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Title: Estratégia para determinar a frequência e magnitude de descargas do lodo de excesso de reatores UASB.
Other Titles: Strategy to determine the frequency and magnitude of UASB reactor excess sludge discharges.
???metadata.dc.creator???: MEDEIROS, Erly Joan Souto de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: HAANDEL, Adrianus Cornelius Van.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: CAVALCANTI, Paula Frassinetti Feitosa.
???metadata.dc.contributor.referee1???: OLIVEIRA, Rui de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SOUSA, José Tavares de.
Keywords: Tratamento de Esgotos;Descarga de Lodo;Excesso de Reatores UASB;Águas Residuárias;Digestão Anaérobia;Esgoto Sanitário;Sewage Treatment;Sludge Discharge;Excess UASB Reactors;Wastewater;Anaerobic Digestion;Sanitary Sewage
Issue Date: 22-Dec-2000
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: MEDEIROS, Erly Joan Souto de. Estratégia para determinar a frequência e magnitude de descargas do lodo de excesso de reatores UASB. 2000. 119f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental), Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba – Campus II - Campina Grande - PB - Brasil,2000. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10081
???metadata.dc.description.resumo???: Como todos os sistemas biológicos de tratamento de águas residuárias, o reator UASB produz lodo que se acumula no reator. Como a capacidade de acumulação do reator e limitada, o lodo produzido ira ser descarregado junto com o efluente, como lodo de excesso, quando o reator estiver cheio de lodo. Para evitar descargas de lodo junto com o efluente e necessário que o lodo de excesso seja descarregado periodicamente do reator, antes que sua capacidade de armazenamento seja esgotada. Para um custo operacional minimo e preferível fazer grandes descargas com menores frequências. Por outro lado, a descarga não pode ser excessiva para não prejudicar o desempenho do reator. Foi realizada uma investigação experimental, em escala piloto, para estabelecer a influencia da magnitude de descargas de lodo de excesso sobre o desempenho de reatores UASB, tratando esgoto sanitário. Três reatores UASB foram operados com tempos de detenção hidráulica (TDH) de 4 e 8 horas e foram dadas descargas de lodo de excesso de diferentes magnitudes. Foram observados o desempenho e a estabilidade operacional dos reatores antes e apos as descargas e foram determinadas a acumulação de lodo e a quantidade de descarga não intencional (wash-out) junto ao efluente. Durante o período de operação e desempenho estável sem descargas de lodo, a produção de lodo foi determinada a partir dos sólidos sedimentáveis no efluente e da massa de lodo acumulada no reator. Os dados mostram que, para descargas de ate 50% da massa de lodo nos reatores operados com TDH = 4 horas e 60% naqueles outros operados com 8 horas, apenas durante os primeiros dias apos as descargas, a eficiência e a estabilidade operacional foram um pouco afetadas. Descargas de lodo acima de 80% não causaram instabilidade, mas foi observada uma redução na eficiência de remoção da DQO durante 1 a 2 semanas apos a descarga. Independente da magnitude das descargas, o pH efluente permaneceu na faixa estreita de 6,8 a 7,0 e a razão entre a alcalinidade (media de 275 mg/1 como CaC03) e a concentração dos ácidos graxos voláteis (media de 28 mg HAc/L) foi sempre muito alta, de forma que, nunca houve perigo de "azedamento" do conteúdo dos reatores. Baseados nos dados experimentais e nos procedimentos operacionais foi desenvolvido um procedimento para otimizar a descarga de lodo de excesso. Acredita-se que, alem das condições naturais e favoráveis observadas durante a investigação experimental (temperatura media de 27 °C), a estabilidade operacional dos reatores pode ser atribuída a configuração do separador de fases que e mais eficiente que os convencionais. Provavelmente, os resultados com reatores convencionais seriam diferentes.
Abstract: Like all biological wastewater treatment systems, the UASB reactor produces sludge that accumulates in the reactor. Since the storage capacity is limited, the sludge will eventual ly be discharged together with the effluent as excess sludge, when the reactor is full of sludge. To avoid the discharge of sludge in the effluent, it is necessary that excess sludge be discharged periodically from the reactor before its storage capacity is exhausted. For minimum operational costs it is preferable to have large discharges with a low frequency. On the other hand the discharges cannot be excessive in order to avoid deterioration the reactor performance after the discharges. An experimental investigation was carried out at pilot- scale to establish the influence of the magnitude of excess sludge discharge on the performance of UASB reactors, treating municipal sewage. The UASB reactors were operated at hydraulic retention times (HRT) of 4 and 8 h, and excess sludge discharges of varying magnitude were applied. The performance and operational stability of these reactors before and discharges were observed and the sludge accumulation and unintentional discharge (wash-out) with the effluent were determined. During periods of steady state without excess sludge discharge, the sludge production was determined from the settable solids in the effluent and from sludge accumulated in the reactor. The data show that for discharges of up to 50% of the sludge mass in reactors with RTH 4 hours 60% with HRT= 8 hours, the reactor efficiency and operational stability were affected very little and only during the first days after the discharge. Discharges of up to 80% of the sludge did not cause instability, but a reduction of the COD removal efficiency was observed during Ito 2 weeks after the discharge. Independent of the magnitude of sludge discharge, the effluent pH remained in the narrow range of 6,8 to 7,0 and the ratio between alkalinity (average 275 ppm as CaC03) and volatile fat acid concentration (average of mg 28 HAc/1) was always very high so that there was never an danger of the reactor contents. Based on the obtained experimental data an operational procedure for optimization of excess sludge discharges was developed. It is believed that along with the favorable natural conditions during the experimental investigation (average temperature of 27 °C), the observed reactor separator, operational stability can be attributed to an extent to the design of the used phase separator, which is much more efficient than the conventional one. It is possible that results with a conventional UASB reactor would have been different.
Keywords: Tratamento de Esgotos
Descarga de Lodo
Excesso de Reatores UASB
Águas Residuárias
Digestão Anaérobia
Esgoto Sanitário
Sewage Treatment
Sludge Discharge
Excess UASB Reactors
Wastewater
Anaerobic Digestion
Sanitary Sewage
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10081
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