Proposição de uma nova configuração de reator anaeróbio para o tratamento de esgoto em baixas temperaturas baseado no conceito de assistência térmica à biomassa aderida ao meio suporte

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lima Neto, Elias de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: anaerobic treatment; assistência térmica à biomassa; baixas temperaturas; distribuição de calor; heat distribution; low temperatures; thermally assisted biomass; tratamento anaeróbio; TSBR
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-22032021-193823/

O tratamento de águas residuárias sob baixas temperaturas ainda é um desafio considerando a maior parte das configurações de reatores biológicos, uma vez que a temperatura é um dos fatores que influenciam a eficiência da remoção de matéria orgânica e a diversidade dos microrganismos. Para tentar solucionar esse problema, o presente estudo propõe um novo reator biológico chamado Reator de Biofilme Termicamente Estimulado (Acrônimo em inglês: TSBR), inspirado pelo reator de leito estruturado, e pelo conceito de assistência térmica à fase limitante da digestão anaeróbia. O reator TSBR, foi operado sob condição de temperatura psicrofílica (15ºC) em dois tempos de detenção hidráulica (TDH), 12 h e 24 h. O procedimento de aquecimento localizado para o reator TSBR foi suficiente para manter uma temperatura média mesofílica no interior do reator (~25ºC). A condutividade térmica da espuma de poliuretano associada à biomassa aderida foi estimada, considerando o fluxo de calor, o que resultou em um coeficiente global de condutividade térmica do meio suporte de 0,41 ± 0,06 W m-1 K-1. Os resultados de remoção de matéria orgânica medida como DQO, índices de abundância e diversidade de microrganismos foram comparados entre o reator TSBR e o reator controle (RC) do experimento, que foi operado em condição mesofílica (35°C). A remoção de DQO total foi positivamente afetada pela diminuição do TDH de 24 h para 12 h, em ambos os reatores estudados. Ao TDH de 12 h a eficiência de remoção de matéria orgânica na forma de DQO total em relação a energia aplicada ao aquecimento do sistema do reator TSBR foi de 40 mgDQOt W-1. Os índices de riqueza e diversidade microbiológica para o reator TSBR foram pouco menores do que às condições controle. Tais resultados apontam que a assistência térmica à biomassa aderida ao meio suporte, proposta do trabalho, é uma potencial solução para a manutenção da biomassa e tratamento de águas residuárias em condições de baixas temperaturas.