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Tese

Reator termofílico acidogênico/sulfetogênico seguido de reator metanogênico para tratamento de água residuária rica em sulfato (2018)

  • Authors:
  • Autor USP: GARCIA, CAROLINA GIL - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SHS
  • Subjects: TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS; REATORES ANAERÓBIOS
  • Keywords: Produção de metano; Separação de fases; Sulfeto; Sulfetogênese em fase ácida
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: O tratamento de água residuária rica em sulfato por via de processo anaeróbio é um grande desafio, devido ao potencial de redução do sulfato pela via biológica a sulfeto, o que pode inviabilizar o aproveitamento do biogás e afetar o tratamento por seus efeitos tóxicos e inibitórios. Neste contexto, o presente trabalho investigou a potencial aplicação da separação de fase para minimizar tais problemas de operação. A operação de reator de primeira fase visa estabelecer um ambiente sulfetogênico sob condições acidogênicas. Os efeitos da pré-acidificação da água residuária sobre a produção de metano foram avaliados por meio do monitoramento de dois reatores metanogênicos, um sistema de fase única alimentado com água residuária rica em sulfato e um sistema de duas fases alimentado com água residuária acidificada. Em todos os casos foram utilizados reatores anaeróbios de leito estruturado, aplicada condições termofílica de temperatura (55°C). Para o sistema de primeira fase, dois reatores com diferentes materiais foram comparados: reator com cilindros de polietileno de baixa densidade (RAS-PEBD) com cinco etapas de operação (13 subetapas) e outro reator com cubos de espuma de poliuretano (RAS-PU) com quatro etapas de operação. As principais estratégias operacionais para otimização da redução do sulfato a variação do tempo de detenção hidráulica (TDH: 6-15 h RAS-PEBD; 12 - 16 h RAS-PU ), carga orgânica volumétrica (COV afl: 10 - 20,0 kg-DQO/'M POT.3'.d - RAS-PEBD; 15 - 20 kg-DQO/'M POT.3'.d - RAS-PU), carga de sulfato volumétrica (CSV: 3,2-16,0 kg-'SO IND.4'/'M POT.3'.d - RAS-PEBD; 4 - 8 kg-'SO IND.4'/'M POT.3'.d - RAS-PU) e velocidade ascensional (Va: 0,06 3,35 m/h - RAS-PEBD; 3,42 7,9 m/h - RAS-PU). Após longo período de adaptação da biomassa no RAS-PEBD, verificou-se o aumento da eficiência e stripping do sulfeto.A recirculação controlada do efluente foi um fator chave para melhoria do sistema. O mesmo não foi obtido em RAS-PU, apresentando perda de desempenho devido a problemas de colmatação e subsequente aparecimento de vias preferenciais. O efluente do reator de primeira fase com carga de sulfato residual menor que 7% (COV efl de 15,12 kg-DQO/'M POT.3'.d e sulfeto de 256 mg/L, subetapa X) foi aplicado em reator metanogênico de segunda fase (RMI). Considerando a comparação entre os sistemas metanogênicos, fixou-se uma carga orgânica ('CO') inicial de 2,5 g-DQO/d, sendo aumentada até 5 g/d. A partida do reator de fase única apresentou limitações, requerendo aplicação de baixos valores de 'CO', o que demandou 140 dias até a estabilização para a carga de 5 g-DQO/d. Por sua vez, o sistema com duas fases necessitou de 102 dias e apresentou maior geração de metano (R MI 1,95 L-'CH IND.4'/d e R MII 1,76 L-'CH IND.4'/d). A separação de fases permitiu a geração de efluente acidificado com menores concentrações de sulfato residual, resultando em maior produção de metano e reduzida concentração de sulfeto no biogás no sistema de duas fases, quando comparado ao sistema de fase única
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 11.05.2018
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      GARCIA, Carolina Gil. Reator termofílico acidogênico/sulfetogênico seguido de reator metanogênico para tratamento de água residuária rica em sulfato. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-18032019-150049/. Acesso em: 23 abr. 2024.

    • APA

      Garcia, C. G. (2018). Reator termofílico acidogênico/sulfetogênico seguido de reator metanogênico para tratamento de água residuária rica em sulfato (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-18032019-150049/

    • NLM

      Garcia CG. Reator termofílico acidogênico/sulfetogênico seguido de reator metanogênico para tratamento de água residuária rica em sulfato [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-18032019-150049/

    • Vancouver

      Garcia CG. Reator termofílico acidogênico/sulfetogênico seguido de reator metanogênico para tratamento de água residuária rica em sulfato [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-18032019-150049/

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