Thesis (DTech (Chemical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2017. / The process of anaerobic digestion (AD) is one of the most cost-effective and environmentally sustainable technologies to treat wastewater in the agricultural sector. In South Africa, in some industries in the agricultural sector, such as the poultry industry in particular, slaughterhouses have the highest consumption of potable water, culminating in the production of a large quantity of high strength wastewater. This high consumption of potable water has become a concern in South Africa due to water scarcity and reduced rainfall attributed to global warming, including weather changes. Furthermore, the generation of a large volume of wastewater poses environmental pollution concerns. The wastewater from poultry slaughterhouses can be quite easily treated to a suitable quality for reuse, using various bioreactor systems that utilise low cost anaerobic digestion processes. However, as this wastewater contains a high quantity of biodegradable organic matter – with the primary pollutants being proteins, blood, fats, oil and grease (FOG) – selecting a suitable anaerobic reactor configuration (up-flow vs down-flow) plays an important role in achieving high reactor performance. In this study, both the up-flow, (i.e. Expanded Granular Sludge Bed Reactor) and the down-flow (i.e. Static Granular Static Granular Bed Reactor), were studied to quantitatively determine their performance in treating poultry slaughterhouse wastewater. Firstly, the feasibility of treating poultry slaughterhouse wastewater with an up-flow Expanded Granular Sludge Bed Reactor (EGSB) coupled with anoxic and aerobic bioreactors was investigated at an HRT of 7 (168 hr), 4 (96 hr) and 3 (72 hr) days using organic loading rates of 0.5, 0.7 and 1.0 gCOD/L.day. The averaged tCOD removal for the EGSB reactor was 40%, 57% and 55%, respectively, at the various OLRs and HRTs investigated. The overall tCOD removal of the system (EGSB-anoxic/aerobic) at high OLR of 1.0 gCOD/L.day was increased to 65%. The redundant performance of the up-flow EGSB reactor was attributed to the periodical sludge washout experienced during its operation due to high FOG and TSS concentrations in the influent. Due to the periodic sludge washout, the reactor required continuous re-inoculation resulting in the EGSB being operated for a short period (i.e. 26 days). As a result of such system deficiency, it was recommended that to improve the performance of the up-flow EGSB reactor in treating poultry slaughterhouse wastewater, a pre-treatment system – such as a Dissolved Air Floatation system (DAFs) or a FOG skimmer – is required to reduce the FOG and total suspended solids (TSS) load prior to the wastewater fed to the EGSB. This will minimise system failure and the need for a continuous re-inoculation of the system (see Appendix C for improved operation strategy of the EGSB reactor). Furthermore, a system redesign was recommended, thus the use of the SGBR. Secondly, after the EGSB system evaluation, the performance of a down-flow system (i.e. SGBR) for the new design, the following were deemed appropriate for improved system (SGBR) design: 1) reduced HRT for high wastewater treatment through-put rates; 2) the ability to adequately treat the wastewater with higher organic loading rates; and 3) reduction of the plant footprint by using a membrane filtration system (i.e. a single process unit) to effectively reduce process requirements needed for the anoxic/aerobic bioreactors (i.e. n=2 process unit) used with the EGSB. Similarly, for large-scale operations, it is advisable to have a backwash system to adequately handle declogging processes (i.e. these systems modifications were evaluated in the SGBR). The SGBR, coupled with an ultra-filtration (UF) membrane system, was then investigated for treating the poultry slaughterhouse wastewater at an HRT of 55 hrs and 40 hrs, including average OLRs of 1.01 and 3.14 gCOD/L.day, respectively. The average maximum performance of the SGBR in terms of tCOD, TSS and FOG removal was > 90% at the OLRs and HRTs investigated. The UF membrane system used as a post-treatment system further yielded a system performance improvement for tCOD, TSS and FOG of 64%, 88% and 60%, respectively. The overall performance of the combined system (SGBR and UF membrane system) in terms of tCOD, TSS and FOG removal was 98%, 99.8% and 92.4%, respectively. The highest performance for the down-flow SGBR was attributed to its ability to retain granulated sludge in the reactor while maximizing the digestion of the organic matter fed into the reactor, even at higher OLRs. Furthermore, for effective declogging, the implementation of a periodic backwash system to effectively remove dispersed fine sludge particles in the underdrain and excessive suspended solids entrapment was observed to ease the system operational deficiencies.

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Marcelo Zaiat / Banca: Luiz Augusto do Amaral / Resumo: Avaliou-se o desempenho de um sistema combinado anaeróbioaeróbio para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) de 18624, 11395, 6690 e 21705 mg L-1. Foram utilizados quatro reatores anaeróbios horizontais com volume total de 49,5 L cada, um com manta de lodo (RAHML) e três de leito fixo (RAHLF), instalados em série e seguidos de um reator aeróbio operado em bateladas alimentadas sequenciais (RBS, com alimentação contínua). Nos RAHLF foram utilizados como meios suporte anéis de bambu, anéis plásticos de eletroduto corrugado e anéis de bucha (Luffa cillyndrica), respectivamente. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) e as cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no RAHML foram de 12, 10, 8 e 8 h e 52,6; 60,9; 64,8 e 123,2 g DQO (L d)-1, respectivamente. O RBS foi operado com ciclo de 24 h e COV de 0,34; 0,50; 0,32 e 3,88 g DQO (L d)-1. As eficiências médias de remoção de DQOtotal e SST no conjunto de reatores anaeróbios horizontais, em série, diminuíram de 95,5 a 96,7% para 78,8%, e de 95,0 a 98,7% para 85,6% respectivamente, com o aumento da COV para 123,2 g DQO (L d)-1 no RAHML. As maiores produções de metano ocorreram nos RAHLF com valores médios de até 0,925 m3 CH4 (m3 reator d)-1 e 0,31 m3 CH4 (g DQO removida)-1 . A inclusão do RBS permitiu melhorar a qualidade do efluente e a estabilidade do sistema de tratamento, atingindo eficiências de remoção de DQOtotal de 94,2 a 99,0% e de SST de 94,4 a 99,3%. As eficiências médias de remoção de K, Ca, Mg e Na no sistema de tratamento foram de 50 a 81%, de 67 a 89 % de 65 a 79% e de 53 a 68%, respectivamente, e de Cu, Fe, Mn e Zn foram maiores, de 