Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reator UASB e filtro anaeróbio em série seguidos de filtro biológico percolador

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SUMMARY:The performance of two upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors was evaluated in pilot scale (908 and 188 L), installed in series (R1 and R2), fed with swine wastewater with TSS around 5 and 13 g L -1 . The UASB reactors were submitted to HDT of 36 and 18 h with VOL of 5.5 to 34.4 g COD (L d) -1 in the R1 and HDT of 7.5 e 3.7 h with VOL from 5.1 to 45.2 g COD (L d) -1 in the R2. The average removal efficiencies of COD ranged from 55 to 85% in the R1 and from 43 to 57% in the R2, resulting in values from 82 to 93% in the UASB reactors in two stage. Methane concentrations in the biogas were 69 to 74% with specific production from 0.05 to 0.27 L CH 4 (g removed COD) -1 in the R1 and of 0.10 to 0.12 L CH 4 (g removed COD) -1 in the R2. The average removal efficiencies were 61 to 75% for total P, 39 to 69% for KN, 82 to 93% for org N and 20 to 94% for Fe, Zn, Cu and Mn. The am N concentration were not reduced indicating the need to post-treatment for effluent disposal into water bodies. There were reductions of total coliforms from 99.8123 to 99.9989% and of thermotolerant coliforms from 99.9725 to 99.9999%. The conditions imposed to the UASB reactors in two stage provided high conversions of removed COD into methane (up to 77%) and reductions of organic an inorganic pollution loads from swine wastewater.KEYWORDS: volumetric organic load, methane, N and P removal, metal removal, suspended solids. REMOÇÕES DE DQO, SÓLIDOS, NUTRIENTES E COLIFORMES EM REATORES UASB EM DOIS ESTÁGIOS TRATANDO ÁGUAS RESIDUÁRIAS DE SUINOCULTURARESUMO: Foi avaliado o desempenho de dois reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) em escala-piloto (908 e 188 L), instalados em série (R1 e R2), para o tratamento de águas residuárias de suinocultura com concentrações médias de SST em torno de 5 e 13 g L -1 . Os TDH foram de 36 e 18 h com COV de 5,5 a 34,4 g DQO (L d) -1 no R1 e TDH de 7,5 e 3,7 h com COV de 5,1 a 45,2 g DQO (L d) -1 no R2. As eficiências médias de remoção de DQO variaram de 55 a 85% no R1 e de 43 a 57% no R2, resultando valores de 82 a 93% nos reatores UASB em dois estágios. As concentrações de metano no biogás foram de 69 a 74%, com produções de 0,05 a 0,27 L CH 4 (g DQOremovida) -1 no R1 e de 0,10 a 0,12 L CH 4 (g DQOremovida) -1 no R2. Os valores médios de eficiência de remoção de Ptotal foram de 61 a 75%; de NK de 39 a 69%; de Norg. de 82 a 93%, e de Fe, Zn, Cu e Mn de 20 a 94%. As concentrações de N-am. não foram reduzidas, indicando a necessidade de pós-tratamento para disposição do efluente em corpos d'água. Houve redução de coliformes totais de 99,8123 a 99,9989%, e de coliformes termotolerantes de 99,9725 a 99,9999%. As condições impostas aos reatores UASB em dois estágios propiciaram reduções acentuadas da carga poluidora orgânica e inorgânica das águas residuárias de suinocultura, com conversão de até 77% da DQO removida em metano. PALAVRAS-CHAVE:carga orgânica volumétrica, metano, remoção de N e P, remoção de metais, sólidos suspensos.

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

COD, TSS, nutrients and coliforms removals in UASB reactors in two stages treating swine wastewater

Ramires

Oliveira

2014

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“…Os valores monitorados neste trabalho foram semelhantes aos verificados por PEREIRA et al Durante a Fase I, a ARS apresentou valores elevados de AB, e no reator anaeróbio foi verificado pequeno aumento nas concentrações de AB, proporcionando capacidade de tampão ao reator, tal como observado por DUDA & OLIVEIRA (2011) e PEREIRA et al (2010. Acredita-se que, neste trabalho, as condições tenham sido favoráveis à degradação anaeróbia, pois verificou-se a manutenção dos valores de pH na faixa adequada para a microbiota, como consequência dos valores elevados de AB e reduzidos valores de AVT no efluente do reator anaeróbio.…”

Section: Resultsunclassified

Unidades combinadas RAFA-SAC para tratamento de água residuária de suinocultura – parte I carga orgânica removida

