Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Romenia Ruth de Sousa.pdf: 1321204 bytes, checksum: 4b01231ee0cf2055e77976350933a409 (MD5) Previous issue date: 2013-12-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The choice of inoculum for treatment of organic solid waste is of the most importance to allow increased efficiency of the process of biodegradation of organic matter in anaerobic digestion resulting in higher yields in the production of biogas. This study aimed to evaluate the behavior of different inocula in anaerobic digestion of organic solid waste, determine the kinetic constant of formation of ammonia nitrogen and quantify the production of biogas. The experimental system was installed and monitored on the premises of EXTRABES from the UniversidadeEstadual da Paraíba, Campina Grande.Four different inocula were used in total: leachate, leachate adapted , UASB effluent , effluent of adapted UASB. All tests were done in triplicata. The leachate inocula and efluente of adapted UASB were pre - treated under anaerobic conditions for four months before starting the experiment and one of treatments was without the addition of inoculum for comparative study of treatments, resultind of 15 reactors monitored daily . The volumetric capacity of the reactor was 620 ml. Weekly, samples were collected of the solublefractions of the each treatment of liquid sample for analyzes of pH , total alkalinity , VFA , soluble COD , ammonia nitrogen and soluble orthophosphate. After 216 days of monitoring, the stabilized materialswere discarded and made the characterization by analysis of total COD , total phosphorus , fractions of solids and total nitrogen . The quantification of the volume of biogas performed was made daily using manometry system. Among the conditions studied, the treatment used leachate obtained total COD removal of 46.49 % , and showed higher pH contributing to better stability during treatment . T3 has removed 41 % of ammonia nitrogen and T1 removed of it. The removal of total solids was higher to T3 with 69.8 % of removal , followed by 45.7, 35.7, 23.1 and 22.5 % for T1, T2 , T5 and T4 , respectively. Biogas production was close to 23 L for all studiedtreatments . The kinetic constant of formation of ammonia nitrogen was higher for T1 indicating rapid degradation of organic matter in relation to other treatments studied. / A escolha de inóculos para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos é de extrema importância para possibilitar o aumento na eficiência do processo de biodegradabilidade da matéria orgânica na digestão anaeróbia resultando em maiores rendimentos na produção de biogás. Esse estudo teve como objetivo avaliar o comportamento de diferentes inóculos na digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos; determinar a constante cinética de formação de nitrogênio amoniacal e quantificar a produção de biogás. O sistema experimental foi instalado e monitorado nas dependências da Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários da Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande. Foram utilizados 4 diferentes inóculos no total, sendo estes; Lixiviado, Lixiviado Adaptado, efluente de UASB, efluente de UASB Adaptado. Todos os testes foram feitos em triplicata.Os inóculos do lixiviado e do efluente de UASB adaptados foram prétratados em condições anaeróbias durante quatro meses antes da partida do experimento e um tratamento foi sem a adição de inóculo para efeito de estudo comparativo dos tratamentos, totalizando 15 reatores monitorados diariamente. A capacidade volumétrica dos reatores foi de 620 ml. Foram feitas coletas semanalmente das frações solúveis de cada tratamento da amostra líquida para realização das análises de pH, alcalinidade total, AGV, DQO solúvel, nitrogênio amoniacal, e ortofosfato solúvel. Após 216 dias de monitoramento foram descartados os materiais estabilizados e feita a caracterização pelas análises de DQO total, fósforo total, frações de sólidos e nitrogênio total. A quantificação do volume de biogás gerado foi realizada diariamente utilizando sistema manométrico. Dentre as condições estudadas, o tratamento que utilizou lixiviado obteve remoção de DQO total de 46,49%, e apresentou pH mais elevado contribuindo para uma melhor estabilidade durante o tratamento. O T3 removeu 41% de nitrogênio amoniacal e o T1 removeu 33%. A remoção de sólidos totais foi maior para o T3 com 69,8% de remoção, seguido de 45,7, 35,7, 23,1 e 22,5% para T1, T2, T5 e T4, respectivamente. A produção de biogás foi próximo a 23 L para todos os tratamentos estudados. A constante cinética de formação de nitrogênio amoniacal foi maior para o T1 indicando a rápida degradação da matéria orgânica em relação aos demais tratamentos estudados.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-11-07T10:17:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Débora Cristina Aguiar Chaves Paiva - 2017.pdf: 5630280 bytes, checksum: 8935fe44bd6a04a467ea7bb4c6de8f68 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-11-07T10:17:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Débora Cristina Aguiar Chaves Paiva - 2017.pdf: 5630280 bytes, checksum: 8935fe44bd6a04a467ea7bb4c6de8f68 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-07T10:17:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Débora Cristina Aguiar Chaves Paiva - 2017.pdf: 5630280 bytes, checksum: 8935fe44bd6a04a467ea7bb4c6de8f68 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-21 / The present work had as objective to investigate the performance of a fixed bed aerobic reactor with biomass adhered in the treatment of waters contaminated with glyphosate and different concentrations of phosphorus. The