Produção e consumo de oxigênio e sua influência na remoção de nutrientes em lagoas de polimento

dc.contributor.advisorSantos, Silvânia Lucas dos
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3125071417158010pt_BR
dc.contributor.authorNascimento, Ana Rachel Melo
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0185286001625477pt_BR
dc.contributor.referees1Haandel, Adrianus Cornelius Van
dc.contributor.referees2Torres, Dayana Melo
dc.date.accessioned2022-06-06T20:07:14Z
dc.date.available2022-06-06T20:07:14Z
dc.date.issued2021-08-19
dc.description.abstractWastewater treatment is fundamental for maintaining public health and promoting environmental health, constituting one of the pillars of basic sanitation. Among the wastewater treatment systems, the association of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) and polishing ponds stands out. In this system, the polishing ponds receive the effluent already clarified by the reactor, increasing photosynthetic activity which results in high consumption of carbon dioxide (CO2) and high pH levels of the water, favoring the removal of ammoniacal nitrogen by desorption and allowing the precipitation of phosphorus salts. Photosynthesis, as well as the efficiency of the treatment itself, is superior when the system is operated in a sequential batch regime in relation to the continuous flow regime. In polishing ponds, the main responsible for the production of oxygen is the photosynthesis process carried out by the algae; while the main responsible for oxygen consumption is the process of oxidation of organic material by bacterias. The rate of oxygen production in LP has great importance for two reasons: the rate of production must be sufficient to supply the oxygen consumption in the pond to oxidize organic material and must also contribute to the increase of pH, enabling removal of nutrients from the wastewater. In this context, this research aims to investigate the influence of the oxygen balance in polishing ponds in a sequential batch regime, fed by effluent from UASB reactor, on nutrient removal processes. For this purpose, an experimental system was developed, it was composed by one UASB reactor with a useful volume of 2,5 m³ operating with a hydraulic retention time of 6 hours and three polishing ponds with volume of 600L with hydraulic retention time of 10 days. The efficiency of nutrients removal was evaluated based on physical-chemical analyzes of Chemical Oxygen Demand (mg / L), ammoniacal nitrogen (mg / L), orthophosphates soluble (mg / L), chlorophyll a (µg / L), total alkalinity (mgCaCO3 / L) and turbidity (NTU) in raw sewage and in the effluent of the reactor and of the ponds. Additionally, polishing ponds were continuously monitored on: the dissolved oxygen (DO), pH and temperature. The results showed that the pond system was efficient in removing nutrients, especially nitrogen, being necessary higher TDH or pH values to achieve better phosphorus removal. The pH was the parameter that directly affects the removal of nutrients, so that the analyzes indicate a strong and opposite correlation between pH and the concentration of residual nutrients. Despite favoring the removal of nutrients, it was found that high pH levels harmed the performance of algaes, so that a brief collapse of the pond was observed in some batches. The DO production by photosynthesis was enough to meet the DO demand for the consumption for the oxidation of organic matter and atmospheric escape by desorption.pt_BR
dc.description.resumoDentre os sistemas de tratamento de águas residuárias existentes, destaca-se a associação de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo (UASB) e Lagoas de Polimento (LPs). Nesse sistema, as lagoas recebem o efluente já clarificado do reator o que aumenta a atividade fotossintética, resultando no elevado consumo de dióxido de carbono (CO2) e altos valores de pH da água residuária, favorecendo a remoção de nitrogênio amoniacal por dessorção e possibilitando a precipitação de sais de fósforo. Em LPs, o principal responsável pela produção de oxigênio é a fotossíntese realizada pelas algas; enquanto o principal responsável pelo consumo de oxigênio é o processo de oxidação do material orgânico pelas bactérias. A taxa de produção de oxigênio em LPs é de grande importância, por duas razões: a taxa de produção tem de ser suficiente para atender o consumo de oxigênio na lagoa para oxidar material orgânico e também deve contribuir para o aumento do pH, possibilitando a remoção de nutrientes do meio. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo investigar a influência do balanço de oxigênio em lagoas de polimento em regime de bateladas sequenciais, alimentadas por efluente do reator UASB, sobre os processos de remoção de nutrientes. Para isto, foi instalado um sistema experimental composto por um reator UASB com volume útil de 2,5 m³ operando com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6 horas e três lagoas de polimento com volume de 600 litros operando em bateladas com TDH de 10 dias. A eficiência na remoção de nutrientes foi avaliada a partir de análises físico-químicas de demanda química de oxigênio (mgO2/L), demanda bioquímica de oxigênio (mgO2/L), nitrogênio amoniacal (mg/L), ortofosfato solúvel (mg/L), clorofila a (µg/L), alcalinidade total (mgCaCO3/L) e turbidez (NTU) no esgoto bruto, no efluente do reator UASB e das LPs. Adicionalmente, nas lagoas de polimento foram monitorados continuamente: o oxigênio dissolvido (OD), pH e temperatura. Os resultados obtidos mostraram que o sistema de lagoas foi eficiente na remoção de nutrientes, em especial o nitrogênio, sendo necessário para remoção de fósforo maiores valores de TDH ou elevados índices de pH. O pH foi o parâmetro que afeta diretamente a remoção de nutrientes, de forma que as análises indicam forte correlação e de sentido oposto entre pH e a concentração de nutrientes residual. Apesar de favorecer a remoção de nutrientes, constatou-se que elevados níveis de pH prejudicaram o desempenho das algas de forma que foi verificado breve colapso da lagoa em algumas bateladas. A produção de OD pela fotossíntese foi suficiente para atender a demanda pelo consumo de OD para oxidação de matéria orgânica e escape atmosférico por dessorção.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationNASCIMENTO, Ana Rachel Melo. Produção e consumo de oxigênio e sua influência na remoção de nutrientes em lagoas de polimento. 2021. 59f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47550
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectLagoa de polimentopt_BR
dc.subjectTaxa de produção de oxigêniopt_BR
dc.subjectTaxa de consumo de oxigêniopt_BR
dc.subjectRemoção de nutrientespt_BR
dc.titleProdução e consumo de oxigênio e sua influência na remoção de nutrientes em lagoas de polimentopt_BR
dc.title.alternativeOxygen production and consumption rates and its influence on nutrients removal in polishing pondspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
Producaoconsumooxigenio_Nascimento_2021.pdf
Tamanho:
3.56 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Nenhuma Miniatura disponível
Baixar