Efeito de diferentes tipos de meio suporte no desempenho de filtros biológicos percoladores aplicados ao pós-tratamento de efluentes de reatores UASB, com ênfase na nitrificação

• Main Author: Paulo Gustavo Sertorio de Almeida
• Other Authors: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2007
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/ENGD-7ABPJJ

=== The research aimed at investigating the performance of different types of packing media used in trickling filters applied to the post-treatment of effluents from UASB reactors, focusing on ammonia removal. The performance of the TFs operating without secondary settlers wasinvestigated, in relation to organic matter removal. The experimental apparatus consisted of one UASB reactor (22 m³) and four trickling filters operating in parallel. Each TF was filled with a different type of packing media: blast furnace slag; random plastic rings; Downflow Hanging Sponge (DHS) and pieces of plastic tubing. Ammonia concentration in the effluent was higher than 20 mgNH4-N/L when the TF wereoperated with an organic loading rate (OLR) of 0.43 kgBOD/m³.d and a surface loading rate (SLR) of 20 m³/m².d. For these operating conditions, no statistical differences were identified between the four types of packing media, as indicated by the Kruskal-Wallis tests. When theTF were operated with an OLR of 0.24 kgBOD/m³.d and a SLR of 10 m³/m².d, the ammonia concentration in the effluent was lower than 20 mgNH4-N/L, and statistical differences between the packing media were detected. These results indicate that the type of packing media can affect the nitrification process. According to the profiles of physical-chemicalparameters associated with nitrification, it was observed that the nitrification occurred when BOD/TKN ratio was between 0.30 and 0.60, and soluble BOD was around 15 mg/L. Regarding the removal organic matter without the use of secondary settlers, the TF post- UASB were able to meet the local discharge standards for BOD (60 mg.L-1) and COD (90 mg.L-1) in approximately 100% of cases, when operated with OLR of 0.43 and 0.24 kgBOD.m-3.d-1 and SLR of 20 and 10 m3.m-2.m-1, respectively. However, the discharge standard for TSS (60 mgTSS/L) was not consistently met when the TF were operated at the higher OLR and SLR. In general, the expansion of the functional aspects of TFs post-UASB to meet nitrification can simplify the typical flow sheets of these systems, since the operational conditions for nitrification are the same that lead the TF without secondary settlers to produce BOD, COD and TSS concentrations below the discharge standard established bythe Brazilian legislation. In this case, the main advantage is that the management of aerobic sludge is not necessary. === A pesquisa objetivou investigar o desempenho de diferentes materiais de enchimento utilizados em filtros biológicos percoladores pós reator UASB, sob a perspectiva da remoção de nitrogênio amoniacal. Adicionalmente, foi avaliado o desempenho dos sistemas para remoção de matéria orgânica sem etapa de decantação secundária. O aparato experimental foi constituído de um reator UASB (22 m³) e um filtro biológico percolador compartimentado, onde cada compartimento foi preenchido com um meio suporte de características distintas. Os materiais de enchimento testados foram: escória de alto-forno, anéis plásticos randômicos, sistema Downflow Hanging Sponge (DHS) e aparas de conduíte corrugado. Para uma carga orgânica volumétrica aplicada de 0,43 kgDBO/m³.d, a uma taxa de aplicação superficial de 20 m³/m².d, as concentrações efluentes de N-amoniacal foram superiores a 20 mgN-NH3/L, não havendo diferenças estatísticas entre o desempenho dos materiais de enchimento testados. Para uma carga orgânica volumétrica aplicada de 0,24 kgDBO/m³.d, a uma taxa de aplicação superficial de 10 m³/m².d, as concentrações efluentes estiveram abaixo de 20 mgN-NH3/L, sendo detectadas diferenças significativas para concentrações de amônia no efluente final. Tal fato sugere que filtros biológicos percoladores, pós-UASB, têm desempenhos distintos em termos de nitrificação, em função do material de enchimento utilizado. De acordo com os perfis de variação de parâmetros físico-químicos associados ao processo de nitrificação, observou-se que a nitrificação nos volumes reacionais dos FBPs investigados iniciou-se quando a relação média DBOsolúvel/NTK esteve entre 0,30 e 0,60 e a concentração de DBOsolúvel em torno de 15 mg/L. Com relação à remoção de matéria orgânica sem o uso de decantadores secundários, os resultados obtidos indicaram que, para cargas orgânicas volumétricas de 0,43 e 0,24 kgDBO/m³.d a taxas de aplicação superficial de 20 e 10 m³/m².d, respectivamente, os FBPs pós-UASB foram capazes de atender aos padrões de lançamento previstos para DBO e DQO em aproximadamente 100% dos casos. As condições operacionais da fase 1 (0,43 kgDBO/m³.d; TAS 20 m³/m².d) não propiciaram o atendimento consistente do padrão de atendimento de SST (60 mg/L). Em linhas gerais, a ampliação dos aspectos funcionais de FBPs pós-UASB para remoção de amônia pode viabilizar a simplificação do fluxograma típico desses sistemas, uma vez que as condições operacionais necessárias para a ocorrência da nitrificação nos FBPs induzem a possibilidade de atendimento a padrões de lançamento associados à remoção de matéria orgânica, sem a necessidade do uso de decantadores secundários, eliminando, por conseqüência, a necessidade do gerenciamento do lodo aeróbio.