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Tipo: TCC
Título : Estudo da eficiência de remoção de micropoluentes emergentes por um sistema combinado Uasb-Fbp
Autor : Lima, Ricardo Bruno Pinheiro de
Tutor: Santos, André Bezerra dos
Co-asesor: Buarque, Patrícia Marques Carneiro
Palabras clave : UASB-FBP;Tratamento biológico;Micropoluentes emergentes;UASB-FBP;Biological treatment;Emergent micropollutants
Fecha de publicación : 2017
Citación : LIMA, R. B. P. de (2017)
Resumen en portugués brasileño: O estudo dos micropoluentes emergentes (ME) (e.g. fármacos, hormônios naturais e seus subprodutos, produtos de limpeza e higiene pessoal) vem ganhando grande interesse pela comunidade científica, haja vista que seus efeitos (e.g. toxicidade aquática, seleção de bactérias patogênicas, desregulação endócrina e genotoxicidade) podem ser bastante danosos à saúde humana e ao equilíbrio da fauna e da flora. A principal via de contaminação desses compostos é o descarte inadequado, nas instalações sanitárias, de medicamentos não usados ou com prazos de validade expirado e lançamento de efluentes domésticos, derivadas dos chuveiros, lavatórios, lavanderias e excretas de indivíduos que podem conter medicamentos de uso oral e hormônios naturais. Investigações sobre a remoção de ME em sistemas de tratamento de esgotos usualmente vêm sendo realizadas em tecnologias de elevado custo como lodo ativado, membranas etc., instaladas em países desenvolvidos. Diante do exposto, surgiu-se a necessidade de desenvolver sistemas de tratamento eficientes e de baixo custo, capazes de reduzir os impactos ambientais causados associados à presença desses compostos. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de remoção de alguns ME (Estrona E1, Estradiol Etinilestradiol EE2, Trimetoprima TMP, Sulfametoxazol SFX, Diclofenaco DCF e Bisfenol A BPA) utilizando um sistema combinado anaeróbio microaeróbio (reator de manta de lodo e fluxo ascendente UASB) e aeróbio, com aeração natural e forçada (filtro biológico percolador FBP). O reator UASB, com volume útil de 3,7 L, operou com TDH de 7 h e COV de 3,7 kg/m3.dia. Já o FBP, com 38 L de volume útil e aparas de conduítes como meio suporte, trabalhou com um TDH de 72 h, COV de 0,03 kg DQO/m3.dia e TAS de 0,32 m3/m2.dia, caracterizando-se como um sistema de baixa taxa. A pesquisa foi realizada em seis fases distintas, envolvendo aclimatação (Fase I); inserção dos micropoluentes (Fase II); implementação da microaeração no reator UASB, utilizando ar sintético (20% mol de O2), a partir de um controlador de fluxo de mássico de gás com vazão de 1,0 mL/min (Fase III); adição de uma coluna de borbulhamento (volume útil de 4 L e TDH de 5 h) a montante do FBP (Fase IV), visando aumentar a disponibilidade de oxigênio dissolvido no meio; desligamento e reativação da aeração na coluna (Fases V e VI), respectivamente, para avaliar a eficácia desse sistema de aeração. O sistema UASB-FBP apresentou bastante estabilidade operacional durante todas as fases de operação, com remoções de matéria orgânica, na forma de DQO, superiores a 90%, com maior parte sendo removida ainda no reator UASB. Este se mostrou pouco eficiente na remoção de micropoluentes quando operou sob condições anaeróbias estritas, apresentando2 média de eficiência de remoção máxima de 58,03% para o Bisfenol A fase III e mínima de 1,11 % para Diclofenaco fase VII. Entretanto, a microaeração (fase III) melhorou sobremaneira a remoção desses micropoluentes, com eficiências entre 51,59% e 58,03% para todos os compostos avaliados: BPA 58,03%; para DCF 52,59%; para a E1 51,59%; para o EE2 55,2%; para o SFX 56,73% e para a TMP 52,55%. Em todas as etapas de operação, a remoção desses compostos no FBP foi bastante eficiente apresentando uma média máxima de remoção de 82,88% para Sulfametoxazol na fase V, principalmente com o incremento na concentração de oxigênio dissolvido no meio, realizado por meio de aeração forçada com o auxílio de uma coluna de borbulhamento, reforçando que a disponibilidade de oxigênio contribui efetivamente para o aumento na remoção de micropoluentes emergentes. Assim, concluiu-se que o sistema em estudo se apresentou como uma ótima alternativa ao tratamento de fármacos e hormônios de esgotos sanitários.
