Análise de reatores UASB em situações de choque

Abstract

Os reatores UASB são uma tecnologia com uma aplicação ampla, no contexto industrial, para tratamento de efluentes de vários tipos. No âmbito desta dissertação utilizaram-se reatores UASB sendo que um era de alimentação contínua e outro de ciclo intermitente. A alimentação fornecida simulava um efluente proveniente da indústria dos laticínios. Os objectivos deste trabalho consistiam em analisar o desempenho dos reatores UASB em situação de choque de temperatura, choque de carga e choque hidráulico. Com este estudo pretendia-se também a caracterização de um ciclo do reator intermitente de forma a estudar o seu desempenho durante a operação em modo intermitente. Este trabalho pretendia ainda verificar o perfil microbiológico do reator contínuo quando sujeito a um período longo sem alimentação. O choque de gorduras foi realizado durante um período de 5 ciclos do reator intermitente sendo que o reator contínuo foi sujeito ao choque de gorduras durante 20 dias equivalentes. O aumento de gorduras efetuado foi de 45%. O choque hidráulico foi efetuado durante um período de 12 horas em ambos os reatores que passaram a operar nesse período com um caudal duplicado ao de operação normal. O choque de temperatura realizou-se fazendo variar a temperatura de operação da zona mesofílica (35ºC) para zona termofílica (55ºC). Os reator intermitente foi sujeito ao choque de temperatura durante 3 ciclos. O reator contínuo foi submetido a situação de choque de temperatura durante 12 dias o equivalente aos 3 ciclos do reator intermitente. Os resultados apresentados levaram a conclusão que o ciclo intermitente pode ser o mecanismo pelo qual o reator intermitente apresenta um melhor desempenho nos parâmetros físico-químicos analisados durante o choque de gorduras e choque hidráulico. O aumento de gorduras dentro dos reatores diminui a produção de biogás. As gorduras provocam mecanismos de adsorção nos grânulos da biomassa uma vez que a produção de CH4 sofre um decréscimo durante o choque de gorduras. O efeito dos AGCL não se refletem na percentagem de CH4 no biogás. No choque de temperatura o reator contínuo apresentou um melhor desempenho na remoção de ácidos orgânicos voláteis do que o reator de ciclo intermitente. O perfil microbiológico do reator intermitente mostra que durante o período do choque de temperaturas o reator perde as bactérias do grupo Syntrophomas responsáveis pela degradação dos AGCL. No choque hidráulico ambos os reatores sofrem quedas na produção de biogás contudo o reator intermitente revelou um desempenho superior ao reator contínuo em todos os parâmetros físico-químicos analisados. Após um período longo sem alimentação o perfil microbiológico do reator contínuo não apresentou adaptações a detetáveis em relação a biomassa sendo que não foram encontradas bactérias do grupo Syntrophomas.

The UASB reactors are a technology with wide application in the industrial context when it comes to wastewater treatment. In this dissertation UASB reactors were used in the treatment of a simulated dairy effluent. Two UASB reactors were used, one being a continuous feed reactor and the other a intermittent cycle reactor. The objectives of this work were the study of the performance of UASB reactors in a state of various shock situations. The shock´s studied were temperature shock, fat shock and hydraulic shock. This study aimed to characterize an intermittent cycle of the reactor in order to study their performance when operating in intermittent mode. This work had the objective to check the microbiological profile of the continuous reactor when subjected to a long period without being feed. The shock of fat was conducted over a period of five cycles of the intermittent reactor.The continuous reactor was subjected to the fat shock for 20 days. The increase in fat was 45%. The hydraulic shock was performed over a period of 12 hours in both reactors, which during this period operated at a flow rate that was the double of the normal operation. The temperature shock was performed by varying the operating temperature of mesophilic (35 ° C) range for thermophilic (55 º C). The intermittent reactor was subjected to temperature shock for 3 cycles. The continuous reactor was subjected to temperature shock situation for 12 days which is the equivalent of three cycles on the intermittent reactor. The results presented led to the conclusion that the intermittent cycle may be the mechanism by which the intermittent reactor presents a better performance in physic-chemical parameters analyzed during the fat shock and hydraulic shock. The increase of fat within the reactor decreases the production of biogas. Fats are responsible for the adsorption mechanisms of biomass in the granules and subsequently contribute for the decrease of CH4 production during the fat shock. vi The effects of LCFA are not reflected in the percentage of CH4 in the biogas. In the temperature shock continuous reactor showed a better performance in the removal of volatile organic acids than the intermittent cycle reactor. The microbiological profile of the intermittent reactor during the temperature shock period shows that the reactor loses Syntrophomas group of bacteria responsible for degradation of LCFA. In the hydraulic shock both reactors suffer losses in the production of biogas. Intermittent Reactor yet revealed a better performance than the continuous reactor in all physic-chemical parameters analyzed. After a long period without feeding the microbial profile of the continuous reactor showed no detectable changes in the biomass profile. Syntrophomas group bacteria were not found after the feedless period.