Amorim¹,

Fia²,

França³

et al. 2015

RESUMO: Na pecuária brasileira, tem-se destacado a suinocultura, cuja produção de carne foi apontada como a terceira maior do mundo, e como contrapartida os sistemas produtivos são, potencialmente, poluidores do ambiente. Os sistemas anaeróbios têm sido utilizados para tratamento de água residuária suinícola, necessitando de complementação para diminuir as cargas de nutrientes e reúso agrícola. Neste trabalho, avaliou-se o efeito combinado de duas unidades de tratamento na remoção de matéria orgânica, na forma de demanda química de oxigênio (DQO), sendo um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente tipo RAFA com volume útil de 96 L, seguido de um sistema alagado construído (SAC) com capacidade para 237 L. O experimento foi conduzido em três fases, variando-se o tempo de detenção hidráulica (TDH) no reator anaeróbio, de 59 h, 19,5 h e 5 h, e no SAC, 146 h, 48 h e 13 h, respectivamente, nas fases 1, 2 e 3. A carga orgânica volumétrica (COV) aplicada foi de 1,2; 1,3 e 13,0 kg m -3 d -1 de DQO, e as taxas de aplicação superficial (TAS) no SAC foram de 850; 656 e 6335 kg ha -1 d -1 de DQO. As unidades combinadas removeram 0,07; 0,07 e 0,96 kg d -1 de DQO total e 0,03; 0,07 e 0,14 kg d -1 de DQO solúvel. As características apresentadas pelo efluente do sistema, nas diferentes fases, não alcançaram os padrões ambientais para lançamento em cursos de água, dentre as variáveis avaliadas. PALAVRAS-CHAVE:carga orgânica, Cynodon ssp, taxa de aplicação superficial, tratamento biológico, sistemas wetlands. COMBINED UNITS FOR SWINE WASTEWATER TREATMENT -PART I REMOVED ORGANIC LOADABSTRACT: Pig farming has excelled in Brazilian livestock whose meat production has been considered the third largest in the world. Conversely, these production systems have great environmental polluting potential. In addition, anaerobic systems have been used for swine wastewater treatment, requiring complementation to reduce loads of nutrients and for further agricultural reuse. This paper evaluated the combined effect of two treatment units in removing organic matter in the form of chemical oxygen demand (COD). The combined units consisted of an upflow anaerobic sludge blanket (UAS B) reactor with working volume of 96 L, followed by a constructed wetland system (CWS) with a capacity of 237 L. The experiment was conducted at three stages of hydraulic retention time (HRT) variation. The HRT was of 59, 19.5, and 5 hours for the UASB, and of 146, 48, and 13 hours for the CWS. The volumetric organic loading rates (VOLRs) were 1.2, 1.3, and 13.0 kg.m -3 d -1 of COD in the USBAR. The surface application rates (SAR) in the CWS were 850, 656, and 6335 kg.ha -1 .d -1 of COD. The associated units removed 0.07, 0.07, and 0.96 kg.d -1 of total COD, as well as 0.03, 0.07 and 0.14 kg.d -1 of soluble COD. The final effluent characteristics did not reach environmental standards for being released into water bodies in any of the stages; however, its nutritional potential should be considered for use in agricultural production.

“…No entanto, a esta compete a menor parcela de remoção de nutrientes, principalmente quando aplicadas elevadas cargas de nutrientes, como aquelas presentes nos efluentes da suinocultura, nos sistemas de tratamento. No efluente tratado anaerobiamente, há grande quantidade de nutrientes mineralizados (DUDA & OLIVEIRA, 2011;OLIVEIRA & SANTANA, 2011;PEREIRA et al, 2011).…”

Section: As Variações Afluentes Refletiram Também Em Variações Nas unclassified

Unidades combinadas RAFA-SAC para tratamento de água residuária de suinocultura – parte II nutrientes

Amorim¹,

Fia²,

Silva³

et al. 2015

RESUMO:Neste trabalho, avaliou-se o efeito combinado de duas unidades de tratamento na remoção de nitrogênio total Kjeldahl (NTK) e fósforo total (PT). As unidades avaliadas receberam alimentação contínua, sendo um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente tipo RAFA, com volume útil de 96 L, seguido de um sistema alagado construído (SAC) As eficiências de remoção de NTK e PT no sistema como um todo foram de, aproximadamente, 35%, não havendo diferença significativa entre as fases. Porém, em termos de COV removida, houve maior remoção com o aumento da carga aplicada. As características apresentadas pelo efluente do sistema nas diferentes fases não alcançaram os padrões ambientais para lançamento em cursos de água no Estado de Minas Gerais, dentre as variáveis avaliadas, mas seu potencial nutricional deve ser utilizado para produção agrícola. PALAVRAS-CHAVE:carga orgânica, nutrientes, taxa de aplicação superficial, tratamento biológico, wetlands. COMBINED UNITS FOR SWINE WASTEWATER TREATMENT -PART II NUTRIENTSABSTRACT: In this study, we assessed the combined effect of two treatment units on removal of total Kjeldahl nitrogen (TKN) and total phosphorus (TP). Continuous feeding was provided to the units which consisted of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor with a working volume of 96 L and a constructed wetland system (WS) with a capacity of 237 L. The experiment was performed in three phases with variation in hydraulic retention time (HRT). UASB reactor had a HRT of 59, 19.5 and 5 hours; and for the WSs, HRTs were 146, 48 and 13 hours. Volumetric organic loading rates (VOLR) applied to the reactor were 1.2, 1.3 and 13.0 kg.m -3 d -1 of COD. Surface application rates (SAR) in the WS were 120, 130 and 464 kg ha -1 d -1 of TKN, and 13, 51 and 240 kg ha -1 d -1 of TP. Removal efficiency of TKN and TP reached approximately 35% for the entire system with no significant differences among phases. However, such removal rates achieved higher values with increasing loads. Regarding the evaluated variables, we concluded that the effluent generated by the combined system at all phases did not reach the environmental standards proposed by the state of Minas Gerais (Brazil) to be released into water bodies. On the other hand, this waste has a great nutritional potential that should be used to enhance agricultural production.