Abstract: The study of the emergent micropollutants (EM) (e.g. drugs, natural hormones and their byproducts, cleaning and personal hygiene products) has been gaining great interest in the scientific community since their effects (e.g. aquatic toxicity, selection of pathogenic bacteria, endocrine disruption and genotoxicity) can be very harmful to human health and to the balance of fauna and flora. The main route of contamination of these compounds is the inadequate disposal, in the sanitary facilities, of unused or expired medicines and the release of domestic effluents, derived from showers, lavatories, laundries and excreta of individuals who may contain oral medications and natural hormones. Investigations regarding the removal of EM in wastewater treatment plants have been conducted in high-cost technologies such as activated sludge, membranes etc., installed in developed countries. In view of the above, there was the necessity of the development of efficient and low cost treatments systems capable of reducing the environmental impacts caused by the presence of these compounds. So the aim of this study was to evaluate the efficiency of removal of some micropollutants (Estrone - E1, Estradiol - E2, 17 Ethinylestradiol - EE2, Trimethoprim - TMP, Sulfamethoxazole - SMX, Diclofenac - DCF and Bisphenol A - BPA) using a combined anaerobic-microaerobic system (up-flow anaerobic sludge blanket reactor - UASB) and aerobic, with natural and forced aeration (biological trickling filter - BTF). The UASB reactor, with a useful volume of 3.7 L, operated with hidraulic retention time (HRT) of 7 h and organic loading rate (OLR) of 3.7 kg / m3.day. On the other hand, the FBP, with 38 L of useful volume and conduit shavings as filter media, worked with a HRT of 72 h, OLR of 0.03 kg COD / m2.day and superficial application rate (SAR) of 0.32 m3 / m2.day, characterizing as a low-rate system. The research was carried out in six distinct phases, involving acclimatization (Phase I); Insertion of the micropollutants (Phase II). Iplementation of the microaeration in the UASB reactor, using synthetic air (20% mol O2), from a gas mass flow controller with flow rate of 1.0 mL / min (Phase III); Addition of a bubbling column (4 L of useful volume and HRT of 5 h) upstream of the FBP (Phase IV), aiming to increase the availability of dissolved oxygen in the stream and the column aeration desactivation and reactivation (Phases V and VI), respectively, to evaluate the effectiveness of the aeration system. The UASB-FBP system showed a great operational stability during all operation phases, with removal of organic matter in the form of COD, higher than 90%, with most of it being removed still in the UASB reactor. This was shown to be inefficient in the removal of micropollutants when operated under restricted anaerobic conditions, with2 maximum removal efficiency of 58.03% for Bisphenol A - phase III and a minimum of 1,11% for Diclofenac - phase VII. However, the microaeration (phase III) has greatly improved the removal of these micropollutants, with efficiencies between 51.59% and 58.03% for all evaluated compounds: BPA - 58.03%; For DCF - 53.0%; For E2, 17 - 52.59%; For E1 - 51.59%; For EE2 - 55.2%; For SFX - 56.73% and for TMP - 52.55%. In all stages of operation, the removal of these compounds in the FBP was very efficient, presenting a maximum average removal of 82.88% for Sulfamethoxazole in phase V, mainly with the increase in dissolved oxygen concentration in the medium, carried out by forced aeration with the aid of a bubbling column, reinforcing the fact that the availability of oxygen contributes effectively to the increase in the emergent micropollutants removal. Thus, it was concluded that the system under study is presented as a great alternative to the treatment of drugs and hormones in sanitary sewage.
Descripción : LIMA, Ricardo Bruno Pinheiro de. Estudo da eficiência de remoção de micropoluentes emergentes por um sistema combinado Uasb-Fbp. 2017. 56 f. Monografia (Graduação em Engenharia Ambiental)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/36395
Aparece en las colecciones: ENGENHARIA AMBIENTAL - Monografias

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