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Type: Dissertação
Title: Avaliação do tratamento de águas residuárias em reatores de leito móvel com biofilme de um laticínio da Zona da Mata de Minas Gerais
Author: Viana, Cíntia Clara
First Advisor: Otenio, Marcelo Henrique
Second Advisor: Mendonça, Henrique Vieira de
Referee Member: Martins, Marta Fonseca
Referee Member: Saraiva, Claudety Barbosa
Resumo: O setor de produtos lácteos tem destaque social e econômico. As indústrias de laticínios demandam recursos hídricos em suas atividades produtivas. Estima-se que cada litro de leite processado gera, em média, um a três litros de água residuária de laticínios (ARL). Tais segmentos requerem sistemas de tratamentos de efluentes que sejam eficazes e atendam às exigências ambientais. Esse estudo propõe investigar o uso de Reator de Leito Móvel com Biofilme (Moving Bed Biofilm Reactor - MBBR) em uma indústria de laticínios. Para tanto, caracterizou-se parâmetros como: pH, demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), demanda química de oxigênio (DQO), óleos e graxas e sólidos suspensos totais (SST), além das eficiências de remoção de DBO5 e DQO no efluente primário e secundário. Comparou-se esses resultados com os limites estabelecidos na Deliberação Normativa Conjunta COPAM/CERH nº 01/2008 para lançamento de efluentes em cursos hídricos. Avaliou-se os parâmetros de controle como: Tempo de Detenção Hidráulica (TDH), Relação F/M, Carga Orgânica Volumétrica – COV, Índice Volumétrico de Lodo – IVL e Sólidos Suspensos Totais no Tanque de Aeração - SSTA. Analisou-se a curva de crescimento bacteriana, qualidade do floco biológico e a caracterização de microrganismos presentes na biomassa em suspensão. Por fim, determinou-se constantes cinéticas de remoção da matéria orgânica (DBO5 e DQO) ao longo do comprimento dos reatores MBBR 1 e 2. O sistema opera em escala real em um laticínio localizado na região da Zona da Mata no estado de Minas Gerais. Possui volume útil de 180 m³, Tempo de Detenção Hidráulica - TDH de 14 (±1) horas e vazão do afluente de 13,5 (±2,6) m³/hora. Para o estudo de caracterização dos parâmetros de lançamento em curso hídrico, as coletas do efluente primário foram realizadas na saída do sistema de tratamento primário (flotador) e do efluente secundário na saída do decantador pelo período de 9 meses consecutivos. Para o estudo de cinética, foram realizadas coletas de 3 em 3 dias em 9 pontos totalizando 27 amostras, sendo o primeiro ponto (efluente primário) e o segundo ponto (início do MBBR 1) coletados simultaneamente, os demais pontos (MBBR 1 e 2), com intervalos de coleta de 2 horas e com distanciamento de 1,18 m no decorrer do reator. Realizou-se análise microscópica através de 3 coletas realizadas no MBBR 1 no período de 2 anos. Os parâmetros analisados atendem a legislação com exceção dos SST em dois meses específicos. O sistema apresentou eficiência média de 98% na remoção de DBO5 e DQO sendo uma alternativa eficiente para o tratamento de ARL quando operado em conjunto com o flotador. Os parâmetros operacionais são condizentes com os parâmetros típicos para funcionamento de reatores MBBR. As análises de microscopia demonstraram a presença e atuação da comunidade microbiológica que atua na remoção de carga orgânica dos efluentes industriais e suas variações diante de mudanças nas características do afluente, consequência dos processos produtivos do laticínio. No estudo de cinética de degradação de DBO5 e DQO, as médias de remoções constatadas no MBBR 1 e 2 são significativas para ambos os parâmetros, ou seja, 94,9% e 94,8% respectivamente. O reator biológico de leite móvel MBBR demonstrou eficiência satisfatória quando operado em conjunto com o sistema de tratamento primário (flotador).
Abstract: The dairy sector has social and economic prominence. The dairy industries demand water resources in their production activities. It is estimated that each liter of processed milk generates, on average, one to three liters of dairy wastewater (ARL). Such segments require effluent treatment systems that are effective and meet environmental requirements. This study proposes to investigate the use of a Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) in a dairy industry. Therefore, parameters such as pH, biochemical oxygen demand (BOD5), chemical oxygen demand (COD), oils and greases and total suspended solids (SST) were characterized, in addition to the removal efficiencies of BOD5 and COD in the primary effluent. and secondary. These results were compared with the limits established in the Joint Normative Deliberation COPAM/CERH nº 01/2008 for the discharge of effluents into water courses. Control parameters such as: Hydraulic Detention Time (HRT), F/M Ratio, Volumetric Organic Load - VOC, Sludge Volumetric Index - IVL and Total Suspended Solids in the Aeration Tank - SSTA were evaluated. The bacterial growth curve, biological floc quality and the characterization of microorganisms present in the suspended biomass were analyzed. Finally, kinetic constants of organic matter removal (BOD5 and COD) were determined along the length of the MBBR 1 and 2 reactors. The system operates in full scale in a dairy located in the Zona da Mata region in the state of Minas Gerais. It has a useful volume of 180 m³, Hydraulic Detention Time - TDH of 14 (±1) hours and an influent flow of 13.5 (±2.6) m³/hour. For the characterization study of the discharge parameters in the watercourse, the collections of the primary effluent were carried out at the outlet of the primary treatment system (flotation tank) and the secondary effluent at the outlet of the decanter for a period of 9 consecutive months. For the kinetics study, collections were carried out every 3 days at 9 points totaling 27 samples, the first point (primary effluent) and the second point (beginning of MBBR 1) being collected simultaneously, the other points (MBBR 1 and 2), with collection intervals of 2 hours and with a distance of 1.18 m throughout the reactor. Microscopic analysis was carried out through 3 collections carried out in MBBR 1 in a period of 2 years. The parameters analyzed meet the legislation with the exception of SST in two specific months. The system showed an average efficiency of 98% in the removal of BOD5 and COD, being an efficient alternative for the treatment of ARL when operated in conjunction with the float. The operational parameters are consistent with the typical parameters for the operation of MBBR reactors. The microscopy analyzes demonstrated the presence and performance of the microbiological community that acts in the removal of organic load from industrial effluents and its variations in the face of changes in the characteristics of the affluent as a result of the production processes of the dairy. In the study of degradation kinetics of BOD5 and COD, the removal averages found in MBBR 1 and 2 are significant for both parameters, that is, 94.9% and 94.8% respectively. The MBBR mobile milk biological reactor demonstrated satisfactory efficiency when operated in conjunction with the primary treatment system (flotter).
Keywords: Agroindústria
Tratamento biológico
Controle de poluição
Cinética de degradação
Agroindustry
Biological treatment
Pollution control
Degradation kinetics
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Farmácia
Program: Mestrado Profissional em Ciência e Tecnologia do Leite e Derivados (EPAMIG)
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00077
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14162
Issue Date: 4-Mar-2022
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