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Tipo do documento: Dissertação
Título: Partida de um sistema de lodo granular aeróbio em escala plena: avaliação da formação de biomassa e de seu desempenho no tratamento biológico de esgoto sanitário
Título(s) alternativo(s): Start-up of a full-scale aerobic granular sludge system: evaluation of biomass formation and its performance in the biological treatment of sanitary sewage
Autor: Roberti, Gabriel
Primeiro orientador: Bila, Daniele Maia
Primeiro coorientador: Bassin, João Paulo
Primeiro membro da banca: Santos, Ana Silvia Pereira
Segundo membro da banca: Campos, Juacyara Carbonelli
Resumo: A tecnologia de lodo granular aeróbio tem-se mostrado promissora para o tratamento de águas residuárias. Apesar das inúmeras pesquisas utilizando esse processo para o tratamento de efluentes industriais e esgotos domésticos pelo mundo, ainda há poucos estudos em escala plena. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o início do processo de granulação aeróbia e o desempenho do tratamento biológico durante a partida da primeira planta de lodo granular aeróbio, em escala plena, da América Latina, destinada ao tratamento de esgoto sanitário. A estação de tratamento de Deodoro, localizada no município do Rio de Janeiro, foi projetada para operação em duas etapas distintas, com vazões de 750 L.s-1 (atual) e 1000 L.s-1 (futura). A unidade é composta por três reatores em batelada sequencial, e o início de sua operação se deu em julho de 2016. Para esse estudo, a planta foi monitorada durante 272 dias por meio de análises físico-químicas e microscópicas. A inoculação do reator biológico foi realizada com lodos ativados de uma planta convencional. O afluente aos reatores apresentou grandes oscilações de concentração em função da dinâmica e características locais da rede de coleta. Os valores médios de DBO, DQO e SST no afluente foram de 61 mg.L-1, 152 mg.L-1 e 71,5 mg.L-1, respectivamente. Apesar da oscilação das características do afluente e das baixas cargas orgânicas aplicadas aos reatores (de aproximadamente 0,5 kgDQO.m-³.d-1), o sistema foi capaz de suportar tais condições, mantendo-se estável. Os percentuais médios de remoção de DQO, SST, fósforo, nitrogênio amoniacal e nitrogênio total foram de 85%, 84%, 55%, 92% e 73%, respectivamente, mesmo sem exigência legal e premissa de projeto para remoção de nutrientes. Durante o período de monitoramento da fase de start-up, os requisitos legais da legislação ambiental vigente foram plenamente atendidos logo nas primeiras semanas de operação, obtendo-se valores médios de DBO, DQO e SST efluentes de 6 mg.L-1, 22 mg.L-1, 7,5 mg.L-1, respectivamente. O início do processo de granulação foi evidenciado, observando-se a formação de algumas estruturas granulares. No entanto, devido às baixas cargas orgânicas aplicadas, o percentual de granulação durante todo o período de operação do reator foi de apenas 5,5%. Finalmente, este estudo demonstrou que, apesar dos desafios a serem enfrentados, sobretudo em função das características do esgoto diluído utilizado, a tecnologia de lodo granular aeróbio pode ser efetivamente implementada no tratamento de efluentes domésticos no contexto nacional, atingindo excelente qualidade final de efluente tratado.
Abstract: Aerobic granular sludge technology has been shown to be promising for wastewater treatment. Despite the several investigations applying this process for the treatment of industrial and domestic wastewater worldwide, there are still few studies in full-scale settings. The aim of the present work was to evaluate the development of the aerobic granulation process and the biological treatment performance during the start-up of the first full scale aerobic granular sludge plant in Latin America for the treatment of sanitary sewage. The Deodoro treatment plant, located in the city of Rio de Janeiro, was designed to be operated in two distinct stages, with flows of 750 L.s-1 (current) and 1000 L.s-1 (future). The unit is composed of three sequencing batch reactors, and its operation began in July 2016. For this study, the plant was monitored for 272 days by physicochemical and microscopic analysis. The inoculation of the biological reactor was carried out with activated sludge from an existing conventional plant. The influent sewage exhibited great concentration oscillations due to the dynamics and local characteristics of the collection network. The mean values of BOD, COD and SST in the influent were 61 mg.L-1, 152 mg.L-1 and 71.5 mg.L-1, respectively. Despite the oscillation of the influent characteristics and the low organic loads applied to the reactors (approximately 0.5 kg COD.m-3.d-1), the system was able to withstand such conditions while maintaining stability. The average percentages of COD, SST, phosphorus, ammonium and total nitrogen removal were 85%, 84%, 55%, 92% and 73%, respectively, even without legal requirement and design premise for nutrient removal. During the monitoring period of the start-up phase, the legal requirements of the current environmental legislation were fully met in the first weeks of operation, resulting in average effluent BOD, COD and SST concentrations of 6 mg.L-1, 22 mg.L-1, 7.5 mg.L-1, respectively. Even without legal requirement and project premise, high percentages of ammonium and total nitrogen removal were achieved, with mean values of 92% and 73%, respectively. The beginning of the granulation process was evidenced, and the formation of some granular structures was noticed. However, due to the low organic load applied, the percentage of granulation during the entire reactor operating period was only 5.5%. Finally, this study demonstrated that, despite the challenges to be faced, especially due to the characteristics of sewage in Brazil, aerobic granular sludge technology can be effectively implemented in the treatment of domestic sewage in the national context, achieving excellent quality of treated effluent.
Palavras-chave: Environmental engineering
Aerobic granular sludge
Biological sewage treatment
Organic matter removal
Nitrification
Engenharia ambiental
Lodo granular aeróbio
Tratamento biológico
Esgoto sanitário
Remoção de matéria orgânica
Nitrificação
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
Citação: ROBERTI, Gabriel. Partida de um sistema de lodo granular aeróbio em escala plena: avaliação da formação de biomassa e de seu desempenho no tratamento biológico de esgoto sanitário. 2018. 31 f. Dissertação (Mestrado em Saneamento Ambiental: controle da poluição urbana e industrial) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/10864
Data de defesa: 30-Ago-2018
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental

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