SULFURETOS EM SISTEMAS DE ÁGUAS RESIDUAIS E LIBERTAÇÃO DE GÁS SULFÍDRICO EM QUEDAS

Joana André Magalhães Alves

Key information

Authors:

Joana André Magalhães Alves (Joana André Magalhães Alves)

Supervisors:

José Manuel De Saldanha Gonçalves Matos (José Manuel De Saldanha Gonçalves Matos)

Published in

06/20/2013

Abstract

The release and control of the hydrogen sulfide in wastewater systems, mainly sewers and Wastewater Treatment Plants (WWTP), has become in the recent decades progressively more relevant due to the severe effects in terms of offensive odors, toxicity and infrastructures corrosion. Factors such as the proximity of WWTP to urban centers, legal requirements and community growing demands, as well as the wastewater septic state due to long transportation periods, contribute to that situation. The occurrence of anaerobic conditions propitious to the formation of sulfides is enhanced by factors such as the temperature rise, route time and the high concentration of organic matter in the liquid phase, leading to the consumption of the dissolved oxygen and to the development of septicity conditions. However, and in spite of the advances in scientific knowledge of sulfides in sewer systems and their consequences, there are crucial aspects for which the knowledge is still incipient. This is the case, of the effect of free-fall drops in mass transfer, between the liquid and the gaseous phases, with effects on the release of hydrogen sulfide gas. Therefore, in this dissertation the results of a set of laboratory experiments are presented thus quantifying the release rates of hydrogen sulfide in free-fall drops that frequently occur in wastewater drainage systems manholes. To attain that, an experimental installation was built to simulate drops of different heights, and experiments were performed for diverse flow and initial sulfide concentration in the liquid mass conditions. A libertação e controlo de gás sulfídrico em sistemas de saneamento, em particular em colectores e Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR), tornou-se nas últimas décadas progressivamente mais relevante devido aos graves efeitos que provoca ao nível dos odores ofensivos, toxicidade e corrosão de infraestruturas. A proximidade de ETAR aos centros urbanos, os requisitos legais e exigências crescentes da comunidade, assim como o estado de septicidade das águas residuais devido aos longos períodos de transporte, constituem factores que contribuem para essa situação. A ocorrência de condições anaeróbias, propícias à formação de sulfuretos, é potenciada por factores como temperatura, tempo de percurso e concentrações elevadas de matéria orgânica da massa líquida, conduzindo à anulação do oxigénio dissolvido e desenvolvimento de condições de septicidade. No entanto, apesar do avanço de conhecimentos científicos sobre sulfuretos em colectores de águas residuais e suas consequências, existem aspectos em relação aos quais o conhecimento é ainda incipiente. É o caso do efeito das quedas bruscas, na transferência de massa entre as fases líquida e gasosa, com efeitos na libertação de gás sulfídrico. Nesse sentido, são apresentados os resultados de um conjunto de ensaios realizados em laboratório, com o objectivo de quantificar as taxas de libertação de gás sulfídrico em quedas bruscas, que frequentemente ocorrem em câmaras de visita, em sistemas de drenagem águas residuais. Para tal, foi construída uma instalação experimental para simular quedas de diferentes alturas, e foram executados ensaios para diferentes condições de caudal e de concentrações iniciais de sulfuretos na massa líquida. As concentrações de gás sulfídrico na atmosfera do sistema atingiram os 500 ppm, aumentando a quantidade total libertada com a altura de queda, que variou entre 2 e 27 mg. Os resultados evidenciam também a influência do caudal nos maiores valores observados, diminuindo o periodo de tempo para o qual os máximos valores são atingidos.