97 a 98%, de 63 a 99%, de 75 a 85% e de 89 a 94%, respectivamente, e podem ser atribuídas à imobilização no lodo. / Abstract: An anaerobic-aerobic combined system performance was evaluated in swine water waste treatment with an average total suspended solids (TSS) concentration from 18624, 11395, 6690 and 21705 mg L-1, constituted by four horizontal anaerobic reactors each one having a total volume of 49.5 L, one of control-sludge (RAHML), and tree of fixed film installed in series (RAHLF), followed by a sequential operated batch reactor (ASBR) with continue feeding with total volume of 339 L. In the RAHLF was used of bamboo were used as support to fix the film, plastic rings, and wad (Luffa cillyndrica) rings. The hydraulic detention timing (HDT) and volumetric organic loads (VOL) applied in RAHML were 12, 10, 8 and 8 h of 52.6, 60.9, 64.8 and 123.2 g COD (Ld)-1 and the RBS operated in a 24-hours operational cycle were 0.34, 0.50, 0.32 and 3.88 g COD (L d)-1, into the assays number 1, 2, 3 and 4 respectively. The total COD and medium SST removed efficiently horizontal reactors set in serie, were from 95.5 to 96.7%, for 78.8 % and from 95 to 98.7% for 85.6% respectively. Increasing (VOL) to 123,2 g COD (L d)-1 in the (RAHLF). The higher methane production happened in RAHLF with medial values up to 0.925 m3 CH4 and 0.31 m3 CH4 (g COD removed). The ASBR inclusion enabled obtain COD removing efficiency in suspended solid from 94.2 a 99% and from 94.4 a 99.3% respectively. The K, Ca, Mg and Na medium removed efficiently in system were from 50 for 81% and 67 for 89%, 65 for 79% and 53 for 68%, for Cu, Fe, Mn and Zn medium removed efficiently in system were high from 97 for 98% and 63 for 99%, and 75 for 85% and 89 for 94%, respectively, and can be attributed to the sludge immobilization. / Mestre

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os compostos benzeno, tolueno, etilbenzeno e os xilenos (BTEX) sÃo os hidrocarbonetos monoaromÃticos que agregam maior risco ao meio ambiente, principalmente devido Ãs caracterÃsticas tÃxicas e carcinogÃnicas. Dentre os mÃtodos usualmente aplicados na remoÃÃo de BTEX em Ãguas contaminadas, o tratamento anaerÃbio tem merecido destaque principalmente em relaÃÃo aos baixos custos. Nesse sentido, buscou-se avaliar diferentes estratÃgias de remoÃÃo de BTEX em condiÃÃes anaerÃbias. Foram realizados ensaios em fluxo contÃnuo em trÃs biorreatores anaerÃbios que foram alimentados com soluÃÃo sintÃtica de BTEX (~ 3 mg.L-1 de cada composto) solubilizados em etanol e operados a 27ÂC. As concentraÃÃes dos BTEX foram determinadas por cromatografia. No biorreator metanogÃnico foram analisadas as seguintes influÃncias: 1) do tempo de detenÃÃo hidrÃulico (TDH) (48 h, 36 h e 24 h); 2) da carga orgÃnica volumÃtrica; 3) da recirculaÃÃo do efluente; 4) e do sistema microaerÃbio. O reator sulfetogÃnico foi operado com um TDH de 48 h e foram testados diferentes razÃes DQO/SO4-2 de aproximadamente 12, 5, 2,5 e estequiomÃtrica- com diferentes cargas orgÃnicas. O reator desnitrificante foi operado tambÃm com um TDH de 48 h nas razÃes DQO/NO3- de aproximadamente 12 e 5. Os reatores avaliados mostraram-se bastante estÃveis durante todas as fases do experimento. Com relaÃÃo à remoÃÃo de BTEX, de uma forma geral, as menores eficiÃncias de remoÃÃo foram encontradas para o benzeno, independente do tipo de aceptor final de elÃtrons, indicando a difÃcil biodegradaÃÃo desse composto sob condiÃÃes anaerÃbias, enquanto que as maiores eficiÃncias foram observadas para os xilenos e o tolueno, chegando a remoÃÃes de atà 90%. Tais valores levam em conta possÃveis interferÃncias de adsorÃÃo e de volatilizaÃÃo. TambÃm foi notado que deve haver uma sinergia entre os distintos compostos, podendo esta exercer um forte efeito sobre as eficiÃncias de remoÃÃo dos BTEX. Comparando-se os trÃs reatores, notou-se que nÃo houve melhora significativa nas eficiÃncias de remoÃÃo dos compostos na presenÃa de nitrato ou sulfato. O reator biolÃgico metanogÃnico forneceu elevadas eficiÃncias na remoÃÃo de DQO, superiores a 80% em mÃdia, para as fases que as concentraÃÃes de substrato estavam altas, produzindo biogÃs (predominantemente na forma de gÃs metano), nÃo acumulando Ãcidos graxos volÃteis, e com alcalinidade suficiente para tamponar o meio em pH neutro. A fase que obteve os melhores resultados de remoÃÃo de BTEX (cerca de 94%) foi a que tinha um sistema microaerÃbio adicionado ao reator metanogÃnico, com eficiÃncias de remoÃÃo de DQO superiores a 85%. / The compounds benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) are monoaromatic hydrocarbons compounds which represent a high risk for the environment, mainly due to their toxic and carcinogenic characteristics. Among the methods usually applied for the removal of BTEX from contaminated waters, anaerobic treatment has drawn attention especially because of its low cost. Accordingly, anaerobic biodegradation of BTEX was assessed under methanogenic, denitrifying and sulfidogenic conditions. Assays were performed in three bitstream anaerobic bioreactors that were fed with a synthetic solution of BTEX (~ 3 mg.L-1 of each compound) solubilized in ethanol and operated at 27ÂC. The concentrations of BTEX were determined by chromatography. In methanogenic bioreactor were analyzed the following influences: 1) the The hydraulic retention time (HRT) (48 h, 36 h and 24 h), 2) the shock loading, 3) the effluent recycling , 4) and microaerobic system. The sulfidogenic reactor was operated with a HRT of 48 h with different DQO/SO4-2 ratios of approximately 12, 5, 2.5, and stoichiometric with different organic fillers. The denitrifying reactor was also operated with a HRT of 48 h in the rations DQO/NO3-1 of approximately 12 and 5. The reactors evaluated were quite stable during all phases of the experiment. About BTEX removal, in general, benzene showed the lower removal efficiencies, regardless of the electron acceptor, indicating the difficulty of biodegradation of this compound under anaerobic conditions. The highest removal efficiencies were observed for toluene and xylenes, reaching up to 90% removal. These values take into account possible interferences of adsorption and volatilization. It was also noted that there should be a synergy between the different compounds that could have a strong effect on the removal efficiencies of BTEX. Comparing the three reactors, it was noted that there was significant improvement in the removal efficiency of the compounds in the presence of nitrate or sulfate. The methanogenic reactor showed high COD removal efficiencies higher than 80% on average for the phases with a high substrate concentration, producing biogas (mainly in the form of methane) not accumulating volatile fatty acids, and with enough alkalinity to buffer the medium at neutral pH. The phase that achieved the best results BTEX removal (about 94%) was the one that had a microaerobic system added to methanogenic reactor, with COD removal efficiencies exceeding 85%.