Ce travail de thèse présente l'optimisation d'une technologie de valorisation énergétique qui utilise des résidus agricoles pour la production d'énergies renouvelables, tout en réduisant les émissions mondiales de méthane et en garantissant la sécurité alimentaire. Des digesteurs anaérobies à l'échelle laboratoire, pilote et industrielle ont été évalués afin d'améliorer la production de méthane à partir de la digestion anaérobie de la paille de riz non traitée dans des conditions sèches en utilisant une approche nouvelle de co-digestion. Une installation de production biogaz à l'échelle d'une ferme chargée de paille de riz et d'eaux usées produites par une porcherie génère 295 MWh dans un cycle de digestion 422 jours. La période d'acclimatation relativement longue (environ 200 jours) et le faible rendement en biogaz (181 LCH4/kg MVS) pourraient être améliorées en ajoutant des boues anaérobies issues d'un procédé de traitement d'effluents de l'industrie papetière. Au laboratoire, l'ajout de la boue conduit à un rendement de méthane spécifique de 335 LCH4/kgMVS dans les 92 jours. L'hydrolyse de la paille a été accélérée, et des conditions stables ont été observées en termes de pH, d'alcalinité et de nutriments. Des améliorations similaires ont été démontrés dans des digesteurs à l'échelle pilote (1 m3) - un rendement de méthane spécifique de 231 LCH4/kgMVS a été obtenu dans un cycle de digestion à 93 jours avec de la boue comparativement à 189 jours sans la boue. Un mélange insuffisant dans le système à l'échelle pilote a causé des rendements de production de méthane inférieurs à ceux obtenus dans les digesteurs l'échelle du laboratoire. Si les conditions mésophiles et de mélange suffisantes sont maintenues dans le système à l'échelle industrielle, la co-digestion de la paille de riz avec des eaux usées produites par une porcherie et des boues issues d'un procédé de traitement d'effluent de l'industrie papetière (rapport poids humide de 1:1.25:0.5) a le potentiel de réduire le temps de rétention à trois mois (contre 422 jours) et d'augmenter les rendements de production de méthane à plus de 300 LCH4/kgMVS / The research describes an optimized waste-to-energy technology that utilizes agricultural residues for renewable energy, while reducing global methane emissions and maintaining food security. Laboratory-, pilot- and farm-scale anaerobic batch digesters were evaluated to enhance methane production from the anaerobic digestion of untreated rice straw in dry conditions using a novel co-digestion approach. An existing farm-scale biogas plant loaded with rice straw and piggery wastewater produced 295 MWh in a 422-day digestion cycle. The long acclimation period (approximately 200 days) and low biogas yield (181 LCH4/kgVS) could be enhanced by adding anaerobic sludge from the pulp and paper mill treatment process. In a laboratory setting, the addition of the sludge resulted in a specific methane yield of 335 LCH4/kgVS within 92 days. Hydrolysis of the straw was accelerated, and stable conditions were observed in terms of pH, alkalinity and nutrients. Similar improvements were demonstrated in pilot-scale digesters (1 m3) – a specific methane yield of 231 LCH4/kgVS was achieved in a 93-day digestion cycle with the sludge compared to 189 days without the sludge. Insufficient mixing within the pilot-scale system caused lower overall methane yields than those obtained in the laboratory-scale digesters. If sufficient mixing and mesophilic conditions are maintained within the farm-scale system, the co-digestion of rice straw with pig wastewater and paper mill sludge (wet weight ratio of 1:1.25:0.5) has the potential to reduce the retention time to three months (versus 422 days) and increase methane yields to over 300 LCH4/kgVS

