Evolução da biodegradabilidade da matéria orgânica em um sistema de lagoas de estabilização

Waste stabilization ponds (WSP) have been widely used for sewage treatment in hot climate regions because they are economic and environmentally sustainable. In the present study a WSP complex comprising a primary facultative pond (PFP) followed by two maturation ponds (MP-1 and MP-2) was studied, in the city of Natal-RN. The main objective was to study the bio-degradability of organic matter through the determination of the kinetic constant k throughout the system. The work was carried out in two phases. In the first, the variability in BOD, COD and TOC concentrations and an analysis of the relations between these parameters, in the influent raw sewage, pond effluents and in specific areas inside the ponds was studied. In the second stage, the decay rate for organic matter (k) was determined throughout the system based on BOD tests on the influent sewage, pond effluents and water column samples taken from fixed locations within the ponds, using the mathematical methods of Least Squares and the Thomas equation. Subsequently k was estimated as a function of a hydrodynamic model determined from the dispersion number (d), using empirical methods and a Partial Hydrodynamic Evaluation (PHE), obtained from tracer studies in a section of the primary facultative pond corresponding to 10% of its total length. The concentrations of biodegradable organic matter, measured as BOD and COD, gradually reduced through the series of ponds, giving overall removal efficiencies of 71.95% for BOD and of 52.45% for COD. Determining the values for k, in the influent and effluent samples of the ponds using the mathematical method of Least Squares, gave the following values respectively: primary facultative pond (0,23 day-1 and 0,09 day-1), maturation 1 (0,04 day-1 and 0,03 day-1) and maturation 2 (0,03 day-1 and 0,08 day-1). When using the Thomas method, the values of k in the influents and effluents of the ponds were: primary facultative pond (0,17 day-1 and 0,07 day-1), maturation 1 (0,02 day-1 and 0,01 day-1) and maturation 2 (0,01 day-1 and 0,02 day-1). From the Partial Hydrodynamic Evaluation, in the first section of the facultative pond corresponding to 10% of its total length, it can be concluded from the dispersion number obtained of d = 0.04, that the hydraulic regime is one of dispersed flow with a kinetic constant value of 0.20 day-1

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Lagoas de estabilização têm sido utilizadas para tratamento de efluentes em regiões de clima quentes apresentando viabilidade econômica e ambiental. No presente trabalho foi estudado um sistema de lagoas de estabilização, na cidade do Natal, constituído por uma lagoa facultativa primária (LFP) seguida de duas lagoas de maturação (LM1 e LM2) e tem como objetivo o estudo da biodegradabilidade da matéria orgânica através da determinação da constante cinética k ao longo deste sistema. O trabalho foi baseado em duas etapas: na primeira foi estudada a variabilidade da concentração da DBO, DQO e COT e análise das relações entre esses parâmetros, no afluente, efluente e em áreas dentro das lagoas. Na segunda etapa foi determinada a constante de biodegradação da matéria orgânica k inicialmente ao longo do sistema (afluentes, áreas e efluentes), utilizando os métodos matemáticos dos Mínimos Quadrados e Thomas. Em seguida, k foi avaliado em função do modelo hidrodinâmico determinado através do número de dispersão (d), pelos métodos empíricos e pela Avaliação Parcial Hidrodinâmica (APH), realizada por meio de traçagem na lagoa facultativa primária, em uma faixa correspondente a 10 % do comprimento total da lagoa. Na avaliação dos parâmetros analisados, durante o monitoramento, as concentrações da matéria orgânica biodegradável, medida pela DBO e DQO, foram, gradativamente, reduzidas entre os afluentes e efluentes do sistema, apresentando uma eficiência 71,95 % para DBO e de 52,45 % para DQO. Na determinação da constante cinética k, pelos métodos matemáticos, considerando o Método dos mínimos quadrados, temos os seguintes valores de k no afluente e efluente das lagoas: facultativa primária (0,23 dia-1 e 0,09 dia-1), maturação 1 (0,04 dia-1 e 0,03 dia-1) e maturação 2 (0,03 dia-1 e 0,08 dia-1) e pelo método de Thomas os valores de k no afluente e efluente das lagoas são: facultativa primária (0,17 dia-1 e 0,07 dia-1), maturação 1 (0,02 dia-1 e 0,01 dia-1) e maturação 2 (0,01 dia-1 e 0,02 dia-1). Através da Avaliação Parcial Hidrodinâmica, na faixa correspondente a 10% do comprimento total da lagoa facultativa primária, pode-se concluir que, pelo numero de dispersão encontrado (d = 0,04) o escoamento é do tipo disperso e a constante cinética apresenta um valor de 0,20 dia-1