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O presente estudo teve o objetivo de avaliar o uso de reatores biolÃgicos, sob condiÃÃes anaerÃbias e microaerÃbias, como opÃÃo de biorremediaÃÃo ex situ de Ãguas contaminadas com BTEX. Inicialmente, foi desenvolvido, otimizado e validado um mÃtodo analÃtico para a detecÃÃo e quantificaÃÃo de BTEX em Ãguas e efluentes, o qual consistia em extraÃÃo por headspace seguida de cromatografia gasosa com detecÃÃo por fotoionizaÃÃo. Posteriormente, foram conduzidos experimentos em fluxo contÃnuo em dois reatores anaerÃbios mesofÃlicos (27 ÂC) â um deles operado sob condiÃÃes metanogÃnicas e, em seguida, sob condiÃÃes microaerÃbias, e o outro, apenas sob condiÃÃes sulfetogÃnicas â a fim de verificar a melhor condiÃÃo operacional para a remoÃÃo de BTEX. Os reatores foram alimentados com Ãgua contaminada com BTEX (~3 mgÂL-1 de cada composto) e etanol (co-substrato), e, dependendo da condiÃÃo redox avaliada, investigou-se o efeito de diferentes parÃmetros operacionais, tais como tempo de detenÃÃo hidrÃulica (24, 36 e 48 h), recirculaÃÃo de efluente, concentraÃÃo de co-substrato, relaÃÃo DQO/SO4 2- e microaeraÃÃo, no desempenho de remoÃÃo de BTEX. AlÃm disso, o reator metanogÃnico sob condiÃÃes microaerÃbias foi submetido a simulaÃÃes de choques de carga e de ausÃncia desses compostos, e de falhas operacionais, como desligamento do sistema e desligamento da microaeraÃÃo, para verificaÃÃo de sua robustez. Sob condiÃÃes metanogÃnicas, dependendo do composto, as eficiÃncias de remoÃÃo variaram de 38 a 97%. PorÃm, o aumento da carga aplicada de BTEX, em consequÃncia da reduÃÃo do tempo de detenÃÃo hidrÃulica de 48 para 24 h, parece ter afetado negativamente o processo de remoÃÃo. Ainda sob condiÃÃes metanogÃnicas, tambÃm se verificou o efeito da recirculaÃÃo de efluente na remoÃÃo de BTEX para altas e baixas concentraÃÃes de co-substrato (etanol). Quando altas concentraÃÃes de etanol foram utilizadas, o impacto da recirculaÃÃo de efluente nÃo foi evidente, jà que, provavelmente, a elevada produÃÃo de biogÃs teria sido suficiente para garantir uma transferÃncia de massa efetiva. Sob condiÃÃes sulfetogÃnicas, a adiÃÃo de sulfato em diversas relaÃÃes DQO/SO4 2- nÃo alterou a remoÃÃo de BTEX, sugerindo que as bactÃrias redutoras de sulfato nÃo estariam diretamente relacionadas à ativaÃÃo inicial dos compostos aromÃticos. Sob condiÃÃes microaerÃbias, elevadas eficiÃncias de remoÃÃo de BTEX foram alcanÃadas (> 90%). à provÃvel que a adiÃÃo de baixas concentraÃÃes de oxigÃnio tenha facilitado a ativaÃÃo inicial dos compostos BTEX, a qual à considerada a etapa limitante do processo de degradaÃÃo anaerÃbia, principalmente para o benzeno. Ainda, constatou-se que a presenÃa de altas concentraÃÃes de etanol afetou negativamente a remoÃÃo de BTEX, notadamente para o benzeno, sob as diferentes condiÃÃes redox testadas, jà que à um substrato preferencialmente degradÃvel em relaÃÃo aos compostos aromÃticos. Finalmente, com relaÃÃo à robustez do reator metanogÃnico sob condiÃÃes microaerÃbias, o sistema conseguiu lidar com os choques de carga de BTEX embora choques consecutivos tenham aumentado seu tempo de recuperaÃÃo. O perÃodo de ausÃncia de BTEX parece ter prejudicado a microbiota do reator, pois a qualidade do efluente deteriorou-se consideravelmente apÃs reintroduÃÃo dos compostos. O desligamento da microaeraÃÃo impactou negativamente a remoÃÃo de BTEX, mas o sistema recuperou-se rapidamente apÃs restabelecimento das condiÃÃes microaerÃbias. / The present study aimed to evaluate the use of biological reactors under anaerobic and microaerobic conditions, as an option of ex situ bioremediation of BTEX-contaminated waters. Initially, an analytical method for BTEX detection and quantification in waters and wastewaters, which consisted of headspace extraction followed by gas chromatography with detection by photoionization, was developed, optimized and validated. Subsequently, continuous-flow experiments were conducted in two mesophilic (27 ÂC) anaerobic reactors â one of them operated under methanogenic conditions and, afterwards, under microaerobic conditions, and the other one only under sulfidogenic conditions â a in order to determine the best operational condition for BTEX removal. The reactors were fed with water contaminated with BTEX (~3 mgÂL-1 of each compound) and ethanol (co-substrate), and, depending on the redox condition evaluated, the effect of some operational parameters, such as hydraulic retention time (24, 36 and 48 h), effluent recirculation, co-substrate concentration, DQO/SO4 2- ratio and microaeration, was investigated in BTEX removal performance. Furthermore, the methanogenic reactor under microaerobic conditions was submitted to simulated situations of shock loading and absence of these compounds, and operational failures, such as system and microaeration shutdown to assess its robustness. Under methanogenic conditions, depending on the compound, removal efficiencies ranged from 38 to 97%. However, the increase of applied BTEX load, as a consequence of hydraulic detention time reduction from 48 to 24 h, seems to have adversely affected the removal process. Moreover, under methanogenic conditions, the effluent recirculation effect on BTEX removal was also assessed when high and low co-substrate (ethanol) concentrations were applied. For high ethanol concentrations, the impact of effluent recirculation was not evident since, probably, the high biogas production would have been sufficient to ensure effective mass transfer. Under sulfidogenic conditions, sulfate addition at different DQO/SO4 2- ratios did not change BTEX removal, which suggests sulfate-reducing bacteria would not be directly related to initial activation of aromatic compounds. Under microaerobic conditions, high BTEX removal efficiencies were achieved (> 90%). It is likely the addition of low oxygen concentrations has facilitated the initial activation of BTEX compounds, which is considered the limiting step of the anaerobic degradation process, mainly for benzene. Furthermore, the presence of high ethanol concentrations negatively affected BTEX removal, particularly for benzene, under the different redox conditions tested, since it is a preferentially degradable substrate when compared to the aromatic compounds. Finally, regarding the methanogenic reactor robustness under microaerobic conditions, the system could cope with BTEX load shocks although consecutive shocks have increased its recovery time. The period of BTEX absence seems to have negatively affected the reactor microbiota because the effluent quality deteriorated considerably after compounds reintroduction. The microaeration shutdown also negatively impacted the removal of BTEX, but the system recovered quickly after microaerobic conditions reestablishment.