Produção de biomassa com microalgas em lagoa de alta taxa aplicada ao pós-tratamento de um reator UASB tratando esgoto sanitário visando a produção de carvão ativado

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dc.contributor.advisor1Cassini, Servio Tulio Alves
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000152003666
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2519874649699294
dc.contributor.authorOss, Rodrigo Nunes
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0006-5399-3394
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3669274322380234
dc.contributor.referee1Goncalves, Ricardo Franci
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000220489451
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9604327349698525
dc.contributor.referee2Kiperstok, Alice Costa
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-9265-4858
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9336655439177257
dc.contributor.referee3Borges, Raquel Machado
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-8119-7092
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6650916642132386
dc.contributor.referee4Oliveira, Jairo Pinto de
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000000175951183
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2228283301316218
dc.contributor.referee5Junior, Miguel Angelo Schettino
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/3366999814625339
dc.contributor.referee6Coelho, Edumar Ramos Cabral
dc.contributor.referee6IDhttps://orcid.org/0000000292205737
dc.contributor.referee6Latteshttp://lattes.cnpq.br/2276795519317927
dc.date.accessioned2024-05-29T22:10:45Z
dc.date.available2024-05-29T22:10:45Z
dc.date.issued2019-07-12
dc.description.abstractConsidering the water resources pollution, the water and energy scarcity, it is necessary to develop sustainable Technologies based on NEXUS concept. The aim of this research was to evaluate the ideal condition for the post-treatment of an UASB reactor, treating domestic wastewater, and production of microalgae biomass in High Rate Algal Ponds (HRAP) to generate activated carbon. This study was divided into three papers. In the first paper, the influence of the depth (30, 45 and 60 cm) and the hidraulic retention time (3 and 6 days) of the HRAP for the post-treatment of an UASB reactor, treating domestic wastewater, and production of microalgae biomass. The injection of biogas for supplementation of inorganic carbon in HRAP was also evaluated. The findings of this study showed that the efficieny of the post-treatment of an UASB efluente was satisfatory, achieving a reduction of 67% for COD, 49% for total phosphorous (P), 83% of total Kjeldhal nitrogen (TKN), 87% of ammoniacal nitrogen and 99.8% of E. coli. The microalgae biomass production was highest for the lower retention time. The supplementation of low concentration of CO2 increased the productivity (32%) with regards to volatile suspended solids. The second paper investigated the influence of temperature and the ratio between the mass of water and the mass of sample during the carbonization and activation of raw microalgae biomass as well as microalgae biomass with the addtion of tanfloc. Activated carbon was prepared at 650ºC and 800ºC, using diferente proportion of water. Although a higher amount of activated carbon was produced at 650ºC (41% more), the largest specific surface area (SSA) was 177±19 m²/g, whereas the activated carbono prepared at 800ºC presented an SSA of 630±18 m²/g. In the last paper, two of the activaded carbon, previously produced (BM and BMT), was tested to adsorb 2,4-D herbicide at six different concentration (5, 10, 25, 50, 100, 150 mg/L). The AC of BMT presented higher removal of 2,4-D, achieving 100% for the concentrations of 5, 10 and 25 mg/L. The Langmuir isotherm model was the one that best fitted to the experimental data, presenting R2 of 0,998. The pseudo second order kinetics presented good fit for both samples of activated carbon.
dc.description.resumoConsiderando a degradação dos recursos hídricos, a crise hídrica e energética, faz se necessário o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis, com base no conceito NEXUS. O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições ideais para o pós tratamento de efluente de um reator UASB tratando esgoto doméstico e a produção de biomassa com microalgas em lagoas de alta taxa (LAT) visando a síntese de carvão ativado. O trabalho foi dividido em 3 artigos. No primeiro, avaliou-se a influência da profundidade útil (Hútil), 30, 45 e 60 cm, e o tempo de detenção hidráulico (TDH), 3 e 6 dias, da lagoa de alta taxa (LAT) no pós-tratamento do efluente de um UASB tratando esgoto sanitário e na produtividade de biomassa com microalgas. Também foi avaliada a suplementação de carbono inorgânico em uma LAT a partir do biogás produzido pelo UASB. O biogás foi injetado diretamente na LAT. Verificou-se que em todos os tratamentos houve eficiência no pós-tratamento do efluente do UASB de até 67% de DQO, 49% de fósforo (P), 83% de nitrogênio total de Kjeldhal (NTK), 87% de nitrogênio amoniacal (N-NH4+) e até 99,8% de E. coli. As maiores produtividades de biomassa com microalgas foram observadas nas etapas com menor TDH. A inserção de baixas concentrações de CO2 elevou a produtividade em até 32% em relação aos sólidos suspensos voláteis (SSV). O segundo artigo avaliou a influência da temperatura e a razão da massa de água em relação à massa da amostra na carbonização e ativação de carvão ativado (CA) de biomassa com microalgas e tanfloc (BMT) e biomassa com microalgas (BM). Foram preparados carvões a 650°C e 800°C, com diferentes proporções de água. Apesar dos maiores rendimentos dos carvões preparados a 650°C, até 41%, a maior área superficial específica (ASE) foi de 177±19 m²/g, enquanto que os CAs preparados a 800°C apresentaram ASE de até 630±18 m²/g. No terceiro artigo avaliou-se a adsorção do herbicida 2,4-D por dois CAs sintetizados, BM e BMT. Foram testadas 6 concentrações do 2,4-D, 5, 10, 25, 50, 100 e 150 mg/L. O CA de BMT apresentou maior remoção, chegando à 100% nas concentrações de 5, 10 e 25 mg/L. O modelo de isoterma de Langmuir foi o que melhor se adaptou aos dados experimentais, com R² de até 0,998. Em relação a cinética, o modelo de pseudo-segunda ordem se adaptou bem às duas amostras de CA.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/13246
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectTratamento de esgoto
dc.subjectMicroalgas
dc.subjectCarvão ativado
dc.subjectAtivação física
dc.subjectHerbicida 2,4-D
dc.subjectTreatment wastewater
dc.subjectMicroalgae
dc.subjectActivated carbon
dc.subjectPhysical activation
dc.subject2,4-D Herbicide
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleProdução de biomassa com microalgas em lagoa de alta taxa aplicada ao pós-tratamento de um reator UASB tratando esgoto sanitário visando a produção de carvão ativado
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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