Aerobic granular sludge formation for different aeration rates

Orientador: Edson Aparecido Abdul NourTese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: A tecnologia do lodo granular aeróbio tem se mostrado viável e promissora, com um número crescente de pesquisas e aplicações práticas sendo executadas em todo o mundo. Entretanto, há ainda dificuldades em relação à formação de grânulos ou sua estabilidade a longo prazo, principalmente quando se utilizam substratos reais de baixa carga orgânica, como o esgoto sanitário. Assim, este trabalho vem contribuir com o entendimento dos mecanismos de formação do lodo granular aeróbio e sua estabilidade em condições reais de operação, a partir de estudo conduzido sob diferentes taxas de aeração. Para tanto, foram construídos três reatores, com diâmetro de 0,4 m e 200 L de volume útil (relação H/D de 4). Os reatores foram operados com taxas de aeração de 0,15 cm.s-1, 0,30 cm.s 1 e 0,60 cm.s-1, utilizando-se esgoto sanitário real como substrato. A granulação foi induzida pela aplicação de pressão de seleção a partir da redução controlada do tempo de sedimentação (de 20 min para 5 min). A avaliação da formação do lodo granular foi feita utilizando-se ensaios de caracterização físico-química e biológica da biomassa e do efluente tratado. Os resultados mostraram que a taxa de aeração influencia na formação do lodo granular. O lodo granular formado apresentou boa capacidade de remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, mas eficiências variáveis de desnitrificação e remoção de fósforo. Verificou-se que a taxa de aeração e a carga orgânica volumétrica aplicada são variáveis fundamentais para a formação do lodo granular, e que estas variáveis podem ser modificadas ao longo da operação como estratégia para acelerar a etapa de start-up do reatorAbstract: Aerobic granular sludge technology has proven to be viable and promising, with an increasing number of researches and practical applications being performed worldwide. However, there are still difficulties in relation to the formation of granules or their long-term stability, especially when using real substrates with low organic load, such as sanitary wastewater. Thus, this work leads to an understanding of the mechanisms of aerobic granular sludge formation and its stability under real operating conditions, based on a study conducted under different aeration rates. In order to do that three reactors were built with a diameter of 0.4 m and 200 L of useful volume (H / D ratio of 4). The reactors were operated with aeration rates of 0.15 cm.s-1, 0.30 cm.s-1 and 0.60 cm.s-1, using real wastewater as substrate. The Granulation was induced by applying selection pressure from the controlled reduction of sedimentation time (from 20 min to 5 min). The evaluation of the granular sludge formation was made by physical-chemical and biological characterization of biomass and the treated effluent. The results show that the aeration rate influences the formation of granular sludge. The granular sludge formed showed good capacity for removing organic matter and ammoniacal nitrogen, but variable efficiencies for denitrification and phosphorus removal. It was found that the aeration rate and the applied volumetric organic load are fundamental variables for the formation of granular sludge, and that these variables can be modified throughout the operation as a strategy to accelerate the start-up stage of the reactorDoutoradoSaneamento e AmbienteDoutor em Engenharia Civil2011/06080-0FAPESPCAPE