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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação do efeito da adição contínua e pulsada de sal na eficiência, estabilidade operacional, recuperação de recursos e comunidade microbiana em sistemas de granulação aeróbia
Título em inglês: Evaluation of the effect of continuous and pulsed salt addition on efficiency, operational stability, resource recovery and microbial community in aerobic granulation systems
Autor(es): Almeida, Francisca Denise Pereira
Orientador: Santos, Andre Bezerra dos
Palavras-chave em português: Lodo granular aerobio;Adição de sódio;Efluentes salinos;Tratamento de efluentes industriais
Palavras-chave em inglês: Resource recovery;Aerobic granular sludge (AGS); Salt addition; Saline effluents; Granulation;;Alginate-like exopolymers (ALE).;Industrial effluent treatment
Data do documento: 2024
Citação: ALMEIDA, Francisca Denise Pereira. Avaliação do efeito da adição contínua e pulsada de sal na eficiência, estabilidade operacional, recuperação de recursos e comunidade microbiana em sistemas de granulação aeróbia. 2024. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumo: 0 lodo granular aeróbio (LGA) é uma tecnologia emergente de tratamento biológico de efluentes domésticos e industriais que tem se destacado por sua eficiência na remoção de poluentes e por seu grande potencial de recuperação de recursos. Os granulos densos, com alta atividade biológica e excelente sedimentabilidade são responsáveis pela eficiência do tratamento com LGA. Contudo, o longo tempo para que ocorra a granulação da biomassa floculenta e considerado um obstáculo para a aplicação dessa tecnologia. Nessa perspectiva, o presente estudo aplicou a estratégia de adição de NaCl de forma continua e em pulsos salinos, com a finalidade de investigar a influência da adição de sal na granulação, no desempenho, na produção de biopolímeros e na microbiologia em sistemas LGA, assim como avaliar a estabilidade operacional de reatores LGA para efluentes salinos. 0 experimento consistiu na operação de três reatores em bateladas sequenciais (RBS), com o sistema Rl como controle sem adição de sal, o sistema R2 recebendo a dosagem em pulsos alternados de 2,5 g NaCI/L e o R3 com dosagem continua de 2,5 g NaCI/L, com o ciclo de operação com duraão total de 360 minutos. Os resultados obtidos indicam que a adi9ao de sal aos reatores promoveu uma maior concentra9ao de s6lidos suspensos voláteis e uma melhoria na sedimentabilidade, em comparação ao reator Rl. Isso ressalta que a pressão doméstica estimulou o crescimento da biomassa, acelerou a granulação e melhorou as caracteristicas fisicas e de sedimentabilidade da biomassa. 0 processo de granulação ocorreu mais rapidamente no R2 (entre 21 e 25 dias), evidenciando os efeitos positivos da adição intermitente de sal por meio de pulsos altenados. Além disso, a adição de sal não interferiu no desempenho de remoção simultanêa de carbono, nitrogênio e fósforo em sistemas LGA, demonstrando a possibilidade de emprego da referida tecnologia para efluentes de salinidade de ate 2,5 g NaCI/L. Contudo, as eficiencias de remoção de fósforo foram consideradas baixas (8-23%) nos três reatores ao longo da operação. A caracterização microbiológica mostrou a predominância das famílias Rhodobacteraceae e Rhodocyclaceae, as quais estão relacionadas a produção de substâncias poliméricas extracelulares (SPE) e a remoção de carbono e nutrientes. Por ultimo, observou-se que a adição de sal não influenciou em uma maior produção de SPE e de exopolimeros semelhante ao alginato (ALE, alginate-like exopolymers), tanto no reator com dosagem continua, quanto no reator com pulsos altemados. Esse resultado possivelmente decorre da baixa concentração de sal empregada, influenciada também pelo maior consumo de SPE e ALE nos períodos de escassez de substrato (famine) durante a operação dos sistemas. Sendo assim, este estudo apresenta resultados significativos que contribuem para um melhor entendimento do efeito do sal em dosagem continua ou em pulsos coma estratégia de pressão de seleção para acelerar a granulação, assim coma analisar o comportamento do sistema LGA para efluentes salinos.
Abstract: Aerobic granular sludge (AGS) is an emerging technology for the biological treatment of domestic and industrial effluents that has stood out for its efficiency in removing pollutants and its great potential for resource recovery. The dense granules, with high biological activity and excellent sedimentability, are responsible for the AGS treatment efficiency. However, the long time for flocculent biomass granulation to occur is considered an obstacle to the application of this technology. From this perspective, the present study applied the strategy of adding NaCl continuously and in saline pulses, with the purpose of investigating the influence of salt addition on granulation, performance, biopolymer production and microbiology in AGS systems, as well how to evaluate the operational stability of AGS reactors for saline effluents. The experiment consisted of the operation of three sequential batch reactors (SBR), with the Rl system as a control without adding salt, the R2 system receiving dosing in alternating pulses of 2.5 g NaCl/L and the R3 with continuous dosing of 2.5 g NaCl/L, with the operation cycle lasting a total of 360 minutes. The results obtained indicate that the addition of salt to the reactors promoted a higher concentration of volatile suspended solids and an improvement in sedimentability, compared to the Rl reactor. This highlights that osmotic pressure stimulated biomass growth, accelerated granulation and improved the physical and sedimentability characteristics of the biomass. The granulation process occurred more quickly in R2 (between 21 and 25 days), highlighting the positive effects of intermittent salt addition through alternating pulses. Furthermore, the addition of salt did not interfere with the performance of simultaneous removal of carbon, nitrogen and phosphorus in AGS systems, demonstrating the possibility of using this technology for effluents with salinity of up to 2.5 g/L of NaCl. However, phosphorus removal efficiencies were found to be low (8-23%) in the three reactors throughout the operation. The microbiological characterization showed the predominance of the Rhodobacteraceae and Rhodocyclaceae families, which are related to the production of extracellular polymeric substances (EPS) and the removal of carbon and nutrients. Finally, it was observed that the addition of salt did not influence a greater EPS production and alginate-like exopolymers (ALE), both in the reactor with continuous NaCl dosing and in the reactor with alternating saline pulses. This result possibly arises from the low concentration of salt used, also influenced by the greater consumption of EPS and ALE in periods of substrate scarcity (famine) during the operation of the systems. Therefore, this study presents significant results that contribute to a better understanding of the effect of salt in continuous or pulsed dosages as a selection pressure strategy to accelerate granulation, as well as to analyze the behavior of the LGA system for saline effluents.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77393
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/3954141953977056
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-3395-8878
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3626519258208111
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DEHA - Dissertações defendidas na UFC

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