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Esta pesquisa avaliou o sistema microaerÃbio como estratÃgia simples de remoÃÃo de sulfeto de hidrogÃnio da fraÃÃo gasosa com vistas ao controle de odor e qualidade do biogÃs em estaÃÃes de tratamento de esgotos (ETE). Adicionalmente, foi avaliado o impacto da microaeraÃÃo na estabilidade operacional do sistema anaerÃbio, alÃm de um estudo comparativo entre a tecnologia microaerÃbia e absorÃÃo quÃmica (NaOH) na remoÃÃo de H2S presente no biogÃs. Os experimentos foram conduzidos em fluxo contÃnuo em dois reatores mesofÃlicos (28ÂC) construÃdos em acrÃlico e alimentados com Ãgua residuÃria sintÃtica. O experimento foi dividido em quatro fases de operaÃÃo, para ambos os reatores, de modo que as duas primeiras fases foram para a estabilizaÃÃo dos reatores. Na fase III foi introduzido sulfato de sÃdio, em uma relaÃÃo DQO/SO42- de aproximadamente 7. Por fim, na fase IV foram adicionados aos reatores os sistemas de remoÃÃo de H2S, ou seja, o reator 1 (R1) foi operado em condiÃÃes estritamente anaerÃbias com lavagem cÃustica do biogÃs, enquanto que o reator 2 (R2) foi modificado para operar em condiÃÃes microaerÃbias a partir da injeÃÃo de 0,2 mL.min-1 de ar atmosfÃrico em seu headspace. Foram realizadas anÃlises fÃsico-quÃmicas no afluente e efluente dos reatores, como DQO, pH, alcalinidade, sulfato, sulfeto dissolvido e feita a caracterizaÃÃo do biogÃs em termos de N2, O2, CH4, CO2, H2S, NH3. Foi observado nas fases III e IV que ambos os reatores apresentaram boa estabilidade em termos de remoÃÃo de DQO (>80%) e remoÃÃo de sulfato (>90%). Durante o processo microaerÃbio o oxigÃnio adicionado nÃo modificou a remoÃÃo da matÃria orgÃnica. Em relaÃÃo à qualidade do biogÃs, observou-se que o conteÃdo de metano no sistema provido de microaeraÃÃo foi reduzido de 76% (Fase III) para 52% (Fase IV), devido à diluiÃÃo com o nitrogÃnio presente no ar atmosfÃrico. Entretanto, ao retirar a interferÃncia do N2 foram obtidas concentraÃÃes prÃximas ao da fase totalmente anaerÃbia (Fase III), indicando, portanto, que as arquÃias produtoras de metano nÃo foram afetadas significativamente pelo oxigÃnio introduzido. Em relaÃÃo à remoÃÃo de sulfeto, o processo microaerÃbio foi efetivo na reduÃÃo tanto na fase lÃquida como na gasosa, com remoÃÃo mÃdia de 42% e 94%, respectivamente. O processo de lavagem do biogÃs aplicado no R1 promoveu remoÃÃo de 100% do H2S do biogÃs bem como 100% de CO2 e NH3. Dessa forma, tanto o processo microaerÃbio como a lavagem foram eficientes na remoÃÃo do H2S e podem ser empregados no controle de odor em ETE. O estudo econÃmico preliminar das duas tecnologias (microaerÃbio e lavagem cÃustica) mostra que apesar do investimento inicial necessÃrio para a instalaÃÃo do processo microaerÃbio e os custos de eletricidade para aeraÃÃo contÃnua dos reatores, os custos operacionais com a aquisiÃÃo do reagente quÃmico no processo de lavagem superam os custos totais ao longo do tempo. Por fim, espera-se que o sistema microaerÃbio seja mais vantajoso do que a lavagem quÃmica tanto sob o ponto de vista econÃmico em uma anÃlise mais detalhada quanto na anÃlise de ciclo de vida, mas que novos estudos devam ser conduzidos para comprovar tais hipÃteses. / This research work evaluated the feasibility of the micro-aerobic process to remove sulfide from biogas in order to control biogas quality and odors in wastewater treatment plants (WWTP). Moreover, the impact of micro-aeration over the anaerobic system stability was evaluated, and a comparison of the micro-aerobic biotechnology with a chemical absorption process (NaOH) for sulfide removal from biogas was performed. The experiments were performed in a continuous mode in two acrylic-constructed mesophilic (28 C) bioreactors fed with synthetic wastewater. The experiment consisted into four operation phases for both reactors, being the two first phases used for the stabilization of the systems. During the operation phase III, sodium sulfate was introduced into the reactors at a COD/SO42- ratio of ~7. At the operation phase IV, the hydrogen sulfide removal systems were applied into the reactors, i.e. the reactor 1 (R1) was operated under strictly anaerobic conditions with a biogas caustic scrubbing, and the reactor 2 (R2) was operated at micro-aerobic conditions by using a 0,2 mL.min-1 atmospheric air injection into the headspace of the system. Physical-chemical analyses, such as COD, pH, alkalinity, sulfate, dissolved sulfide was performed, and biogas was characterized in terms of N2, O2, CH4, CO2, H2S, NH3. During the operation phases III and IV, both rectors showed a good stability in terms of COD removal (>80%) and sulfate removal (>90%). During the micro-aerobic process, the introduced oxygen did not affect organic matter removal. Regarding biogas quality, content of methane in the micro-aerobic system decreased to a value of 76% (phase III) and 52% (phase IV), due to the dilution with the nitrogen present in air. Meanwhile, when nitrogen interference was removed, similar concentrations to the anaerobic phase (phase III) were obtained, suggesting that methanogenic archaea was not significantly affected by the introduced oxygen. Regarding to sulfide removal, the micro-aerobic process was effective, both removing sulfide from the liquid and the gaseous phases, showing an average removal of 42% e 94%, respectively. The biogas cleaning process applied to R1 showed a 100% sulfide removal from biogas and 100% removal of CO2 and NH3. In this way, both, the micro-aerobic and the scrubbing processes were efficient for sulfide removal and can be used for odor control in WWTP. The preliminary economical study considering two technologies (micro-aerobic and the scrubbing) showed that even taking into account the initial investment for the aeration and the electricity costs for the continuous aeration, the operational costs with the chemical acquisition for the scrubbing process are much higher. Likely, the micro-aerobic process will be more advantageous than the scrubbing process after a detailed economic analysis or a life cycle assessment, however, it is necessary to perform more research in order to confirm these hypotheses.

