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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2009.tde-20102009-100748
Documento
Autor
Nome completo
Gustavo Carneiro Ariano
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2009
Orientador
Banca examinadora
Reali, Marco Antonio Penalva (Presidente)
Moruzzi, Rodrigo Braga
Piveli, Roque Passos
Título em português
Coagulação, floculação e flotação do efluente de reatores anaeróbios, tratando esgoto sanitário, com aplicação de diferentes dosagens de coagulante em função da variação da turbidez do esgoto afluente ao longo do dia
Palavras-chave em português
Pós-tratamento de efluentes de reator UASB por flotação e ETE Anhumas
Tratamento de esgoto sanitário
Resumo em português
Este trabalho avaliou a técnica de dosagem variável de coagulante em função da variação da turbidez do esgoto afluente a sistema de pós-tratamento por flotação do efluente de reatores UASB, localizado em Campinas, SP. Utilizou-se equipamento do tipo Flotateste para a flotação em escala de laboratório, sendo fixados os parâmetros: Tmr = 15 s; Gmr = 800 'S POT.-1'; Tfloc = 20 min; Gfloc = 90 'S POT.-1'; Psat = 5,00 Bar. Foram estudadas quatro velocidades de flotação (Vf), entre 8 à 20 cm/min. Na fase 1 da pesquisa estudou-se os coagulantes 'AL IND.2'('SO IND.4')'IND.3', PAC e 'FE'Cl IND.3', sendo determinadas as melhores dosagens para o horário das 12:00 horas. Posteriormente, na segunda fase, foram fixadas as melhores dosagens de cada coagulante e associada dosagens variadas de polímeros catiônico, aniônico e não iônico. Em seguida, na fase 3, foi realizada avaliação temporal, com ensaios realizados em seis diferentes horários do dia, estabelecendo uma razão entre a variação da turbidez afluente com a dosagem de coagulante. Finalmente, na quarta fase, foram aplicados quatro cenários de dosagens em doze horários diferentes ao longo de 24 horas. Para fase 1, verificou-se remoção de SST, DQO e fósforo para as dosagens de 'AL IND.2'('SO IND.4')'IND.3' (11,77mg 'AL IND.2'O IND.3'/L), 76,5%; 67,6% e 63,9%; PAC (8,45 mg 'AL IND.2'O IND.3'/L), 62,5%; 75,0% e 82,7%; e 'FE'CL IND.3' (24,38 mg'FE'/L), 60,0%; 55,9% e 90,3%, respectivamente, para Vf = 16 cm/min. Na fase 2, determinou-se como melhor polímero, para ambos coagulantes, o polímero catiônico (PC), sendo associado às melhores dosagens definidas na fase1. Desta maneira na fase 2 verificou-se remoção de SST, DQO e fósforo para as dosagens associadas de 'AL IND.2'('SO IND.4')'IND.3' + PC (11,77 mg'AL IND.2'O IND.3'/L + 1,00 mg PC/L), 94,4%, 88,6% e 70,4%; PAC + PC (8,45 mg'AL IND.2'O IND.3'/L + 1,00 mg PC/L), 94,7%, 62,3% e 88,8%; e 'FE'CL IND.3' + PC (24,38 mg'FE'/L + 1,00 mg PC/L), 77,3%, 61,6% e 91,6%, respectivamente. O cloreto férrico foi escolhido para ser utilizado nas fases seguintes devido a capacidade de precipitação de sulfeto o qual atingiu concentrações de até 15 mg/L no efluente anaeróbio. Em adição, foram fixadas as dosagens de polímero catiônico em 1,00 mg/L. Assim, para fase 3, a aplicação de dosagem variada entre 12,07 a 25,51 mg'FE'/L, para seis diferentes horários resultou em DQO < 50 mg/L e Fósforo < 0,50 mg/L para Vf = 16 cm/min. A aplicação de razão entre a dosagem de 'FE POT.+3' e a turbidez afluente (RDmT) de 0,463 mg'FE POT.+3'/L.UNT (para turbidez < 50 UNT) e 0,244 mg'FE POT.+3'/L.UNT (para turbidez >50 UNT) na fase 4, garantiu para todas as velocidades de flotação estudadas turbidez < 15 UNT em 100% dos ensaios. Em adição, ao se realizar correlação entre a concentração de SST no efluente da FAD e a turbidez, chegou-se a conclusão de que este cenário atingiu remoção de lodo próxima a dosagem de 'FE'CL IND.3' máxima definidas na fase 3 (74 mg'FE'CL IND.3'/L), com economia de 27,8% no consumo do coagulante.
