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Tipo do documento: Tese
Title: Estudo das características morfológicas do lodo anammox em reatores alimentados com efluente da suinocultura
Other Titles: Study of the morphological characteristics of anammox sludge in reactors fed with swine wastewater
Autor: Cavaler, Jadiane Paola 
Primeiro orientador: Kunz, Airton
Primeiro coorientador: Prá, Marina Celant de
Primeiro membro da banca: Souza, Theo Syrto Octavio de
Segundo membro da banca: Araújo, Juliana Calabria de
Terceiro membro da banca: Gotardo, Jackeline Tatiane
Quarto membro da banca: Gomes, Simone Damasceno
Resumo: A produção suinícola é uma das principais cadeias agropecuárias do Brasil, com grande impacto econômico e social. Com o aumento da demanda global por proteína animal, a produção intensiva tornou-se mais comum, proporcionando maior produtividade e controle sanitário rigoroso, mas também gerando grandes volumes de dejetos, ricos em nitrogênio amoniacal. Para o tratamento desses efluentes, a digestão anaeróbia (DA) é amplamente utilizada, mas o digestato gerado ainda apresenta altas concentrações de nitrogênio, o que exige processos adicionais para sua remoção eficiente. O processo anammox e suas variações, como a desamonificação, têm sido investigados como alternativas eficazes para a remoção de nitrogênio em efluentes com altas cargas amoniacais. No entanto, a implementação desses processos enfrenta desafios, a exemplo da necessidade de se obter e manter as bactérias anammox (AnAOB), que possuem uma taxa de crescimento relativamente baixa. Este estudo teve como objetivo avaliar a formação, estabilidade e granulação do lodo anammox em sistemas alimentados com efluente real proveniente da digestão anaeróbia de resíduos suinícolas, por meio da investigação do impacto de (a) suplementação de nitrito e (b) o papel dos consórcios microbiológicos, em escala de bancada e piloto. Os resultados mostraram que o sistema Anammox em escala de bancada apresentou uma eficiência média de remoção de nitrogênio de 85%, com uma capacidade máxima de consumo de nitrogênio amoniacal (CNA) de 2,32 kgN m⁻³ d⁻¹. Em contraste, o sistema de desamonificação demonstrou um desempenho superior, com uma CNA máxima de 5,79 kg N m⁻³ d⁻¹ e eficiência de remoção de nitrogênio (ERN) de 82%. A análise das substâncias poliméricas extracelulares (SPE) revelou que a relação entre proteínas, bem como polissacarídeos (PN/PS) foi fundamental para a estabilidade, além da formação dos grânulos e biofilmes, sendo mais estável no sistema de desamonificação, que apresentou maior resiliência a variações de carga. Na escala piloto, o sistema Anammox alcançou 72% de ERN e 2,66 ± 0,27 kg N m⁻³ d⁻¹ de CNA. Este estudo confirmou a hipótese de que os consórcios anammox (AnAOB e BOA) contribuem para uma maior resiliência do processo a variações de carga, promovendo um desempenho mais estável a longo prazo. Além disso, a suplementação de nitrito foi eficaz na manutenção do processo Anammox, embora a presença de consórcios microbiológicos tenha sido crucial para a obtenção de melhores resultados, como no sistema de desamonificação. A formação de grânulos anammox e a estabilidade do sistema estão diretamente relacionadas à quantidade e composição das substâncias poliméricas extracelulares excretadas, que contribuem para a resistência mecânica dos grânulos e biofilmes.
Abstract: Swine production is one of the leading agricultural chains in Brazil, and it has a significant economic and social impact. With the increase in global demand for animal protein, intensive production has become more common, providing greater productivity and strict sanitary control and generating large volumes of waste rich in ammoniacal nitrogen. Anaerobic digestion (AD) is widely used to treat this wastewater, but the digestate generated still has high concentrations of nitrogen, which requires additional processes to remove it efficiently. The anammox process and its variations, such as deammonification, have been investigated as effective alternatives for removing nitrogen from effluents with high ammonia loads. However, implementing these processes faces challenges, such as obtaining and maintaining anammox bacteria (AnAOB), which have a relatively low growth rate. This study aimed to evaluate the formation, stability, and granulation of anammox sludge in systems fed with real wastewater from the anaerobic digestion of pig waste by investigating the impact of (a) nitrite supplementation and (b) the role of microbiological consortia on a bench and pilot scale. The results showed that the bench scale Anammox system had an average nitrogen removal efficiency of 85%, with a maximum ammonia nitrogen consumption (ANC) capacity of 2.32 kgN m-³ d-¹. In contrast, the deammonification system performed better, with a maximum ANC of 5.79 kg N m-³ d-¹ and a nitrogen removal efficiency (NRE) of 82%. Analysis of the extracellular polymeric substances (EPS) revealed that the ratio of proteins to polysaccharides (PN/PS) was fundamental to stability, as well as the formation of granules and biofilms, being more stable in the deammonification system, which showed greater resilience to load variations. On a pilot scale, the Anammox system achieved 72% NRE and 2.66 ± 0.27 kg N m-³ d-¹ of ANC. This study confirmed the hypothesis that anammox consortia (AnAOB and AOB) contribute to greater process resilience to load variations, promoting more stable performance in the long term. In addition, nitrite supplementation effectively maintained the Anammox process, although microbiological consortia were crucial for obtaining better results, as in the deammonification system. The formation of anammox granules and the system's stability are directly related to the quantity and composition of the extracellular polymeric substances excreted, which contribute to the mechanical resistance of the granules and biofilms.
Keywords: Anammox. Grânulos
Morfologia
Remoção de nitrogênio
Digestato
Efluentes suinícolas
Anammox
Granules
Morphology
Nitrogen removal
Digestate
Swine wastewater
CNPq areas: RECURSOS HIDRICOS 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: Cavaler, Jadiane Paola. Estudo das características morfológicas do lodo anammox em reatores alimentados com efluente da suinocultura. 2024. 93 f. Tese( Dourorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7785
Issue Date: 13-Dec-2024
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL)

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