O tratamento anaeróbio de esgoto doméstico em combinação com a produção de biomassa de algas é considerado uma excelente alternativa para a remoção de nutrientes. O processo de separação sólido-líquido de microalgas continua sendo um grande desafio técnico e econômico. A ozonização seguida de flotação por dissolvido é uma alternativa interessante visando a separação de microalgas e, consequentemente, a remoção de nutrientes. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar a remoção de nitrogênio e fósforo de um efluente de reator anaeróbio através do crescimento da microalga Chlorella sorokiniana em fotobiorreator tipo flat panel e investigar o uso da ozonização associada à flotação por ar dissolvido para o processo de separação sólido-líquido da microalga Chlorella sorokiniana. O efluente anaeróbio foi obtido a partir de um reator anaeróbio com leito de fibras flexíveis que trata esgoto doméstico sintético. As microalgas foram cultivadas em fotobiorreator flat panel com tempo de cultivo de cinco dias, sob condições controladas: intensidade de luz (196 μmol m-2 s-1), fluxo de ar (0,2 vvm), temperatura (29 ± 1 °C) e fotoperíodo (12 horas com iluminação artificial e 12 horas no escuro). No final do período de cultivo, foram realizados ensaios para adequação da FAD e da ozonização, através da avaliação de parâmetros, tais como: dosagem de ozônio, dosagem de polímero, pH, tempos e gradientes de mistura rápida e floculação, velocidade de flotação e quantidade de ar necessária para flotação por ar dissolvido. O reator anaeróbio apresentou altas eficiências de remoção de demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio: 63 ± 6% e 53 ± 8%, respectivamente. Ao final do período de cultivo das microalgas no fotobiorreator, as remoções de nitrogênio total dissolvido e fósforo total dissolvido foram de 52,1% e 31,8%, respectivamente. Analisando os resultados referentes à etapa de separação sólido-líquido, verificou-se que o pH não influenciou significativamente na eficiência do tratamento; altas velocidades de flotação (24 cm.min-1 e 36 cm.min-1) podem ser empregadas; a etapa de floculação não contribuiu para melhora do tratamento; e a ozonização não contribuiu significativamente para a melhora da eficiência do processo de separação sólido-líquido. / Anaerobic treatment of wastewater in combination with the production of algae biomass is an excellent alternative for nutrient removal. The process of solid-liquid separation of microalgae remains a major technical and economic challenge. Ozonization followed by flotation by dissolved air is an interesting alternative for the separation of microalgae and removal of nutrients. The objectives of this work were: to evaluate the nitrogen and phosphorus removal of an anaerobic effluent through the growth of Chlorella sorokiniana microalgae in a flat panel photobioreactor and to investigate the use of ozonation associated with dissolved air flotation (DAF) for the solid-liquid separation of the microalga Chlorella sorokiniana. The anaerobic effluent was obtained from a fixed-bed anaerobic reactor with flexible fibers. The microalgae were grown in a flat panel photobioreactor for five days, under controlled conditions: light intensity (196 mol μm -2 s-1), Airflow (0.2 vvm), temperature (29 ± 1°C) and photoperiod (12 hours). At the end of the cultivation period, tests were carried out to adjust FAD and ozonization through the evaluation of parameters such as: ozone dosage, polymer dosage, pH, fast mixing and flocculation times and gradients, flotation velocity. The anaerobic reactor presented high efficiency of removal of COD and BOD, 63 ± 6% and 53 ± 8%, respectively. At the end of the microalgae culture period in the photobioreactor, the removal of total nitrogen, total phosphorus and total dissolved carbon of the effluent from the anaerobic reactor were 52.1%, 31.8% and 66.2%, respectively. Analyzing the results concerning the separation step, it was verified that the pH did not influence the removal efficiencies, high flotation rates can be employed in the separation process, the flocculation step in the treatment was not necessary and ozonation didnt contributed to an improvement the solid-liquid separation process.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-05-08T17:47:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Influencia_do_papel(Devson_Paulo).pdf: 736229 bytes, checksum: 642c14daa466934d0e1951d33b1c328c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T17:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Influencia_do_papel(Devson_Paulo).pdf: 736229 bytes, checksum: 642c14daa466934d0e1951d33b1c328c (MD5) Previous issue date: 2016-03-30 / CAPES / Diversos estudos mostram que há uma tendência mundial de se utilizar o sistema de esgotamento sanitário como destino final de resíduos, que variam desde fármacos, materiais de uso pessoal, até fraldas, absorventes e papel higiênico. Quando se trata da influência do papel higiênico no tratamento de esgotos domésticos, poucas pesquisas foram realizadas. Entretanto, sabe-se que a introdução de novos constituintes nos esgotos sanitários pode exercer influência não somente na coleta e transporte em tubulação, como também no seu tratamento em estações convencionais. Diante desse contexto, a presente pesquisa tem como objetivo avaliar a influência do papel higiênico no tratamento anaeróbio de esgotos sanitários. Para tanto, foram instalados dois reatores tipo UASB de bancada com fluxo contínuo, sendo um deles alimentado com efluente doméstico sintético e papel higiênico em duas concentrações (1 folha dupla/L = 0,42 g/L (FI) e 2 folhas duplas/L = 0,81 g/L (FII)) e o outro apenas com esgoto doméstico sintético. O monitoramento dos reatores indicou que o reator alimentado com papel higiênico - RP apresentou menores eficiências de remoção de matéria orgânica para DQOBruta-Bruta (79% em FI e 75% em FII) quando comparado ao reator controle - RC (83,0 %). Em termos de remoção de sólidos totais, a eficiência foi de 52,54% (em FI) e 64,45% (em FII), para o RP e 19% neste período em relação RC. A partir da análise dos resultados conclui-se que a hidrólise da celulose advinda do papel higiênico, em reatores anaeróbios, justificou uma menor eficiência na remoção de matéria orgânica. Por outro lado, o