Degradação de efluentes lácteos em reactores
UASB com recirculação
Departamento de Ambiente e Ordenamento
18/12/2008
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Efluentes de lacticínios = Efluentes complexos
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tratamento anaeróbio
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Alguns resultados obtidos (teste 3 – 4,46 g/l)
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Percentagem de remoção CQOcol+sol dia 1 e dia 2
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Carga (g CQO/l)
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CH4 cumulativo dia 1 e dia 2 em função da carga aplicada
y = 2.4736x - 0.0995
R² = 0.9892
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CQOcoloidal+solúvel e CQOsolúvel teste 4 (8,51 g/l)
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Tempo (d)
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Relação entre qCH4 e qCQOcoloidal+solúvel
y = 0.4518x + 0.0053
R² = 0.9899
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r2=0,9866
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2002)
q(gCQO/gSSV.d
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Tabela parâmetros ajustes
Parâmetros qCQOcol+sol qCH4
qCQOrembatch (Nadais,
2002)
qmax 3,044 1,1750 2,0 – 2,4
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Análise da Biomassa
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Coloração com
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Fotografias dos flocos
Fotografias dos flocos
Fotografias dos flocos
Os bastonetes compridos, parecem predominar nos flocos. Por
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Fotografias do sobrenadante
Fotografias do sobrenadante
Fotografias do sobrenadante
Os cocus (forma esférica) parecem maiores nas fotos do
sobrenadante.
Conclusões
Há uma remoção
muito rápida de
CQO, evidenciada
pela diminuição
abrupta no primeiro
dia
Não é seguida por
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Conclusão
A qCQOcol+sol, para cargas superiores a 8
g/l é cerca de 30% superior , em relação a
testes batch.
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Conclusão
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Conclusão
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  • Degradação de efluentes lácteos em reactores UASB com recirculação

    1. 1. Degradação de efluentes lácteos em reactores UASB com recirculação Departamento de Ambiente e Ordenamento 18/12/2008 Artur Manuel Xavier Pereira da Silva
    2. 2. Objectivo do trabalho Avaliação da influência da recirculação de efluente na cinética da degradação de efluentes de lacticínios na fase batch da operação intermitente de reactores UASB. Condições hidrodinâmicas do reactor podem ser determinantes para a cinética do processo de remoção de CQO e subsequente degradação biológica. A literatura apresenta alguns resultados de degradação de efluentes de lacticínios em reactores descontínuos.
    3. 3. Efluentes de lacticínios = Efluentes complexos Esta composição faz com que os efluentes das indústrias de lacticínios tenham níveis elevados de CQO, CBO, óleos e gorduras e azoto, o que leva a que sejam classificados como efluentes complexos. A gordura do leite, por ser uma mistura de triglicerídeos (96%) e diglicerídeos, é considerada a mais complexa de todas as gorduras comuns (Hui, 1992). Os efluentes da indústria de lacticínios são constituídos fundamentalmente por leite (material cru e produtos lácteos), e consistem em 85 a 89% de água e 11 a 15% de sólidos totais, os quais compreendem sólidos gordos e não-gordos (Kirk – Othmer, 1995).
    4. 4. Tratamento de efluentes tratamento anaeróbio de efluentes de lacticínios Biomassa Suspensa ASBR Complexa operacionalidade Pouca aplicação industrial Contacto Formação de espumas Baixa resistência a choques de cargas Filme fixo FBR Custo bombagem Não adequado a lacticínios Filtro anaeróbio Entupimento e formação de caminhos preferenciais Acumulação de sólidos Leito de lamas UASB Desgranulação e washout da biomassa Cargas e eficiências de remoção elevadas
