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Título: Degradação de matéria orgânica e inativação de coliformes totais em efluente anaeróbio por ozonização em reator Air-lift
Título(s) alternativo(s): Degradation of organic matter and inactivation of total coliforms in anaerobic effluent by ozonization in an Air-lift reactor
Autor(es): Pereira, Thiago Castanho
Orientador(es): Passig, Fernando Hermes
Palavras-chave: Águas residuais - Purificação
Ozônio
Fluorescência
Química
Sewage - Purification
Ozone
Fluorescence
Chemistry
Data do documento: 11-Dez-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: PEREIRA, Thiago Castanho. Degradação de matéria orgânica e inativação de coliformes totais em efluente anaeróbio por ozonização em reator Air-lif. 2017. 82 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: O tratamento de esgotos sanitários é um assunto de extrema importância, visto que no Brasil, somente 40,8% do esgoto gerado é tratado de forma adequada. No Brasil cerca de 80% das ETEs utilizam a digestão anaeróbia para o tratamento dos esgotos, e somente 21,8% das ETEs possuem sistemas de destruição de patógenos. De tal forma, processos de ozonização podem ser implementados para realizar o pós tratamento e desinfecção de efluentes anaeróbios. Porém uma das limitações do processo é a transferência de massa do ozônio na interface gás-líquido. A substituição de reatores de coluna de bolhas por reatores air-lift trazem melhoras significativas na transferência de massa. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o processo de ozonização de esgoto sanitário anaeróbio, em reator air-lift, tendo como variáveis resposta a degradação de matéria orgânica e inativação de coliformes totais. Para o desenvolvimento do trabalho foi utilizado um delineamento de composto central rotacional (DCCR), utilizando o pH e tempo de contato como fatores. Foram realizados ensaios em pH 4, 4,9, 7; 9,1 e 10; e tempos de contato variando entre 15 a 60 minutos. A degradação de matéria orgânica foi verificada através das análises de Demanda Química de Oxigênio (DQO), Carbono Orgânico Total (COT) e espectroscopia no UV-Vis e Fluorescência. A inativação de coliformes totais e Escherichia coli foi analisada através da realização de culturas em substrato cromogênico e contagem do número mais provável (NMP), pelo método Colilert® Quanti-Tray®. Os experimentos demonstraram uma maior eficiência de remoção de matéria orgânica em pH 9,1 em um tempo de contato de 56 minutos, alcançando 54% de remoção em termos de DQO. Foi observado a degradação de matéria orgânica aromática, através de espectros de varredura no UV-Vis e matrizes de emissão e excitação utilizando espectroscopia de fluorescência. A transferência de massa do ozônio para o meio líquido obteve uma média de 90%, com um máximo de 95% nos ensaios em pH 4. A inativação de coliformes totais alcançou uma eficiência de 99,7% representando uma diminuição de 2,5 unidades logarítmicas. A remoção de E. coli apresentou uma eficiência de 99,7%, com uma diminuição de 2,3 unidades logarítmicas. Dessa maneira foi possível verificar a eficiência do reator air-lift na transferência de massa e a eficiência da ozonização na remoção de matéria orgânica, compostos aromáticos e inativação de bactérias.
Abstract: The treatment of sanitary sewage is a matter of extreme importance due that in Brazil, only 40.8% of the sewage generated is adequately treated. In Brazil about 80% of the WWTPs use anaerobic digestion for the treatment of sewage, and only 21.8% of the WWTPs have pathogen disinfection systems. Thus, ozonation processes can be implemented to carry out the post-treatment and disinfection of anaerobic effluents. However, one of the limitations of the process is the mass transfer of the ozone at the gas-liquid interface. Replacement of bubble column reactors by air-lift reactors brings significant improvements in mass transfer. The present work had as objective to evaluate the ozonation process of anaerobic effluent, having as response variables the degradation of organic matter and inactivation of total coliforms. For the development of this paper, a central rotational compound design (DCCR) was used, using pH and time of contact as factors. Tests were carried out at pH 4; 4.9; 7; 9.1 and 10; and contact times ranging from 15 to 60 minutes. The degradation of organic matter was verified through Chemical Oxygen Demand (COD), Total Organic Carbon (TOC) and UVVis and Fluorescence spectroscopy. The inactivation of total coliforms and Escherichia coli was analyzed by performing cultures on chromogenic substrate and counting the most probable number (MPN) by the Colilert® Quanti-Tray® method. The experiments demonstrated a higher organic matter removal efficiency at pH 9.1 at a contact time of 56 minutes, achieving a 54% removal in terms of COD. The degradation of aromatic organic matter was observed through UV-Vis scanning spectra and emission and excitation matrices using fluorescence spectroscopy. The mass transfer of the ozone to the liquid medium obtained an average of 90%, with a maximum of 95% in the tests at pH 4. The inactivation of total coliforms reached an efficiency of 99.7% representing a decrease of 2.5 log units. The removal of E. coli showed an efficiency of 99.7%, with a decrease of 2.3 log units. In this way, it was possible to verify the efficiency of the air-lift reactor in the mass transfer and the efficiency of the ozonation in the removal of organic matter, aromatic compounds, and inactivation of bacteria.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10051
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