Efficiency of an up-flow Anaerobic Sludge Blanket reactor coupled with an electrochemical system to remove chloramphenicol in swine wastewater

The application and design of treatment systems in wastewater are necessary due to antibiotics' potential toxicity and resistant genes on residual effluent. This work evaluated a coupled bio-electrochemical system to reduce chloramphenicol (CAP) and chemical oxygen demand (COD) on swine wastewater (SWW). SWW characterization found CAP of <10 μg/L and 17,434 mg/L of COD. The coupled system consisted of preliminary use of an Up-flow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB) followed by electrooxidation (EO). UASB reactor (primary stage) was operated for three months at an organic load of 8.76 kg of COD/m3d and 50 mg CAP/L as initial concentration. In EO, we carried out a 22 (time operation and intensity) factorial design with a central composite design; we tried two Ti cathodes and one anode of Ti/PbO2. Optimal conditions obtained in the EO process were 240 min of operation time and 1.51 A of current intensity. It was possible to eliminate 44% of COD and 64.2% of CAP in the preliminary stage. On bio-electrochemical, a total COD and CAP removal were 82.35% and >99.99%, respectively. This coupled system can be applied to eliminate antibiotics and other organic pollutants in agricultural, industrial, municipal, and other wastewaters.

PROJETO DE REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE (RAFA) PARA TRATAMENTO DE VINHAÇA

Brazil is the largest sugar and alcohol producer in the world, consequently, it is also a major vinasse producer, which is a problem, as it has a high potential for pollution, severely impacting the soil and water, despite being used in fertigation of cane fields. When treated in anaerobic conditions, however, it can produce energy and be used as a biofertilizer for the soil. This treatment can be performed by an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB), considered efficient by the literature. Based on this, this article tries to gather equations and collect data, reviewing the scientific literature with the objective of designing an UASB for the treatment of vinasse, exposing an alternative of suitable final disposal for this by-product. The results show good opportunities, with a great potential for reducing BOD and COD and producing biogas, electricity and biofertilizer, in addition to providing a compilation of equations and important data for future calculations.

Evaluating the resilience of a full-scale down-flow hanging sponge reactor to shock-loadings

The effect of shock-loading on the performance of a full-scale down-flow hanging sponge (DHS), used to treat effluent from an up-flow anaerobic sludge blanket treating municipal sewage, was evaluated. This full-scale DHS reactor comprises a polyurethane sponge that retains the sludge. It has a capacity of 500 m3/day and, at the time of this study, had been operating at a sewage treatment plant in India for more than 1,300 days. The DHS reactor was exposed to shock-loadings of organics at double the normal rate for 400 min under summer and winter conditions. The results showed that the DHS reactor maintained stable operation under the organic shock-loading and that it returned to a steady state soon after restart, confirming that the reactor was resilient to organic shock-loadings.

Novas concepções para reatores anaeróbios de manta de lodo: uso de mistura mecânica ou hidráulica com decantação lamelar e sem separador trifásico

RESUMO Neste artigo, apresenta-se uma abordagem conceitual sobre propostas de alternativas para a concepção de sistemas com reator anaeróbio de manta de lodo. Em essência, propõem-se: i) a eliminação dos separadores de gás, líquido e sólido que constam em reatores upflow anaerobic sludge blanket reactors e sua substituição por unidade de sedimentação de alta taxa em setor incluso ou externo ao volume do reator biológico; ii) a recirculação de parcela do lodo retido no sedimentador, transformando o conjunto em um sistema semelhante ao de lodo ativado, porém preservando a manta de lodo no reator anaeróbio (activated anaerobic sludge blanket system) e, assim, viabilizando melhor controle do tempo de retenção celular; e iii) a simplificação (menor número de entradas) do sistema de distribuição do afluente junto ao fundo da zona de reação, mediante duas alternativas: agitação mecânica ou agitação hidráulica com jatos — em ambos os casos, intermitentes. As propostas, conforme apresentadas, constituem resumo de pesquisa baseada em reatores de bancada sucedida pela operação e testes em duas unidades-piloto paralelas (volume total: 20,8 m3, incluindo volumes de reação e de sedimentação). Constatou-se que é possível remover sólidos suspensos do efluente da região de reação sem a necessidade do separador trifásico e, também, que é possível manter-se a manta de lodo mesmo com a agitação na região de reação. Foram obtidos bons resultados na remoção de sólidos suspensos totais, demanda bioquímica de oxigênio e demanda química de oxigênio nos sedimentadores com valores de taxa de aplicação superficial de 34,0 até 81,6 m3m-2dia. Constatou-se, também, que valores bastante baixos de gradiente de velocidade (G £ 20s-1) são suficientes para promover a manutenção da manta de lodo e que a intermitência na agitação é favorável ao processo biológico. Os resultados relacionados com a remoção de demanda química de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio e sólidos suspensos totais foram comparados com os de outros estudos sobre reatores upflow anaerobic sludge blanket reactors convencionais. Contudo, aqueles relacionados com o tempo de reação celulat foram os mais significativos para as conclusões desta pesquisa. Quando o reator foi operado com tempo de detenção hidráulica de 8,2 h e velocidade ascensional no reator biológico de 0,69 mh-1, o tempo de reação celular do sistema resultou em 175 dias. Com velocidade ascensional menores, os valores de tempo de reação nuclear foram ainda maiores (por exemplo: velocidade ascensional = 0,39 mh-1; tempo de reação celular = 363 dias). Os resultados deste trabalho abrem perspectivas para novas pesquisas e novos horizontes para projeto de sistemas com reatores anaeróbios de manta de lodo e decantadores de alta taxa.