dc.creator | Hübner, André Paulo | |
dc.date.accessioned | 2023-02-03T18:02:57Z | |
dc.date.available | 2023-02-03T18:02:57Z | |
dc.date.issued | 2008-04-30 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/27729 | |
dc.description.abstract | Residues generated by pig farms have high pollutant potential, can cause damage to
human and animal health and deteriorate the quality of air, soils and water resources. These
environmental troubles have led researchers to investigate alternative processes for wastewater
treatment, replacing the conventional management of the wastewater in anaerobic lagoons. In this
context, the aim of this thesis was to develop an integrated treatment system for piggery
wastewater that is able to simultaneously remove pollutants from wastewater and recover organic
compounds and nutrients in the concentrated form of sludge and biomass of plants. Three modular
processes composed the wastewater treatment system: solid-liquid separation module (gravity
settler), an aerobic granular sludge sequencing batch reactor (SBR) and a constructed wetland
module. The settler (module 1) was constituted by a 50 cm-high PVC column, in which
wastewater was treated with a sedimentation time of 5 minutes. The supernatant fraction was
submitted to treatment in the aerobic granular sludge SBR (module 2). This bioreactor operated
continuously for 505 days, with 1,515 cycles, in laboratory conditions. The reactor operated in
sequencing batch mode, with hydraulic retention time (HRT) of 8 h, feeding in the first minutes of
the cycle and settling/discharging in a time of 1 to 5 minutes. Piggery wastewater was used as
influent, in natura or after solids separation. After discharging from the reactor, the effluent was
settled 15 minutes for the sludge and liquid supernatant separation. The supernatant was submitted
to a post-treatment in a water hyacinth (Eichhornia crassipes) wetland system (module 3), in
greenhouse conditions. The wetland was operated in a semi continuous mode with discharging of
effluent and influent feeding every 2 days and a total HRT of 10.6 days. The settler showed a
considerable contribution in solid and organic compound removal. In the reactor, a stable and
uniform sludge bed was developed. The reactor was operated with a extremely high organic
loading rate (29.8 kg m-3 day-1 of COD) and it was possible to demonstrate the occurrence of
simultaneous nitrification and denitrification, the influence of flocculated biomass in the removal
of particulate organic matter and a high rate of soluble organic matter removal (0.9 kg m-3 h-1 of
COD). The wetland contribution for pollutant removal was considerable less than the other two
modules of the integrated treatment system, but it was essential for water purification. For all the
evaluated pollutants, the removal efficiency was at the range of 92.4 to 99.9% and it was possible
to accomplish with the Brazilian environmental legislation for treated wastewater quality. An
average of 79% for N, 88% for P and 56% for K was recovered in the sludge form, which has in
order of 5 to 11 times less volume than the wastewater submitted for treatment. The integrated
wastewater treatment system is a promising biotechnology for the sustainable management of
piggery wastes. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Dejetos de suínos | por |
dc.subject | Tratamento de efluentes | por |
dc.subject | Decantador | por |
dc.subject | Biogranulação aeróbica | por |
dc.subject | Eichhornia crassipes | por |
dc.subject | Remoção de poluentes | por |
dc.subject | Recuperação de nutrientes | por |
dc.subject | Swine manure | eng |
dc.subject | Waste treatment | eng |
dc.subject | Settler | eng |
dc.subject | Aerobic granulation | eng |
dc.subject | Eichhornia crassipes | eng |
dc.subject | Water hyacinth | eng |
dc.subject | Pollutant removal | eng |
dc.subject | Nutrient recovery | eng |
dc.title | Reator aeróbico de biogrânulos e lagoa de aguapé como biotecnologia para o tratamento de águas residuais da suinocultura | por |
dc.title.alternative | Aerobic granular sludge reactor and constructed wetland as a biotechnology for piggery wastewater treatment | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | Os resíduos gerados na criação de suínos apresentam elevado potencial poluidor, podendo
causar danos à saúde humana e animal e comprometer a qualidade do ar, dos solos e dos recursos
hídricos. Essa problemática ambiental tem levado pesquisadores de vários países a investigar
processos alternativos para o tratamento das águas residuais, em substituição ao manejo
convencional em esterqueiras e lagoas anaeróbicas. Nesse contexto, a presente tese de
doutoramento teve o intuito de desenvolver um sistema integrado de tratamento para as águas
residuais da suinocultura, capaz de remover poluentes da água residual e, simultaneamente,
recuperar os nutrientes e compostos orgânicos da água e concentrá-los na forma de lodo e
biomassa de plantas. O sistema foi composto por três módulos seqüenciais de tratamento:
decantador de sólidos, reator aeróbico de biogrânulos e lagoa de aguapé. O decantador (módulo 1)
foi constituído por uma coluna de PVC de 50 cm de altura útil, na qual as águas residuais in
natura foram tratadas com tempo de sedimentação de 5 minutos. A fração líquida separada no
decantador foi submetida ao tratamento em reator aeróbico de biogrânulos (módulo 2). O
biorreator foi operado continuamente durante 505 dias, em um total de 1.515 ciclos, em condições
de laboratório. O reator foi operado em modo seqüencial em batelada, com tempo de retenção
hidráulico (TRH) de 16 h, ciclos de 8 h, alimentação no início do ciclo e tempo de sedimentação e
descarga de 1 a 5 minutos. Águas residuais da suinocultura, in natura ou após decantação, foram
utilizadas como afluente do reator. O efluente descarregado do reator foi decantado por 15
minutos para separação de lodo e fase líquida. O efluente líquido do reator foi tratado na lagoa de
aguapé (Eichhornia crassipes) (módulo 3), a qual foi operada em casa de vegetação, em modo
semicontínuo, com descarga de efluente e entrada de afluente a cada 2 dias e TRH total de 10,6
dias. O decantador contribui expressivamente na remoção de sólidos e de carga orgânica. No
reator, um leito uniforme e estável de biogrânulos foi desenvolvido. O reator pôde ser operado
com carga orgânica extremamente elevada (29,8 kg m-3 dia-1 de DQO) e foi demonstrada a
ocorrência de nitrificação simultânea à desnitrificação, a influência da biomassa flocosa na
remoção de carga orgânica particulada e uma elevada taxa de remoção de carga orgânica solúvel
(0,9 kg m-3 h-1 de DQO). A lagoa contribuiu pouco na remoção de contaminantes se comparada
aos outros dois módulos do sistema integrado, mas foi fundamental para a purificação da água.
Todos os contaminantes avaliados foram removidos com eficiência variável entre 92,4 e 99,9% e
os padrões de qualidade de efluentes, estabelecidos pela legislação, foram integralmente
atendidos. Em média, foram recuperados 79% do N, 88% do P e 56% do K na forma de lodo, o
qual apresentou volume 5 a 11 vezes menor que a água residual submetida ao tratamento. O
sistema integrado de tratamento constitui uma biotecnologia promissora para a gestão sustentável
dos resíduos da suinocultura. | por |
dc.contributor.advisor1 | Aita, Celso | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7391004032643110 | por |
dc.contributor.referee1 | Ceretta, Carlos Alberto | |
dc.contributor.referee2 | Selbach, Pedro Alberto | |
dc.contributor.referee3 | Jacques, Rodrigo Josemar Seminoti | |
dc.contributor.referee4 | Giacomini, Sandro José | |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Agronomia | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Rurais | por |