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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2009.tde-11082009-165007
Documento
Autor
Nome completo
Diego Domingos da Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2009
Orientador
Banca examinadora
Além Sobrinho, Pedro (Presidente)
Amorim, Ariuska Karla Barbosa
Monteggia, Luiz Olinto
Título em português
Remoção biológica do nitrogênio pela via curta de lixiviado de aterro sanitário operando um reator em bateladas sequenciais (SBR).
Palavras-chave em português
Nitrificação
Nitrogênio (remoção)
Resíduos sólidos
Resumo em português
O presente trabalho avaliou a remoção do nitrogênio amoniacal de liquido percolado de aterro sanitário através do processo de nitritação/desnitritação (via curta) utilizando a própria matéria orgânica presente no lixiviado como fonte de carbono para o processo de desnitritação. Foi também avaliada a remoção de nitrogênio amoniacal do lixiviado através do processo de stripping de amônia. Para o processo de stripping foram utilizados dois sistemas, o primeiro era constituído por um reator (R-2) com volume útil de 20L mantido sobre agitação mecânica (palheta) e o segundo era composto de uma coluna cilíndrica, com volume de lixiviado de 10L, mantida sob aeração. Além da remoção de nitrogênio houve também uma diminuição na concentração de DQO, DBO e COT durante os ciclos de stripping. A taxa volumétrica de remoção de amônia durante os ciclos de stripping variou entre 78 e 86,95 mg N-NH3/L.dia. Para a avaliação da remoção de nitrogênio através da via curta (via nitrito), foi utilizado um reator operado em bateladas seqüenciais (SBR- 1) com volume útil de 20 L. O reator foi operado por um período de aproximadamente 1 ano. A avaliação do processo de nitritação/desnitritação se deu em 4 fases distintas; na primeira fase o sistema foi alimentado com 2L de lixiviado bruto, na segunda fase o sistema R-1 foi alimentado com lixiviado pré tratado (NNH3lixiviado @ 1200 mg/L), na fase três o sistema foi também alimentado com 2 L de percolado pré-tratado (N-NH3lixiviado @ 900 mg/L) e por fim, na fase 4 o sistema foi alimentado com 4L de lixiviado pré-tratado (N-NH3lixiviado @ 900 mg/L ). Nas duas primeiras fases da pesquisa a remoção de nitrogênio foi relativamente eficiente, variando entre 80 e 90%, porém mesmo com a concentração de amônia livre variando entre 0,18 e 20,7 mg/L não houve a inibição da nitratação durante a etapa aerada dos ciclos de tratamento. Durante as fases 1 e 2, a fase anóxica foi relativamente longa sendo que, as taxas específicas de desnitritação variaram entre 0,0100 e 0,0148 Kg NO3 -, NO2 -/ Kg SSV.dia. Na fase 3, após a mudança na alimentação do sistema, o reator R-1 entrou em regime de equilíbrio e a inibição da nitratação foi praticamente total (acima de 95%). Mesmo com a completa inibição da nitratação, a etapa anóxica durante os ciclos de tratamento da fase 3 continuou sendo relativamente longa (72 h em média) remetendo assim, a uma falta de matéria orgânica para a redução do nitrito durante a fase anóxica. Na fase 4, apesar da não inibição da nitratação durante os primeiros ciclos, nos ciclos que se seguiram a inibição foi quase total, demonstrando claramente a adaptação do sistema às condições necessárias ao acúmulo de nitrito. A manutenção do pH da massa líquida próximo a 8,3 foi determinante para o acúmulo de nitrito durante todas as fases da pesquisa. Nas fases 1 e 2 houve a necessidade de controle do pH com adição de alcalinizante, já nas fases 3 e 4 esse controle não foi necessário.
Título em inglês
Biological Nitrogen removal through nitritation of landfill leachate operating a sequencing batch reactor (SBR).
Palavras-chave em inglês
Nitrification
Nitrogen (removal)
Solid waste
Resumo em inglês
The present work evaluates the biological ammonia removal of a landfill leachate, through nitritation/denitritation as well as the utilization of the organic compounds present in the landfill leachate, as carbon source to denitritation process. It also evaluates the ammonia removal of landfill leachate by the ammonia stripping process. It has been used two systems for the stripping process, the first one was constituted of a reactor (R-2) with 20L useful volume kept on mechanical shaking (vane) and the second one was composed of a cylindrical column, with a 10L of landfill leachate volume, kept on aeration. Beyond the biological ammonia removal it also had a reduction in the COD, BOD and TOC concentration during the stripping cycles. The ammonia removal volumetric rate during the stripping cycles have varied between 78 e 86,95 mg N-NH3/L.day. In order to evaluate the ammonia removal through the short cut (via nitrite) one has used a sequencing batch reactor (SBR-1) with a 20L useful volume. The reactor was been operated by a period of approximately 1 year. The assessment of nitritation/denitritation process has happened in 4 distinct phases: in the first one the system was fed on 2L of heavy landfill leachate; in the second the system R-1 was fed on pre-treated landfill leachate (N-NH3leachate @ 1200 mg/L); in the third phase the system was also fed on 2L of pre-treated landfill leachate (N-NH3leachate @ 900 mg/L); and finally, in the fourth phase it was fed on 4L of pre-treated landfill leachate (N-NH3leachate @ 900 mg/L). In the two first phases of this research the biological ammonia removal was been relatively efficient, varying between 80 and 90%, however, even with the free ammonia varying between 0,18 and 20,70 mg/L, it has not had nitratation inhibition during the aerated stage of the treatment cycles. During phases 1 and 2 the anoxic phase was relatively long and specific denitritation rates have varied between 0,0100 and 0,0148 Kg NO3 -, NO2 -/ Kg VSS.day. In phase 3, after the change of system feeding, the R-1 reactor has entered in balance regime and the nitratation inhibition has been practically total (above 95%). Even with the complete nitratation inhibition, the anoxic phase during the phase 3 treatment cycles have continued being relatively long (72h on average), thus sending to a lack of organic compounds for the nitrite reduction in this phase. In phase 4, although the not inhibition of nitratation during the first cycles, in the followed cycles the inhibition has been almost total, demonstrating clearly the system adaptation to the necessary conditions to the nitrite accumulation. The maintenance of pH of liquid mass next to 8,3 has been determinative for the accumulation of nitrite during all phases of this research. In phases 1 and 2 it have been necessary to control the pH alkalinizing the system, already in phases 3 and 4 this control has not been necessary.
 
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Data de Publicação
2009-08-17
 
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