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Tipo: Dissertação
Título: Caracterização e comportamento de uma série de lagoas de polimento tratando esgotos sanitários
Título(s) alternativo(s): Characterization and performance of a polishing pond series treating domestic wastewater
Autor(es): Rios, Endrik Nardotto
Primeiro Orientador: Bastos, Rafael Kopschitz Xavier
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Mounteer, Ann Honor
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Sperling, Marcos Von
metadata.dc.contributor.referee1: Alem Sobrinho, Pedro
metadata.dc.contributor.referee2: Bevilacqua, Paula Dias
Abstract: Apresentam-se neste trabalho, conduzido em Viçosa MG, os resultados de cerca de cinco anos de monitoramento de um sistema de tratamento de esgotos sanitários composto por um conjunto reator UASB + biofiltro aerado submerso (escala real), seguido de uma série de três a quatro lagoas de polimento / maturação (escala piloto), rasas (h ≤0,90 m) e com flexibilidade operacional em termos de variações de altura de lâmina e tempo de detenção hidráulica. O sistema de lagoas absorveu bem as oscilações de desempenho do sistema de pré-tratamento (UASB + BF) e a remoção complementar de matéria orgânica deu-se, essencialmente, na primeira lagoa da série, alcançando eficiências médias de 12 a 50% de remoção de DBO total e 50 a 60% de DQO filtrada. O padrão de lançamento da legislação do estado de Minas Gerais (60 mg DBO / L) foi atendido, na maioria das vezes, no efluente da primeira lagoa e, quando não, no da segunda. A terceira e a quarta lagoas praticamente não atuam na remoção de DBO e DQO. Os resultados sugerem que o principal mecanismo de remoção de nitrogênio no sistema de lagoas seja a volatilização de amônia. O sistema bem absorveu o incremento de amônia no sistema de pré- tratamento promovendo um decréscimo gradual e intenso ao longo da série, alcançando remoção da ordem de 60 - 90%. Dentre as condições sob as quais operaram as lagoas experimentais, o padrão de lançamento de amônia da legislação brasileira (20 mg NH3 / L) e critérios mais rigorosos de qualidade da água para piscicultura (2 mg NH3 / L), seriam alcançados com tempos de detenção hidráulica em torno de 15 e 35 dias, respectivamente. Por outro lado, a remoção de fósforo mostrou-se limitada. Ao longo de todo o período de estudo, no sistema UASB + BF (essencialmente no UASB), em média, a remoção de E.coli foi de cerca de 0,5 unidades logarítmicas, seguida de um acentuado decaimento ao longo da série de lagoas. Sob as condições desses experimentos, os critérios da OMS para a irrigação irrestrita (103 E.coli / 100 mL) seriam alcançados com cerca de 17 dias de tempo de detenção hidráulica; os critérios para a irrigação restrita e para a utilização de efluentes em piscicultura (104 E.coli / 100 mL) dentre 11 dias. Esses resultados confirmam a elevada capacidade de lagoas de polimento / maturação rasas na remoção de nitrogênio e de organismos indicadores (E.coli), com pleno potencial de atendimento do padrão de lançamento de amônia em corpos receptores e de alcance das recomendações da Organização Mundial da Saúde de qualidade bacteriológica para a utilização de efluentes em irrigação. Os resultados fornecem ainda importantes subsídios para a concepção e projeto de sistemas de lagoas de polimento: relação temperatura do ar e temperatura da água, coeficientes de remoção de matéria orgânica, coeficientes de remoção de nitrogênio, coeficientes de decaimento bacteriano, suas respectivas variações ao longo da série de lagoas, valores de pH, faixas adequadas de taxas de aplicação hidráulica superficial, de profundidade e de tempo de detenção hidráulica. Os valores de pH mantiveram-se sempre acima de 7,0 em toda a coluna líquida e, à meia profundidade, acima de 7,5. Registram-se os seguintes incrementos médios de pH, medido à superfície e à meia profundidade, na série de lagoas: (i) lagoa 1 para a lagoa 2: 3 - 5%; (ii) lagoa 2 para lagoa 3: 5 - 7%; (ii) lagoa 3 para lagoa 4: sem incremento - 2%. Coeficientes de remoção de amônia revelaram-se sensivelmente constantes ao longo da série de lagoas, calculados em torno de 0,0058 d-1.. Os coeficientes de decaimento bacteriano (E.coli) foram, em geral, bastante elevados e crescentes ao longo da série de lagoas: valores médios de 0,98 d-1 na primeira lagoa e incrementos de 13% da lagoa 1 para a lagoa 2 e de 22% da lagoa 2 para a lagoa 3; a inclusão de uma quarta lagoa à série parece não mais contribuir com remoção adicional.
