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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5843
Tipo do documento: Tese
Title: Aclimatação de biomassa Anammox® em reator MABR visando à remoção de nitrogênio de efluente de abatedouro de aves
Other Titles: Aclimation of Anammox® biomass in MABR reactor aiming to remove nitrogen from poultry slaughter wastewater
Autor: Assis, Tatiane Martins de 
Primeiro orientador: Gomes, Simone Damasceno
Primeiro coorientador: Roche, Nicolas
Segundo coorientador: Okada, Dagoberto Yukio
Primeiro membro da banca: Gomes, Simone Damasceno
Segundo membro da banca: Pra, Marina Celant de
Terceiro membro da banca: Souza, Theo Syrto Octavio de
Quarto membro da banca: Kunz, Airton
Quinto membro da banca: Gotardo, Jackeline Tatiane
Resumo: As pesquisas em processos avançados de remoção de Nitrogênio, como a via da desamonificação, são especialmente interessantes em regiões de alta densidade de abatedouros que geram grande volume de efluentes concentrados em nitrogênio. Existem lacunas investigativas relacionadas às fontes de biomassa e reatores robustos que possam promover um rápido start-up desse processo. A presente pesquisa objetivou enriquecer biomassa Anammox® em reatores de biofilme aerado por membrana (MABR), que realizaram o processo de desamonificação (nitritação parcial/atividade Anammox em um único reator), alimentados em batelada sequencial (MABR-BS) e em fluxo contínuo. O reator MABR é um reator que conta com membrana interna de silicone microporosa, em que a saída de ar de membrana foi afogada em uma coluna de água para aumentar a pressão no ar, liberando oxigênio no interior do reator e na parte externa membrana se desenvolve o biofilme. A metodologia foi dividida em 3 etapas: i) Enriquecimento da biomassa em reatores MABR em batelada sequencial; ii) Com base no melhor resultado da etapa anterior, a mesma fonte de lodo foi utilizada para inocular um reator MABR de fluxo contínuo; iii) A biomassa enriquecida nas etapas (i) e (ii) foi utilizada na inoculação do mesmo reator MABR de fluxo contínuo usado na etapa anterior, que passou a ser alimentado com efluente de abate de aves. Na etapa (i) foram utilizadas três fontes de lodo: 1) Reator UASB que trata esgoto doméstico; 2) ETE-lixiviado de aterro sanitário; e 3) ETE-efluentes de abate suíno. Foram estudadas 3 cargas volumétricas de nitrogênio (CVN), sendo elas: 0,005; 0,0083 e 0,025 KgN.m- 3.d-1, em condições controladas de temperatura e agitação em 32°C e 30 rpm. Na etapa (ii) o MABR com alimentação contínua foi testado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 5, 3 e 1 dia (CVN: 0,02, 0,01 e 0,1 KgN.m-3.d-1) alimentado com efluente sintético. O reator tinha recirculação na razão 1:1, sendo mantidos em temperatura controlada em 32°C, e pH entre 7,5 a 8,5. Na etapa (iii) um MABR foi alimentado com efluente coletado na saída da lagoa anaeróbia de um abatedouro localizado na região Oeste do Paraná, sendo testados os TDH de 24, 16 e 12 h. Na primeira etapa, todos os reatores estabeleceram à atividade Anammox®, sendo essa atividade notada a partir de 20 dias de operação. O melhor desempenho de remoção de N, foi do reator inoculado com lodo anaeróbio de ETE-esgoto doméstico. Esse mesmo lodo foi usado na inoculação do reator da etapa (ii), onde a atividade Anammox® foi inicialmente constatada, porém por conta de um choque de alcalinidade no meio, o reator perdeu estabilidade, necessitando passar por re-inoculação. Na etapa (iii) o reator em 8 dias atingiu a adaptação ao efluente, com TDH de 24h, com 91% de eficiência média na remoção de N, demandando apenas a correção da alcalinidade. Os objetivos da pesquisa foram atingidos, todos os reatores desenvolveram bactérias Anammox® (Candidatus Anamoxiglobulus Propionicus), sendo o destaque o reator R1 UASB.An.
Abstract: Research into advanced nitrogen removal processes, such as the deammonification pathway, is particularly interesting in regions with high slaughterhouse density that generates a large volume of nitrogen-concentrated effluents. There are investigative gaps related to biomass sources and robust reactors that can promote a rapid start-up of this process. The present research aimed to enrich Anammox® biomass in membraneaerated biofilm reactors (MABR), which carried out the deammonification process (partial nitration/Anammox activity in a single reactor), fed in sequencing batch (MABR-BS) and continuous flow. The MABR is a reactor with an internal microporous silicone membrane, where air circulates inside and the end of membrane stayed emerged in a water column, under over pressure that makes the air get out to membrane microporous, and the biofilm is developed outside. The methodology was divided into three steps: i) Biomass enrichment in sequential batch MABR reactors; ii) With the best result from the previous step, the same sludge source was used to inoculate a continuous flow MABR reactor; iii) The biomass enriched in stages 1 and 2 was used in the inoculation of the same reactor as in stage ii, which is then fed with effluent from poultry slaughter. In step (i), three sources of sludge were used: 1) UASB reactor, which treats domestic sewage; 2) ETElandfill leachate; and 3) ETE-slaughter effluents. Three nitrogen loading rates (NLR) were studied, namely: 0.005; 0.0083 and 0.025 KgN.m-3.d-1, under controlled conditions of temperature and agitation at 32°C and 30 rpm. In step (ii), the MABR with continuous feed was tested with hydraulic detention time (TDH) of 5, 3, and 1 day (NLR: 0.02, 0.01, and 0.1 KgN.m-3.d-1) fed with synthetic effluent. The reactor was recirculated in a 1:1 ratio, kept at a controlled temperature of 32°C, and pH between 7.5 and 8.5. In step (iii), an MABR was fed with effluent collected at the exit of the stabilization anaerobic pond of a slaughterhouse located in the western region of Paraná, and the TDH of 24, 16, and 12 h were tested. In the first stage, all reactors reached Anammox® activity, noticed after 20 days of operation; the best N removal performance was in the reactor inoculated with anaerobic sludge from ETE-domestic sewage. This same sludge was used in step (ii), in which the Anammox® activity was initially verified, but due to the alkalinity shock in the medium, the reactor lost stability, and re-inoculation was necessary. In step (iii), the reactor adapted to the wastewater within eight days, with a TDH of 24 hours, with 91% of average efficiency in N removal, requiring only alkalinity correction. The research objectives were achieved; all reactors developed Anammox® bacteria (Candidatus Anamoxiglobulus Propionicus), and the R1 UASB reactor was a highlight in this process.
Keywords: Desamonificação
Biofilme microbiano
Controle de oxigênio
Água residuária de abatedouros
Deammonification
Microbial Biofilm
Oxygen Control
Slaughterhouse Wastewater
CNPq areas: Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Campun: Cascavel
Citation: ASSIS, Tatiane Martins de. Aclimatação de biomassa Anammox® em reator MABR visando à remoção de nitrogênio de efluente de abatedouro de aves. 2021. 108 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel - PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5843
Issue Date: 18-Nov-2021
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL)

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