Avaliação da transferência de metano no sentido gás-líquido e da capacidade de suprimento da desnitrificação biológica de esgoto sanitário com doadores endógenos de elétrons (metano e sulfeto de hidrogênio)

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dc.contributor.advisor-co1Gonçalves, Ricardo Franci
dc.contributor.advisor1Campos, Rosane Hein de
dc.contributor.authorMorais, Thiago Nelo
dc.contributor.referee1Kato, Mário Takayuki
dc.contributor.referee2Silva Filho, Gilson
dc.date.accessioned2016-08-29T15:32:16Z
dc.date.available2016-07-11
dc.date.available2016-08-29T15:32:16Z
dc.date.issued2015-02-27
dc.description.abstractThis paper presents a simulation of the biological denitrification capacity of sewage through endogenous sources of electrons (methane and sulfide produced in their own treatment system) by simulating a hybrid treatment system. The present methane in the biogas produced in the anaerobic reactor can be used in the denitrification step through its transfer to the liquid phase. This transfer, however, has limitations that may compromise its use as the sole source of electrons. For this reason, one of the stages of this study aimed to evaluate the methane transfer capacity in the gas-liquid direction. The results demonstrate the increase in Specific Transfer Rate (STR) with increasing biogas application rate. However, this increase was not proportional, which implies a reduction in Specific Transfer Efficiency (STE) with increasing biogas application rate. In the second stage of the study, is simulated the use of the methane and sulfide produced in the anaerobic stage as electron donors for biological denitrification of wastewater in a hybrid system in seven different scenarios where they were exchanged important factors to the process. In all scenarios it considered the stoichiometric ratio via denitrifying in the simulation. When considering the possibility of providing all the recovered methane in the biogas to denitrification was achieved final effluent with zero levels of N-NO3 - . This consideration, however, leads to the overestimation of the potential use of this electron donor. The use of methane and sulfide dissolved in the effluent from the UASB reactor and recovered as methane and biogas can be effectively supplied to the system presented removal capacity of 13.8 mg.L -1 of N-NO3 - , 8.44 mg.L-1 of N-NO3 - and 6.42 mg.L -1 of N-NO3 - or 49.1%, 30.0% and 22.9% of N-NO3 - throughout the system, respectively, in the cancellation capability of nitrate levels the conditioned effluent used together these electron donors. Even if the relationship C/N and S/N are higher than those practices and could lead to stoichiometric limitations of the carrying capacity of the biological denitrification with endogenous sources of electrons, these sources can be used to reduce the need for exogenous donors electrons and thus the treatment costs, enhancing the promotion of the use of this technology in the treatment of sewage.eng
dc.description.resumoEste trabalho apresenta uma simulação da capacidade de desnitrificação biológica de esgoto sanitário através de fontes endógenas de elétrons (metano e sulfeto de hidrogênio) em um sistema de tratamento que associa em série processos biológicos anaeróbios e aeróbios. O metano presente no biogás produzido num reator UASB pode ser utilizado na etapa de desnitrificação através de sua transferência para a fase líquida. Essa transferência, porém, apresenta limitações que podem comprometer seu uso como única fonte de elétrons. Por esse motivo, uma das etapas desse estudo objetivou a avaliação da capacidade de transferência de metano no sentido gás-líquido. Os resultados demonstram o incremento da capacidade padrão de transferência (STR) com o aumento da taxa de aplicação de biogás. Contudo, esse incremento não se mostrou proporcional, o que implica na redução da eficiência padrão de transferência (STE). Na segunda etapa do estudo foi simulada a utilização de metano e de sulfeto de hidrogênio produzidos na etapa anaeróbia como doadores de elétrons para a desnitrificação biológica de esgoto sanitário num sistema anaeróbio – aeróbio em sete cenários diferentes onde foram permutados fatores importantes ao processo. Em todos os cenários foram consideradas as relações estequiométricas da via desnitrificante. Se considerado o fornecimento de todo o metano recuperado como biogás à desnitrificação foram alcançados efluentes finais com teores nulos de N-NO3 - . Essa consideração, no entanto, leva à superestimar o potencial de utilização desse doador de elétrons. A utilização do metano e sulfeto de hidrogênio dissolvidos no efluente do reator UASB e do metano recuperado como biogás e efetivamente fornecido ao sistema apresentou capacidade de remoção de 13,8 mg.L -1 de N-NO3 - , 8,44 mg.L -1 de N-NO3 - e 6,42 mg.L -1 de N-NO3 - , respectivamente. Isso representa eficiências de remoção de 49,1%, 30,0% e 22,9% de todo N-NO3 - do sistema, respectivamente, estando a capacidade de anulação dos teores de nitrato no efluente condicionada à utilização em conjunto desses doadores de elétrons. Mesmo que as relações C/N e S/N reais sejam maiores que as estequiométricas, e possam levar a limitações da capacidade de sustentação da desnitrificação biológica com fontes endógenas de elétrons, essas fontes podem ser utilizadas de forma a reduzir a necessidade de doadores exógenos de elétrons e, consequentemente, os custos de tratamento, potencializando a promoção da utilização dessa tecnologia no tratamento de efluentes sanitários.
dc.formatText
dc.identifier.citationMORAIS, Thiago Nelo. Avaliação da transferência de metano no sentido gás-líquido e da capacidade de suprimento da desnitrificação biológica de esgoto sanitário com doadores endógenos de elétrons (metano e sulfeto de hidrogênio). 2015. 96 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia e Desenvolvimento Sustentável) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Desenvolvimento Sustentável, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2015.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/4018
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado Profissional em Engenharia e Desenvolvimento Sustentável
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Desenvolvimento Sustentável
dc.rightsopen access
dc.subjectmethaneeng
dc.subjectsulfideeng
dc.subjectmass transfereng
dc.subjectbiological denitrificationeng
dc.subjectGás-líquidopor
dc.subjectDesnitrificaçãopor
dc.subjectMetanopor
dc.subjectSulfeto de hidrogêniopor
dc.subjectEsgotospor
dc.subjecttransferência de massapor
dc.subjectdesnitrificação biológicapor
dc.subject.br-rjbnMassa - Transferência
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.subject.udc628
dc.titleAvaliação da transferência de metano no sentido gás-líquido e da capacidade de suprimento da desnitrificação biológica de esgoto sanitário com doadores endógenos de elétrons (metano e sulfeto de hidrogênio)
dc.typemasterThesis
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