Desempenho de sistemas anaeróbios de alta taxa no tratamento de efluente gerado em unidade de criação de suínos

Abstract

O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho do filtro anaeróbio de fluxo ascendente e do reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) no tratamento de efluente líquido gerado em uma unidade de criação de suínos. O experimento foi dividido em três etapas. Na primeira, os reatores foram avaliados separadamente, aplicando-se diferentes cargas orgânicas volumétricas (0,6; 1,0; 2,1; 4,4 e 7,8 kg DQO.m-3.d-1). A eficiência do reator UASB variou de 92,5 a 64,5% e de 97,7 a 68,3%, ao passo que a eficiência do filtro anaeróbio variou de 83,7 a 41,7% e de 93,1 a 56,8% na remoção de DQO e DBO, respectivamente. Os efluentes tratados por ambos os reatores atenderam os padrões da legislação vigente quanto à remoção de DBO quando estes foram operados até carga orgânica de 2,1 kg DQO.m-3.d-1. O efluente tratado pelo reator UASB operando com carga orgânica de até 1,0 kg DQO.m-3.dia-1 atendeu ainda a legislação quanto à remoção de DQO. Na segunda etapa, avaliou-se um sistema combinado constituído do filtro anaeróbio seguido do reator UASB em série, aplicando-se diferentes cargas orgânicas volumétricas (1,8; 3,2; e 5,4 kg DQO.m-3.d-1). Este sistema mostrou ser mais eficiente que os sistemas independentes, principalmente no que se refere à remoção de DQO, apresentando eficiência variando de 90,8 a 77,5% e 93,3 a 78,7% na remoção de DQO e DBO, respectivamente. O efluente tratado pelo sistema combinado atendeu os padrões da legislação vigente quanto à remoção de DBO, quando este foi operado até carga orgânica de 3,2 kg DQO.m-3.d-1, e quanto à remoção de DQO, quando operado com carga orgânica de 1,8 kg DQO.m-3.d-1. Na terceira etapa foi implantado um reciclo de efluente na saída do filtro anaeróbio no sistema combinado, aplicando-se carga orgânica de 5,4 kg DQO.m-3.d-1 no sistema. Para as condições de trabalho utilizadas, a reciclagem aumentou a eficiência do sistema combinado, e as eficiências nas remoções de DQO e DBO foram de 84,2 e 84,9%, respectivamente. O efluente tratado por este sistema não atendeu os padrões da legislação vigente quanto à remoção de DQO e DBO. Nas condições estudadas, as eficiências de remoção de DQO e DBO em função da carga orgânica volumétrica, para ambos os reatores e para o sistema combinado, apresentaram comportamento linear, sendo que quanto menores as cargas orgânicas volumétricas aplicadas, maiores foram as remoções de DQO e DBO. Os efluentes tratados por todos os sistemas estudados, nas condições operacionais avaliadas, estiveram em conformidade com os padrões especificados na legislação vigente quanto ao pH e ao teor de sólidos sedimentáveis.

The objective of this study was to evaluate the performance of an upflow anaerobic filter and upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) in the treatment of liquid effluent generated in a swine raising unit. The experiment was divided into three stages. In the first stage, the reactors were evaluated separately under different organic loading rates (0.6, 1.0, 2.1, 4.4 and 7.8 kg COD.m-3.d-1). The efficiency of the UASB reactor ranged from 92.5 to 64.5% and from 97.7 to 68.3%, whereas the efficiency of the anaerobic filter ranged from 83.7 to 41.7% and from 93.1 to 56.8% in the removal of COD and BOD, respectively. The effluents treated by both reactors satisfied the limits of current legislation for the removal of BOD when these reactors were operated up to an organic loading rate of 2.1 kg COD.m- 3.d-1. The effluent treated by the UASB reactor operating with an organic loading rate of 1.0 kg COD.m-3.d-1 satisfied the legislation for COD removal. In the second stage, a combined system consisting of the anaerobic filter followed by the UASB reactor was evaluated, under different organic loading rates (1.8, 3.2 and 5.4 kg COD.m-3.d- 1). This system proved to be more efficient than the independent systems, mainly in relation to COD removal, presenting efficiency ranging from 90.8 to 77.5% and 93.3 to 78.7% in the removal of COD and BOD, respectively. The effluent treated by the combined system satisfied the limits of the legislation concerning BOD removal when this system was operated at an organic loading rate of 3.2 kg COD.m-3.d-1 and COD removal when operating at an organic loading rate of 1.8 kg COD.m-3.d-1. In the third stage, effluent recycle was implanted at the exit of the anaerobic filter in the combined system and an organic loading rate of 5.4 kg COD.m-3.d-1 was applied. Under the conditions studied, effluent recycling increased the efficiency of this system, and COD and BOD removal efficiencies were 84.2 and 84.9%, respectively. The effluent generated by this system did not meet the legal limits for COD and BOD removal. Under the conditions studied, the efficiencies of COD and BOD removal as a function of the organic loading rate for both reactors operating separately presented linear behavior, and the lower the organic loading rate applied, the higher were the removals of COD and BOD. The treated effluents for all systems evaluated, under the operational conditions studied, met the limits specified in the current legislation concerning pH and settleable solids contents.