Mestrado em Engenharia do AmbienteO objectivo deste projecto consistiu em averiguar a aplicação do processo de
digestão anaeróbia para eliminar/ reduzir os compostos de AOX presentes no
efluente do primeiro estágio de branqueamento de pasta Kraft, de modo a
evitar o seu lançamento para o meio ambiente, quer através da deposição das
lamas biológicas produzidas na estação de tratamento de efluentes industriais
(ETEI) quer através do efluente líquido tratado. A presença de compostos AOX
no efluente do primeiro estágio do branqueamento de pasta resulta na
obtenção de elevadas concentrações desses compostos nas lamas biológicas,
dado que o processo utilizado no tratamento do efluente fabril global não levou
à sua degradação, o que impossibilitou o uso destas lamas para fins agrícolas,
uma vez que a concentração destes compostos nas lamas é superior à
permitida por lei. Atendendo a este facto e ao longo tempo de vida destes
compostos, é preferível efectuar a remoção dos mesmos logo após a sua
produção, reduzindo deste modo a quantidade que chega às lamas biológicas
produzidas na ETEI.
Numa primeira abordagem experimental, através da realização de testes
descontínuos pretendeu-se avaliar a biodegradabilidade do efluente em estudo
e a remoção de compostos AOX para diferentes proporções de biomassa/
substrato, tendo-se ainda monitorizado outros parâmetros relevantes.
Os resultados obtidos nesta fase permitiram concluir que a remoção de AOX é
mais eficiente usando uma maior concentração de biomassa, para se poderem
atingir cargas orgânicas mais elevadas. Para além disso, a maior concentração
de biomassa confere uma maior estabilidade à remoção de matéria orgânica.
Verificou-se ainda que o efluente em estudo contém compostos dificilmente
biodegradáveis, para além do AOX, pelo que a biomassa necessita de se
adaptar ao efluente, de tal modo que a maioria da matéria orgânica removida e
da produção de metano apenas se verificaram ao fim de 24 horas de
operação.
III
.
Numa segunda fase, através da operação de reactores semi-contínuos,
pretendeu-se obter dados adicionais aos ensaios descontínuos de
biodegradabilidade e assim poderem ser optimizadas as condições de
operação dos reactores anaeróbios tratando este tipo de efluente.
Os resultados obtidos nesta fase mostram que no ensaio conduzido com a
maior concentração de biomassa (10g SSV L-1) os incrementos de carga
orgânica não afectaram negativamente a remoção de AOX. Assim, o ensaio
conduzido com a maior concentração de biomassa é aquele que apresenta
melhores remoções de AOX, obtendo-se valores de 70 a 75% para cargas até
cerca de 0,5g CQOs L-1.dia-1.
No que diz respeito à remoção de matéria orgânica verifica-se que quanto
maior for a carga orgânica aplicada menor é a remoção de matéria orgânica, o
que denota haver inibição do processo de biodegradação pelo substrato. O
uso de uma maior concentração de biomassa conduz maioritariamente a
eficiências mais elevadas de remoção de matéria orgânica.
A quantidade de metano produzido nos ensaios conduzidos com maior
concentração de biomassa é maioritariamente superior aos ensaios realizados
a menor concentração de biomassa, sendo é máxima para a carga de 0,34 g
CQOs L-1.dia-1, que também é a carga obtida na maximização da remoção de
AOX (73%).
ABSTRACT: The aim of this study consisted on the evaluation of the anaerobic digestion
process to eliminate or remove the AOX compounds present in the effluent of
the first stage of bleaching Kraft pulp, in order to avoid their discharge to the
natural environment, either through the disposal of biological sludge produced
in the wastewater treatment plant or through the discharge of the treated
effluent. The presence of this compounds in this effluent results in high
concentrations in the biological sludge, because the aerobic process used in
the treatment of the industrial effluent did not remove them. This fact does not
allow the use of biological sludge for agricultural purposes, because their AOX
concentration is above the limit established by law. Considering this fact and
that these compounds have long half-life periods, it is preferable to remove
them after their production, reducing the amount that reach the biological
sludge in the treatment plant.
In a first phase, it was intended to evaluate the biodegradability of the effluent
under study and the removal of AOX compounds using different
biomass/substrat ratios in batch assays. In these assays were also monitored
other relevant parameters.
V
abstract
The results obtained in the first phase allow the conclusion that the AOX
removal is more efficient using a higher biomass concentration, in order to
reach higher organic loads. Another conclusion is that a higher biomass
concentration gives more stability to the process namely organic matter
removal. The effluent under study is rich in slow biodegradable compounds
besides AOX. Due to that, the time required for biomass acclimation is higher,
so organic matter removal and methane production only begins after 24 hours
of operation.
In a second phase, with the operation of semi-continuos reactors, it was aimed
to obtain additional data to those obtained in the batch assays, in order to
optimize the operational conditions for the anaerobic reactors treating this type
of effluent.
The results obtained in this phase show that the increase on organic load do
not affect the AOX removal in the assay conducted with a higher biomass
concentration (10g VSS.L-1). Therefore, this assay presents the higher AOX
removal efficiencies (70-75%) for loads up to 0,48g CODs.L-1.day-1.
Concerning the organic matter removal the higher the organic load applied the
lower the removal, indicating that the effluent compounds have an inhibitory
effect on the biodegradation. The use of a higher biomass concentration leads
to higher removals.
The amount of methane produced in the assay using a higher biomass
concentration is also superior, being the highest at the load of 0,34g CODs.L-
1.day-1. It is also for this load that the AOX removal reaches the maximum