154f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-09T19:10:30Z No. of bitstreams: 1 Atila.pdf: 6024445 bytes, checksum: d36eff5c0479514e4b2bde9aa1550945 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-04-24T20:29:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Atila.pdf: 6024445 bytes, checksum: d36eff5c0479514e4b2bde9aa1550945 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-24T20:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Atila.pdf: 6024445 bytes, checksum: d36eff5c0479514e4b2bde9aa1550945 (MD5) Previous issue date: 2011 / Os Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) decompostos anaerobiamente em aterros sanitários são responsáveis por grande parte das emissões de metano (CH4), um dos gases causadores do aquecimento global. Nos aterros sanitários os RSU ficam sujeitos ao processo de digestão anaeróbia tendo como produtos finais biogás, lixiviado e matéria orgânica estabilizada.A digestão anaeróbia dos RSU ocorre em 5 fases e cada uma delas possui características especiais que interferem diretamente na composição química do biogás gerado.A geração de biogás e de CH4 podem ser estimadas por modelos matemáticos e por ensaios de determinação do Potencial Bioquímico de Metano (BMP).A carência de dados locais limita a utilização dos modelos matemáticos para os aterros brasileiros. Nesta pesquisa apresentam-se estimativas do potencial de geração de CH4 (L0), do potencial de geração de CH4 remanescente (L0(t)) e da constante relacionada à taxa de geração de CH4 para o Aterro Sanitário Metropolitano Centro (ASMC), com base nos procedimentos propostos por Machado et al. (2009) e pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, 2006). O ensaio de BMP foi usado para determinar o L0 para Resíduos Novos (RN) e o L0(t) para Resíduos Velhos (RV) com diferentes tempos de aterramento no ASMC. Os resultados de L0 obtidos pelo procedimento proposto por Machado et al. (2009) e pelo IPCC (2006) são inferiores aos normalmente apresentados na literatura, enquanto que o valor de k (0,21 ano-1) está coerente com a faixa sugerida pelo IPCC (2006). Utilizando k (0,21 ano-1), encontrou-se uma grande quantidade de pontos dentro do Intervalo de Confiança (I.C.) de 70%, para os procedimentos propostos por Machado et al. (2009) e IPCC (2006), na curva do comportamento do L0 previsto ao longo do tempo. O valor de k (0,38 ano-1) obtido nos ensaios de BMP com amostras de diferentes idades, proporcionou uma queda acentuada do L0 nos primeiros 4 anos na curva do comportamento do L0 previsto ao longo do tempo. A curva do comportamento da geração de CH4 no ASMC forneceu bons resultados, indicando que do início da captação do biogás a até dezembro de 2008 (t = 11,18 anos), a geração de CH4 em campo apresentou-se dentro do I.C. de 70%, e que somente a partir de janeiro de 2009 essa geração passou a apresentar valores abaixo do limite inferior do I.C. considerado, devido às mudanças ocorridas na operação do ASMC. O método utilizado para execução dos ensaios de BMP se mostrou de fácil execução, baixo custo e de curto período de execução, fornecendo dados de L0, L0(t) e k que podem ser utilizados para RSU com características similares aos resíduos da cidade do Salvador. / Salvador

Today, the scenario of the world and brazilian energy matrix is of great difficulty, due to increased demand for fossil fuels causing instabilities in prices and in the fuel sector, as well as serious environmental risks to the whole population. The difficult time comes driving the search for new sources of renewable and clean energy such as biogas. In this way, this work aimed to evaluate the anaerobic biodigestion from the residue of agro-industry of citrus using inoculum from swine waste water. We used 12 anaerobic batch type reactors, fed with different concentrations of residues of citrus being inoculated with the swine waste. Were testadas4 citrus residue concentrations (25%, 50%, 75% and 100%) during 60 days. It was observed that the increase in the concentration of residues of citrus caused a decrease in pH and metanogênica activity specifies fact that can be assigned inhibiting substance (D-Limonene) present in citrus peel, which when not undergo a pre-treatment can negatively affect the work of metanogênicas microorganisms. However, the proportion of 25% of citrus residue with 10% p.10536–10540 of swine waste for better production of methane when no pre-treatment of the citrus. / Nos dias atuais, o cenário da matriz energética mundial e brasileira é de grande dificuldade, devido ao aumento da demanda pelos combustíveis fosseis o que causa instabilidades nos preços e no setor dos combustíveis, além de sérios riscos ambientais a toda população. O momento difícil vem impulsionando a procura por novas fontes de energia renováveis e limpas, como o biogás. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a biodigestão anaeróbia a partir do resíduo da agroindústria do citrus utilizando como inóculo a água residual da suinocultura. Foram utilizados 12 reatores anaeróbios tipo batelada, alimentados com diferentes concentrações de resíduos de citrus sendo inoculadas com dejetos da suinocultura. Foram testadas4 concentrações de resíduo de citrus (25%, 50%, 75% e 100%) durante 60 dias. Foi observado que o aumento da concentração de resíduos de citrus causou uma diminuição do pH e, conseqüentemente atividade metanogênica especifica fato que pode ser atribuído a substância inibidora (D-limoneno) presente na casca do citrus, que quando não passam por um pré-tratamento podem afetar negativamente os trabalhos dos microorganismos metanogênicas. Entretanto, sugere-se a proporção de 25% de resíduo de citrus com 10% de inoculo de dejetos suínos para uma melhor produção de metano quando não houver pré-tratamento do citrus.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-10-31Bitstream added on 2014-06-13T19:01:56Z : No. of bitstreams: 1 costa_mssm_dr_botfca.pdf: 543155 bytes, checksum: 629689bfdc338edeedc4d3b90e666e2f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Com o objetivo de caracterizar quantitativa e qualitativamente os dejetos produzidos em um sistema de confinamento para criação de novilhos superprecoces e avaliar o desempenho de processos biológicos de reciclagem de nutrientes: compostagem, vermicompostagem e biodigestão anaeróbia, conduziu-se esta pesquisa. O trabalho foi dividido em quatro ensaios: caracterização dos dejetos, compostagem, vermicompostagem e biodigestão anaeróbia. O ensaio de caracterização dos dejetos teve como objetivo principal determinar o coeficiente de resíduo para o período de confinamento. Nos ensaios de compostagem e vermicompostagem objetivou-se avaliar o desempenho dos processos utilizando-se dejetos produzidos por animais que receberam três dietas (dieta 1: 65% concentrado + 35% volumoso; dieta 2: 70% concentrado + 30% volumoso e dieta 3:75% concentrado + 25% volumoso), oferecidas aos animais durante o período de engorda. No ensaio de biodigestão anaeróbia, foram avaliados os efeitos de duas dietas (dieta 1: 65% concentrado + 35% volumoso e dieta 2: 80% concentrado + 20% volumoso), uso de inóculo e três níveis de temperatura (40º C, 35º C e 25º C) sobre a produção de biogás. O coeficiente de resíduo encontrado, considerando todo o período de engorda, foi de 3,03, ou seja, para cada quilo de animal produzido, gerou-se 3,03 kg de dejeto (matéria seca). Considerando todo o período de confinamento, 154 dias, cada animal gerou 515,4 kg de dejeto (matéria seca) ou 2577 kg (fezes + urina), os quais em termos de nutrientes produzidos por animal representam 12,4 kg de N; 8,8 kg de P2O5; 6,7 kg de K2O; 397,0 kg de MO; 219,6 kg de C; 13,9 kg de Ca; 2,6 kg de Mg; 1,6 kg de S; 2,2 kg de Na; 0,05 kg de Cu; 1,0 kg de Fe; 0,06 kg de Mn; 0,11 kg de Zn. Os valores dos componentes da análise bromatológica dos dejetos foram 14% de PB; 20,7% de FB; 2,2% de EE; 51,9% de FDN; 33,3% de FDA;... / The present study aimed to quantify wastes produced in a confined system for steers breeding and to evaluate the performance of biological process such as nutrient recycling, composting, vermicomposting and anaerobic biodigestion. Four trials were performed: wastes characterization, composting, vermicomposting and anaerobic biodigestion. The waste characterization trial aimed to determine the residual coefficient while animals were confined. The composting and vermicomposting trials were conducted in order to evaluate the process performance by using wastes products from animal fed three differents diets (diet 1: 65% concentrated + 35% voluminous ; diet 2: 70% concentrated + 30% voluminous; diet 3: 75% concentrated + 