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dc.creatorManzoni Junior, Milton-
dc.date.accessioned2024-10-01T20:06:10Z-
dc.date.available2024-10-01T20:06:10Z-
dc.date.issued2024-05-28-
dc.identifier.citationMANZONI JUNIOR, Milton. Uso da eletrocoagulação no interior do reator anaeróbio híbrido (EC-UAHB) para a remoção do fosfato. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34937-
dc.description.abstractThe presence of nutrients, such as phosphate, in wastewater, originating from both domestic and industrial sources, can result in eutrophication when discharged into water bodies, causing harmful environmental imbalance to local fauna and flora. Although domestic sewage treatment methods using anaerobic biological processes, such as Upflow Anaerobic Hybrid Reactors (UAHB), are effective in reducing organic matter, they tend to be inefficient in phosphate removal. In this context, electrocoagulation (EC) emerges as a viable alternative to enhance efficiency in removing both organic matter and phosphate, showing promise for combination with UAHB reactors. This study aimed to evaluate the effectiveness of iron electrode electrocoagulation in a UAHB reactor, with electric current density and electrolysis time as independent variables and phosphate removal as the response variable. For electrochemical treatment operation, electrodes were arranged in a monopolar parallel configuration, alternating polarity every 15 minutes to prevent passivation layer formation. Preliminary tests assessed EC efficacy in phosphate reduction, monitoring results hourly for 24 hours post-electrolysis, using an electric current density of 1.78 mA cm-2 and electrolysis times of 15, 30, 45, and 60 minutes. Based on these analyses, an 8-hour periodicity was established for EC application. In Stage 1, a Rotatable Central Composite Design was employed to define 10 trials with different combinations of electric current density and electrolysis time, maintaining an 8-hour hydraulic retention time (HRT). Statistical analysis determined the optimal operating point (3.4 mA cm^-2 and 54 minutes), with a statistical prediction of 41% phosphate removal. Stage 2 validated this prediction by applying optimal conditions, achieving 43% phosphate removal. In Stage 3, the optimal point was maintained with a 6-hour HRT, resulting in 82% soluble chemical oxygen demand (COD) and 98% soluble phosphate removals. Stage 4 applied the optimal conditions with a 4-hour HRT, resulting in 82% soluble COD and 86% soluble phosphate removals. Zeta potential analyses in the last three stages verified effluent coagulation conditions by EC. Furthermore, microbiota evaluation in biofilms adhered to electrodes identified species such as Anaerolineaceae bacterium (Stage 2) and Acetoanaerobium noterae (Stages 3 and 4). The highest phosphate removal was achieved operating the EC-UAHB reactor with a 6-hour HRT using the determined optimal point. Thus, effective phosphate removal was only achieved by applying electrochemical treatment in the UAHB reactor.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/pt_BR
dc.subjectÁguas residuais - Purificaçãopt_BR
dc.subjectEletrodospt_BR
dc.subjectMicro-organismospt_BR
dc.subjectEletrocoagulaçãopt_BR
dc.subjectÁguas residuais - Purificação - Tratamento biológicopt_BR
dc.subjectÁguas residuais - Purificação - Processo eletrolíticopt_BR
dc.subjectSewage - Purificationpt_BR
dc.subjectElectrodespt_BR
dc.subjectMicroorganismspt_BR
dc.subjectElectrocoagulationpt_BR
dc.subjectSewage - Purification - Biological treatmentpt_BR
dc.subjectSewage - Purification - Electrodialysis processpt_BR
dc.titleUso da eletrocoagulação no interior do reator anaeróbio híbrido (EC-UAHB) para a remoção de fosfatopt_BR
dc.title.alternativeUse of electrocoagulation inside the hybrid anaerobic reactor (EC-UAHB) for phosphate removalpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoA presença de nutrientes, como o fosfato, nos esgotos sanitários, provenientes tanto de fontes domésticas quanto industriais, pode resultar em eutrofização quando descarregados em corpos hídricos, provocando um desequilíbrio ambiental prejudicial à fauna e flora locais. Embora os métodos de tratamento de esgotos domésticos por processos biológicos anaeróbios, como os reatores anaeróbios híbridos (UAHB), sejam eficazes na redução da matéria orgânica, eles tendem a ser ineficientes na remoção do fosfato. Nesse contexto, a eletrocoagulação (EC) surge como uma alternativa viável para aumentar a eficiência na remoção tanto da matéria orgânica quanto do fosfato, mostrando-se promissora para ser combinada com o reator UAHB. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia da eletrocoagulação com eletrodos de ferro em um reator UAHB, considerando como variáveis independentes a densidade de corrente elétrica e o tempo de eletrólise e, como variável de resposta, a remoção do fosfato. Para a operação do tratamento eletroquímico, os eletrodos foram dispostos em um arranjo monopolar em paralelo, alternando a polaridade a cada 15 minutos para evitar a formação de uma camada passivadora. Os ensaios preliminares foram realizados para avaliar a eficácia da EC na redução do fosfato, monitorando os resultados a cada hora durante 24 horas após a eletrólise, utilizando uma densidade de corrente elétrica de 1,78 mA cm-2 e tempos de eletrólise de 15, 30, 45 e 60 minutos. Com base nos resultados dessas análises, foi estabelecido uma periodicidade de 8 horas para a aplicação da EC. Na Etapa 1, foi empregado o Delineamento Composto Central Rotacional para definir 10 ensaios com diferentes combinações de densidade de corrente elétrica e tempo de eletrólise com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 8 horas. A análise estatística resultou na determinação do ponto ótimo de operação (3,4 mA cm-2 e 54 minutos), com uma previsão estatística de remoção de fosfato de 41%. Na Etapa 2, as condições operacionais do ponto ótimo foram aplicadas para validar a previsão estatística, resultando em uma remoção de fosfato de 43%. Na Etapa 3, o ponto ótimo foi mantido, mas com um TDH de 6 horas, resultando em remoções de 82% da demanda química de oxigênio (DQO solúvel) e 98% de fosfato solúvel. Na Etapa 4, o ponto ótimo foi aplicado com um TDH de 4 horas, resultando em remoções de 82% de DQO solúvel e 86% de fosfato solúvel. Análises de potencial zeta foram realizadas nas três últimas etapas para verificar as condições de coagulação do efluente pela EC. Além disso, na avaliação da microbiota presente no biofilme aderido aos eletrodos, foram identificadas espécies como Anaerolineaceae bacterium (Etapa 2) e Acetoanaerobium noterae (Etapas 3 e 4. A maior remoção de fosfato foi alcançada operando o reator EC-UAHB com um TDH de 6 horas usando o ponto ótimo determinado. Portanto a remoção efetiva do fosfato só foi alcançada ao aplicar o tratamento eletroquímico no reator UAHB.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0009-7841-4848pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1998867440364887pt_BR
dc.contributor.advisor1Passig, Fernando Hermes-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7461-0616pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0839069076248628pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Bernardelli, Jossy Karla Brasil-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-5602-6873pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9823563508437304pt_BR
dc.contributor.referee1Passig, Fernando Hermes-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7461-0616pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0839069076248628pt_BR
dc.contributor.referee2Carvalho, Karina Querne de-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4577-7537pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8055585859691419pt_BR
dc.contributor.referee3Ribeiro, Rogers-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-4135-561Xpt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7080970331529417pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civilpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Civilpt_BR
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