Registro fonte: Influência da oxigenação e adição de fonte externa de carbono na remoção de nutrientes e contaminantes emergentes em sistema biológico AOA

Influência da oxigenação e adição de fonte externa de carbono na remoção de nutrientes e contaminantes emergentes em sistema biológico AOA

The anaerobic-aerobic-anoxic (AOA) system has been studied by some authors who seek to improve the removal of recalcitrant nutrients and emerging contaminants for biological treatment. Positive results have already been found for the removal of nitrogen and phosphorus in some types of treatment, how...

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Autor principal:	Franzoni, Ruana Mendonça
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Nitrificação Esgotos - Tratamento biológico Nitrogênio - Contaminação Fósforo - Contaminação Nitrification Sewerage - Biological treatment Nitrogen - Contamination Phosphorus - Contamination CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL Engenharia Civil
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26664
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id	riut-1-26664
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spelling	riut-1-266642021-12-11T06:06:16Z Influência da oxigenação e adição de fonte externa de carbono na remoção de nutrientes e contaminantes emergentes em sistema biológico AOA Influence of oxigenation and addition of external carbon source on the removal of emerging nutrients and emerging contaminants in AOA biological system Franzoni, Ruana Mendonça Passig, Fernando Hermes https://orcid.org/0000-0002-7461-0616 http://lattes.cnpq.br/0839069076248628 Bernardelli, Jossy Karla Brasil https://orcid.org/0000-0001-5602-6873 http://lattes.cnpq.br/9823563508437304 Passig, Fernando Hermes https://orcid.org/0000-0002-7461-0616 http://lattes.cnpq.br/0839069076248628 Passig, Karina Querne de Carvalho https://orcid.org/0000-0003-4577-7537 http://lattes.cnpq.br/8055585859691419 Gomes, Simone Damasceno https://orcid.org/ 0000-0001-7639-8500 http://lattes.cnpq.br/3362104483832351 Nitrificação Esgotos - Tratamento biológico Nitrogênio - Contaminação Fósforo - Contaminação Nitrification Sewerage - Biological treatment Nitrogen - Contamination Phosphorus - Contamination CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL Engenharia Civil The anaerobic-aerobic-anoxic (AOA) system has been studied by some authors who seek to improve the removal of recalcitrant nutrients and emerging contaminants for biological treatment. Positive results have already been found for the removal of nitrogen and phosphorus in some types of treatment, however, the removal of these nutrients and emerging contaminants for biological treatment is still a challenge. The objective of this work was to evaluate an AOA system in the removal of nitrogen, phosphorus and the emerging contaminants 17α-ethinylestradiol (EE2) and triclosan (TCS) from synthetic influent. The system consisted of anaerobic-aerobic-anoxic reactors in series, with upward flow and continuous flow, rectangular base and useful volume of 19.8 L each. The support medium used to adhere the biomass were polyvinyl chloride (PVC) corrugated rings for the anaerobic and aerobic reactors, and red ceramic residues in the anoxic reactor. The system was operated in two stages: with an 8-hour TDH and a flow rate of 2.40 L h-1 for the three reactors. In Step 1, with air flow in the aerobic reactor of 5 L min-1 and with intermittent aeration, of 3 hours on and 1 hour off. In Step 2, the system was operated with an air flow in the aerobic reactor of 10 L min-1 and with intermittency of aeration, of 1 hour and 30 minutes on and 30 minutes off, and addition of glucose in the anoxic reactor as an external source of carbon with a concentration of 190 mg L-1. In Step 1, the system achieved average removals of raw COD, TAN, TKN, TP, EE2 and TCS, of 97.07%, 13.37%, 49.43%, 12.24%, 48.45% and 87.10%, respectively. In step 2, the average removal efficiencies achieved were 95.62% for crude COD, 88.30% for TAN, 85.29% for TKN, 20.15% for TP, 81.68% for EE2 and 93.13% for TCS. It was possible to conclude that the change in the concentration of DO in the aerobic reactor, due to the change in the intermittency of the aeration, and the addition of glucose in the anoxic reactor, in Step 2, contributed to improve the performance of the system, increasing the removal efficiencies of both of the nutrients and emerging contaminants. It was also observed that the removal of EE2 is directly related to the nitrification and denitrification processes. In the analysis of the microbial community of the system, the phyla found in greater abundance were Proteobacteria, Firmicutes and Bacteroidetes. Furthermore, the main genera identified in the system were f_Veillonellaceae, Anaeromusa, Aeromonas, Azospira and Clostridium. Finally, it is concluded that the identified organisms, regarding phylum and genus in the microbial community of the AOA system, correspond with the recognized activities and with the removal performance achieved; and the main difference in the microbial community between the three reactors was through the oxygenation of each reactor. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O sistema anaeróbio-aeróbio-anóxico (AOA) vem sendo estudado por alguns autores que buscam aprimorar a remoção de nutrientes e contaminantes emergentes recalcitrantes para o tratamento biológico. Resultados positivos já foram encontrados para a remoção de nitrogênio e fósforo em alguns tipos de tratamento, no entanto, a remoção desses nutrientes e dos contaminantes emergentes para o tratamento biológico ainda é um desafio. O objetivo deste trabalho foi avaliar um sistema AOA na remoção de nitrogênio, fósforo e os contaminantes emergentes 17α-etinilestradiol (EE2) e triclosan (TCS) de afluente sintético. O sistema foi composto por reatores anaeróbio-aeróbio-anóxico em série, com escoamento ascendente e fluxo contínuo, base retangular e volume útil de 19,8 L cada. O meio suporte utilizado para aderir a biomassa foram anéis corrugados de Policloreto de Polivinila (PVC) para os reatores anaeróbio e aeróbio, e resíduos de cerâmica vermelha no reator anóxico. O sistema foi operado em duas Etapas: com TDH de 8 horas e vazão de 2,40 L h-1 para os três reatores. Na Etapa 1, com vazão de ar no reator aeróbio de 5 L min-1 e com intermitência de aeração, de 3 horas ligadas e 1 hora desligada. Na Etapa 2, o sistema foi operado com vazão de ar no reator aeróbio de 10 L min-1 e com intermitência de aeração, de 1 hora e 30 minutos ligada e 30 minutos desligada, e adição de glicose no reator anóxico como fonte externa de carbono com concentração de 190 mg L-1. Na Etapa 1, o sistema alcançou remoções médias de DQO bruta, N-amon, NTK, PT, EE2 e TCS, de 97,07%, 13,37%, 49,43%, 12,24%, 48,45% e 87,10%, respectivamente. Na Etapa 2, as eficiências médias de remoção alcançadas foram de 95,62% para DQO bruta, 88,30% para N-amon, 85,29% para NTK, 20,15% para PT, 81,68% para EE2 e 93,13% para TCS. Foi possível concluir que a mudança na concentração de OD no reator aeróbio, devido à alteração na intermitência da aeração, e à adição da glicose no reator anóxico, na Etapa 2, contribuíram para melhorar o desempenho do sistema, elevando as eficiências de remoção tanto dos nutrientes como dos contaminantes emergentes. Observou-se ainda que a remoção de EE2 está diretamente relacionada aos processos de nitrificação e desnitrificação. Nas análises da comunidade microbiana do sistema, os filos encontrados em maior abundância foram Proteobacteria, Firmicutes e Bacteroidetes. Além disso, os principais gêneros identificados no sistema foram f_Veillonellaceae, Anaeromusa, Aeromonas, Azospira e Clostridium. Enfim, conclui-se que os organismos identificados, quanto a filo e gênero na comunidade microbiana do sistema AOA, correspondem com as atividades reconhecidas e com o desempenho de remoção alcançado; e a principal diferença na comunidade microbiana entre os três reatores se deu por meio da oxigenação de cada reator. 2021-12-10T18:44:10Z 2021-12-10T18:44:10Z 2021-08-30 masterThesis FRANZONI, Ruana Mendonca. Influência da oxigenação e adição de fonte externa de carbono na remoção de nutrientes e contaminantes emergentes em sistema biológico AOA. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26664 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil UTFPR
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description	The anaerobic-aerobic-anoxic (AOA) system has been studied by some authors who seek to improve the removal of recalcitrant nutrients and emerging contaminants for biological treatment. Positive results have already been found for the removal of nitrogen and phosphorus in some types of treatment, however, the removal of these nutrients and emerging contaminants for biological treatment is still a challenge. The objective of this work was to evaluate an AOA system in the removal of nitrogen, phosphorus and the emerging contaminants 17α-ethinylestradiol (EE2) and triclosan (TCS) from synthetic influent. The system consisted of anaerobic-aerobic-anoxic reactors in series, with upward flow and continuous flow, rectangular base and useful volume of 19.8 L each. The support medium used to adhere the biomass were polyvinyl chloride (PVC) corrugated rings for the anaerobic and aerobic reactors, and red ceramic residues in the anoxic reactor. The system was operated in two stages: with an 8-hour TDH and a flow rate of 2.40 L h-1 for the three reactors. In Step 1, with air flow in the aerobic reactor of 5 L min-1 and with intermittent aeration, of 3 hours on and 1 hour off. In Step 2, the system was operated with an air flow in the aerobic reactor of 10 L min-1 and with intermittency of aeration, of 1 hour and 30 minutes on and 30 minutes off, and addition of glucose in the anoxic reactor as an external source of carbon with a concentration of 190 mg L-1. In Step 1, the system achieved average removals of raw COD, TAN, TKN, TP, EE2 and TCS, of 97.07%, 13.37%, 49.43%, 12.24%, 48.45% and 87.10%, respectively. In step 2, the average removal efficiencies achieved were 95.62% for crude COD, 88.30% for TAN, 85.29% for TKN, 20.15% for TP, 81.68% for EE2 and 93.13% for TCS. It was possible to conclude that the change in the concentration of DO in the aerobic reactor, due to the change in the intermittency of the aeration, and the addition of glucose in the anoxic reactor, in Step 2, contributed to improve the performance of the system, increasing the removal efficiencies of both of the nutrients and emerging contaminants. It was also observed that the removal of EE2 is directly related to the nitrification and denitrification processes. In the analysis of the microbial community of the system, the phyla found in greater abundance were Proteobacteria, Firmicutes and Bacteroidetes. Furthermore, the main genera identified in the system were f_Veillonellaceae, Anaeromusa, Aeromonas, Azospira and Clostridium. Finally, it is concluded that the identified organisms, regarding phylum and genus in the microbial community of the AOA system, correspond with the recognized activities and with the removal performance achieved; and the main difference in the microbial community between the three reactors was through the oxygenation of each reactor.
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