This work, conducted in Viçosa MG, presents the results of five years monitoring of a domestic wastewater treatment system including an anaerobic reactor (UASB) plus a submerged aerated biofilter (real scale), followed by a three to four shallow polishing / maturation ponds series (pilot scale, h ≤0,90 m), with operational flexibility in terms of depth and hydraulic retention time. The pond system took up the performance oscillations of the pre-treatment unities (UASB + BF), and the complementary organic matter removal took place, essentially, in the first pond, achieving average BOD and filtered COD removal efficiencies of 12 50% and 50 -60%, respectively. The Minas Gerais State BOD standard for discharge into water bodies (60 mg / L) was achieved, most of the time, in the first pond; the third and the fourth ponds did not contribute for BOD and COD removal anymore. The results suggested that ammonia volatilization is the main mechanism of nitrogen removal in the pond system. It well absorbed the ammonia increase in the pre-treatment unities, leading to a gradual but intense removal along the pond series, achieving average ammonia removal efficiencies within the range of 60 -90%. Under the experimental conditions of this study, the Brazilian standard for ammonia discharge into water bodies (20 mg NH3 / L), and more strict water quality criteria for aquaculture were achieved with hydraulic retention times of 15 and 35 days, respectively. On the other hand phosphorus removal was shown to be limited. All over the period of this study, E.coli removal in the UASB + BF system (mainly in the UASB reactor) was around 0.5 log unities, followed by an intense decay along the pond series. Under the experimental conditions of this study the WHO guidelines for unrestricted irrigation (103 E.coli / 100 mL), and for restricted irrigation and aquaculture were achieved within hydraulic retention times of 17 and 11 days, respectively. The results confirm that shallow polishing / maturation ponds are fully able to produce effluents in accordance with the Brazilian standard for ammonia discharge into water bodies and with the bacterial WHO guidelines for irrigation. In addition, the results provide relevant information for planning and designing polishing ponds: air x water temperature, organic matter removal coefficients, nitrogen removal coefficients, bacterial decay coefficients, and their variation along the pond series, pH values, and suitable ranges of hydraulic surface loading, ponds depth and hydraulic retention times. pH values were always above 7.0 along the whole water column and above 7.5 at mid depth. The following average pH values increasing (measured at the water surface and at mid depth) were recorded along the pond series: (i) pond 1 to pond 2: 3 - 5%; (ii) pond 2 to pond 3: 5 - 7%; (ii) pond 3 to pond 4: no increase - 2%. The calculated ammonia removal coefficients were virtually constant along the pond series, around 0.0058 d-1. In general, E. coli decay coefficients were quite high and increased along the pond series: average values of 0.98 d-1 in the first pond, followed by 13% and 22% increasing in the second and the third ponds, respectively. The fourth pond did not substantially add to additional removal.
Palavras-chave: Esgotos sanitários
Lagoas de polimento
Tratamento
Domestic wastewater
Polishing pond
Treatment
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
metadata.dc.publisher.department: Geotecnia; Saneamento ambiental
metadata.dc.publisher.program: Mestrado em Engenharia Civil
Citação: RIOS, Endrik Nardotto. Characterization and performance of a polishing pond series treating domestic wastewater. 2007. 145 f. Dissertação (Mestrado em Geotecnia; Saneamento ambiental) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2007.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/3697
Data do documento: 29-Jul-2007
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