Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo

Resumo: As vantagens do sistema combinado anaeróbio/aeróbio estão relacionadas às remoções de matéria orgânica e nutrientes, além de poder realizar a recirculação de lodo aeróbio excedente para a unidade anaeróbia a fim de garantir sua estabilidade, simplificando etapas do tratamento do lodo. Porém...

Resumo: As vantagens do sistema combinado anaeróbio/aeróbio estão relacionadas às remoções de matéria orgânica e nutrientes, além de poder realizar a recirculação de lodo aeróbio excedente para a unidade anaeróbia a fim de garantir sua estabilidade, simplificando etapas do tratamento do lodo. Porém são poucos os estudos que enfatizam a avaliação da qualidade do lodo de descarte gerado em sistemas combinados que realizam apenas a recirculação do efluente tratado, sem a recirculação do lodo. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar um sistema combinado anaeróbio/aeróbio, em escala de bancada, composto por filtro anaeróbio - FA (volume útil de 32,6 L) seguido de biofiltro aerado submerso - BAS (volume útil de 17,6 L) e de decantador secundário - DEC (volume útil de 7,2 L) com ênfase na recirculação do efluente e na caracterização do lodo gerado. A operação foi realizada de forma a manter otimizada tanto a remoção da matéria orgânica carbonácea e nitrogenada. A alimentação do sistema ocorreu com vazão constante de esgoto sanitário, produzindo um tempo de detenção hidráulica de 23,13 h. Foram avaliadas 5 razões de recirculação do efluente tratado: 0,5; 1,5; 2,0; 4,0 e 6,0 vezes a vazão do efluente bruto. Dentre os principais resultados destaca-se a não influência da razão de recirculação na eficiência de remoção de matéria orgânica, avaliada na forma de DQO, cujos valores se situaram entre 89 a 90%. A cada aumento no valor da razão de recirculação, até o valor de 4,0, houve uma diminuição da concentração de N-NH3 no efluente tratado, com valor de 3,2 ± 9,5 mg N-NH3 L-1, ocasionado tanto pelo efeito de diluição (aumento da recirculação), quanto pela conversão do N-NH3 a compostos oxidados de nitrogênio. A razão de recirculação de 6,0 vezes provocou um aumento na concentração de nitrogênio amoniacal no efluente tratado, 15,2 ± 9,5 mg N-NH3 L-1, indicando ser uma limitação para o processo. O monitoramento da qualidade do lodo de descarte no sistema combinado ocorreu no FA, BAS e DEC, onde foram utilizados como indicadores a relação de sólidos suspensos voláteis/sólidos suspensos totais (SSV/SST) e carbono orgânico total (COT). Esses valores foram correlacionados com aqueles obtidos em ensaio adaptado de respirometria de Bartha, utilizado com a finalidade de obter uma maior compreensão sobre o grau de estabilidade biológica. Apesar do lodo descartado do DEC possuir SSV/SST de 0,92 a 0,94, ele apresentou menores taxas de produção específica de CO2 no ensaio de respirometria, 0,056 a 0,073 mg CO2 mg SSV-1 dia-1. Como referência utilizou-se lodo não estabilizado de uma ETE em escala real, que apresentou valor médio de 0,087 ± 0,020 mg CO2 mg SSV-1 dia-1, com uma relação de SSV/SST de 0,70. O conjunto dos resultados, em especial o ensaio de respirometria, indicou que o lodo de descarte do DEC apresentava estabilização biológica, não havendo a necessidade de sua recirculção para a unidade anaeróbia

Abstract: The advantages of the combined anaerobic/aerobic relate to the removal of organic matter and nutrients, and can accomplish the recirculation of the surplus aerobic sludge to anaerobic unit to ensure its stability, simplifying steps of sludge treatment. But there are few studies that...

Abstract: The advantages of the combined anaerobic/aerobic relate to the removal of organic matter and nutrients, and can accomplish the recirculation of the surplus aerobic sludge to anaerobic unit to ensure its stability, simplifying steps of sludge treatment. But there are few studies that emphasize the quality evaluation of sludge discard generated in combined systems that perform only the recirculation of treated effluent without recirculation of sludge. Thus, this study aimed to evaluate a system combined anaerobic/aerobic, bench scale, composed of anaerobic filter - AF (useful volume of 32,6 L) followed by aerated submerged biofilter - ASB (useful volume of 17,6 L) and settling tank - ST (volume of 7,2 L) with emphasis on recirculation of the effluent and sludge generated in the characterization. The operation was performed in order to maintain optimal removal of both carbonaceous and nitrogenous organic matter. The system feeding occurred with constant flow of sewage, producing a hydraulic retention time of 23,13 h. We evaluated 5 reasons recirculation of treated effluent: 0,5; 1,5; 2,0; 4,0 and 6,0 times the flow of raw wastewater. Among the main results stands out the not to influence the recirculation ratio on removal efficiency of organic matter, measured as COD, whose values were between 89 - 90%. Every increase in the value of the recirculation ratio, until the value of 4,0, there was a decrease in the N-NH3 concentration in the treated effluent with a value of 3,2 ± 9,5 mg N-NH3 L-1, so much occasioned for the dilution effect (increased of the recirculation), and by the conversion of ammonia nitrogen for oxidized nitrogen compounds. The reason of recirculation of 6,0 times provoked an increase in the concentration of ammonia nitrogen in the treated effluent, 15,2 ± 9,5 mg N-NH3 L-1, indicating to be a limitation the process. The monitoring of the quality of the discard sludge in the combined system happened in the AF, ASB and ST, where they were used as indicators the relationship to volatile suspended solids/total suspended solids (VSS/TSS) and total organic carbon (TOC). These values were correlated with those obtained from respirometry assay adapted from Bartha's respirometric method, used in order to obtain a better understanding of the degree of biological stability. In spite of the discarded sludge of ST to possess VSS/TSS of 0,92 to 0,94, it presented smaller taxes of specific production of CO2 in the respirometry assay, 0,056 to 0,073 mg CO2 mg VSS-1 dia-1. As a reference we used non-stabilized sludge from a full-scale WWTP, which showed a mean value of 0,087 ± 0,020 mg CO2 mg VSS-1 dia-1, with a ratio of VSS/TSS 0,70. The set of results, in particular the respirometry test indicated that the discard sludge of ST had biological stabilization, without the need to drive your recirculation anaerobic