effect of different phosphorus concentrations on the adsorption kinetics of glyphosate in a support medium was evaluated by means of the determination of the exhaust curve in a system composed of an adsorption column filled with expanded clay. The glyphosate solution used was commercial product based on Glyphosate Di-ammonium salt 445 g.L-1 (370 g.L-1 equivalent acid) and ultra purified water, with final glyphosate concentration of 8 mg.L-1. Concentrations of 0.8 mg.L-1 were used in the adsorbent assays; 8 mg.L-1; and 16 mg.L-1, and the pH values adopted were: 4; 7 and 10. The results obtained demonstrate the influence of both pH and phosphate ions on the adsorption of glyphosate in expanded clay, where the adsorption kinetics showed the influence of both parameters, in general, on higher concentrations of phosphate ions. The effect of different concentrations of phosphorus on glyphosate biodegradation kinetics was evaluated by means of temporal profiles of the glyphosate and phosphorus concentration decay in the same system used in the adsorption tests with aerobic sludge inoculation in the expanded clay. The glyphosate solution was the same as that used in the 15 mg.L-1 adsorption assays, evaluating the degradation in the presence of concentrations of 2.15 mg.L- 1; 5.37 mg.L-1; 10.75 mg.L-1; 16.12 mg.L-1; 21.5 mg.L-1; 43 mg.L-1 phosphorus. The results demonstrate the influence of phosphate ions on the degradation kinetics of glyphosate in expanded clay. It is possible to observe that glyphosate treatment efficiency increased as phosphorus concentrations increased, indicating that kinetics of degradation was directly associated to kinetics adsorptive. The data were analyzed by means of multiple regression, which was able to verify with 95% confidence the effect of the phosphorus (p <0.05) on the degradation process. / O presente trabalho teve como objetivo investigar o desempenho de um reator aeróbio de leito fixo com biomassa aderida no tratamento de águas contaminadas com glifosato e diferentes concentrações de fósforo. Avaliou-se inicialmente o efeito de diferentes concentrações de fósforo na cinética de adsorção do glifosato em meio suporte por meio da determinação da curva de exaustão em sistema composto por coluna de adsorção preenchidacom argila expandida. A solução de glifosato utilizada foi composta por produto comercial a base de sal de Di-amônio de Glifosato 445 g.L-1 (370 g.L-1 equivalente ácido) e água ultra purificada, com concentração final de glifosato de 8 mg.L-1. Nos ensaios adsortivos foram utilizadas concentrações de 0,8 mg.L-1; 8 mg.L-1; e 16 mg.L-1, e os valores de pH adotados foram: 4; 7 e 10. Os resultados obtidos demonstram a influência tanto do pH quanto dos íons fosfato na adsorção do glifosato em argila expandida, onde a cinética de adsorção demonstrou a influência de ambos os parâmetros, em geral, em concentrações mais elevadas de íons fosfato. Posteriormente avaliou-se o efeito de diferentes concentrações de fósforo na cinética de biodegradação do glifosato por meio da realização de perfis temporais do decaimento da concentração de glifosato e fósforo no mesmo sistema utilizado nos ensaios de adsorção com inoculação de lodo aeróbio na argila expandida. A solução de glifosato foi a mesma utilizada nos ensaios adsortivos na concentração de 15 mg.L-1, avaliando a degradação na presença das concentrações de 2,15 mg.L-1; 5,37 mg.L-1; 10,75 mg.L-1; 16,12 mg.L-1; 21,5 mg.L-1; 43 mg.L-1 de fósforo. Os resultados demonstram a influência dos íons fosfato na cinética de degradação do glifosato em argila expandida, sendo possível observar a eficiência de tratamento do glifosato foi crescente à medida que se aumentou as concentrações de fósforo, indicando que a cinética de degradação esteve diretamente associada à cinética adsortiva. Os dados foram analisados por meio de regressão múltipla, a qual foi possível verificar com 95% de confiança o efeito do fósforo (p<0,05) sobre o processo de degradação.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniela E G Trigueros.pdf: 1658351 bytes, checksum: 7fbea29ba41e37a5bf51e05f405fc287 (MD5) Previous issue date: 2008-02-12 / Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Campus de Toledo / The aromatics hydrocarbons usually known as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes isomers) are toxics compounds presented in many petroleum products, such as gasoline, and are also widely used in chemical and petrochemical industries. When these compounds are released in the environment a contamination of the soil and the groundwater took place. As a result, the use of the aquifers becomes impossible. Groundwaters nowadays represent an alternative potable water source in many countries. Therefore, it s crucially important to study the biodegradation process, in particular when multiple substrates are presented in the system. In this work, the kinetics of BTEX biodegradation was studied, individually and as in mixture. Hence, the performance of the different microbial growth unstructured models, based on the population level kinetics were investigated by using experimental data from literature. The equations of the material balances, for batch operation mode, were numerically solved (RKF45 method) applying the Monod and Andrews models to describe an individual substrates biodegradation kinetics. Similarly, the applied equations describing mixture substrates biodegradation kinetics were solved by using the competitive, noncompetitive and uncompetitive inhibitions models as well as the sum kinetic interactions parameters (SKIP) model. Moreover, in order to understand the mechanisms involved in the biodegradation process of the BTP toxics compounds (benzene, toluene, and phenol), individually and as the binary and ternary mixtures, were investigated. In this case, some inhibition models modifications were proposed in order to describe the biodegradation kinetics of the benzene-toluene and benzene-phenol mixtures. The kinetic parameters were estimated by using Particle Swarm global optimization method. The experimental data were taken from the literature and the programs were coded in Maple software. The least square method was used as a statistical criterion of the search. The evaluated kinetic parameters values obtained in the present study were found to describe very well experimental data and to be in accordance with the values reported in the literature. The simple Monod and Andrews models accurately predict the BTEX individual biodegradation kinetics. The SKIP model provided the best description of BTEX biodegradation kinetics, showing the existence of non specific interactions between the BTEX substrates. The other models behavior indicated a presence of a competitive and a noncompetitive inhibition in the mixtures, agreeing with the reality that a mixture culture used in the biodegradation can have multiples metabolic pathways to the BTEX biodegradation. By applying the SKIP model, the interactions between BTEX substrates was estimated, where the ethylbenzene expressed a higher inhibitory effect in the mixtures, whereas the xylene shown a smaller one. The competitive inhibition model adequately described the BTP binary and ternary mixtures biodegradation process, because substrates biodegradation is catabolized via the same enzymatic pathway of Pseudomonas putida F1. Moreover, the inhibition models modifications proposed described better the biodegradation kinetics of benzene-toluene and benzene-phenol mixtures. Finally, the obtained results in this work have shown that the best models can be successfully applied for optimization of toxics compounds biodegradation process by applying different bioreactors types and operational conditions. / Os hidrocarbonetos aromáticos benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos, coletivamente conhecidos como BTEX são compostos tóxicos presentes em derivados de petróleo, como a gasolina, e utilizados em larga escala nas indústrias químicas e petroquímicas. Estes compostos quando liberados no meio ambiente contaminam o solo e as águas subterrâneas, podendo inviabilizar a exploração de aqüíferos, que atualmente representam uma fonte alternativa de água potável. Portanto, é fundamental a pesquisa de processos de biodegradação, particularmente quando múltiplos substratos estão presentes no sistema. Neste trabalho investigou-se a cinética de biodegradação dos compostos BTEX, individualmente e em mistura. Para tanto, o desempenho de diversos modelos não-estruturados de crescimento microbiano, baseado na cinética no nível da população, foi avaliado utilizando-se dados experimentais obtidos da literatura. As equações do balanço material em operação batelada foram numericamente resolvidas (método RKF45) aplicando os modelos de Monod e Andrews à cinética de biodegradação individual dos substratos. Igualmente, as equações aplicadas à cinética de biodegradação da mistura BTEX foram resolvidas considerando os modelos de inibição competitiva, acompetitiva e não-competitiva, bem como o modelo soma cinética dos parâmetros de interação (sum kinetic interactions parameters SKIP). Para o entendimento dos mecanismos envolvidos na biodegradação de múltiplos substratos tóxicos, também foram investigadas a cinética de biodegradação dos compostos BTF (benzeno, tolueno e fenol), individualmente e em misturas binárias e ternária. Neste caso, algumas modificações nos modelos de inibição foram propostas para descrever a cinética de biodegradação das misturas benzeno-tolueno e benzeno-fenol. Os parâmetros cinéticos foram estimados por meio de um método de otimização global conhecido como Enxame de Partículas (Particle Swarm Optimization PSO), implementado no software Maple®, utilizando a função dos mínimos quadrados como critério estatístico. Os parâmetros obtidos no presente trabalho mostraram-se coerentes com valores relatados na literatura. A biodegradação individual dos substratos BTEX foi adequadamente representada pelos modelos de Andrews e Monod. O modelo SKIP proporcionou a melhor representação da cinética de biodegradação da mistura BTEX, e conseguiu mostrar a existência de interações não específicas entre os substratos BTEX. Além do ótimo ajuste do modelo SKIP, inferências sobre o comportamento dos demais modelos avaliados indicam uma mistura de inibições competitiva e não-competitiva, concordando com o fato de que, a mistura de culturas microbianas utilizada na biodegradação, pode apresentar múltiplos caminhos metabólicos para a biodegradação dos compostos BTEX. Por meio do modelo SKIP estimou-se as interações entre os substratos BTEX, onde o etilbenzeno apresentou o maior efeito de inibição sobre os demais compostos, ao passo que o xileno mostrou o menor efeito. O modelo de inibição competitiva representou adequadamente a cinética de biodegradação dos substratos BTF, em misturas binárias e ternária, concordando com o fato de que estes compostos são catabolizados pelo mesmo caminho enzimático da Pseudomonas putida F1 utilizada na biodegradação. Além disso, as modificações propostas para os modelos de inibição, representaram melhor a cinética de biodegradação das misturas benzeno-tolueno e benzeno-fenol. Os resultados alcançados neste trabalho mostram que os melhores modelos podem ser aplicados com sucesso na otimização dos processos de biodegradação de compostos tóxicos em diferentes tipos de biorreatores e condições operacionais.