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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Tratamento secundário e terciário de água residuária de micro cervejaria em reator em batelada com aeração intermitente
metadata.dc.creator: Roveroto, Gabriela Pereira
metadata.dc.contributor.advisor1: Barana, Ana Claudia
metadata.dc.contributor.referee1: Lopes, Deize Dias
metadata.dc.contributor.referee2: Damianovic, Márcia Helena Rissato Zamariolli
metadata.dc.description.resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a performance de um reator em escala de bancada, em batelada, com utilização de MiniBiobobs® como meios suportes para fixação da biomassa e criação de ambientes aeróbios, anóxicos e anaeróbios no reator. O reator foi operado com aeração intermitente, variando o tempo de aeração (TA) e tempo de detenção hidráulica (TDH). Foi avaliada a redução dos teores de demanda química de oxigênio (DQO) e de nitrogênio total (NT) da água residuária gerada por uma cervejaria artesanal, as chamadas microcervejarias. Obteve-se eficiência de remoção de DQO de 42 a 92%, e nitrogênio total de 21 a 86%. Os melhores resultados foram obtidos com TDH de 20 horas, ciclo de aeração/sem aeração de 3h/1h, afluente com DQO e NTK de 2682 e 25 mg.L-1 , respectivamente. Nessas condições foi possível obter efluente com concentração de DQO de 209 mg.L1 , NTK de 2,97 mg.L-1 e de nitrato 0,67 mg.L-1 . O nitrito não foi identificado em nenhuma condição estudada, tanto no alfuente quanto no efluente. O processo de amonificação e nitrificação foi prejudicado pela alta carga orgânica do efluente, que prejudicou a atuação e desenvolvimento das bactérias, sendo fator limitante do processo. Foi possível obter taxas de nitrificação no sistema de até 86% na melhor condição, na qual tinha uma alta disponibilidade de oxigênio e tempo de reação maior, auxiliando no processo. Na pior condição foi obtida taxa de nitrificação de 27,60%, com TDH de 8 horas e ciclo de aeração/sem aeração de 1h/3h. O processo de desnitrificação apresentou eficiências da ordem de 78 a 97%. As constantes cinéticas de velocidade de reação (k) obtidas na melhor condição foram de 0,1774 h -1 para o consumo de matéria orgânica e 0,1723 h -1 para o consumo de nitrogênio, sendo ajustadas para uma reação de primeira ordem. Nos demais experimentos foi possível observar um decréscimo nos valores de k, que diminuiram conforme o tempo de aeração no sistema era menor, o que mostra que a fornecimento de oxigênio auxiliou positivamente na velocidade de reação. A correção da alcalinidade no afluente auxiliou positivamente nas eficiências de remoção de DQO e NTK. Sem correção da alcalinidade a eficiência de remoção de matéria orgânica e nitrogênio diminuiu de 92 e 86%, respectivamente, para 78 e 43%. A análise de número mais provável (NMP) para bactérias oxidadoras de amônia e nitrito e desnitrificantes realizadas na melhor condição operacional mostrou a presença dessas bactérias na biomassa do reator, comprovando a remoção de nitrogênio pelo sistema NDS. Dessa maneira pode-se concluir que o sistema estudado é viável de ser utilizado por cervejarias para a redução de DQO e NTK em um único reator.
Abstract: The aim of this work was to evaluate the performance of a batch reactor on a bench scale, using MiniBiobobs® as media supports for biomass fixation and creation of aerobic, anoxic and anaerobic environments in the reactor. The reactor was operated with intermittent aeration, varying the aeration time (AT) and hydraulic retention time (HRT). It was evaluated the reduction of the chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (TN) of the wastewater generated by an artisanal brewery, the so-called microbreweries. COD removal efficiency was obtained from 42 to 92%, and total nitrogen from 21 to 86%. The best results were obtained with TDH of 20 hours, aeration/non-aeration cycle of 3h/1h, affluent with COD and TN of 2682 and 25.60 mg.L-1 , respectively. Under these conditions it was possible to obtain effluent with COD concentration of 209 mg.L-1 , NT of 2.97 mg.L-1 and nitrate 0.67 mg.L-1 . Nitrite was not identified in any of the studied conditions, both in the affluent and in the effluent. The process of ammonification and nitrification was affected by the high organic load of the effluent, which impaired the performance and development of the bacteria, being a limiting factor of the process. It was possible to obtain nitrification rates in the system of up to 86% in the best condition, in which it had a high oxygen availability and a longer reaction time, aiding in the process. In the worst condition, a nitrification rate of 27% was obtained, with a TDH of 8 hours and an aeration/non-aeration cycle of 1h/3h. Denitrification process had rates between 78 and 97%. The reaction kinetic constants (k) obtained in the best condition were 0.1774 h-1 for organic matter consumption and 0.1173 h-1 for nitrogen consumption, and were adjusted to a first-order reaction. In the other experiments it was possible to observe a decrease in the k values, which decreased as the aeration time in the system was lower, which shows that the oxygen supply positively helped the reaction rate. The correction of alkalinity in the affluent positively helped in the removal efficiencies of COD and TN. Without correction of alkalinity, the efficiency of removal of organic matter and nitrogen decreased from 92 and 86%, respectively, to 78 and 43%. The most probable number (MPN) analysis for oxidant bacteria of ammonia and nitrite and denitrifiers performed in the best operational condition showed the presence of these bacteria in the biomass of the reactor, proving the nitrogen removal by the SND system. In this way it can be concluded that the studied system is feasible to be used by breweries for the reduction of COD and TN in a single reactor.
Keywords: tratamento biológico
DQO
nitrificação e desnitrificação simultaneas
aeração intermitente
cervejaria artesanal
biological treatment
COD
simultaneous nitrification and denitrification
intermittent aeration
craft breweries
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Estadual de Ponta Grossa
metadata.dc.publisher.initials: UEPG
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Engenharia de Alimentos
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Citation: ROVEROTO, Gabriela Pereira. Tratamento secundário e terciário de água residuária de microcervejaria em reator em batelada com aeração intermitente.2019. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Estadual de Londrina, Londrina, 2019.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/2888
Issue Date: 13-Jun-2019
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