Efeito do binômio tempo-temperatura de incubação da amostra na demanda bioquímica de oxigênio de diferentes águas residuárias

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Matos, Mateus Pimentel de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Biodegradação; Águas residuais - Purificação - Oxidação; Temperatura - Efeito fisiológico; Nitrificação; Esgotos; Engenharia Agrícola
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7721

Pesquisas sobre o efeito do tempo e da temperatura de incubação de amostras líquidas, na estimativa da matéria orgânica biodegradável contida nestas, atualmente são raras, tendo em vista que têm sido aceitos, como padrão, os resultados apresentados nos trabalhos clássicos de Streeter e Phelps e de Theriault, divulgados em 1925 e 1927, respectivamente. Entretanto, esses estudos são passíveis de vários questionamentos, principalmente no que se refere às estimativas feitas em amostras de águas residuárias que não sejam o esgoto sanitário ou soluções sintéticas. Dentre as questões pendentes mais instigantes estão a de que seria possível a redução do tempo de incubação das amostras para obtenção da demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e que haveria influência da temperatura na demanda bioquímica de oxigênio última (DBOu ) da amostra. Para conhecer o efeito da temperatura nas estimativas de DBO e de DBOu , é necessário, também, entender quais os efeitos da mesma variável na obtenção dos coeficientes de desoxigenação (k) e de temperatura (θ); qual o modelo cinético que melhor descreve a progressão da DBO e o efeito de interferentes nessas análises. Para tanto, foram incubadas amostras de esgotos sanitários tratados em fossa séptica (ESF), águas residuárias de laticínios (ARL) e da suinocultura (ARS), para obtenção do coeficiente de desoxigenação à 20 oC (k20). As mesmas amostras também foram armazenadas sob temperaturas de 30 e 35 oC, por tempo equivalente ao período de incubação de 5 dias e à 20 oC, tempos esses calculados usando a equação de Arrhenius modificada por Streeter e Phelps, obtendo-se, assim, os coeficientes θ30 e θ35. Em outro teste, quantificações de DBO foram feitas em vários dias, usando o esgoto sanitário bruto (ESB), a fim de obter θ a partir dos valores de k20 e k35, e verificando-se se a demanda última varia com a temperatura, com a obtenção do coeficiente de temperatura 20 35 da demanda última (φ) a partir da DBOu e da DBOu . Avaliou-se, também, o efeito da inibição da nitrificação nas amostras sobre os valores estimados de k e, usando os valores de k20 típicos de literatura, também foram estimados os valores de θ, verificando se erros de estimativa de k, implicam em erros significativos do coeficiente de temperatura. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Qualidade da Água (LQA) do Departamento de Engenharia Agrícola (DEA) da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Os valores de θ calculados a partir de k20 obtidos experimentalmente foram de 1,048 para ESF, 1,046 para ARL e 1,020 para ARS, sob a temperatura de 35 o C, e de 1,041, 1,070, 1,028, para as mesmas águas residuárias, quando incubadas à 30 oC. Os valores de θ estimados utilizando-se valores de k20 obtidos na literatura não foram estatisticamente diferentes, em nível de 5% de probabilidade, pelo teste "t". Igual conclusão foi obtida ao se estimar o valor do coeficiente de temperatura, usando o valor de k obtido após novo ajuste do modelo de primeira ordem, utilizando o conjunto de dados depois de expurgo dos dados tardios (não houve diferença significativa). Usando o mesmo teste, verificou-se que o uso do valor de θ de 1,047, recomendado na literatura, não implica em erros significativos na estimativa de k. No segundo experimento, foram obtidos k20 e k35, respectivamente, de 0,1593 e 0,2262 d-1, tendo valor de 20 θ igual a 1,024. Os valores estimados de DBOu 35 e DBOu foram, respectivamente, de 579 mg L-1 e 661 mg L-1. O modelo de segunda ordem apresentou desempenho ligeiramente superior sobre o modelo de primeira ordem, na descrição dos dados. Porém, dada à pequena diferença nos resultados e a simplicidade em sua utilização, o modelo de primeira ordem é, ainda, preferível. Os coeficientes φ ajustados foram de 0,00948 e de 0,00967, respectivamente usando os modelos de primeira e segunda ordens, valores suficientemente pequenos para indicar desprezível ou inexistente variação do valor de DBOu com a temperatura. O aumento na temperatura da amostra proporcionou, no entanto, diferentes valores de θ para as águas residuárias.