Tesis
Granulação aeróbica natural em um reator em bateladas sequenciais para tratamento de esgoto sanitário
Autor
Jesus, Maurício de
Institución
Resumen
TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Engenharia Sanitária e Ambiental. A aplicação da tecnologia de grânulos aeróbios, desenvolvidos em
reatores em bateladas sequenciais, para o tratamento de esgoto sanitário,
tem se mostrado muito atrativa, visto as suas inúmeras vantagens em
comparação aos sistemas convencionais de lodos ativados. Entretanto,
muitos dos mecanismos associados ao processo de granulação aeróbia
ainda são desconhecidos, diminuindo assim a viabilidade de
implantação desses sistemas em escala real e destacando a necessidade
de novos estudos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o
processo de granulação aeróbia natural em um reator em bateladas
sequenciais (RBSG), para tratamento de esgoto sanitário. A operação do
reator se deu em ciclos de 4 horas, com etapas de enchimento, fase
anóxica, aeração, sedimentação e descarte, com volume útil de 98 litros,
percentual de troca volumétrica de 56% e velocidade superficial
ascensional de ar igul a 1,1 cm∙s-1.Durante o período de monitoramento
do reator desenvolveram-se duas estratégias operacionais, com base no
tempo de duração da fase anóxica, que foi de 13 minutos na estratégia I
e de 30 minutos na estratégia II. Observou-se que aos 16 dias de
operação a biomassa do reator já era predominantemente granular, com
diâmetro médio das partículas de 660 μm e porcentagem de grânulos
superior a 80%. No entanto, está condição não se manteve estável,
tendo-se observado uma redução gradual do diâmetro médio até o dia
57, a partir do qual a porcentagem dos grânulos se estabilizou,
mantendo-se em torno de 60% até o fim da primeira estratégia. Na
estratégia II, a porcentagem dos grânulos manteve-se em torno de 40%,
com diâmetro médio oscilando entre 150 e 300μm.O aumento do tempo
da fase anóxica, nessa estratégia, refletiu na melhora de características
da biomassa, tais como: densidade e sedimentabilidade, sendo a razão
IVL30/IVL10 em torno de 80%. Em relação às eficiências de tratamento,
a estratégia II apresentou maior percentual de remoção carbonácea,
ficando em torno de 80%. Essa melhora no tratamento também se
refletiu para o nitrogênio amoniacal, cujas remoções médias foram de
25±22 % e 57±18%, para as estratégias I e II, respectivamente. Concluise
que é possível formar grânulos aeróbios de forma natural, sem
inoculação com lodo biológico, no entanto, estes mostraram
relativamente instáveis, indicando que um maior tempo para a completa
maturação se faz necessário. Aerobic granular sludge technology developed in sequencing batch
reactors has proven to be very attractive for the treatment of domestic
wastewater, since it presents many advantages compared to
conventional activated sludge systems. However, many of the
mechanisms associated with aerobic granulation process are still
unknown, decreasing the implementation feasibility of these systems in
real scale and highlighting the need for further studies. This paper aimed
to evaluate the natural aerobic granulation process in a sequential batch
reactor (SBR) for the treatment of domestic wastewater. The SBR
system was operated with fill, anoxic, aerobic, settle, draw and idle
periods for a cycle time of 4 hours, total volume of 98 litres, volume
exchange rate of 56% and superficial air velocity of1,1 cms-1. During
the monitoring period, two operational strategies were developed, they
were based on the anoxic phase time, which was 13 and 30 minutes for
strategy I and strategy II, respectively. It was observed that after 16 days
of operation, the biomass was already predominantly granular with an
average particle diameter of 660 m and percentage of granules higher
than 80%. However, this condition did not remain stable, having seen a
gradual reduction in the average diameter until day 57º, from which the
percentage of granules stabilized, remaining around 60% until the end of
the first strategy. On strategy II, the percentage of granules remained
around 40%, with average diameter ranging between 150 and 300μm.
The increased time in the anoxic phase of strategy II reflected in an
improvement in the biomass characteristics, such as density and
sedimentation, with SVI30/SVI10 ratio around 80%. Regarding to the
efficiency of treatment, the strategy II had a higher organic carbon
removal efficiency, getting around 80%. This improvement in the
treatment was also observed for ammonia nitrogen, whose average
removals were 25 ± 22% and 57 ± 18%, for the strategies I and II,
respectively. This study concludes that aerobic granules can be formed
naturally, without inoculation with biological sludge, however, these
granules showed relatively unstable, indicating that a longer time is
necessary to complete maturation.