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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2006.tde-01032007-140140
Documento
Autor
Nome completo
Luana Maria Marelli
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2006
Orientador
Banca examinadora
Pires, Eduardo Cleto (Presidente)
Buzzini, Andréa Paula
Lapolli, Flávio Rubens
Santos, Daniel Costa dos
Zaiat, Marcelo
Título em português
Desenvolvimento e estudo de um reator UASB com unidade de filtração, utilizado para o tratamento de esgoto sanitário
Palavras-chave em português
Biorreator anaeróbio
Características de filtração
Esgoto sanitário
Filtração tangencial
Filtros poliméricos
Mecanismos de fluxo
Reator UASB
Unidade de filtração
Resumo em português
Para o tratamento de esgoto sanitário foi desenvolvido e estudado um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), associado com unidade de filtração. O estudo se iniciou pela operação do reator UASB durante 642 dias, onde a fase líquida afluente e efluente foi monitorada. Em seguida uma unidade de filtração foi acoplada ao reator UASB e foram avaliados as características de filtração, o desempenho do tratamento e a eficiência do processo de limpeza química de três filtros. Os materiais poliméricos utilizados como filtros foram o polipropileno, o poliéster e o geossintético de poliéster, com diâmetro médio de poros de um mícron (1μm). As características de filtração avaliadas foram o fluxo do permeado e os mecanismos de obstrução de cada material polimérico (resistência à filtração: total, do material, da camada de biossólidos e de entupimento). O desempenho global do sistema de tratamento foi avaliado em termos de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) e de sólidos suspensos totais (SST). Para recuperação dos filtros foi utilizada primeiramente a limpeza química com solução ácida (ácido clorídrico-HCl) e em série a limpeza com solução alcalina (hipoclorito de sódio e hidróxido de sódio- NaOCl e NaOH). Dentre os três materiais poliméricos utilizados verificou-se que, o geossintético (poliéster) foi o filtro que apresentou melhores características de filtração e desempenho global, ou seja, com este material a resistência da camada foi predominante (obstrução é reversível), a concentração de sólidos suspensos totais do permeado estabilizou em 25 mg/L e a eficiência média global de remoção da demanda química de oxigênio (DQO) foi de 78%. Dentre os procedimentos de limpeza química utilizada nos três filtros, verificou-se que a solução ácida (HCl) aplicada em série com a solução alcalina (NaOCl e NaOH) apresentou maior eficiência que a limpeza somente com a solução ácida (recuperação do fluxo inicial do permeado acima de 90%).
Título em inglês
Development and study of a UASB reactor coupled with a filtration unit for the treatment of domestic sewage
Palavras-chave em inglês
Anaerobic bioreactor
Cross-flow filtration
Domestic sewage
Filtration characteristics
Filtration unit
Flux mechanisms
Polymeric filters
Treatment performance
UASB reactor
Resumo em inglês
An anaerobic reactor (UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket) coupled to a filtration unit for the treatment of domestic sewage was developed and studied. The study began by operating the UASB reactor for 642 days, during which time the influent and effluent liquid phase were monitored. The filtration unit was then coupled to the UASB reactor and the filtration characteristics, the performance of the treatment, and the efficiency of the cleaning process of three polymeric filters were evaluated. The polymeric materials used for the filters were polypropylene, polyester and geosynthetic polyester, all with an average pore size of one micron (1μm). The filtration characteristics evaluated were the permeate flux and the fouling mechanisms (total filtration resistance of the material and the cake, and clogging) during filtration. The system’s overall performance was evaluated in terms of chemical oxygen demand (COD) and removal of total suspended solids (TSS). The filters were cleaned chemically, first with an acid solution (HCl), followed by alkaline solutions (NaOH and NaOCl) applied in series. A comparison of the three filtering materials indicated that the geosynthetic material (polyester) possessed the best overall characteristics of filtration and performance. In other words, i.e., cake resistance (reversible fouling) predominated with this material, the concentration of total suspended solids (TSS) in the permeate stabilized at 25 mg/L, and the overall removal efficiency of chemical oxygen demand (COD) was 78%. Of the various chemical cleaning procedures tested on the three polymeric filters, the acid (HCl) and alkaline solutions (NaOH and NaOCl) applied in series provided more efficient flux recovery (over 90% of the initial permeate) than chemical cleaning only with acid (HCl).
 
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tese.pdf (3.38 Mbytes)
Data de Publicação
2007-03-02
 
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  • FREIRE, Flavio Bentes, et al. Avaliação de material suporte para biomassa em reatores de leito fluidizado: Aderência e hidrodinâmica. In Congresso Brasileiro de Engenharia Química, Curitiba, 2004. Anais do XV Congresso Brasileiro de Engenharia Química., 2004.
  • MARELLI, Luana Maria, and PIRES, E. C. Filtration characteristics and performance of a filtering unit coupled to a UASB reactor treating domestic wastewater: comparison of three polymeric materials. In Taller y Simposio Latinoamericano sobre Digestion Anaerobia, Punta del Este, 2005. Proceedings - VIII Taller., 2005. Abstract.
  • MARELLI, Luana Maria, FREIRE, Flavio Bentes, e PIRES, E. C. Avaliação das mantas de poliéster e de polipropileno utilizadas em um módulo de filtração acoplado a um reator anaeróbio UASB: Características de filtração e desempenho do sistema. In 23 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande, 2005. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2005.
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