Karakteristika for oppgaver og omgivelser

O reator UASB foi operado de forma contínua por 234 dias, onde foram monitorados os parâmetros de eficiência e estabilidade do sistema. A

carga orgânica volumétrica (COV) e o tempo de detenção hidráulico (TDH) foram monitorados, seguindo-se o raciocínio dos trabalhos de Diamantis e Aivasidis (2010).

No planejamento experimental, foram estabelecidas 5 etapas de monitoramento do reator UASB, em que houve um aumento gradual da carga orgânica aplicada de 0,5 a 8 kgDQO/m3dia, enquanto que o tempo de detenção hidráulico foi sendo reduzido de 18 para 1 dia.

No entanto, diversos problemas operacionais foram enfrentados ao longo do período de monitoramento, notadamente após a 3ª etapa (COV = 4 kgDQO/m3dia e TDH = 2 dias). A Figura 22 mostra os resultados experimentais obtidos ao longo dos 234 dias de monitoramento da COV do reator UASB.

Figura 22- Monitoramento da carga orgânica aplicada ao reator UASB.

Fonte: Autor (2014).

Observa-se que nas duas primeiras etapas da operação, ou seja, em COV de 0,5 e 1 kgDQO/m3dia, houve um maior domínio nas condições operacionais do sistema. Esse fato pode ser observado na pouca variação do valor da COV aplicada ao sistema nessas duas primeiras etapas, sendo que, na primeira, a COV média foi de 0,45±0,05 kgDQO/m3dia e na segunda etapa foi de 0,99±0,02 kgDQO/m3dia.

Conceitualmente, a COV é uma função da DQO e da vazão afluente ao sistema (CHERNICHARO, 2007). Esses dois parâmetros são obtidos a partir de forma experimental, na rotina de laboratório, por análise química (no caso da DQO) e pela leitura direta da vazão da bomba, no visor do equipamento. Dessa maneira, as medidas dos valores da COV estão sujeitas às variações experimentais das concentrações de DQO do afluente, que, por

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sua vez, estão condicionadas a diversos fatores como condições de armazenamento (temperatura ambiente ou sob refrigeração) da amostra (APHA, 2005) ou mesmo à própria confiabilidade da análise química realizada pelo analista (VOGEL, 2002). No caso em particular deste trabalho, o maior controle da COV aplicada ao sistema, nos dois primeiros estágios de operação, foi possível por meio do controle mais rigoroso da vazão da bomba, uma vez que o reator, nesses dois períodos, operou em regime semi-contínuo, dada às baixas vazões aplicadas ao sistema. Por outro lado, foi possível manter o afluente sob refrigeração durante todo o período do primeiro e do segundo estágio, o que reduziu a atividade microbiana no afluente ao reator.

Até o segundo estágio de operação do sistema, com uma COV de 1 KgDQO/m3dia, foi possível a manutenção do regime semi-contínuo no reator UASB. Contudo, no sentido de se aumentar a COV aplicada, diminuir o TDH do tratamento e tornar mais prático o trabalho operacional, foi acoplado ao sistema um timer para o controle da vazão afluente ao sistema.

Assim sendo, o terceiro estágio de operação (com duração de 14 dias) aplicou uma COV média de 2,04±0,3 kgDQO/m3dia. Diferentemente dos dois períodos iniciais, foi observada uma variação maior de carga aplicada ao sistema, que variou de 1,72 a 2,35 kgDQO/m3dia. Neste período, a carga orgânica foi fortemente influenciada pela qualidade de injeção da bomba dosadora. Esses modelos de bomba têm seu princípio de funcionamento baseado no uso interno de um diafragma que tem sua capacidade de injeção influenciada pelo nível de líquido no reservatório de alimentação (INJETRONIC, 2013). Em outras palavras, um volume maior de líquido é bombeado quando o reservatório de alimentação está em sua capacidade máxima e diminui à medida que o nível do reservatório diminui. Dessa maneira, as variações de COV aplicadas ao sistema podem ser explicadas pela variação na vazão de bombeamento.

No 4º estágio de operação, não houve o armazenamento do afluente ao reator sob refrigeração. O resultado, como se deveria esperar, foi uma maior dificuldade no controle da DQO afluente, pela ação de microrganismos no reservatório de alimentação. Neste período, a COV variou de 1,77 a 6,1 kgDQO/m3dia, com uma média de 4,1 kgDQO/m3dia. Também houve períodos de problemas com o fornecimento de energia elétrica durante alguns fins de

semana, seja por manutenção na rede elétrica do laboratório ou do campus da Universidade. Daí, o tempo de operação neste estágio foi de 34 dias, dada as grandes variações de carga aplicadas ao sistema.

O 5º Estágio o foi período mais difícil na operação do reator UASB. Esse período durou 157 dias e diversos problemas foram enfrentados. Neste período, vale citar a interrupção no fornecimento das vísceras pela peixaria. Foi necessário contatar outro fornecedor, para a continuação dos trabalhos experimentais. Este foi um obstáculo importante no desenvolvimento das atividades, pois a nova peixaria fornecedora das vísceras deveria realizar a coleta de vísceras de tilápia do Nilo, apenas para não haver mudança nos parâmetros de qualidade do óleo de peixe (matéria-prima para a produção de biodiesel) e mudanças nas características do substrato afluente ao reator UASB. Outro fato importante foi a redução no tempo de repouso, para a separação das fases lipídica e aquosa, de 24 h para 2 h apenas, seguindo a metodologia proposta por Cristóvão et al., (2012). Reduzir o tempo de separação de óleo e gordura na fase de pré-tratamento não forneceu bons resultados na separação das fases. Assim, uma grande variação de carga orgânica foi imposta ao reator. A COV atingiu 27,4 kgDQO/m3dia, enquanto que o a carga orgânica padrão era de 8 kgDQO/m3dia.