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Type: Dissertação
Title: Investigação da emissão de óxido nitroso em sistemas nitrificantes utilizando reatores com biomassa aderida
Author(s)/Inventor(s): Valério, Renato Rocha
Advisor: Bassin, João Paulo
Co-advisor: Bassin, Isabelli Dias
Abstract: Neste trabalho, foi avaliada a emissão de óxido nitroso (N2O), bem como a eficiência de remoção de nitrogênio amoniacal (NH4 + -N) em dois reatores de leito móvel com biofilme (MBBR) (R1 e R2) submetidos a diversas cargas superficiais de NH4 + -N sob condição autotrófica. O estudo foi realizado em três etapas, de acordo com as faixas de cargas aplicadas: baixas (0,3 – 4 g NH4 + -N/(m².d)), médias (4,1 – 8 g NH4 + -N/(m².d)) e altas (8,1 – 25 g NH4 + -N/(m².d)). Para avaliar o efeito do suporte de adesão microbiana, o R1 foi preenchido com o suporte AnoxKaldnes K1 e o R2 com o Mutag Biochip. Houve diferença significativa entre o desempenho de remoção de NH4 + -N dos reatores somente em condições de altas cargas aplicadas. A máxima carga removida no R1 foi de 9,9 g NH4 + -N/(m².d), superior à observada no R2 (7,5 g NH4 + -N/(m².d)). Para o R1, a emissão de N2O aumentou em função do acréscimo da carga nitrogenada aplicada, apresentando fluxo de emissão máximo de 4,6 g N2O-N/(m².d). Já no R2, a emissão foi menor e menos influenciada pelo aumento da carga afluente, atingindo fluxo de emissão máximo de 1,4 g N2O-N/(m².d). Os teores de amônia livre e o acúmulo de nitrito no meio, bem como a forma de adesão microbiana nos suportes, influenciaram na emissão de N2O. Os fatores de emissão de N2O variaram entre 0,03 e 1,1 % do NH4 + -N afluente, valores inferiores ao proposto pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) 2019, sugerindo que o sistema MBBR é uma alternativa para atingir altos índices de nitrificação com baixa emissão de N2O mesmo sob elevadas cargas nitrogenadas.
Abstract: In this work, the emission of nitrous oxide (N2O) and the ammoniacal nitrogen removal (NH4 + -N) were evaluated in two moving-bed biofilm reactors (MBBR) (R1 and R2), subjected to varying NH4 + -N surface loading rates under autotrophic conditions. The study was carried out in three stages, according to the applied load ranges: low (0.3 – 4 g NH4 + -N/(m².d), medium (4.1 – 8 g NH4 + -N/(m².d)) and, high (8.1 – 25 g NH4 + -N/(m².d)). To evaluate the effect of the carrier media for microbial adhesion, R1 was filled with AnoxKaldnes K1 media and the R2 with the Mutag Biochip media. A significant difference between the NH4 + -N removal performance between the reactors was only observed at high applied loads. The maximum load removed in R1 was 9.9 g NH4 + - N/(m².d), higher than that observed in R2 (7.5 g NH4 + -N/(m².d)). For R1, the N2O emission increased as the applied nitrogen load was incremented, showing a maximum emission flux of 4.6 g N2O-N/(m².d). In R2, the emission was lower and less influenced by the increase in the influent load, reaching a maximum emission flux of 1.4 g N2ON/(m².d). Free ammonia concentrations and nitrite accumulation in the bulk, as well as the form of microbial adhesion to the carriers, influenced the emission of N2O. The N2O emission factors varied between 0.03 and 1.1 % of the influent NH4 + -N, lower than the values proposed by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 2019, suggesting that the MBBR system proved to be an alternative to achieve high nitrification rates with low N2O emission even under high nitrogen loading rates.
Keywords: Emissão de óxido nitroso
Reatores de leito móvel com biofilme
Reatores MBBR
Nitrificação
Nitrificação autotrófica
Engenharia de processos biológicos
Biofilme microbiano
Tratamento de águas residuárias
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS BIOQUIMICOS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Apr-2021
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: VALÉRIO, Renato Rocha. Investigação da emissão de óxido nitroso em sistemas nitrificantes utilizando reatores com biomassa aderida. 2021. 233 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Engenharia Química, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Appears in Collections:Engenharia Química

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