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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4233| Título: | Avaliação da produção de biogás em um reator anaeróbio híbrido (UAHB) tratando esgoto sanitário sintético |
| Título(s) alternativo(s): | Evaluation of biogas production in a hybrid anaerobic reactor (UAHB) treating synthetic sanitary sewage |
| Autor(es): | Michelon, Leonardo Kozak |
| Orientador(es): | Passig, Fernando Hermes |
| Palavras-chave: | Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico Metano guas residuais - Purificação - Filtração Biogás Bactérias metanogênicas Filtros e filtração Tecnologia ambiental Sewage - Purification - Biological treatment Methane Sewage - Purification - Filtration Biogas Methanobacteriaceae Filters and filtration Green technology |
| Data do documento: | 25-Jun-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | MICHELON, Leonardo Kozak. Avaliação da produção de biogás em um reator anaeróbio híbrido (UAHB) tratando esgoto sanitário sintético. 2019. 67 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. |
| Resumo: | Nesta pesquisa foi avaliada a produção de biogás em um reator anaeróbio híbrido (UAHB) com dois separadores trifásicos tratando esgoto sanitário sintético. A configuração do reator é baseada em um reator de manta de lodo e fluxo ascendente (tipo UASB) e um filtro anaeróbio (com recheio de PVC) em um único compartimento. O reator foi confeccionado em vidro com dimensões de 1 m x 0,12 m x 0,2 m e volume útil de 22,1 L. A operação do reator foi dividida em 3 fases, sendo: 1a fase - TDH de 12 h e COV média de 0,6 kgDQO m-3 d-1; 2a fase - TDH de 10 h e COV média de 0,7 kgDQO m-3 d-1 e 3a fase - TDH de 8 h e COV média de 0,9 kgDQO m-3 d-1, na faixa de temperatura de operação de 14 a 21°C durante 225 dias. Os parâmetros utilizados para a avaliação do desempenho do reator foram: pH, temperatura (oC), alcalinidade total (mgCaCO3 L-1), ácidos voláteis (mgHAc L-1), eficiência de remoção de DQO em amostras brutas (%), eficiência de remoção de sólidos totais voláteis (%) e sulfato total (mg L-1). Foi desenvolvido um sistema automatizado para monitorar a temperatura do reator, a pressão na linha de gás e nos selos hídricos e a geração de biogás em cada separador trifásico. A variação da temperatura média de operação do reator foi de 18,7 ± 2,0°C, 16,8 ± 1,3°C e 19,4 ± 1,0°C e está diretamente relacionada à variação na eficiência de remoção de DQO bruta de 82,7%, 71,1% e 85,4% nos TDH de 12, 10 e 8 h, respectivamente. A produção média de biogás no leito móvel e leito fixo do reator foi de 1561 mL d-1 e 896 mL d-1 para TDH de 12 h, 1143 mL d-1 e 1268 mL d-1 para TDH de 12 h e 3643 mL d-1 e 841 mL d-1 para TDH de 8 h. A geração média total de biogás foi de 0,23, 0,22 e 0,23 m3 kgDQOremovida-1 d-1. Na fase 3, a concentração média de metano produzida por dia foi de 78% e a concentração média dos gases CO2, O2, H2S e H2 (somatória) foi de 6%. A produção de biogás nos coletores inferior e superior tem relação direta com a COV aplicada e normalmente é maior no leito móvel. Contudo, em temperaturas inferiores a 17,44°C a produção de biogás no leito fixo foi maior, indicando que o leito móvel do reator UAHB é mais suscetível a variações de temperatura do que o leito fixo. |
| Abstract: | In this study the biogas production was evaluated in a hybrid anaerobic reactor (UAHB) with two three-phase separators treating synthetic sanitary sewage. The configuration of the reactor is based on an upflow sludge blanket reactor (type UASB) and an anaerobic filter (with polyvinyl chloride (PVC) media) in a single compartment. The reactor was built in glass with dimensions of 1 m x 0.12 m x 0.2 m and a working volume of 22.1 L. The operation of the reactor was divided into threephases, being: 1st phase - HRT of 12 h and mean OVL of 0.6 kgCOD m-3 d-1; 2nd phase - HRT of 10 h and mean VOL of 0.7 kgCOD m-3 d-1; and 3rd phase - HRT of 8 h and mean OVL of 0.9 kgCOD m-3 d-1 in the operating temperature range of 14 to 21°C for 225 days. The parameters used to evaluate the performance of the reactor were pH, temperature (oC), total alkalinity (mgCaCO3 L-1), volatile acids (mgHAc L-1), COD removal efficiency in raw samples (%), removal efficiency of total volatile solids (%) and total sulfate (mg L-1). An automated system was developed to monitor the reactor temperature, gas line pressure and water seals, and the generation of biogas in each three-phase separator. The variation of the average operational temperature of the reactor was 18.7 ± 2.0°C, 16.8 ± 1.3°C and 19.4 ± 1.0°C and is directly related to the variation in the COD removal efficiency of 82.7%, 71.1% and 85.4% in HRT of 12, 10 and 8 h, respectively. The average biogas production in the moving bed and fixed bed of the reactor was 1561 mL d-1 and 896 mL d-1 to HRT of 12 h, 1143 mL d-1 and 1268 mL d-1 to HRT of 10 h and 3643 mL d-1 and 841 mL d-1 to HRT of 8 h. The average total biogas generation was 0.23, 0.22 and 0.23 m3 kgCODremoved-1 d-1. In phase 3, the average concentration of methane produced per day was 78% and the average concentration of CO2, O2, H2S and H2 (sum) was 6%. The production of biogas in the lower and upper three-phase separators is directly related to the VOL applied and is usually higher in the moving bed. However, the biogas production in the fixed bed was higher at temperatures below 17.44°C, indicating that the moving bed of the UAHB reactor is more susceptible to the temperature variations than the fixed bed. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4233 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
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