Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33307| Título: | Automatização de um reator de batelada sequencial (RBS) para aplicação do processo de nitritação parcial utilizando digestato da suinocultura |
| Título(s) alternativo(s): | Automation of a sequential batch reactor (SBR) for the partial nitritation process application using swine manure digestate |
| Autor(es): | Dammann, Cecília Paulina Johann |
| Orientador(es): | De Prá, Marina Celant |
| Palavras-chave: | Arduino (Controlador programável) Nitrogênio Resíduos de animais - Reaproveitamento Arduino (Programmable controller) Nitrogen Animal waste - Recycling |
| Data do documento: | 4-Jul-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Dois Vizinhos |
| Citação: | DAMMANN, Cecília Paulina Johann. Automatização de um Reator de Batelada Sequencial (RBS) para aplicação do processo de nitritação parcial utilizando digestato da suinocultura. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) – Universidade Federal do Paraná, Dois Vizinhos, 2023. |
| Resumo: | A nitritação parcial é um processo de conversão biológica parcial de Nitrogênio Amoniacal Total (NAT), um composto poluente problemático, em nitrito. Tal processo é desejável em comparação à forma convencional de tratamento de efluentes com nitrogênio (nitrificação/desnitrificação), por ser economicamente mais viável, oportunizando a aplicação de novos processos de remoção, como o ANAMMOX, atingindo o padrão de lançamento do efluente de acordo com a legislação ambiental vigente. As estratégias mais consolidadas para favorecer a nitritação parcial atualmente se baseiam no favorecimento da atividade de Bactérias Oxidadoras de Amônia (BOA) e inibição da atividade de Bactérias Oxidadoras de Nitrito (BON). Assim, o objetivo deste trabalho foi automatizar um RBS para sua posterior aplicação em um processo de nitritação parcial. Além disso, utilizar o digestato de suinocultura como substrato e controlar o processo com base nos parâmetros de Oxigênio Dissolvido (OD) e a Amônia Livre (AL), a fim de obter atividade de nitritação parcial no RBS automatizado e, consequentemente, uma cultura mista enriquecida de BOA. Como unidade operacional, foi construído um RBS automatizado com base em Arduino, alimentado com digestato da suinocultura diluído, em ciclos de 6 horas. Como estratégias operacionais, o OD e AL foram mantidos em valores que favoreçam a comunidade de BOA perante a comunidade de BON. Para o acompanhamento do reator, foram realizadas análises periódicas de NAT, nitritos, nitratos, alcalinidade total, pH, temperatura, OD, AL e ácido nitroso livre. O reator alcançou estabilidade operacional, com 50% de conversão de NAT a nitrito, a partir do 106º dia de experimento, com uma média de conversão de 48,05% ± 5,03% de NAT a nitrito, e uma carga de remoção de nitrogênio de 0,549 ± 0,05 Kg N/ m³.d. Durante o processo de estabilização, o tempo de aeração do reator foi ajustado em seis ocasiões, resultando em uma proporção final de 1:1 entre os períodos de aerobiose e anaerobiose. Essas alterações no tempo de aeração foram cruciais para direcionar as conversões das formas nitrogenadas, de modo a favorecer a oxidação de NAT a nitrito e evitar a oxidação do nitrito a nitrato. Tais resultados indicam que a cultura mista enriquecida de BOA foi obtida com sucesso, representando um inóculo valioso para futuras aplicações. |
| Abstract: | Partial nitritation is a process of partial biological conversion of Total Ammoniacal Nitrogen (TAN), a problematic pollutant compound, into nitrite. This process is desirable compared to the conventional nitrogen treatment (nitrification/denitrification) as it is more economically viable, enabling the application of new removal processes such as ANAMMOX, achieving effluent discharge standards according to current environmental legislation. The most established strategies to favor partial nitritation currently rely on promoting the activity of Ammonia-Oxidizing Bacteria (AOB) and inhibiting the activity of Nitrite-Oxidizing Bacteria (NOB). Thus, the objective of this work was to automate an SBR for subsequent application in a partial nitritation process. Additionally, swine manure digestate was used as a substrate, and the process was controlled based on the parameters of Dissolved Oxygen (DO) and Free Ammonia (FA) in order to obtain partial nitritation activity in the automated SBR and consequently an enriched mixed culture of AOB. As the operational unit, an automated SBR reactor based on Arduino was constructed, fed with diluted swine manure digestate in 6-hour cycles. Operational strategies included maintaining DO and FA at values favoring the AOB community over the NOB community. To monitor the reactor, periodic analyses of TAN, nitrites, nitrates, total alkalinity, pH, temperature, DO, FA, and free nitrous acid were conducted. The reactor achieved operational stability, with 50% conversion of TAN to nitrite from the 106th day of the experiment, with an average conversion of 48.05% ± 5.03% of TAN to nitrite, and a nitrogen removal rate of 0.549 ± 0.05 kg N/m³·d. During the stabilization process, the aeration time of the reactor was adjusted on six occasions, resulting in a final ratio of 1:1 between aerobic and anaerobic periods. These changes in aeration time were crucial to direct the conversion of nitrogen forms, favoring the oxidation of TAN to nitrite and avoiding the oxidation of nitrite to nitrate. These results indicate that the successfully obtained enriched mixed culture of AOB represents a valuable inoculum for future applications. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33307 |
| Aparece nas coleções: | DV - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| automatizacaoreatorbateladasuinocultura.pdf Disponível a partir de 2027-02-08 | 4,17 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