    5. 5. Inovação no trabalho Alimentação efectuada tipo teste batch Alimentação bombeada para o reactor O sistema é posto em recirculação Reactor UASB descontínuo com recirculação
    6. 6. No laboratório… Bomba alimentação recirculação Banho termoestatizado Borbulhador Medidor de biogás
    7. 7. Testes feitos e Cargas utilizadas Teste Carga (g/l) Biomassa (g SSV/l) 1 0,333 4,763 2 0,666 4,763 3 4,460 4,456 4 8,510 5,127 5 17,270 4,317
    8. 8. Alguns resultados obtidos (teste 3 – 4,46 g/l) CH4cum(l) CQOcoloidal+solúvel(g/l) Tempo(d) CQO pf (g/l) CH4cum (l) Percentagem(%) Tempo (d) %remCQO %met
    9. 9. Percentagem de remoção CQOcol+sol dia 1 e dia 2 Percentagemderemoção(%) Carga (g CQO/l) %rem(1d) %rem(2d)
    10. 10. Percentagem de metanização da CQOremovida dia 1 e dia 2 Percentagemderemoção(%) Carga (g CQO/l) %met(1d) %met(2d)
    11. 11. CH4 cumulativo dia 1 e dia 2 em função da carga aplicada y = 2.4736x - 0.0995 R² = 0.9892 y = 3.7715x + 0.2918 R² = 0.9948 CH4(L) Carga (gCQO/l) CH4cum1d (L) CH4cum2d (L)
    12. 12. CQOcoloidal+solúvel e CQOsolúvel teste 4 (8,51 g/l) CQO(g/l) Tempo (d) CQO sol (g/l) CQO col+sol (g/l)
    13. 13. CQOcoloidal + solúvel e CQOsolúvel teste 5 (17,27 g/l) CQO(g/l) Tempo (d) CQO sol (g/l) CQO col+sol (g/l)
    14. 14. Velocidade específica de remoção CQO(g/l) Tempo (d) 0 1 2 3 qCQOrem SSVt CQO  
    15. 15. qCQOsolúvel e qCQOcoloidal+solúvel (testes 4 e 5) qCQOcol+soleqCQOsol(gCQO/gSV.d) Carga (g CQO/l) sol(gCQO/gSSV.d) col+sol(gCQO/gSSV.d)
    16. 16. Relação entre qCH4 e qCQOcoloidal+solúvel y = 0.4518x + 0.0053 R² = 0.9899 qCH4(gCQO/gSSV.d) qCQOcol+sol (gCQO/g SSV.d)
    17. 17. qCQOcol+sol (com ajuste Modelo Monod) qCQO(gCQO/gSSV/d) Carga (g/l) qCQO qCQOcalcMonod r2=0,9941
    18. 18. qCH4 (com ajuste Modelo Monod) q(gCQO/gSSV/d) Carga (g /l) qCH4 qCH4calc Monod r2=0,9866
    19. 19. Comparação entre qCQOcol+sol (qCQOtrabalho) com qCQOrembatch (qbatch12, qbatch8 e qbatch5), (Nadais, 2002) q(gCQO/gSSV.d Carga (gCQO/l) qCQOtrabalho qbatch12 qbatch8 qbatch5
    20. 20. Tabela parâmetros ajustes Parâmetros qCQOcol+sol qCH4 qCQOrembatch (Nadais, 2002) qmax 3,044 1,1750 2,0 – 2,4 ks 9,9323 6,7140 9,6 -18 r2 0,9941 0,9866 0,9949 – 0,9974
    21. 21. Análise da Biomassa sobrenadante flocos @1000x Coloração com safranina secagemAmostras de biomassa
    22. 22. Fotografias dos flocos
    23. 23. Fotografias dos flocos
    24. 24. Fotografias dos flocos Os bastonetes compridos, parecem predominar nos flocos. Por vezes aparecem referenciados como tipo - Methanosaeta porque são parecidos com as Methanosaeta metanogénicas.
    25. 25. Fotografias do sobrenadante
    26. 26. Fotografias do sobrenadante
    27. 27. Fotografias do sobrenadante Os cocus (forma esférica) parecem maiores nas fotos do sobrenadante.
    28. 28. Conclusões Há uma remoção muito rápida de CQO, evidenciada pela diminuição abrupta no primeiro dia Não é seguida por degradação biológica de matéria orgânica removida, suportada pela produção de CH4. qCH4 é cerca de 45 % de qCQOcol+sol Discrepância entre a remoção inicial CQO e produção de CH4 quase só se verifica no 1º dia de ensaio.
    29. 29. Conclusão A qCQOcol+sol, para cargas superiores a 8 g/l é cerca de 30% superior , em relação a testes batch. A recirculação da fase liquida (efluente) aumentou significativamente a velocidade específica de remoção de CQOcol+sol, em relação ao observado em ensaios descontínuos sem recirculação, confirmando o que se pode ver na literatura.
    30. 30. Conclusão Avaliação do comportamento dos reactores de alta carga com base na monitorização da CQO da fase líquida pode ser enganadora, conforme se pode ver na literatura. Matéria orgânica fica adsorvida à superfície das lamas anaeróbias, já que a adsorção é muito mais rápida que a degradação biológica. Período de estabilização de 2 dias para os reactores intermitentes utilizados no tratamento de efluentes de lacticínios.
    31. 31. Conclusão Não se observaram diferenças morfológicas, entre o sobrenadante e os flocos, tão significativas como as reportadas na literatura. Provavelmente a duração deste trabalho não permitiu a diferenciação entre os tipos de células (adaptação às condições de operação).

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