Pré-tratamento anaeróbio de um efluente da indústria alimentar

• Author(s): Monteiro, Norberto Carlos Oliveira Cruz
• Date: 2008
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/592
• Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Subject(s): Engenharia do ambiente; Indústria alimentar; Efluentes industriais; Digestão anaeróbica
• Document Type: Master Thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Capela, Maria Isabel Aparício Paulo Fernandes

Description

O trabalho realizado teve como intuito avaliar a aplicabilidade de um processo biológico anaeróbio como pré-tratamento de um efluente gerado na prensagem de compostos insolúveis de cereais e café de uma fábrica nacional de produtos alimentares. Este efluente devido à sua reduzida biodegradabilidade provoca limitações na eficiência do processo de tratamento biológico aeróbio actualmente existente na ETARI (estação de tratamento de águas residuais industriais). Nesse sentido foram operados três reactores anaeróbios contínuos do tipo MBBR (moving bed biofilm reactor), sem controlo de pH e operados a duas gamas de temperatura: mesofílica (36ºC) e termofílica (55ºC). Dois dos reactores funcionaram como acidogénicos e foram submetidos a uma matriz experimental de cargas orgânicas crescentes (5 g CQOs/L.d a 20 g CQOs/L.d), operando um na gama mesofílica e outro na termofílica. Foi também operado um reactor metanogénico na gama mesofílica, sendo submetido apenas a duas cargas orgânicas (1 g CQOs/L.d e 2 g CQOs/L.d). Posteriormente foi testada a biodegradabilidade aeróbia dos efluentes obtidos em cada estado estacionário de operação dos reactores anaeróbios. Para as condições testadas verificou-se que o reactor anaeróbio acidogénico operado na gama mesofílica apresentou uma percentagem de acidificação superior ao do reactor termofílico. Para a carga orgânica de 10 g CQOs/L.d aplicada aos reactores acidogénicos verifica-se que o reactor termofílico apresenta uma percentagem de acidificação cerca de 16% inferior à do reactor mesofílico que apresenta uma percentagem de acidificação de 31%. A influência da temperatura reflecte-se na composição dos ácidos orgânicos voláteis (AOVs) presentes no efluente acidificado. No reactor a 55ºC é favorecida a presença do ácido n-butírico em detrimento do ácido propiónico presente na gama mesofílica. No reactor a 36ºC verificou-se que o aumento de carga levou ao aparecimento do ácido n-valérico embora este tenha sido no entanto o ácido em menor quantidade. O reactor metanogénico deu uma boa resposta ao aumento da carga orgânica aplicada, aumentado a percentagem de remoção de CQOsolúvel que atingiu 89% para a carga orgânica de 2 g CQOs/L.d para um tempo de retenção hidráulico de 0,5 dia. Os testes de biodegradabilidade aeróbia realizados aos efluentes obtidos em estado estacionário indicam que os processos estudados tornam o efluente das borras mais facilmente biodegradável. No caso do pré- tratamento ser o processo de acidificação foi atingida uma melhoria máxima de 113% na biodegradabilidade aeróbia. Os resultados obtidos permitem concluir que os pré-tratamentos anaeróbios estudados têm potencial no sentido de possibilitarem uma melhoria da biodegradabilidade do efluente das borras, de forma a posteriormente se poder submeter este efluente ao tratamento aeróbio existente na ETARI, de modo a cumprir os parâmetros de descarga. ABSTRACT: The aim of this work was to evaluate the feasibility of an anaerobic biological process as a pre-treatment for wastewater generated in the pressing of insoluble compounds, cereal and coffee for a national foodfactory. This effluent due to its reduced biodegradation causes limitations in the process efficiency of the aerobic biological reactor existing in the treatment plant. Three continuous anaerobic reactors MBBR (moving bed biofilm reactor) were operated without pH control and at two temperature ranges: mesophilic (36 ºC) and count (55 ºC). Two of the reactors were operated as acidogenic and were subjected to an experimental matrix of growing organic loads (5 g CQOs/L.d to 20 g CQOs/L.d), one operating in a mesophilic range and another in thermophilic. A reactor in methanogenic mesophilic range was also operated at two organic loads (1 g CQOs/L.d and 2 g CQOs/L.d). Aerobic biodegradability tests were also performed for the treated effluents obtained in each steady state. For the conditions tested it was found that the anaerobic acidogenic reactor operated in the mesophilic range showed a higher degree of acidification than the thermophilic reactor. For the organic load of 10 g CQOs/L.d applied to both acidogenic reactors it was observed that the thermophilic reactor presented a lower percentage of acidification of about 16%, than the mesophilic reactor that provides a percentage of acidification of 31%. The influence of temperature is reflected in the composition of volatile organic acids (AOVs) present in the acidified effluent. In the reactor at 55ºC it is favored the presence of n-butyric acid at the expense of propionic acid present in the mesophilic range. In the reactor at 36ºC it was found that the organic load increase led to the appearance of n-valeric acid although it had been the acid present in smaller quantities. The methanogenic reactor gave a good response with the organic load increase, which resulted in an increase on the CQOs removal which reached 89% for the organic load of 2 g CQOs/L.d and a hydraulic retention time of 0.5 day. Aerobic biodegradability tests performed on the effluents obtained in each steady state indicate that the processes studied turn the effluent to be more readily biodegradable. In the case of acidification as pre-treatment it has been achieved an improvement of 113% in the maximum aerobic biodegradability. The results showed that the pre-treatment processes studied have potential to make an improvement in the biodegradation of this type of effluent, in order to be treated in the aerobic reactor existing in the full scale treatment plant so as to meet the discharge parameters. Mestrado em Engenharia do Ambiente