OtimizaÃÃo da remoÃÃo biolÃgica de nitrogÃnio de efluente de abate e industrializaÃÃo de aves usando reator em bateladas sequenciais

AUTOR(ES)

Juliana Bortoli Rodrigues Mees

DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

As agroindÃstrias destacam-se como grandes poluidoras, devido, especialmente, Ãs elevadas vazÃes com que geram seus efluentes ricos em carga orgÃnica, nutrientes (principalmente nitrogÃnio e fÃsforo), sÃlidos, Ãleos e graxas. Neste setor enquadram-se os abatedouros e frigorÃficos de aves. A remoÃÃo de nitrogÃnio das Ãguas residuÃrias à geralmente realizada por processos biolÃgicos convencionais, que contemplam a nitrificaÃÃo seguida da desnitrificaÃÃo, envolvendo fases aerÃbias e anaerÃbias, separadas em diferentes reatores ou por diferentes intervalos de aeraÃÃo. Os reatores em bateladas sequenciais (RBS) utilizam mÃltiplas etapas no mesmo reator, que incluem enchimento, reaÃÃo, sedimentaÃÃo, descarte e repouso. Esta pesquisa teve por objetivo investigar os efeitos da relaÃÃo carbono:nitrogÃnio (DQO/N-NO2 -+N-NO3 -); 3, 6 e 9, ajustada pela adiÃÃo de manipueira e do tempo de ciclo (TC); 8, 12 e 16 horas, na remoÃÃo de nitrogÃnio e matÃria orgÃnica de efluente avÃcola, operando um RBS, em escala de bancada, com biomassa em suspensÃo em duas condiÃÃes distintas, condiÃÃo I com a etapa de reaÃÃo composta pelas fases aerÃbia/anÃxica e condiÃÃo II anÃxica I/aerÃbia/anÃxica II. Objetivouse tambÃm, otimizar e validar o processo de remoÃÃo de nitrogÃnio, avaliar a estabilidade do reator atravÃs de grÃficos de controle Shewhart para medidas individuais e, efetuar o estudo do comportamento cinÃtico de degradaÃÃo da matÃria orgÃnica (DQO) e nitrogenada (N-NH4 +, N-NO2 - e N-NO3 -). Para avaliaÃÃo das condiÃÃes I e II elaborou-se um planejamento fatorial completo (32) e para otimizaÃÃo das condiÃÃes obtidas com o planejamento fatorial inicial, utilizou-se um delineamento composto central rotacional (DCCR), com quatro ensaios nos nÃveis -1 e +1, quatro ensaios nos nÃveis dos pontos axiais (-1,414 e +1,414) e cinco repetiÃÃes no ponto central (0). Avaliou-se o desempenho da nitrificaÃÃo atravÃs da eficiÃncia de remoÃÃo do nitrogÃnio amoniacal (%), o desempenho da prÃ-desnitrificaÃÃo e desnitrificaÃÃo atravÃs da eficiÃncia de remoÃÃo de nitrito e nitrato (%) e a eficiÃncia do processo completo pela remoÃÃo de nitrogÃnio inorgÃnico total (%), alÃm do monitoramento de parÃmetros, como a temperatura, pH, alcalinidade, potencial redox, salinidade e condutividade elÃtrica. Os maiores percentuais de remoÃÃo de nitrogÃnio inorgÃnico total foram obtidos, para ambas as condiÃÃes I e II, usando as faixas de TC de 12 a 16 horas e relaÃÃo C/N de 3 a 6, com valores mÃdios de eficiÃncias de 80,76 e 85,57% na condiÃÃo I e, 90,99 e 91,09% na condiÃÃo II, respectivamente. Apesar da condiÃÃo II ter apresentado um percentual de remoÃÃo de nitrogÃnio inorgÃnico total superior, apenas a condiÃÃo I apresentou uma regressÃo estatisticamente significativa e preditiva, com valores de Fcal/Ftab superiores a 4, para todas as etapas envolvidas na remoÃÃo de nitrogÃnio. Otimizando-se a condiÃÃo I, os maiores percentuais de remoÃÃo de nitrogÃnio foram alcanÃados com o tempo de ciclo de 16h e a relaÃÃo C/N de 6, validados experimentalmente, alcanÃando uma remoÃÃo global de nitrogÃnio inorgÃnico de 85,83Â0,87%. Na avaliaÃÃo da estabilidade do reator, os resultados dos 20 ensaios realizados com a condiÃÃo Ãtima apontaram valores mÃdios de remoÃÃo de nitrogÃnio inorgÃnico total de 84,32Â1,59% (CV=1,89%) e, de matÃria orgÃnica de 53,65Â8,48% (CV= 15,81%), no processo completo (nitrificaÃÃodesnitrificaÃÃo), estando o processo sob controle estatÃstico. A avaliaÃÃo do comportamento cinÃtico de conversÃo do nitrogÃnio indicou uma possÃvel reduÃÃo no tempo de ciclo da fase anÃxica, uma vez que foram alcanÃadas remoÃÃes de N-NO2 -e N-NO3 - superiores a 90%, em apenas uma hora de desnitrificaÃÃo.

ASSUNTO(S)

nitrificaÃÃo e desnitrificaÃÃo pÃs-tratamento metodologia de superfÃcie de resposta atividade nitrificante controle de qualidade nitrification and denitrification post-treatment surface methodology response nitrification activity quality control engenharia agricola

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