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Title: Influência da concentração de oxigênio dissolvido sobre o desempenho de sistemas de lodo ativado tratando efluentes da indústria petroquímica.
Other Titles: Influence of dissolved oxygen concentration on the performance of activated sludge systems treating effluents from the petrochemical industry.
???metadata.dc.creator???: MEDEIROS, Úrsula Thaís de Paula.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: HAANDEL, Adrianus Cornelius Van.
???metadata.dc.contributor.referee1???: CAVALCANTI, Paula Frassinetti Feitosa.
???metadata.dc.contributor.referee2???: COURA, Mônica de Amorim.
???metadata.dc.contributor.referee3???: KATO, Mario Takayuki.
Keywords: Oxigênio Dissolvido;Lodo Ativado;Efluentes;Indústria Petroquímica;Dissolved Oxygen;Activated Sludge;Effluents;Petrochemical Industry
Issue Date: Mar-2004
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: MEDEIROS, Úrsula Thaís de Paula. Influência da concentração de oxigênio dissolvido sobre o desempenho de sistemas de lodo ativado tratando efluentes da indústria petroquímica. 2004. 108f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2004. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11180
???metadata.dc.description.resumo???: A energia para aeração normalmente e o maior fator de custos operacionais de sistemas de lodo ativado. Para o tratamento dos efluentes do Polo Petroquímico de Camaçari, a CETREL tem uma potencia instalada de mais que 5 MW. Tendo-se em vista os custos vultosos, pretendeu-se com este trabalho avaliar a possibilidade de diminuir o consumo de energia sem prejudicar a qualidade do efluente ou as propriedades do lodo. Entre os parâmetros de qualidade do efluente as concentrações de material orgânico, dos sólidos em suspensão e de amônia são os mais importantes, uma vez que tem limites impostos pelo CRA (Conselho Regional do Ambiente). As propriedades mais importantes de lodo são a capacidade metabólica na degradação dos substratos (material orgânico e amônia) e a sedimentabilidade. Uma possibilidade de redução de custos e a redução da concentração de oxigênio dissolvido no licor misto. A teoria de aeração diz que a energia necessária para aeração e proporcional ao deficit de oxigênio na fase liquida, isto e a diferença entre a concentração de saturação e a concentração momentânea na fase liquida. Assim, quanto menor a concentração de OD menor o consumo de energia para aeração. Entretanto, é necessário que se verifique o efeito da redução do teor de OD sobre a qualidade do efluente e do lodo. Numa investigação experimental em escala piloto, operou-se três sistemas de lodo ativado alimentados com afluente da CETREL, mantendo-se a concentração de OD diferentes nos três sistemas. Respirômetros mantinham a concentração de oxigênio na faixa de concentração desejada: OD: >3,0 mg//, 1,5<0D<2,5 mg// e 0,5<OD<1,5 mg//. A influencia da concentração de OD sobre a qualidade do efluente foi observado durante a investigação experimental. A influencia da concentração de OD sobre a sedimentabilidade do lodo foi avaliada mediante o teste de Índice Volumétrico de Lodo, IVL. Os respirômetros também foram utilizados para determinar a qualidade biológica do lodo. A atividade de lodo pode ser estimada pela taxa de consumo de oxigênio (TCO), da seguinte maneira: depois de se determinar a TCO na ausência de substrato (i.e. a taxa de respiração endógena) adiciona-se substrato em abundancia, de modo que o lodo passa a usar oxigênio a taxa máxima, tanto para a sua demanda endógena (que não se modifica) como para sua demanda exógena para metabolizar o material extracelular. A proporção entra a TCO máxima (com substrato abundante) e a TCO minimo (sem substrato) da a informação sobre a capacidade metabólica, ou seja, a atividade do lodo. Este mesmo método também pode ser usado para avaliar a variação da atividade das bactérias nitrificadoras: neste caso adiciona-se um sal de amônia (NH4CI) em abundancia e mede-se a TCO relacionada com esta adição. Os resultados da investigação experimental mostraram que ate uma concentração media de OD de lmg/l não havia uma influencia significativa deste parâmetro sobre a eficiência do tratamento do efluente tratado nem sobre as propriedades biológicas ou mecânicas do lodo, com 83% de remoção de DQO, 99% de remoção de SST e amônia e um IVL de 34 ml.g-1.
Abstract: The energy requirement for aeration is normally the largest factor of operational costs in activated sludge systems. In order to treat the industrial effluent generated at the Petrochemical Complex at Camacari CETREL installed an aeration capacity of more than 5 MW. Since the operational costs are high, the possibility of reduction of energy consumption without adverse effects on the effluent quality or the sludge properties was evaluated. Among the parameters defining the effluent quality, the concentrations of organic matter, suspended solids and ammonium are the most important ones, as these have limits imposed by the environmental authority (CRA, Regional Environmental Council). The most important sludge properties are the metabolic capacity in the degradation of substrates (organic matter and ammonium) and the sludge settleability. One possibility to reduce costs is to reduce the concentration of dissolved oxygen in the mixed liquor. Aeration theory affirms that the energy required for aeration is proportional with the oxygen deficit, i.e. the difference between the saturation concentration of dissolved oxygen and its value at any time in the liquid phase. Thus, the lower the DO concentration, the lower the energy requirement for aeration. However, it is necessary to verify the effect of the DO reduction on the quality of the effluent and the sludge. In an experimental investigation three pilot scale systems were operated, while different DO concentrations were maintained in each system. The DO concentration was maintained at the desired levels (3,0, 1,5-2,5 e 0,5-1,5 mg//) with the aid of respirometers. The influence of the DO concentrations on the effluent quality was observed during the experimental investigation. The respirometers were also used to assess the biological quality of the sludges. The influence on settleability was evaluated from data of the sludge volume index (SVI) of the three sludges. The heterotrophic sludge activity can be estimated from the oxygen uptake rate (OUR) as follows: after determining the OUR in the absence of substrate (i.e. the endogenous respiration rate), substrate is added in abundance so that the sludge starts to consume oxygen at maximum rate, both for endogenous respiration (which remains unchanged) and for its exogenous demand to metabolize the extra cellular material. The proportion between the maximum (with abundant substrate) and the minimum OUR (without substrate) is indicative for the metabolic capacity of the sludge. The same method can also be used to evaluate the autotrophic (nitrifying) sludge activity: in this case an ammonium salt (for example NH4CI) is added in abundance and the OUR related to this addition is measured. The results of the investigation showed that down to a DO concentration of 1 mg// there was no significant influence of this parameter on the effluent quality, or on the biological or mechanical sludge properties, with 83% removal of COD, 99% removal of TSS and ammonia, and LVI at 34ml.g"1.
Keywords: Oxigênio Dissolvido
Lodo Ativado
Efluentes
Indústria Petroquímica
Dissolved Oxygen
Activated Sludge
Effluents
Petrochemical Industry
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Civil
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11180
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental.

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