RP apresentou maior produção de biogás, mostrando que, em condições apropriadas, o tratamento anaeróbio desse tipo de efluente poderá aumentar o potencial de energia a ser aproveitada, em projetos de novas estações de tratamento de efluentes. / Several studies show around worldwide trend of using the sewage system as a final destination, for example drugs, personal use materials, diapers, sanitary napkins and toilet paper. About the influence of toilet paper in wastewater treatment, few studies are being conducted. In this context, the present study aims to evaluate the influence of toilet paper in the anaerobic treatment of sewage. Therefore, they were installed two reactors UASB type bench with continuous flow, one being fed with synthetic wastewater and toilet paper in two concentrations (1 double sheet / L = 0.42 g / L P-I) and 2 double sheets / L = 0.81 g/L (P-II)) and the other only with synthetic sewage. Monitoring and evaluation of the performance of reactors were done physical and chemical analysis of influent and effluent wastewater. The results obtained this research indicated that the reactor fed with addition of toilet paper showed less removal of organic material efficiencies (79% in P-I and 75% in P-II) when compared to the control reactor (and 83.0 %) and good TS removal efficiency (52.54% in P-I and 64.45% in P-II) for reactor fed with toilet paper - RP and 19% in this period for RC. From the analysis of the results it is concluded that the hydrolysis of cellulose arising from toilet paper in anaerobic reactors, justified a less efficient in removing organic matter. On the other hand, the RP showed higher production of biogas, showing that, under appropriate conditions, the anaerobic treatment of such effluent may increase the potential energy to be utilized in projects of new wastewater treatment plants.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Os BTEX sÃo os hidrocarbonetos monoaromÃticos que agregam maior risco ao meio ambiente, principalmente devido Ãs caracterÃsticas tÃxicas e carcinogÃnicas. Dentre os mÃtodos usualmente aplicados na remoÃÃo de BTEX em Ãguas contaminadas, o tratamento anaerÃbio tem merecido destaque principalmente em relaÃÃo aos baixos custos. Nesse sentido, buscou-se avaliar a remoÃÃo anaerÃbia de BTEX sob condiÃÃes metanogÃnicas, desnitrificantes e sulfetogÃnicas. Adicionalmente, desenvolveu-se uma metodologia analÃtica de detecÃÃo dos BTEX por cromatografia gasosa, utilizando-se a tÃcnica do headspace. Foram realizados ensaios em fluxo contÃnuo em trÃs biorreatores anaerÃbios em trÃs fases complementares e subsequentes: 1) aclimataÃÃo, com etanol como Ãnica fonte de carbono e energia; 2) metanogÃnica, na presenÃa de etanol e BTEX; e 3) mesmas condiÃÃes da fase anterior, mas com dois reatores sendo suplementados com os aceptores nitrato e sulfato, respectivamente, numa razÃo DQO/aceptor de aproximadamente 11. Preliminarmente, avaliou-se a atividade metanogÃnica especÃfica (AME) do consÃrcio microbiano utilizando trÃs substratos distintos (glicose, Ãcido acÃtico, e mistura de Ãcidos graxos volÃteis), por meio do qual o volume produzido de biogÃs e sua composiÃÃo em termos de metano e gÃs carbÃnico foram determinados, respectivamente, pelo mÃtodo manomÃtrico e por cromatografia gasosa. Na segunda fase do experimento em fluxo contÃnuo, os reatores foram alimentados com soluÃÃo sintÃtica de BTEX (~ 5 mg/L de cada composto) solubilizados em etanol, e operados com um TDH de 48 h, a 27ÂC. As concentraÃÃes dos BTEX foram determinadas por metodologia desenvolvida e validada neste estudo, por meio da qual os BTEX eram extraÃdos por headspace (tÃcnica que foi otimizada utilizando delineamento composto central rotacional), e analisados por cromatografia. Ressalte-se que o mÃtodo analÃtico proposto para a determinaÃÃo de BTEX mostrou-se bastante seletivo, preciso, linear e com baixos valores de limite de detecÃÃo e quantificaÃÃo, 0,13 a 0,48 μg/L e 0,43 a 1,61 μg/L, respectivamente. A glicose foi o melhor substrato para o consÃrcio microbiano utilizado, sendo obtido um valor de AME de 0,63 gDQO/gSSV.d. Os reatores avaliados mostraram-se bastante estÃveis durante todas as fases do experimento, com elevadas remoÃÃes de DQO (em mÃdia 90%). Com relaÃÃo à remoÃÃo de BTEX, de uma forma geral, as menores eficiÃncias de remoÃÃo foram encontradas para o benzeno (40-63%), independente do tipo de aceptor final de elÃtrons, indicando a difÃcil biodegradaÃÃo desse composto sob condiÃÃes anaerÃbias, enquanto que as maiores eficiÃncias foram observadas para os xilenos, chegando a remoÃÃes de atà 90%. Tais valores levam em conta possÃveis interferÃncias de adsorÃÃo e de volatilizaÃÃo. TambÃm foi notado que deve haver uma sinergia entre os distintos compostos e esta pode exercer um forte efeito sobre as eficiÃncias de remoÃÃo dos BTEX. Comparando-se os trÃs reatores, notou-se que nÃo houve melhora significativa nas eficiÃncias de remoÃÃo dos compostos na presenÃa de nitrato ou sulfato, mas sim uma tendÃncia de aumento na eficiÃncia entre os reatores na ordem: reator metanogÃnico>Reator desnitrificante>Reator sulfetogÃnico. Tal desempenho pode ser atribuÃdo ao fato de os microrganismos sulfetogÃnicos e desnitrificantes terem preferido oxidar o etanol e nÃo os BTEX para a reduÃÃo dos aceptores, diminuindo assim as eficiÃncias de remoÃÃo de BTEX nessas condiÃÃes. / BTEX are monoaromatic hydrocarbons compounds which represent a high risk to the environment, mainly due to their toxic and carcinogenic characteristics. Among the methods usually applied to the removal of BTEX from contaminated waters, anaerobic treatment has drawn attention especially because of its low cost. Accordingly, anaerobic biodegradation of BTEX was assessed under methanogenic, denitrifying and sulfidogenic conditions. Additionally, an analytical method for detection of BTEX by gas chromatography using the technique of headspace was developed. Continuous-flow experiments were conducted using three anaerobic bioreactors in three subsequent complementary phases: 1) adaptation, with ethanol as the sole source of carbon and energy, 2) methanogenic, in presence of ethanol and BTEX, and 3) the same conditions as the previous phase but with two reactors supplemented with nitrate and sulfate acceptors, respectively, at a