25% voluminous). The effect of two different diets (diet 1: 65% concentrated + 35% voluminous and diet 2: 80% concetrated + 20% voluminous), inoculum and three temperatures rates (40º C, 35º C e 25º C) influence all over biogas production were evaluated during the biodigestion trial. The residue coefficient found during all confined period was 3.03, whereas, to produce one kilogram body weight, 3.03 kg of waste (dry matter) was produced. During all confined period (154 days), each animal produced 515.4 kg of waste (dry matter) or 2577 kg (feces + urine), wich represents in terms of nutrients produced per animal a total of: 12.4 kg of N; 8.8 kg of P2O5 ; 6.7 kg of K2O ; 397.0 kg of OM ; 219.6 kg of C; 13.9 kg of Ca; 2.6 kg of Mg; 1.6 kg of S; 2.2 kg of Na; 0.05 kg of Cu; 1.0 kg of Fe; 0.06 kg of Mn; 0.11 kg of Zn. Bromatological analysis values of waste were: 14% of PB; 20,7% of FB; 2,2% of EE; 51,9% of FDN; 33,3% of FDA; 48,2% of ENN e 63,16% of NDT. Percentage of dry matter redution during composting trial were: 44.5%; 40.5% and 43.8% for waste produced by animals that received diets 1, 2 and 3, respectively...(Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Eugênio Foresti / Banca: Maria Bernadete Amâncio Varesche / Banca: Manoel Victor Franco Lemos / Banca: Edson Aparecido Abdul Nour / Resumo: Avaliou-se o desempenho de um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) seguido de um filtro anaeróbio de fluxo ascendente, instalados em série, com volume total de 300 L e 190 L, respectivamente, no tratamento de águas residuárias de suinocultura. As cargas orgânicas volumétricas aplicadas no reator UASB foram de 9,2 a 26,7 g DQOtotal (L d)-1. Para o pós-tratamento do efluente do sistema de tratamento anaeróbio utilizou-se um filtro biológico percolador (FBP) com volume total de 250 L. O meio suporte utilizado no filtro anaeróbio e no FBP foi composto por anéis de bambu e anéis de eletroduto plástico corrugado. As cargas hidráulicas superficiais (Qs) aplicadas no FBP variaram de 3,5 a 21,1 m3 (m2 d)-1. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) aplicados no sistema de tratamento anaeróbio e pós-tratamento foram de 23,3 a 66,6 h. As produções volumétricas de metano no sistema de tratamento anaeróbio variaram de 0,16 a 0,68 L CH4 (L reator d)-1. Foram observadas eficiências médias de remoção de até 97% para a demanda química de oxigênio total, de 98% para os sólidos suspensos totais, de 78% para o nitrogênio total, de 79% para o fósforo total, de 99,9% para o cobre, de 99,9% para o zinco e de 99,99% para os coliformes termotolerantes, no sistema de tratamento anaeróbio e póstratamento. Com a utilização de diferentes fontes de substrato no ensaio de atividade da microbiota, observou-se o crescimento equilibrado das populações hidrolíticas, acidogênicas, acetogênicas e metanogênicas acetoclásticas e hidrogenotróficas no lodo dos reatores anaeróbios. Com a aplicação da técnica de biologia molecular (metagenômica) foram identificadas no lodo do reator UASB e do filtro anaeróbio de fluxo ascendente arquéias metanogênicas das famílias Methanomicrobiaceae, Methanobacteriacea, Methanosaetaceae e Methanosarcinaceae. / Abstract: The performance of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) followed of the anaerobic filter, installed in series, were evaluated for the treatment of swine wastewater. The total volume of UASB and anaerobic filter were of 300 L and 190 L, respectively. The organic load rate applied on the reactor UASB were of 9.2 to 26.7 g total COD (L d)-1, in the start and assays 1, 2, 3 and 4. For the post-treatment of effluent the anaerobic system was used a trickling filter, with total volume of 250 L. The supports used in the anaerobic filter and trickling filter were composed by bamboo rings in the start up and assays 1 to 2 and plastics rings in the assays 3 to 4. The hydraulic load applied on the trickling filter were of 3.5 to 21.1 m3 (m2 d)-1. The hydraulic detetion time (HDT) applied of system anaerobic and post treatment were 23.3 at 66.6 h. The volumetric methane productions ranged from 0.16 a 0.68 L CH4 (L reactor d)-1. The efficiencies of removal the chemical oxygen demand, total solids suspended, copper, zinc and fecal coliforms were of up to 97, 98, 78, 79, 99.9, 99.9 e 99.99%, respectively, for the anaerobic and post-treatment. With the use of different substratum sources in the assays of specific methanogenic activity, it was observed the balanced growth of the populations of microorganisms in the sludge of anaerobic reactor. The archaeas of the families Methanomicrobiaceae, Methanobacteriaceae; Methanosaetaceae and Methanosarcinaceae were identified in the sludge of the reactor UASB and of the anaerobic filter. / Doutor

