Reator de biofilme fixo aerado submetido à contra-difusão de aceptores e doadores de elétrons para remoção de compostos nitrogenados (2020)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, BRUNO GARCIA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- Subjects: NITRIFICAÇÃO; DESNITRIFICAÇÃO; TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS; REATORES ANAERÓBIOS; BIOFILMES; NITROGÊNIO
- Keywords: Contra-difusão; Nitrificação e desnitrificação simultânea; Poliuretano
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Uma nova configuração de reator, denominada foam-aerated biofilm reactor (FABR), foi avaliada para a remoção de nitrogênio e matéria orgânica de água residuária sintética. Esta nova configuração estabelece a contra-difusão de aceptores e doadores de elétrons no biofilme. Essa característica é especialmente eficaz no tratamento de águas residuárias com baixas relações DQO/N. Nos FABR ensaiados, o ar é injetado em um cilindro interno de aço inox perfurado, envolto por uma camada de espuma de poliuretano. Essa camada de espuma separa o compartimento aerado do compartimento não aerado, que recebe a água residuária. Avaliouse o efeito da espessura da camada de espuma (10, 5 e 2 mm) e da relação DQO/N (5,0 e 2,5). O reator com 2 mm de espessura de espuma não apresentou boa aderência da biomassa e, portanto, não apresentou remoção de N. Os reatores com 5 e 10 mm, alimentados com ambas águas residuária, apresentaram eficiências médias de remoção de nitrogênio total entre 36 e 46%. A eficiência de desnitrificação foi de 100% durante todo o período experimental. Menores valores de espessura de espuma de poliuretano e de carga orgânica aplicada não proporcionaram maior taxa de nitrificação, como era esperado. O crescimento da biomassa foi associado à queda na eficiência de nitrificação, a qual foi restabelecida após descarte de biomassa. Concluiu-se que maior limitação do sistema está associada à resistência à transferência de massa no biofilme e não à espessura da camada de espuma. O aumento dessa resistência ocorreu devido ao crescimento da biomassa no interior da espuma, levando à colmatação dos poros e criando barreiras ao transporte de massa eficiente. Um modelo matemático foi elaborado para descrever o transporte de massa na espuma e as reações no biofilme. A difusividade efetiva e a porosidade do biofilme foram determinadas experimentalmente e incorporadas ao modelo. A análise de sensibilidadedo modelo proposto mostrou que o valor da difusividade efetiva influiu de maneira preponderante nos resultados. Gradientes de concentração de oxigênio, nitrato, nitrito e amônia através do biofilme foram medidos usando microsensores e comparados com os valores calculados pelo modelo. Concluiu-se que o complexo de fibras de espumas e células bacterianas podem ser considerados como um biofilme, desde que considerada a difusividade efetiva adequada, que depende do grau de colmatação dos poros.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2020
- Data da defesa: 13.11.2020
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ABNT
SILVA, Bruno Garcia. Reator de biofilme fixo aerado submetido à contra-difusão de aceptores e doadores de elétrons para remoção de compostos nitrogenados. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-19082021-103345/. Acesso em: 11 maio 2024. -
APA
Silva, B. G. (2020). Reator de biofilme fixo aerado submetido à contra-difusão de aceptores e doadores de elétrons para remoção de compostos nitrogenados (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-19082021-103345/ -
NLM
Silva BG. Reator de biofilme fixo aerado submetido à contra-difusão de aceptores e doadores de elétrons para remoção de compostos nitrogenados [Internet]. 2020 ;[citado 2024 maio 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-19082021-103345/ -
Vancouver
Silva BG. Reator de biofilme fixo aerado submetido à contra-difusão de aceptores e doadores de elétrons para remoção de compostos nitrogenados [Internet]. 2020 ;[citado 2024 maio 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-19082021-103345/ - Efeitos do tempo de aeração no desempenho de reator de leito estruturado e aeração intermitente usado para remoção de matéria orgânica e nitrogênio de efluente de reator UASB
- Obtenção do coeficiente de difusividade da amônia em biofilme aderido a espuma de poliuretano aplicado à nitrificação e desnitrificação simultâneas
- Effects of intermittent aeration periods on a structured-bed reactor continuously fed on the post-treatment of sewage anaerobic effluent
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