COD/acceptor ratio of approximately 11. Preliminarily, the specific methanogenic activity (SMA) of the microbial consortium was assessed using three different substrates (glucose, acetic acid and a mixture of volatile fatty acids), in which the volume of biogas produced and its composition in terms of methane and carbon dioxide were determined, respectively, by manometric method and gas chromatography. In the second phase of the continuous-flow experiment, the reactors were fed with a synthetic solution of BTEX (~ 5 mg/L of each compound) dissolved in ethanol and were operated at an HRT of 48 h at an average temperature of 27 ÂC. Concentrations of BTEX compounds were determined by the methodology developed and validated in this study, by which the BTEX were extracted by headspace (technique optimized by central composite rotational design) and analyzed by chromatography. The proposed analytical method for the determination of BTEX was very selective, precise, linear and presented low detection limit and quantification values, from 0.13 to 0.48 μg/L and from 0.43 to 1.61 μg/L, respectively. Glucose was the best substrate for the microbial consortium used, and a SMA value of 0.63 g COD/g SSVÂd was obtained. The reactors evaluated were quite stable during all phases of the experiment with high COD removals (90% on average). Regarding BTEX removal, in general, the lowest removal efficiencies were found for benzene (40-63%), regardless of the final electron acceptor used, indicating that the biodegradation of this compound is difficult under anaerobic conditions, whereas the highest efficiencies were observed for xylenes, reaching a 90% removal. These numbers already took into account the possible interference of adsorption and volatilization. It was also noted that there should be a synergy between the different compounds and this may exert a strong effect on the BTEX removal efficiencies. Comparing the three reactors studied, it was not observed a significant improvement in the removal efficiencies of the compounds in the presence of nitrate or sulfate, but a tendency of an increase in efficiency between the reactors was verified as follows: methanogenic reactor > denitrifying reactor > sulfidogenic reactor. This performance can be attributed to the fact that the denitrifying and sulfidogenic microorganisms have preferred to oxidize ethanol instead of BTEX to reduce the acceptors, thus decreasing BTEX removal efficiencies under these conditions.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-09-18T18:19:51Z No. of bitstreams: 1 Camila_Silva2017.pdf: 2191632 bytes, checksum: a498062a35c029d6678298916c6a04c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-18T18:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camila_Silva2017.pdf: 2191632 bytes, checksum: a498062a35c029d6678298916c6a04c9 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present study aims to evaluate the efficiency of anaerobic codigestion of landfill leachate in association with glycerol, obtained from biodiesel production. The substrates (leachate and glycerol) were characterized by physicochemical parameters. The assays, used to evaluate anaerobic codigestion, were carried out in batch reactors, connected to eudiometers that measured biogas volume. At the same time, replicas destructive were developed as testimony of the reactors. Thus, an experimental planning tool was used to determine the optimal sizing parameters for anaerobic codigestion and significant factors for anaerobic codigestion were determined by Plackett and Burman delineation. Subsequently, the Rotational Central Composite Design applied to the Response Surface Methodology was used to establish the optimal conditions for the codigestion process. Firstly, four independent variables were analyzed: time (30, 40 and 50 days), pH (6, 7, 8), leachate + glycerol concentration (99% + 1%, 95% + 5% and 91 + 9 %) and food/ microorganism ratio (0.5, 1.2, 1.9 g COD/g of VSS). Three influential variables were evaluated after the definition of variables that influenced codigestion process: time (14, 18, 24, 30 and 34 days) leachate + glycerol concentration (93.4%+6.6%, 90%+10%, 85%+15%, 80+20% and 76.6+23.4) as well as food/ microorganism ratio (0.5, 0.6, 0.7, 0.8 g COD/g of VSS). By optimizing the anaerobic codigestion process, it was possible to increase glycerol concentration and decrease reactors operating time as well as obtain feasible results to remove COD (96%) and methane production (205 L CH4/m³). / O presente estudo tem como objetivo avaliar a eficiência da codigestão anaeróbia de lixiviado de aterro sanitário em associação com glicerol proveniente da produção de biodiesel. Os substratos foram caracterizados pelos parâmetros físico-químicos. Os ensaios para avaliar a codigestão anaeróbia foram realizados em reatores batelada, ligados a eudiômetros que mediram o volume de biogás. Simultaneamente, réplicas destrutivas foram desenvolvidas com a finalidade de realizar o testemunho dos reatores. A fim de determinar os parâmetros ótimos de dimensionamento para codigestão anaeróbia, foi utilizada a ferramenta de planejamento experimental. Os fatores significativos para a codigestão anaeróbia foram estabelecidos pelo emprego do delineamento Plackett e Burman. Posteriormente, o Delineamento Composto Central Rotacional aplicado à Metodologia de Superfície de Resposta foi utilizado, a fim de se estabelecerem as condições ótimas para o processo de codigestão. Primeiramente, foram analisadas quatro variáveis independentes: tempo (30, 40 e 50 dias), pH (6 ,7, 8), concentração de lixiviado + glicerol (99%+1%, 95%+5% e 91+9%) e relação alimento/microrganismo (0.5, 1.2, 1.9 g de DQO/ g de SSV). Após a definição das variáveis que exerciam influência no processo de codigestão, foram avaliadas três variáveis influentes: tempo (14, 18, 24, 30 e 34 dias), concentração de lixiviado + glicerol (93,4%+6,6%, 90%+10%, 85%+15%, 80+20% e 76,6+23,4) e relação alimento/microrganismo (0,5; 0,6; 0,7; 0,8 g de DQO/ g de SSV). A partir da otimização do processo de codigestão anaeróbia, conseguiu-se aumentar a concentração de glicerol e diminuir o tempo de operação dos reatores, além da obtenção de resultados satisfatórios em termos de remoção de DQO (96%) e Produção de metano (205 L CH4/m³).

