Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/10468
Title: Study and optimization of the operation of an industrial WWTP
Other Titles: Estudo e optimização do funcionamento de uma ETAR industrial
Author: Azenha, Cátia Sofia Ribeiro
Advisor: Xavier, Ana
Antunes, Anabela Ferreira
Keywords: Biotecnologia
Tratamento de águas residuais
Lamas activadas
Defense Date: 2012
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: O presente trabalho tem como objetivo a otimização do funcionamento de uma ETAR industrial, para tratamento de águas residuais resultantes da produção de biodiesel. A ETAR industrial em estudo engloba dois processos de tratamento: tratamento físico-químico através da utilização de uma unidade DAF e, tratamento biológico aeróbio por lamas ativadas. Ao longo deste estudo vários parâmetros físico-químicos foram analisados em particular sólidos totais, sólidos suspensos voláteis, carência química de oxigénio, teor em azoto amoniacal e fósforo total para além do pH e temperatura. Conseguiu-se optimizar a metodologia de análise dos sólidos totais reduzindo o tempo total da análise. Implementou-se a técnica de monitorização microbiológica das lamas activadas tendo-se identificado e quantificado alguns grupos de microrganismos característicos dos processos de lamas ativadas: ciliados nadadores, ciliados sésseis, ciliados móveis de fundo, amebas com teca, pequenos flagelados, ciliados carnívoros, Opercularia sp. e pequenos metazoários. Após a recolha destes dados físico-químicos e biológicos, diários e/ou periódicos, fez-se a avaliação do desempenho da ETAR. Foram identificadas as variáveis de controlo físico-químico que apresentavam maior variabilidade, nomeadamente o rácio alimentação/microrganismo (F/M) e o tempo de retenção de sólidos (SRT). Verificou-se que a instabilidade do F/M tem origem no facto da ETAR ter sido projetada para tratamento de um maior caudal de efluente ou de um efluente mais poluído. No caso do SRT a causa é o ineficiente sistema de purga de lamas. Concluiu-se que determinados parâmetros operacionais devem ser alterados por forma a otimizar-se o processo: o volume útil dos bioreactores deve ser reduzido de 110 m3 para 80 m3, a concentração de sólidos suspensos presente nos bioreactores deve reduzir-se em 20% e a purga de lamas deve ser cerca de 2 m3 por dia controlada de modo a poder manter a concentração de biomassa constante nos reatores. Relacionou-se ainda o efeito da alteração dos parâmetros físico-químicos na estrutura da comunidade da microfauna, através do teste de correlação não paramétrico de Spearman’rho. Esta análise estatística multivariada permitiu a identificação de bioindicadores do desempenho do sistema de lamas ativadas, e a criação de grupos de controlo positivo e negativo que tornam possível avaliar rapidamente o desempenho da ETAR através da monitorização das suas lamas.Com este estudo a empresa ficou dotada de mecanismos rápidos de avaliação do desempenho da ETAR de modo a que o seu funcionamento possa ser muito mais controlado.
The main goal of the present work is the optimization of the operation of an industrial wastewater treatment plant to treat biodiesel wastewater. The industrial WWTP in study comprises two treatment processes: physicochemical treatment through the use of a DAF unit and, biological treatment by activated sludge. During the study several physicochemical parameters were analyzed, namely total solids, volatile suspended solids, chemical oxygen demand, ammoniacal nitrogen and phosphorus content, besides pH and temperature. The methodology of total solids determination was optimized, reducing the analysis time. Microbiologic motorization of the activated sludge was implemented, with the identification and quantification of groups of microorganisms characteristics of the activated sludge process: free-swimming ciliates, sessile ciliates, crawling ciliates, testate amoebae, small flagellates, carnivorous ciliates, Opercularia sp. and small metazoan. After collecting these physicochemical and biological data, daily or periodically, the performance of the plant was evaluated. Therefore the physicochemical control variables that presents greatest variation were identified, namely food to microorganism ratio (F/M) and solids retention time (SRT). It was verified that the F/M instability is originated by the fact that the WWTP was designed to treat a larger amount of effluent or a more polluted one. On the other hand, SRT variability is caused by the inefficient sludge removal system. It was concluded that certain operational parameters should be changed in order to optimize the process: the useful volume of each bioreactor must be reduce from 110 m3 to 80 m3, the amount of suspended solids present in the bioreactors must be reduced in 20% and the amount of sludge purged from the system must be around 2 m3 per day, in order to maintain the biomass concentration constant in the reactors. It was also investigated the effect of the modification of the physicochemical parameters on the microfauna community, through the nonparametric correlation test of Spearman’rho. This multivariate statistical analysis allowed the identification of biological biomarkers of the activated sludge system performance, and the establishment of groups of positive and negative control, that make possible to quickly evaluate the performance of the WWTP by monitoring their sludge. With this study the company was provided with methodologies of rapid assessment of the performance of the WWTP so that its operation may be much more controlled.
Description: Mestrado em Biotecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10773/10468
Appears in Collections:DQ - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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