https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14873
File | Description | Size | Format | |
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Type: | Dissertação |
Title: | Avaliação da precipitação química de estruvita na recuperação de nutrientes a partir de efluente misto |
Author: | Fagundes, Pedro Barreiros Silva de Souza |
First Advisor: | Castro, Samuel Rodrigues |
Co-Advisor: | Dias, Edgard Henrique Oliveira |
Referee Member: | Maria, Marina Andrada |
Referee Member: | Campos, David Vilas Boas de |
Resumo: | O tratamento combinado de lixiviado com esgoto doméstico tem sido realizado em vários países a fim de reduzir custos. Contudo, altos teores de amônia advindos do lixiviado podem comprometer o sistema de tratamento biológico devido seu potencial efeito tóxico aos microrganismos. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar a aplicação da técnica de precipitação química de estruvita em efluente misto, constituído pela mistura de esgoto doméstico e lixiviado de aterro sanitário, visando remoção de nitrogênio amoniacal (N-NH3). Para tal, confeccionouse efluente misto em três proporções volumétricas, 1%, 5% e 10%, referente ao volume de lixiviado presente na mistura. A otimização da precipitação química ocorreu na proporção de 5% e em batelada, sob tempo reacional de 10 min, agitação de 120–150 rpm e sedimentação de 30 min, sendo avaliado o pH do meio reacional e a razão estequiométrica dos reagentes. Demais proporções volumétricas também foram investigadas a fim de compreender comportamento da condição otimizada em diferentes concentrações de lixiviado. Por fim, realizou-se ensaios de precipitação operando em fluxo contínuo em reator de leito fluidizado de fluxo ascendente. Os experimentos foram realizados utilizando suspensão de Mg(OH)2, reagente alternativo e de baixo custo, como fonte de Mg e o sistema foi avaliado em termos da remoção N-NH3, fósforo total (Ptot), e DQO. Os dados passaram por tratamento e testes estatísticos a 95% de confiança (α=0,05). Como resultado, verificou-se que o aumento do lixiviado na constituição do efluente resultou no aumento das concentrações N-NH3. A precipitação química de estruvita em efluente misto atingiu remoção de N-NH3 em até 80,6%, Ptot em até 72,4% e DQO em até 39,4%, sendo que a condição otimizada foi obtida com pH=8,5, Mg:N=1,0 e P:N=1,5. A precipitação química de estruvita em efluente misto com 10% de lixiviado apresentou resultados satisfatórios, entretanto, a proporção de 1%, não apresentou remoções expressivas, possivelmente devido a menores concentrações de amônia no sistema. A suspensão de Mg(OH)2 proporcionou controle de pH ao longo do processo de precipitação e os ensaios em fluxo contínuo reportaram eficiência de remoção de N-NH3 acima de 72% e superior à 57% para Ptot. Portanto, pode-se inferir que a técnica investigada apresenta aplicabilidade possibilitando tratamento conjugado de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico em estações de tratamento de efluentes. Destaca-se a necessidade de estudos complementares voltados para avaliação da formação de estruvita em etapas múltiplas, além da otimização do processo em termos de parâmetros operacionais, tais como, agitação e tempo de sedimentação. |
Abstract: | The combined treatment of leachate with domestic sewage has been carried out in several countries in order to reduce costs. However, high levels of ammonia from the leachate can compromise the biological treatment system due to its potential toxic effect on microorganisms. Thus, the objective of the study was to evaluate the application of the chemical precipitation technique of struvite in mixed effluent, constituted by the mixture of domestic sewage and landfill leachate, aiming at the removal of ammoniacal nitrogen (N-NH3). For this purpose, mixed effluent was prepared in three volumetric proportions, 1%, 5% and 10%, referring to the volume of leachate present in the mixture. The optimization of the chemical precipitation occurred at a proportion of 5% and in batches, under a reaction time of 10 min, stirring at 120–150 rpm and sedimentation for 30 min, evaluating the pH of the reaction medium and the stoichiometric ratio of the reagents. Other volumetric proportions were also investigated in order to understand the behavior of the optimized condition in different concentrations of leachate. Finally, precipitation tests were carried out operating in continuous flow in an ascending fluidized bed reactor. The experiments were carried out using Mg(OH)2 suspension, an alternative and low cost reagent, as a Mg source and the system was evaluated in terms of N-NH3 removal, total phosphorus (Ptot), and COD. The data underwent treatment and statistical tests at 95% confidence (α=0.05). As a result, it was verified that the increase of the leachate in the effluent constitution resulted in the increase of N-NH3 concentrations. The chemical precipitation of struvite in mixed effluent reached removal of N-NH3 in up to 80.6%, Ptot in up to 72.4% and COD in up to 39.4%, and the optimized condition was obtained with pH=8.5 , Mg:N=1.0 and P:N=1.5. The chemical precipitation of struvite in mixed effluent with 10% leachate showed satisfactory results, however, the proportion of 1% did not show significant removals, possibly due to lower concentrations of ammonia in the system. The Mg(OH)2 suspension provided pH control throughout the precipitation process and continuous flow tests reported N-NH3 removal efficiency above 72% and above 57% for Ptot. Therefore, it can be inferred that the investigated technique has applicability, allowing the combined treatment of landfill leachate and domestic sewage in effluent treatment stations. It highlights the need for complementary studies aimed at evaluating the formation of struvite in multiple stages, in addition to optimizing the process in terms of operational parameters, such as agitation and sedimentation time. |
Keywords: | - - |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Institution Initials: | UFJF |
Department: | Faculdade de Engenharia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC) |
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/2022/00360 |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14873 |
Issue Date: | 15-Dec-2022 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações) |
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