Orientador: Vanildo Luiz Del Bianchi / Banca: Tânia Maria Alberte / Banca: Crispin Humberto Garcia Cruz / Resumo: Este trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho de um reator anaeróbio compartimentado no tratamento de soro de queijo. Para tanto, foi utilizado um reator de 4,9 L com cinco compartimentos, inoculados com lodo biológico granulado obtido de uma indústria da região. O reator foi operado com variados tempos de residência hidráulicos (1 a 4 dias) e concentrações de soro de queijo que variaram de 2500 a 11000 DQO mg L-1. Foram efetuadas as análises de Acidez e Alcalinidade, Turbidez, pH, Demanda Química de Oxigênio (DQO), Sólidos Voláteis (SV) e Sólidos Totais (ST). A partir dos resultados obtidos, e devido às características do reator, foi possível compreender a dinâmica do processo anaeróbio, nas fases acidogênica e metanogênica, tanto na geração / desaparecimento da alcalinidade / acidez, como na redução da carga orgânica. Na primeira etapa da pesquisa, o soro de queijo da alimentação do reator foi diluído a uma DQO de 2500 mg L-1, e o reator mantido em quatro tempos de residência hidráulicos (TRH), 4, 3, 2 e 1 dia. Com TRH 4 dias, a redução da DQO foi de 96,3%. Com TRH 3 dias, o reator apresentou um problema de queda no pH e, devido a isso, foi dividido em duas partes: a primeira na qual o reator apresentou uma redução de 97,3% e a outra na qual a redução foi de 89,4%. Com TRH 2 dias, a redução de DQO foi de 89,5%; e com TRH 1 dia a redução foi de 50,5%. A segunda etapa da pesquisa contou com um aumento da concentração de soro de queijo na alimentação do reator, DQO 6000 mg L-1, e TRHs de 3, 2 e 1 dia. Com TRH 3 dias, a redução de DQO foi 80,7%, com TRH 2 dias 74,0% e com TRH 1 dia, a redução foi 33,5%. Na terceira etapa da pesquisa, a concentração do soro foi elevada para uma DQO de 11000 mg L-1, sendo testado o TRH 3 dias e como a eficiência do reator na redução da DQO apresentou um baixo valor, 47,1%, nenhum outro TRH foi testado. / Abstract: This study aimed to evaluate the efficiency of an anaerobic baffled reactor treating cheese whey. For this, it was used a five-compartment reactor, 4.9 L, inoculated with granular sludge obtained from a biological industry in the region. The reactor was operated at different hydraulic residence times (HRT) from 1 to 4 days and the concentration of cheese whey was of 2500 to 11000 mg COD L-1. The procedures included analyses of acidity and alkalinity, turbidity, pH, chemical oxygen demand (COD), volatile solids (VS) and total solids (TS).From the results shown and due to the characteristics of the reactor, it was possible to understand the dynamics of the anaerobic process at the acidogenic and methanogenic stages both in the generation / disappearance of alkalinity / acidity and in reducing the organic load. In the first stage of research, the cheese whey used for feeding the reactor was diluted to a 2500 mg L-1 COD. The reactor was maintained at four hydraulic residence times (HRT) of 4, 3, 2 and 1 days. At a HRT of 4 days, the reduction in the COD was 96.3%. At a HRT of 3 days, the reactor had a problem - a decrease in pH and because of that, it was divided into two parts: in the first part the reactor showed a reduction of 97.3% and in the second one, the reduction was of 89.4%. At a HRT of 2 days, the reduction in the COD was of 89.5%; and at a HRT of 1 day, the reduction was of 50.5%. During the second stage of the survey, there was an increase of the concentration of cheese whey while feeding the reactor, COD 6000 mg L-1, and at a HRT of 3, 2 and 1 day. At a HRT of 3 days, the reduction in the COD was of 80.7%; at a HRT of 2 days, it was 74.0% and at a HRT of 1 day, the reduction was of 33.5%. In the third stage of the study, the concentration of whey was increased to a COD of 11000 mg L-1, being tested at a HRT of 3 days and since the efficiency of the reactor in the COD reduction showed a low value, 47.1%, no other HRT was tested. / Mestre

