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Remoção de nitrogênio via nitrito de efluentes com elevadas concentrações de nitrogênio e baixas relações DQO/N em reator operado na forma de bateladas sequenciais (SBR)

By Estela Cláudia Ferretti

Abstract

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009Em processos biológicos de remoção de nutrientes, a matéria orgânica pode ser um fator limitante para a desnitrificação, especialmente em se tratando de efluentes com altas concentrações de nitrogênio e baixas relações DQO/N. Deste modo, os processos que lançam mão da nitrificação parcial vêm sendo amplamente estudados para o tratamento deste tipo de efluente, tendo em vista algumas vantagens como a economia de fonte de carbono possibilitada por este processo. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo estudar a influência da forma de alimentação sobre o tratamento de efluente sintético com baixa relação DQO/N, utilizando períodos intermitentes de aeração em SBR (Reator operado em Bateladas Seqüenciais) para obter a nitritação/desnitrificação via nitrito. Foram obtidas remoções de nitrogênio de 86%, para o sistema operando com alimentação distribuída ao longo do ciclo sendo elevada para 96% com a alimentação realizada de forma breve (pulsos) e com a adição de matéria orgânica em fases anóxicas. Medidas de atividade da biomassa mostraram que a exposição da biomassa a baixas concentrações de amônio constitui uma desvantagem para o processo realizado em SBR. Deste modo, alimentações realizadas em pulsos proporcionaram operações com 250 mg N-NH4.L-1 no reator sendo alcançada velocidade específica de consumo de amônio elevada de 3,7 mg N-NH4.gSST-1.L-1 para de 18 mgN-NH4.gSST-1.L-1. Foram encontradas eliminações de nitrogênio de cerca de 30% em condições de plena aeração, sugerindo a possibilidade de eliminação do nitrogênio por processo de nitrificação e desnitrificação simultânea (SND). Ensaios desnitrificantes mostraram que inicialmente cerca de 50% do consumo de matéria orgânica em fase anóxica é destinado a outros fins que não a desnitrificação, sendo 30 a 40 % destinado ao acúmulo de poli-3-hidroxibutirato. A mudança na forma de alimentação permitiu a formação de aglomerados de célula maiores e mais compactos, favorecendo a existência de zonas anóxicas internas e auxiliando o processo de eliminação de nitrogênio em fase aeróbia. Ainda neste trabalho, em estudo acerca da composição da DQO residual foi verificado que a maior parte desta é decorrente da presença de ácido etilenodiamino tetra acético (EDTA) e que, compostos como cloreto de sódio e ácido clorídrico, são interferntes na metodologia adotada.In biological processes of nutrient removal, organic matter can be a limiting factor for denitrification, especially in the treatment of wastewater containing high nitrogen and low carbon concentrations. Thus, recently, considerable attention has been given to processes that favor the partial nitrification focusing on some benefits as the economy of carbon source made possible by these processes. This study investigates the influence of the feeding pattern on the treatment of synthetic effluent with low COD/N ratio, using intermittently aeration in a SBR (sequencing batch reactor) to obtain a partial nitrification. Nitrogen removals increased from 86% to 96% when the feeding was carried out in a pulse form, with addition of organic matter at the beginning of anaerobic periods. Activity measurements show that a biomass exposure to low ammonium concentrations was a disadvantage to nitrification process on SBR. By introducing higher substrate concentrations in the reactor (lower distribution of the medium) the activity of ammonium oxidizing bacteria was increased from 3.7 mg NNH4 . gSST-1.L-1 to 18 mgN-NH4.gSST-1.L-1. A Nitrogen removal around 30% was found during fully aerobic periods (DO. 4mgO2.L-1), without any addition of COD in these phases, suggesting the occurrence of simultaneous nitrification and denitrification processes (SND). Denitrification assays verified that initially, around 50% of organic source was intended to other process than denitrification and that around 30-40% of it was forwarded for a polyhydroxybutyrate accumulation. The feeding carried out in pulses propitiated formation of biggest and compact flocs in the system favoring the existence of internal anaerobic zones and contributing to nitrogen elimination during aerobic stages. In addition a residual COD investigation shows that the presence of ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) on synthetic wastewater and interferences on methodology by compounds as sodium and hydrochloric acid

Topics: Engenharia quimica, Materia organica, Nitrogenio, Nitrificação, Nitritos
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.RI_UFSC:oai:repositorio.ufsc.br:123456789/93190
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