Nitrificação de efluentes de reatores anaeróbicos em filtros submersos aerados

Although the good performance in organic matter and suspended solids removal, the anaerobic reactors are unable to remove ammonia nitrogen from sewage, which makes indispensable to include a step of post-treatment for removal of ammonia or nitrate as necessary. This paper presents the performance of a new variant technology, where the nitrification unit, preceded by anaerobic units, is a submerged aerated biological filter, without continuous sludge discharge in their daily operation. The oxygenation system is very simple and inexpensive, consisting of perforated hoses and compressors. The anaerobic reactors are a septic tank with two chambers followed (8.82 m³) and two parallel anaerobic filters (36 m³ each) filled with ceramic bricks and conics plastic parts. Both followed aerated filters were filled with cut corrugated conduit. The study evaluated the behavior of the system with constant domestic sewage flow (10 m³/d) and different aeration conditions, are these: stage 01, when applied air flow of 0.01 m³ air/min in both aerated filter; stage 02, remained in the initial air flow rate in the second aerated filter and increased at the first to 0.05 m³ air/min; at last, at last, in stage 03, the air flow rate of first aerated filter was 0.10 m³ air/min and on the second remained at 0.01 m³ air/min. The filter FA1 received load of 0.41 kg COD/m³.d, 0.37 kg COD/m³.d and 0.26 kg COD/m³.d on phases 01, 02 and 03, respectively. The FA2 received loads of 0.25 kg COD/m³.d, 0.18 kg COD/m³.d and 0.14 kg COD/m³.d on phases 01, 02 and 03, respectively. During stage 01, were found the following results: 98% removals of BODtotal and 92% of CODtotal, with effluent presenting 9 mg/L of BODtotal final average and 53 mg/L of CODtotal average; suspended solids removals of 93%, with a mean concentration of 10 mg/L in the final effluent; 47% reduction of ammonia of FA2 to FAN 's, presenting average of 28 mg NNH3/ L of ammonia in the effluent with; the dissolved oxygen levels always remained around 2.0 mg/L. During stage 02, were found removals of 97% and 95% to BODtotal and suspended solids, respectively, with average final concentrations of 8 and 7 mg/L, respectively; was removed 60% of ammonia, whose final concentration was 16.3 mg NNH3/ L, and nitrate was increased to a final average concentration of 16.55 mg N-NO3/L. Finally, the stage 03 provided 6 mg/L of DBOtotal (98% removal) and 23 mg/L of CODtotal (95% removal) of final effluent concentrations average. At this stage was identified the higher ammonia oxidation (86%), with final effluent showing average concentration of 6.1 mg N-NH3/L, reaching a minimum of 1.70 mg N-NH3/L. In some moments, during stage 03, there was a moderate denitrification process in the last aerated filter. The average turbidity in the effluent showed around 1.5 NTU, proving the good biomass physical stability. Therefore, the results demonstrate the submerged biological filters potential, filled with high void ratio material (98%), and aerated with hoses and compressor adoption, in the carbonaceous and nitrogenous matter oxidation, also generating an effluent with low concentration of solids

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Apesar de bom desempenho no tocante à remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos, os reatores anaeróbios são incapazes de remover nitrogênio amoniacal dos esgotos, o que torna indispensável a inclusão de uma etapa de pós-tratamento para a remoção da amônia ou do nitrato, sempre que necessário. Neste trabalho é apresentado o desempenho de uma nova variante tecnológica, em que a unidade de nitrificação, precedida por unidades anaeróbias, é um filtro biológico submerso aerado, sem contínuas descargas de lodo em sua operação cotidiana. O sistema de oxigenação é muito simples e de baixo custo, constituído por mangueiras perfuradas e compressores. Os reatores anaeróbios são um decanto-digestor de duas câmaras em série (8,82 m³) e dois filtros anaeróbios em paralelo (cada um com 3,36 m³) preenchidos com tijolo cerâmico e peças plásticas cônicas. Os dois filtros aerados, em série, foram preenchidos com eletrodutos corrugados cortados. No estudo avaliou-se o comportamento do sistema com vazão de esgoto doméstico constante (10 m³/d) e diferentes condições de aeração, quais sejam: fase 01, quando se aplicou vazão de 0,01 m³ ar/min nos dois filtros aerados; fase 02, manteve-se a vazão inicial no segundo filtro aerado e aumentou a do primeiro para 0,05 m³ ar/min; por fim, na fase 03, a vazão do primeiro filtro aerado foi 0,10 m³ ar/min e a do segundo permaneceu ainda em 0,01 m³ ar/min. O filtro FA1 recebeu carga de 0,41 kg DQO/m³.d, 0,37 kg DQO/m³.d e 0,26 kg DQO/m³.d nas fases 0,1, 02 e 03, respectivamente. O FA2 recebeu cargas de 0,25 kg DQO/m³.d, 0,18 kg DQO/m³.d e 0,14 kg DQO/m³.d nas fases 01, 02 e 03, respectivamente. Durante a fase 01, foram observados os seguintes resultados: remoções de 98% de DBOtotal e 92% de DQOtotal, com efluente apresentando DBOtotal média final de 9 mg/L e DQOtotal média de 53 mg/L; remoção em torno de 93% de sólidos suspensos, com concentração média de 10 mg/L no efluente final; redução de 47% de amônia do FA2/FAN s, apresentando amônia no efluente final com média de 28 mg N-NH3/L; os níveis de oxigênio dissolvido sempre mantiveram-se em torno de 2,0 mg/L. Durante a fase 02, foram verificados para DBOtotal e sólidos suspensos remoções de 97% e 95%, respectivamente, com concentrações finais médias de 8 e 7 mg/L, respectivamente; o nitrogênio amoniacal foi removido em 60%, cuja concentração final foi de 16,3 mg N-NH3/L, e o nitrato foi incrementado para uma concentração média final de 16,55 mg N-NO3 -/L. Por fim, a fase 03 proporcionou efluente com concentrações finais médias de 6 mg/L de DBOtotal (remoção de 98%) e 23 mg/L de DQOtotal (remoção de 95%). Nesta fase foi identificada a maior oxidação de nitrogênio amoniacal (86%), com efluente final apresentando concentração média de 6,1 mg NNH3/ L, chegando a alcançar mínimo de 1,70 mg N-NH3/L. Em alguns momentos, na fase 03, verificou-se um moderado processo de desnitrificação no último filtro aerado. A turbidez média no efluente final se mostrou da ordem de 1,5 NTU, comprovando a boa estabilidade física da biomassa. Portanto, os resultados demonstram o potencial dos filtros biológicos submersos, preenchidos com material de elevado índice de vazios (98%), e aerados com uso de mangueiras e compressor, na oxidação de matéria carbonácea e nitrogenada, gerando também um efluente com baixa concentração de sólidos