The pulp- and paper industry (PPI) faces a great challenge in finding new ways to reduce its overall carbon emissions. Large quantities of water are used in the pulp- and paper making process. In this context, a more sustainable wastewater treatment with a lower carbon footprint is of relevance for the PPI. Applied to a pulp- and paper mill (PPM) in Norway, the ongoing demonstration project “EffiSludge for LIFE” lowers the wastewater treatments (WWT) energy consumption while turning residual waste (bio sludge) into energy by implementing a new wastewater treatment concept. The aim of this study was to evaluate the current carbon footprint from a hypothetical PPM WWT plant, the potential lowering of the carbon footprint when applying the EffiSludge concept and the benefits in a larger scale assuming EffiSludge would be applied at all of the PPMs WWT in the Nordic countries represented by Sweden, Norway and Finland. An estimation of a current and future carbon footprint from one example mill was provided through the construction of one baseline and two case scenarios. Results from a laboratory biomethane potential experiment together with the responses from a survey and contributions from one example mill provided relevant input to the scenarios. The major impact on carbon emissions in the scenarios came from reducing electricity needed to aerate the biological WWT step. The maximum current carbon footprint from the parts of the WWT process included in the baseline scenario was 9.6-13 kg CO2-eq/kg pulp and the estimated future carbon footprint when implementing the EffiSludge concept was estimated as 3.6-5.9 kg CO2-eq/kg pulp. A reduction of 6-8 kg CO2-eq/kg pulp could be expected by implementing the EffiSludge concept. If the EffiSludge concept was introduced in all of the WWTP connected with Nordic PPMs a reduction of the carbon footprint with 55-180 million kg CO2-eq could be expected each year. This would reduce the total carbon emissions from the European PPI with 0.2-0.5 % annually

Made available in DSpace on 2015-05-07T14:49:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 541873 bytes, checksum: fdcc605bea14b02147b0c484cd440a14 (MD5) Previous issue date: 2006-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The research was realized in four phases. In the 1st phase, interviews were accomplished with proprietors of car-washes with the objective of knowing your environmental and social impacts. In the 2nd phase synthetic effluents of car-washes were treated during 147 days in batch anaerobic reactors with five different oil and detergent concentrations. In the 3rd phase six reactors were monitored in batch form, during 20 days, with substrate containing high oil concentrations (0,5 to 2,5 g.l-1) and surfactants concentrations (5,0g.L-1). These treatments were realized with purpose to verified the relation between oil concentration and inhibition of the biologic activity. In the 4th phase six batch anaerobic reactors, with different proportions of the surfactant, were monitored during 35 days. The concentrations of organic matter influent and effluent were analyzed in all the treatments and in the sludge were determined solid concentration. Daily the biogas produced was measures and characterized. In the 2nd phase the average removal of soluble COD was about 82%, for a monitoring period of 18 days. For raw COD during 100 days of operation the average removal was approximately 76% and the production of methane was directly proportional the substrate concentrations. It was verified that the anaerobic biological activity occurs in surfactant concentration below 0,5 g.L-1, and starting from that concentration it begins to happen inhibition