superiores a 80% em ambas as fases. As eficiências de remoção de
nutrientes também foram elevadas, considerando-se otratamento anaeróbio, sendo a remoção
de nitrogênio 30% em R1, 26% em R2 e 30% em R3 e de fósforo 54%, 55% e 54%,
respectivamente. As características das cápsulas foram semelhantes a outros materiais já
utilizados, e a pouca rugosidade de suas superfícies justificaram a utilização das mesmas
amassadas em R1 e R2, uma vez que estes reatores apresentaram a maior quantidade de
biomassa aderida e diversidade de microrganismos. Portanto, as cápsulas de café expresso se
mostraram viáveis para utilização como material suporte, proporcionando boa adesão de
microrganismos e elevadas eficiências de remoção de poluentes.
Abstract
The present work aimed to evaluate the use of expresso coffee capsules as support material in
upflow anaerobic fixed bed reactors, in the treatment of sanitary sewage. Capsules made of
aluminum and plastic were collected with expresso machine users. Three reactors (R1, R2 and
R3) were constructed in tubes of blue PVC with 30 cm height and 150 mm diameter. R1 was
filled with 170 aluminum capsules smashed by hand; R2 filled with 40 plastic capsules smashed
by hand and 40 plastic discs, that composes the capsules; and R3 filled with 40 plastic capsules
and 40 discs. The inlet sewage was coming from the pre-treatment of the wastewater treatment
plant of the Federal University of Lavras (ETE-UFLA). It was stored in a 200 L tank and
distributed at the reactors bottom by a level reservoir, in order to maintain the height of
wastewater in the reactors. The capsules were characterized by specific mass and porosity in
the reactors, as were visualized by optic microscope. To evaluate the reactors performances,
were analyzed: temperature, pH, COD, TS, TVS, TSS, nitrogen and phosphorus. The biomass
grown in the reactors were quantified by the volatile solids and analyzed by scanning electronic
microscope and epifluorescence microscope. The statistics tests were run in Statistica 10.
Changes in the organic loading rates implied in twooperational phases, one at a OLR of 2.1 kg
COD m
-3
d
-1
and other at 4.0 kg COD m
-3
d
-1
. The average temperature during the monitoring
time was 18.0 °C. In spite of the operating conditions variations, the reactors had a good
performance, presenting COD efficiency removals up to 80% in both phases. The nutrients
removal were also high, with values of nitrogen removal of 30% in R1, 26% in R2 e 30% in R3
and of phosphorus 54%, 55% e 54%, respectively. Thecapsules characteristics were similar to
other materials used as support, and the low roughness justified the use of smashed capsules in
R1 and R2, since these reactors presented great quantity of adhered volatile solids and a
diversity of microorganisms. Therefore, it is possible to utilize coffee capsules as support
material in anaerobic reactors, providing good biomass adhesion and high pollutants removal
efficiencies.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
SOUZA, G. R. de S. Cápsulas de café expresso como material suporte em reator anaeróbio de leito fixo e escoamento ascendente. 2018. 92 p. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.