Estabelecimento do processo de nitritação/desnitritação para o pós-tratamento de digestatos da suinocultura

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Estabelecimento do processo de nitritação/desnitritação para o pós-tratamento de digestatos da suinocultura

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Título: Estabelecimento do processo de nitritação/desnitritação para o pós-tratamento de digestatos da suinocultura
Autor: Vivan, Marcelo Luis
Resumo: A produção de suínos passou por profundas mudanças tecnológicas nos últimos anos, disseminando um padrão intensivo de criação visando o aumento de produtividade e diminuição dos custos. Assim grandes volumes de efluentes com alto potencial poluidor (principalmente matéria orgânica e nutrientes), são produzidos em regiões com baixa capacidade de absorção dos biofertilizantes. Uma das tecnologias aplicadas no tratamento de dejetos de suínos é a digestão anaeróbia, na qual tem-se o aproveitamento energético através do biogás, contudo esses sistemas são baseados na remoção de matéria orgânica, não removendo nutrientes como nitrogênio e fósforo, restando um efluente com baixa relação carbono/nitrogênio. Nesse contexto, os processos de remoção de nitrogênio via nitrito ganham destaque, frente a menor necessidade de carbono na desnitritação e economia no suprimento de oxigênio nos processos aeróbios, tendo como fator limitante a seleção das bactérias oxidadoras de amônia (BOA) em detrimento das bactérias oxidadoras de nitrito (BON). O objetivo desse trabalho foi estabelecer o processo de nitritação e desnitritação utilizando-se um digestato de um reator anaeróbio tratando dejetos de suínos com baixa relação carbono/nitrogênio, através da adaptação de um sistema baseado no processo Ludzak-Ettinger Modificado (MLE), operando com geração de nitrito no reator aeróbio e desnitritação no reator anóxico. Afim de estabelecer os respectivos processos, os reatores foram operados separadamente. O reator nitritante foi alimentado com o efluente de um biodigestor localizado na Embrapa Suínos e Aves (BIO-ETDS). O reator desnitritante também alimentado com o efluente do biodigestor (BIO-ETDS) foi suplementado com solução de nitrito de sódio na concentração de nitrito desejada. No intuito de favorecer as BOA no reator nitritante foram usadas algumas estratégias como, alteração do pH, diminuição do tempo de retenção hidráulico (TRH) e diminuição da idade do lodo (IL). Deste modo, a estratégia mais robusta na qual o reator atingiu a nitritação foi o controle da IL (10 d), removendo uma carga de amônia de 2,10±0,21 g L-1d-1. Já no reator desnitritante, a concentração de nitrito que obteve melhor eficiência foi de 0,117g L-1, atingindo o valor de 97,3%, com uma relação ótima de COT/N-NO2- =5,87. Após acoplados, o sistema manteve a produção de nitrito e teve uma eficiência de remoção de nitrogênio na ordem de 60%.Swine production has undergone diverse technological changes in recent years, spreading a rearing intensive standard in order to increase productivity and lower costs. Thus, large volumes of effluents with high polluting potential (mainly organic matter and nutrients) are produced in regions with low absorptive capacity of biofertilizers. One of the technologies applied in swine manure treatment and anaerobic digestion has energy recovery through biogas; however these systems are based on organic matter elimination which don't remove nutrients such as nitrogen and phosphorus, remaining an effluent with low carbon/nitrogen ratio. In this context, nitrogen removal processes through nitrite are interesting, compared to less need for carbon denitritation and economy in oxygen supply in aerobic processes, with the limiting factor that the selection of ammonia oxidizing bacteria (AOB) are detrimental to nitrite-oxidizing bacteria (NOB). The aim of this study was to establish nitritation and denitritation processes using a digestate of an anaerobic reactor managing swine waste with low carbon/nitrogen ratio, by adapting a system based on the Modified Ludzak-Ettinger (MLE) process operating with nitrite generation in the aerobic reactor and denitritation in the anoxic reactor. In order to establish their own processes, the reactors were operated separately. The nitritation reactor was fed with the effluent from a digester located at Embrapa Swine and Poultry (BIO-ETDS). The denitrifying reactor also fed with the digester effluent (BIO-ETDS) was supplemented with sodium nitrite solution at the nitrite desired concentration. With the intention of favoring AOB in the nitritation reactor, some strategies have been used as pH, hydraulic retention time (HRT) decrease and sludge age decrease. The control of the last strategy (sludge age=10 d) was the most robust in which the reactor has reached nitritation removing ammonia load of 2.10 ± 0.21 g L-1d-1. Regarding denitritation reactor, the nitrite concentration that showed the best efficiency was 0.117 g L-1, reaching a value of 97.3%, with an optimal ratio of TOC/N-NO2- = 5.87. Once the reactors were coupled, the system maintained nitrite production and showed an efficiency of nitrogen removal in the order of 60%.
Descrição: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.
URI: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100533
Data: 2012


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