of the process / O presente trabalho foi desenvolvido em quatro fases. A primeira fase teve o objetivo de levantar dados sobre os impactos ambientais e sociais causados pelos lava-jatos. Para tanto, foram realizadas entrevistas com seus proprietários. Na segunda fase, foram tratados anaerobiamente, durante 147 dias, em reatores de batelada, efluentes sintéticos de lava-jatos com cinco diferentes concentrações de óleo e detergente. Na terceira fase, foram monitorados seis reatores anaeróbios, em regime de batelada, durante 20 dias, com substratos contendo altas concentrações de óleo (0,5 a 2,5 g.L-1) e surfactantes (5,0 g.L-1). Estes tratamentos tiveram por finalidade verificar se, com o aumento da concentração de óleo, haveria inibição da atividade biológica. Na quarta fase, foram realizados, anaerobiamente, em reatores de batelada, durante 35 dias, seis experimentos com diferentes concentrações de surfactante para verificar que concentração inibiria o processo biológico anaeróbio. Para todos os tratamentos foram analisadas as concentrações de matéria orgânica (DQO) afluente e efluente, bem como as concentrações de sólidos do lodo. Diariamente, foram realizadas leituras do volume e da composição do biogás. Como resultados da segunda fase, verificaram-se remoções de DQO solúvel média de 82% aos 18 dias e para DQO bruta em torno de 76% para os cinco tratamentos, durante 100 dias de operação. A produção de metano foi diretamente proporcional às concentrações dos substratos. Constatou-se que a atividade biológica anaeróbia ocorre numa concentração de surfactante de até aproximadamente 0,5 g.L-1, sendo que a partir daí, começa a ocorrer inibição do processo

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Marcelo Zaiat / Banca: Tania Leme de Almeida / Resumo: Neste trabalho foi avaliado o desempenho de três reatores anaeróbios horizontais instalados em série, em escala de bancada, com volume de 1,2 L cada, para o tratamento de águas residuárias do beneficamento do café por via úmida. Foi utilizado um reator anaeróbio horizontal com manta de lodo (R1) e dois de leito fixo, preenchidos com anéis de bambu (R2) e fibras da casca de coco (R3) como meio suporte. O reator R1 foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB tratando águas residuárias de suinocultura. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) aplicados aos reatores anaeróbios horizontais (R1+R2+R3) foram de 90, 72 e 54 h resultando em cargas orgânicas volumétricas médias (COV) de 12,8, 13,2 e 19,7 kg DQOtotal (m3 d)-1, nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. Os valores médios da DQO total do afluente foram de 16002, 13198 e 14774 mg L-1, nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. Os valores médios da DQO total dos efluentes dos reatores R1, R2 e R3 foram 6424, 4067 e 2975 mg L-1 , 6807, 5232 e 4081 mg L-1 e 8154, 6871 e 5700 mg L-1 nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. As eficiências médias de remoção de DQO total no sistema de tratamento com os três reatores, foram de 76, 69 e 61%, nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. A produção volumétrica média foi de 1,70, 1,25 e 0,70 L CH4 (L reator d)-1 no conjunto dos reatores, (R1+R2+R3), respectivamente. As eficiências médias de de remoção de DQOtotal, SST, e fenóis totais no conjunto de reatores (R1+R2+R3) não apresentaram diferença significativa e foram de 76, 69 e 61%, de 77, 81, 82% e de 58, 62 e 69% nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. Os valores médios de pH nos efluentes dos reatores variaram de 6,2 a 7,9. A concentração média de ácidos voláteis totais do afluente e efluente do R3 foram de 2206, 1630 e 1732 mg CH3COOH L-1 e de 168, 1269 e 1220 mg CH3COOH L-1, nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work it was evaluated the efficiency of three horizontal anaerobic reactors installed in series, in bench scale (volume of 1,2 L each), one with sludge blanket (R1) and two of fixed bed filled out with bamboo rings (R2) and coconut fibers (R3) as it supports. The reactor R1 was inoculated with sludge originating from reactor UASB treating swine residual water. These