Banca de DEFESA: JULLIANA MELO PINHEIRO DE ARAÚJO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : JULLIANA MELO PINHEIRO DE ARAÚJO
DATA : 04/11/2022
HORA: 10:00
LOCAL: Pos Graduação Engenharia Civil
TÍTULO:

Modelando lodo Granular Aeróbio: Influência da Temperatura e Difusão no Tratamento de Águas Residuárias Municipais

PALAVRAS-CHAVES:

clima tropical; esgoto municipal real; logo granular aeróbio (LGA); modelagem matemática; reatores em bateladas sequenciais

PÁGINAS: 170
RESUMO:

O lodo granular aeróbio (LGA) vem sendo amplamente utilizado nas últimas décadas como alternativa ao sistema de lodos ativados convencional. Essa tecnologia aumenta a retenção de biomassa e sedimentação e permite a remoção simultânea de nutrientes e matéria orgânica, tornando-o aplicável a grande diversidade de águas residuárias, temperaturas e escalas, como evidenciado na literatura. Entretanto, estudos anteriores investigando os papéis de parâmetros de engenharia, como carga orgânica volumétrica, temperatura e tempo de retenção hidráulica no processo de granulação em sistemas LGA ainda não mostram consenso, não sendo ainda possível desenvolver um sistema precisamente previsível. Neste contexto, a modelagem matemática destes sistemas pode fornecer conhecimentos valiosos para uma compreensão básica das conversões bioquímicas microbianas nos grânulos. Sendo assim, esse trabalho teve como objetivo investigar a influência da temperatura, configuração do ciclo e composição afluente em sistemas SBR com LGA de diferentes escalas, concentrando-se na compreensão de parâmetros sensíveis durante a implementação de modelos matemáticos. Para isso, quatro diferentes estratégias metodológicas foram utilizadas. Inicialmente, diferentes configurações de ciclo foram utilizadas em um RBS em escala piloto (115 L) para o cultivo de LGA sem inóculo sob temperaturas próximas a 30 °C. Os dados provenientes destes experimentos foram então utilizados para implementar e calibrar o modelo de biofilme proposto por Wanner e Gujer (1986) associado ao modelo de lodo ativado n° 3 (ASM3 – GUJER et al., 1999). Durante a calibração do modelo, uma alta sensibilidade dos parâmetros associados à difusão, tais como espessura da camada limite, foi observada. Para melhor entender estes resultados, grânulos (diâmetro entre 1.4 e 2.0 mm) provenientes de dois RBS em escala de laboratório (LB, 9,1 e 11,2 L) foram utilizados para analisar difusão de oxigênio, a presença e o tamanho de camadas aeróbias/anaeróbias, bem como estimar a espessura da camada limite através de micro-perfis de O₂. Os reatores LS (operados a 20 e 30 °C, respectivamente)  também foram monitorados buscando investigar a influência da temperatura na formação, morfologia e estabilidade do LGA. Como resultados principais, esta abordagem de implementação do modelo permitiu a descrição do desempenho de um sistema LGA em estado não estacionário em termos de sólidos e remoção de DQO. Entretanto, não foi possível cobrir a complexidade dos processos de remoção de nitrogênio nos grânulos (e suas diferentes condições redox) assumindo um único diâmetro para todos. A temperatura, por sua vez, foi um fator decisivo na estabilidade, formação e morfologia do LGA nos reatores LS. Os grânulos formados a 30 °C eram maiores, mais compactos e consideravelmente mais estáveis contra distúrbios no sistema. Além disso, uma fase anaeróbia mais prolongada e/ou a inserção de pulsos de ar durante a alimentação lenta foram estratégias de configuração para ciclos SBR que, de modo geral, melhoraram o processo de granulação. A composição do afluente afetou diretamente a diversidade microbiana e o desempenho nos sistemas, sendo observada menores eficiências quando cargas mais baixas foram aplicadas. Por fim, a implementação de modelos matemáticos em um sistema em estado não estacionário permitiu analisar a influência da configuração de parâmetros fixos, estando o número de grânulos e a espessura da camada limite entre os parâmetros mais sensíveis.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - TITO AUGUSTO GEHRING
Presidente - 3133998 - BRUNA SCANDOLARA MAGNUS
Externo à Instituição - OSMAR LUIZ MOREIRA PEREIRA FONSECA DE MENEZES
Externa à Instituição - REJANE HELENA RIBEIRO DA COSTA - UFSC
Externo à Instituição - TIAGO ROGERIO VITOR AKABOCI