Autor(es):
Soares, Micaela Alexandra da Rocha 
Data: 2008
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/559
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Tratamento de águas residuais; Efluentes industriais; Indústria alimentar; Tratamento anaeróbico; Acidificação
Descrição
Com este trabalho pretendeu-se avaliar a aplicabilidade da acidificação
anaeróbia, no pré-tratamento do efluente gerado na prensagem de compostos
insolúveis de cereais e café de uma fábrica nacional de produtos alimentares.
Este pré-tratamento teve como objectivo viabilizar o posterior tratamento
biológico do efluente, em condições aeróbias.
Nesse sentido foi montada uma instalação experimental constituída por dois
reactores contínuos acidogénicos, sem controlo de pH e operados a duas
temperaturas: mesofílica (36ºC) e termofílica (55ºC). Os reactores foram
submetidos a uma matriz experimental de cargas orgânicas crescentes
(2,5 gCQO L-1 d-1 a 10 gCQO L-1 d-1), o que permitiu estudar a influência do
tempo de retenção hidráulico (TRH) e da carga orgânica na acidificação
anaeróbia do efluente em estudo.
O efluente acidificado obtido para cada estado estacionário dos reactores foi
posteriormente avaliado em termos da sua biodegradabilidade aeróbia,
através da realização de testes descontínuos.
Para as condições testadas, os resultados experimentais obtidos indicam que
os parâmetros operacionais tempo de retenção hidráulico e carga orgânica
pouca influência apresentam no grau de acidificação atingido à temperatura
mesofílica. Mas à temperatura termofílica, essa influência já se torna
relevante para o parâmetro carga orgânica. Para o tempo de retenção
hidráulico mais baixo (0,5 dia), o aumento carga orgânica imposta ao reactor
termofílico diminui o grau de acidificação obtido em 36%, enquanto que para
TRH de 1 dia, o grau de acidificação é favorecido em 14%.
A temperatura é uma condição operatória que se reflecte na composição dos
ácidos orgânicos voláteis (AOVs) presentes no efluente acidificado. O
aumento da temperatura de 36ºC para 55ºC favorece a presença de n-butírico
como o segundo AOV presente em maior quantidade, em detrimento do ácido
propiónico. Para as duas temperaturas testadas, o ácido acético é o ácido
orgânico volátil predominante. A diminuição do TRH favorece a produção de
ácido acético e a diminuição da percentagem de ácido propiónico. O aumento
da carga orgânica tem o mesmo efeito que a diminuição do TRH, embora a
55ºC isso apenas aconteça quando o TRH é mantido em 0,5 dia.
Os testes de biodegradabilidade aeróbia dos efluentes acidificados indicam
que o processo de acidificação anaeróbia permite melhorar a
biodegradabilidade aeróbia do efluente em estudo, obtendo-se para alguns
casos melhorias do grau de biodegradabilidade na ordem dos 80%. Estes
resultados são indicadores de que a utilização deste processo como pré-
tratamento do efluente, antes deste ser submetido a um tratamento aeróbio
apresenta potencialidades que devem ser exploradas mais
aprofundadamente.
ABSTRACT: The aim of this dissertation project was to evaluate the applicability of
anaerobic acidification as a pre-treatment process of industrial wastewater
produced by a national food industry, in order to enhance its posterior biological
treatment in aerobic conditions.
For such an evaluation, two lab-scale continuous reactors, without pH control
and operated at two different temperatures, mesophilic (36ºC) and termophilic
(55ºC), were assembled and tested. The reactors were submitted to an
experimental design characterized by increasing organic loading rates between
2,5 gCQO L-1 d-1 and 10 gCQO L-1 d-1. The influence of hydraulic retention time
(HRT) and organic loading rate in anaerobic acidogenesis was assessed.
The acidified effluent obtained for steady state conditions was evaluated in
terms of its aerobic biodegradability, through the accomplishment of batch
tests.
For the tested conditions, experimental results indicate that the influence of
hydraulic retention time and organic loading rate is not relevant to the
acidogenic process, at mesophilic temperature. But at 55ºC, the role of organic
loading rate can not be neglected. An increase in organic loading rate lowers
the acidification degree in 36%, when the lowest hydraulic retention time is
tested (0,5 day) and raises the degree achieved in 14% when HRT is 1 day.
Temperature is an operational condition in anaerobic acidogenesis that
influences the volatile fatty acids (VFA) distribution in the acidified effluent. The
shift from 36ºC to 55ºC enhances the presence of n-butyric acid as the second
VFA present in higher quantity and suppresses the presence of propionic acid.
At both temperatures, acetic acid is the VFA predominant.
A decrease in HRT stimulates the production of acetic acid and inhibits the
presence of propionic acid. The same behavior is observed when the organic
loading rate is increased, except when the temperature is 55ºC and the HRT is
maintained at 1 day.
Aerobic biodegradability batch tests results point out that anaerobic
acidogenesis of the industrial wastewater improves its degradability by an
aerobic biological culture. Improvements of 80% in the aerobic biodegradability
degree were quantified and demonstrated that the potential of using anaerobic
acidogenesis as a pre-treatment to enhance biological treatment in aerobic
conditions must be explored in the future. Mestrado em Qualidade e Tratamento de Águas e Efluentes
Tipo de Documento
Dissertação de Mestrado
Idioma
Português
Orientador(es)
Capela, Maria Isabel Aparício Paulo Fernandes; Arroja, Luís Manuel Guerreiro Alves