reactors were fed whit wastewater from the coffee pulping originating by hand pulping of the dry coffee beans, simulating the wastewater of the mechanical pulping of the coffee beans. Each reactor was submitted at hydraulic detention time (HDT) of 30, 24 and 18 h resulting in organic load rate (OLR) of 12,8, 13,2 and 19,7 kg COD (m3 d)-1, in the rehearsals 1 and 2, respectively. The average values of total COD of the influent in the rehearsals 1, 2 and 3 were of 16002, 13198 and 14774 mg L-1, respectively. The average values of total COD of the effluent of the reactors R1, R2 and R3 were 6424, 4067 and 2975 mg L-1, 6807, 5232 and 4081 mg L-1 and 8154, 6871 and 5700 mg L-1 in the rehearsals 1, 2 and 3, respectively. The average efficiencies of removal of total COD in the treatment system with the three reactors, in the rehearsals 1, 2 and 3 were of 76, 69 and 61%, respectively. The content of methane in the biogas was of 76, 69 and 61% and the maximum volumetric methane production was of 1,7 L CH4 (L reactor d)-1 in the system of treatment, with OLR of 12,8 kg DQO (m3 d)-1 and HDT of 30 h, in the second rehearsal the average content of methane was 71, 64 and 17% in the reactors R1, R2 and R3, respectively with volumetric methane production of 1,21 L CH4 (L reactor d)-1 in the system of treatment. The average values of pH in the effluent of the reactors ranged from 6,2 to 7,9. In the rehearsal 1 the average concentration of total volatile acids of the influent was of 2206 mg CH3COOH L-1 and in the effluent... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Rui Vieira de Moraes / Banca: Ernane José Xavier da Costa / Resumo: Nos últimos anos, o setor agropecuário do Brasil vem se modernizando, e com isto provocando um aumento significativo na demanda de energia, no volume de dejetos animais e nos restos de cultura, ocasionando muitas vezes problemas de ordem sanitária, gerando desconforto e perigo à saúde devido o alto teor de substâncias patogênicas presentes nestes resíduos. Uma alternativa bastante eficiente para estes problemas é a reciclagem controlada destes resíduos em biodigestores, que podem converter os dejetos de animais de um problema em um benefício. Pois, a biodigestão resulta em dois subprodutos: um gás rico em metano denominado biogás e um fertilizante, uma espécie de lodo, que é o resíduo da matéria orgânica depois de fermentada, chamado biofertilizante. Desta forma, os biodigestores podem promover o suprimento de energia e fertilizante para os produtores rurais. Este trabalho enfoca a importância dos biodigestores em áreas rurais, apresenta técnicas que auxiliam tanto os projetistas como também os edificadores e operadores de biodigestores, discute os cálculos dos parâmetros para o projeto e construção de biodigestores, considerando os tipos e quantidades de resíduos presentes na propriedade rural e propõe um programa computacional para facilitar tais cálculos. / Abstract: Lately, the Brazilian farming and cattle rising sector has been improving it self, and hereby, promoting a significant rising on energy demand, on animal screments mass, and a culture residues. It often causes problems of sanitary character, producing discomfort and danger to health due to the strong content of pathogenic substances that appear in these residues. A very efficient alternative is the controlled recycling of these residues in the biodigestors, inverting the problem into benefits, since the biodigestion results in two derivates: an abundant gas in methane, named biogas, and a fertilizer, with a mire aspect, which is the organic matter residue after fermented, named biofertilizer. Thus, the biodigestors may promote energy and fertilizer supply for the agricultural producers. This work focuses on the importance of biodigestors in the field, introduces techniques that help both designers and biodigestor builders and operators. Besides, it discusses the calculus of parameters for the design and building of biodigestors, considering the kind and amounts of residues, which are present at the home farm. Finally, it presents computational software for favoring such calculus. / Mestre