Estudo cinético do processo de Valo Cynamon-Roque: caracterização e obtenção de parâmetros de projeto / Cynamon-Roque ditch process kinetics study: characterization and design criteria establisment

RESUMO

O processo de valo Cynamon-Roque, de tratamento de esgotos, constituído de um reator anaeróbio e outro aeróbio, vem sendo testado desde 1986, através de uma unidade piloto, construída no Campus da FIOCRUZ, que recebe uma mistura de esgotos domésticos e industriais, oriundos de unidades de ensino, pesquisa, manutenção e fábricas de vacinas. A validade do processo foi amplamente demonstrada, o que resultou na patente obtida em 1996. As características funcionais vantajosas do processo, em relação aos tradicionais são requer pouca área, sua operação é simples, a remoção de matéria orgânica é elevada, fruto de uma operação semelhante à do processo dos lodos ativados, permite considerável remoção de nutrientes, não libera aerossóis no meio ambiente, pois a unidade aeróbia é fechada, apresenta boa remoção de patogênicos e economia energética. Neste trabalho, avaliamos as características operacionais do valo Cynamon-Roque, quando sujeito a vazões superiores às do projeto original. Devido às grandes variações horárias de vazão, concentração, do afluente da unidade piloto, e a perda de sólidos, foi empregado um modelo cinético transiente, de pouca complexidade, mas adequado para modelagem matemática do processo de degradação. As perdas de sólidos foram ocasionadas em virtude dos decantadores terem sido dimensionados para vazões muito inferiores às utilizadas. Através deste modelo, testamos a validade de duas equações cinéticas, a de Monod e a de Eckenfelder, para degradação de substrato, obtendo-se ajustes semelhantes. Uma metodologia para obtenção de parâmetros para um projeto racional é apresentada e discutida ao longo deste trabalho. O comportamento do processo, noutras condições operacionais, foi previsto, utilizando-se o modelo cinético, com os parâmetros determinados através do ajuste deste, aos dados experimentais...

ABSTRACT

Cynamon-Roque ditch process, a sewage treatment process, given by an anaerobic reactor followed by an aerobic reactor, has been tested since 1986, throw a pilot plant, build in FIOCRUZ Campus, which receive domestic and industrial sewage from teaching, research, repairing units and vaccines industries. The process validity has been quite demonstrated, so it was patented in 1996. The advantageous functional features of the process, taking into account the traditional process are it needs small areas, its operation is simple, organic matter removal is high, because it works in a similar way to the activated sludge process, nutrients removal is remarkable, it does not release aerosols in the environment, because the aerobic unit is closed, exhibits good removal of pathogenic organism and saves energy.In this work, Cynamon-Roque ditch operational features has been evaluated, when subject to flows bigger than the original project ones. Due to the great hour variations of flow, concentration, of the influent from the pilot plant, and the loss of solids, it was used a transient kinetic model, of little complexity, but appropriate for the bio-degradation process mathematical modeling. The loss of solids was caused by the fact that the settling tanks were designed to operate at much lower flows than those used. Taking into account the model, the validity of two kinetic equations was tested - Monod and Eckenfelder - for the bio-degradation of substrate, and similar fit resulted.A methodology for determining the coefficients necessary for establishing rational design criteria is presented and discussed throughout this work.The process behavior, under other operational conditions, was previewed, through the kinetic model, which coefficients were determined by adjusting it to the experimental data...