Título em inglês
Coagulation, flocculation and flotation of anaerobic reactor effluents, treating sewage with the employment of different amounts of coagulant, according to the variation in sewage turbidity throughout the day
Palavras-chave em inglês
Domestic wastewater treatment
Post-treatment flotation system of the UASB reactor effluents and WWTP Anhumas
Resumo em inglês
This study evaluated the variable coagulant dosage technique according to the variation in turbidity of the influent sewage of the post-treatment flotation system of the UASB reactor effluents, located in Campinas, SP. Laboratory scale flotation equipment was used, with fixed parameters: Tmr = 15 s; Gmr = 800 'S POT.-1'; Tfloc = 20 min; Gfloc = 90 'S POT.-1'; Psat = 5,00 Bar. Four flotation velocities (Vf), between 8 a 20 cm/min, were studied. Phase 1 of the research studied the coagulants 'AL IND.2'('SO IND.4')'IND.3', PAC e 'FE'CL IND.3', being determined the best dosages for 12:00 pm. In phase 2 the best dosages of each coagulant were fixed and the associated cationic, anionic and nonionic polymer dosages were varied. In phase 3 experiments were taken at six different periods of the day, establishing a ratio between the variation in influent turbidity and coagulant dosage. In the fourth phase, four different dosage scenarios were applied at twelve different periods during a 24 hour day, to verify the best dosage scenario. In phase 1, the removal of TSS, COD and phosphorus was verified to the dosages of 'AL IND.2'('SO IND.4')'IND.3' (11,77 mg'AL IND.2'O IND.3'/L), 76,5%; 67,6% and 63,9%; PAC (8,45 mg'AL IND.2'O IND.3'/L), 62,5%; 75,0% and 82,7%; and 'FE'CL IND.3' (24,38 mg'FE POT.+3'/L), 60,0%; 55,9% e 90,3%, respectively, for Vf = 16 cm/min. In phase 2 the cationic polymer (PC) was determined to be the best polymer for both coagulants, when applied to the best dosages determined in phase 1. This way, in phase 2 the removal of TSS, COD and phosphorus was verified to the associated dosages of 'AL IND.2'('SO IND.4')'IND.3' + PC (11,77 mg'AL IND.2'O IND.3'/L + 1,00 mg PC/L), 94,4%, 88,6% and 70,4%; PAC + PC (8,45 mg'AL IND.2'O IND.3'/L + 1,00 mg PC/L), 94,7%, 62,3% and 88,8%; and 'FE'CL IND.3' + PC (24,38 mg'FE POT.+3'/L + 1,00 mg PC/L), 77,3%, 61,6% e 91,6%, respectively. Ferric chloride was chosen in the following phases due to its sulfide precipitation ability, reaching concentrations of up to 15 mg/L in the anaerobic effluent. In addition, the cationic polymer dosages were fixed to 1,00 mg/L. Thus, in phase 3, the dosage, varying between 12,07 to 25,51 mg'FE POT.+3'/L, applied to six different periods resulted, to Vf = 16 cm/min, in COD < 50 mg/L and phosphorus < 0,50 mg/L. The ratio between the dosage of 'FE POT.+3' and the influent turbidity (RDmT) of 0,463 mg'FE POT.+3'/L.UNT (for turbidities < 50 NTU) and 0,244 mg'FE POT.+3'/L.UNT (for turbidities '< OU =' 50 NTU) when applied in phase 4, ensured, in 100% of the experiments, turbidity < 15 NTU for the studied flotation velocities. In addition, when correlating the concentration of TSS in FAD effluents with the turbidity, the conclusion was that this scenario reached a sludge removal close to that obtained by the maximum 'FE'CL IND.3' dosage defined in phase 3 (74 mg'FE'CL IND.3'/L), with an economy of 27,8% in coagulant consumption.
 
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Ariano_Gustavo.pdf (8.47 Mbytes)
Data de Publicação
2009-10-29
 
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