Orientadores: Luiz Lonardoni Foloni, José Teixeira Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T00:57:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliao_LuizGustavoFernandes_D.pdf: 1925287 bytes, checksum: f0d1ddadad4045c0d9d6614cce1c80f6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O Brasil é o maior produtor de café do mundo. Entretanto, a produção de café de qualidade lança em corpos d¿água, grande quantidade de água residuária, principal resíduo do beneficiamento do grão. Desse modo, tecnologias que minimizam o impacto de descarte em rios são necessárias para conservação do meio aquático. Assim, a hipótese desse trabalho foi a utilização de microrganismos através da técnica de biorremediação, que por possuir alta taxa de remoção, devido ao processo biológico, acelera a partida de reatores. O objetivo deste trabalho foi o de criar estratégias de partida de reatores anaeróbios antes do recebimento de águas residuárias para acelerar o processo de maturação, e dessa forma obter melhor eficiência no tratamento. O experimento foi realizado no Campo Experimental da Faculdade de Engenharia Agrícola, da UNICAMP nos meses de março a julho de 2013. Foram avaliados cinco reatores anaeróbios de fluxo ascendente, em duas fases diferentes, utilizando-se de dois inóculos diferentes: um composto biológico comercial e lodo de esgoto sanitário. Na Fase 1: R1 ¿ inoculado com lodo de esgoto sanitário; R4 ¿ testemunha; R6 ¿ inoculado com composto biológico a dose 50% maior que a recomendada (3,5 mL); R8 ¿ inoculado com lodo de esgoto sanitário e composto biológico na dose recomendada e R9 ¿ inoculado com composto biológico á dose recomendada. Os compostos biológicos foram inoculados inicialmente três vezes por semana e diminuindo a concentração ao longo do período estudado, enquanto o lodo de esgoto sanitário foi inoculado uma única vez. Na Fase 2: R1 ¿ inoculado com lodo de esgoto sanitário; R4 ¿ testemunha; R6 ¿ inoculado com composto biológico na dose recomendada (10 mL); R8 ¿ inoculado com lodo de esgoto sanitário e composto biológico na dose recomendada e R9 ¿ inoculado com composto biológico 5x á dose recomendada. Os compostos biológicos foram inoculados inicialmente três vezes por semana e diminuindo a concentração ao longo do período estudado, enquanto o lodo de esgoto sanitário foi inoculado uma única vez. Porem, nesta fase, ao inserir o composto biológico foi feita uma aeração de forma a homogeneizar com o esgoto presente no reator. Os parâmetros para avaliar a eficiencia no tempo de partida foram DQO, fósforo, nitrogênio, pH, sólidos (ST,STV e SST), temperatura, oxigênio dissolvido e vazão. Os resultados revelaram que o reator R4 foi o que obteve menores níveis de DQO, maior remoção de nutrientes, nas duas fases. Enquanto os reatores que foram inoculados com lodo de esgoto, R1 e R8 tiveram as maiores concentrações de DQO, independentemente da fase. Os reatores tratados com composto biológico, R6 e R9 obtiveram melhores respostas quando comparados com os reatores tratados com lodo de esgoto. Entretanto, em relação a partida de reatores, os dias avaliados em cada fase não foram suficientes para a estabilização dos parâmetros estudados. Contudo, devem ser realizados mais trabalhos para aumentar a eficiência dos inóculos na partida de tratamento anaeróbio / Abstract: The Brazil is productor major coffee of the world. However, the production of quality coffee put in water¿s body great amount of wastewater, main residue of the processing of grains. Thereby, technologies that minimize the impact of disposal in rivers are needed to conserve the aquatic environment. Thus, the hypothesis of this study was the use of microorganisms through the technique of bioremediation, which possess high removal rate due to biological process, accelerates the starting-up of reactors. The aim of this study was to develop strategies starting anaerobic reactors before receiving wastewater to accelerate the maturation process, and thus obtain better efficiency in treatment. The experiment was conducted at the Experimental Field of the Faculty of Agricultural Engineering, UNICAMP in the months from March to July 2013. We evaluated five anaerobic reactors at two different stages. In Phase 1: R1 - inoculated with sewage sludge; R4 ¿ control; R6 - inoculated with biological compound drop 50% greater than the recommended; R8 - inoculated with sewage sludge and biological compound at the recommended drop and R9 - inoculated with biological compound recommended drop. The organic compounds were initially inoculated three times a week and decreasing concentration over the study period, while the sewage sludge was applied only once. In Phase 2: R1 - inoculated with sewage sludge; R4 ¿ control; R6 - inoculated with biological compound at the drop recommended; R8 - inoculated with sewage sludge and biological compound at the recommended drop and R9 - inoculated with biological compound the 5x recommended drop. The organic compounds were initially inoculated three times a week and decreasing concentration over the study period, while the sewage sludge was applied only once. Meantime, at this stage, to enter the biological compound was made an airing to homogenise the sewage present in the reactor. Parameters to evaluate the effective start-up were COD, phosphorus, nitrogen, pH, series of total solids, temperature, dissolved oxygen and flow. The results revealed that the reactor was R4 which had lower levels of COD, more removal of nutrients in both phases. While the reactors were inoculated with sewage sludge, R1 and R8 had the highest concentrations of COD, regardless of the stage. The reactors treated with biological compound, R6 and R9 had better responses when compared with the reactors treated with sewage sludge. However, regarding the start-up of reactors, the days assessed at each stage were not sufficient for stabilization of the parameters studied. All the same, more work must be done to increase the efficiency of the starting inoculum in anaerobic treatment / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola