Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-18T14:20:50Z No. of bitstreams: 1 PDF - Roberta Milena Moura Rodrigues.pdf: 36710948 bytes, checksum: 554ab863304bbf43e3ca861642fc5611 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T14:20:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Roberta Milena Moura Rodrigues.pdf: 36710948 bytes, checksum: 554ab863304bbf43e3ca861642fc5611 (MD5) Previous issue date: 2017-06-19 / onselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Secondary biological anaerobic processes used for wastewater treatment have developed rapidly since the mid-20th century and are currently used in most Sewage Treatment Plants (ETEs) around the world. Sludge produced throughout the treatment is the main byproduct and is a semi-solid material containing organic matter, pathogenic microorganisms, toxic substances and even heavy metals withdrawn from the liquid phase. However, by applying appropriate treatment, it can transform itself from a problem residue into a product with economic value: modern and low-cost technologies can be reused in the material (nutrients and heavy metals) and its energy potential (biogas production - 70% methane). Volatile fatty acids (AGVs) are important intermediates of anaerobic digestion and their rate of production largely determines the rate of methane production. The knowledge of the concentration of VFAs in the sludge under treatment allows monitoring the performance of the reactor. The gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC / MS), for the determination of VFAs, stands out from others for being efficient and selective, and allows structural information, molar mass, among other advantages. The validation of a method for its detection ensures the reliability of the results. In the present work, the Thermo Scientific gas chromatograph (TRACE 1300) was used and the detector was a Thermo Scientific mass spectrometer (ISQ QD - Single Quadrupole) with an SPB-624 intermediate polarity column. Recognized brand reagents And previous tests were done to define suitable conditions for the method (CG / MS). Validation was done following the recommendations of INMETRO and ANVISA. The results showed that the validation of the method (GC / MS) for determination of VFAs with the chosen column and the best chromatographic conditions obtained were adequate, taking into account the validation parameters: linearity (r ≥ 0,9843), precision Coefficients of variation <20%), sensitivity (angular coefficients ≥ 238218), limit of detection (0.030 mg.L-1 - 0.848 mg.L-1), limit of quantification (0.120 mg.L-1 - 2.827 mg.L -1), accuracy (100% - 110% - higher concentrations). Applied to real matrices, the method proved to be satisfactory because the retention times were very similar to the patterns used. / Processos biológicos secundários anaeróbios empregados para o tratamento de águas residuais têm se desenvolvidos de forma acelerada a partir da metade do século XX e são atualmente utilizados na maioria das Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) ao redor do mundo. Lodos produzidos ao longo do tratamento são o principal subproduto e constituem um material semisólido que contem matéria orgânica, microrganismos patogênicos, substâncias tóxicas e até metais pesados retirados da fase líquida. Entretanto, aplicando-se tratamento adequado, pode se transformar de um resíduo problema em um produto com valor econômico: tecnologias modernas e de baixo custo podem ser reaproveitados materiais nele contido (nutrientes e metais pesados) e pelo seu potencial energético (produção de biogás - 70% de metano). Os ácidos graxos voláteis (AGVs) são importantes intermediários da digestão anaeróbia e sua taxa de produção determina em grande parte a taxa de produção de metano. O conhecimento da concentração de AGVs no lodo em tratamento permite acompanhar o desempenho do reator. O método de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM), para determinação de AGVs, se destaca de outros por ser eficiente e seletivo, e permite obter informação estrutural, massa molar, entre outras vantagens. A validação de um método para sua detecção assegura a confiança dos resultados. No presente trabalho foi utilizado o cromatógrafo gasoso Thermo Scientific (TRACE 1300) e o detector foi um espectrômetro de massas Thermo Scientific (ISQ QD – Single Quadrupole) com uma coluna de polaridade intermediária SPB- 624. Foram utilizados reagentes (analitos) de marca reconhecida e testes prévios foram feitos para definir condições adequadas para o método (CG/EM). A validação do mesmo foi realizada seguindo as recomendações de INMETRO e ANVISA. Os resultados mostraram que a validação do método (CG/EM) para determinação de AGVs com a coluna escolhida e as melhores condições cromatográficas obtidas mostraram-se adequadas, atendendo aos parâmetros de validação: linearidade (r ≥ 0,9843), precisão (coeficientes de variação < 20%), sensibilidade (coeficientes angulares ≥ 238218), limite de detecção (0,030 mg.L-1 - 0.848 mg.L-1) , limite de quantificação (0.120 mg.L-1 - 2.827 mg.L -1), exatidão (100% - 110% - concentrações maiores). Aplicado em matrizes reais o método se mostrou satisfatório porque os tempos de retenção foram muito semelhantes aos dos padrões utilizados.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-02-06T19:18:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO__ENGCIVIL_UFPE_TALITA_2016.pdf: 2406601 bytes, checksum: e0d2f49464f0d875b06470d5e47b1d5b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-06T19:18:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO__ENGCIVIL_UFPE_TALITA_2016.pdf: 2406601 bytes, checksum: e0d2f49464f0d875b06470d5e47b1d5b (MD5) Previous issue date: 2016-12-07 / CNPQ / Os resíduos sólidos orgânicos representam mais de 50% dos resíduos sólidos gerados no Brasil, que aliado ao principal subproduto gerado nas estações de tratamento de esgoto e nas indústrias, o lodo, podem ser co-digeridos e intensificar a geração de biogás e metano, tornando-se uma importante fonte de alternativa energética, além de reduzir os impactos ambientais decorrentes das disposições inadequadas destes resíduos e das emissões dos gases de efeito estufa. Deste modo, esta pesquisa possui como objetivos a análise da geração de biogás e metano na co-digestão do resíduo alimentar com lodo anaeróbio (doméstico e industrial) em duas proporções de substrato/inóculo (1:11 e 1:6); além da análise da influência das cascas cítricas e ácidas no processo de digestão anaeróbia; e o estudo da variabilidade destes lodos e a sua influência na co-digestão, através da realização de ensaios de Potencial Bioquímico do Metano (BMP). A partir dos resultados obtidos, foi constatado o aumento da geração de biogás proporcionada pela adição do lodo, evidenciando a sinergia proporcionada pela complementariedade das características dos substratos envolvidos. Entretanto, em termos de geração de metano, foi constatada a acidificação e a inibição da atividade metanogênica nos biorreatores contendo resíduo, que pode ter sido favorecido pela predominância das características do substrato utilizado, como um pH ácido, alta relação C/N, elevada presença de amido e lipídeos que podem ter favorecido o acúmulo de ácidos graxos voláteis e a acidificação do meio; bem como a baixa alcalinidade dos inóculos utilizados, que não forneceram o tamponamento suficiente. Observou-se também que adição de cascas cítricas e ácidas proporcionou um leve aumento no volume acumulado de biogás e metano em relação à co-digestão sem a adição das casas, provavelmente em decorrência da melhora da relação C/N do meio. É possível verificar ainda a variabilidade dos lodos oriundos de diferentes origens e a similaridade (em termos de volume acumulado de biogás) dos lodos provenientes da mesma origem, apesar de terem sido coletados em épocas diferentes. Com este trabalho foi possível analisar a influência das características dos substratos na digestão anaeróbia; a importância da sua caracterização prévia no intuito de evitar possíveis falhas no processo; bem como a relevância do tamponamento do sistema e a carga orgânica adequada para evitar a acidificação do meio e a inibição da formação de metano. / The solid organic waste represents more than 50% of the solid waste generated in Brazil, that associated with the main byproduct generated in sewage treatment stations and industries, the sludge, can be co-digested and increase the generation of biogas and methane, making it an important source of alternative energy, besides reducing environmental impacts due the inadequate provisions of this waste and emissions of greenhouse effect gases. The objective of this research was to analyze the biogas and methane generation in the co-digestion of food waste with anaerobic sludge (domestic and industrial), in two substrate/inoculum ratios (1:11 and 1:6); as well as the analysis of the influence of the citric and acid peels in the anaerobic digestion process; and the study of the variability of these sludges in the co-digestion, through the conduction of Potential Biochemical Methane (PBM) tests. From the obtained results, it was observed the increase of biogas generation provided by the addition of sludge, indicateng the synergy provided by the complementary characteristics of the substrates involved. However, in terms of methane generation, it was observed the acidification and inhibition of the methanogenic activity in the bioreactors containing residue, probably due to the predominance of their characteristics, such as acidic pH, high C/N ratio, high presence of starch and lipids that may have favored the accumulation of volatile fatty acids and the acidification of the environment; as well as the low alkalinity of the inoculants used, which did not provide sufficient buffering. It was observed that the addition of citrus and acid peels provided a level of increase in the accumulated volume of biogas and methane in relation to the co-digestion without the addition of the peels, probably due to the improvement in the C/N ratio of the medium. It’s possible to verify the variability of sludge from different sources, and the similarity (in terms of cumulative volume of biogas) of the sludges from the same source, despite being collected at different times. With this project, it was possible to analyze the influence of the characteristics of substrates in anaerobic digestion; the importance of its previous characterization in order to avoid possible failures in the process; as well as the relevance of buffering the system and the appropriate organic load to avoid acidification of the environment and inhibition of methane formation.

Levando-se em consideração a importância econômica que a indústria sucroalcooleira e do biodiesel representam para o Brasil, bem como a posição de destaque do país neste cenário econômico mundial, uma gestão adequada do efluente gerado pelas indústrias torna-se fundamental. A fim de minimizar os impactos ambientais associados, tendo em vista que um litro de etanol produzido gera até quinze litros de vinhoto e que cada tonelada de biodiesel gera cem quilos de glicerol, tecnologias disponíveis podem ser utilizadas, como no caso de processos anaeróbios. Este estudo avaliou doze experimentos em processo anaeróbio em escala laboratorial utilizando efluente de vinhoto e glicerol pós tratamento por processo de acidogênese, oriundo da indústria sucroalcooleira e do biodiesel. Foram determinados parâmetros de produção de metano, entre outros aspectos. Os três reatores dos quatro experimentos que apresentaram resultados mais significativos em termos de produção de metano no período de tempo monitorado, utilizando somente vinhoto residual, foram o V4.3, V2.3 e o V3.3, em volumes de 6.241 mL, 6.087 mL e 4.845 mL, respectivamente. Já nos experimentos utilizando também glicerol, os resultados apresentaram produções máximas de metano de 8.687 mL, 7.990 mL e 6.640 mL, para relações de proporções de vinhoto e glicerol de 80/20, 60/40 e 20/80, respectivamente. / Taking into account the economic importance that the sugar-alcohol industry and biodiesel represent for Brazil, as well as the country's leading position in this world economic scenario, adequate management of the effluent generated by the industries becomes fundamental. In order to minimize the associated environmental impacts, given that one liter of ethanol produced generates up to fifteen liters of vinasse and that each ton of biodiesel generates one hundred kilos of glycerol, available technologies can be used, as in the case of anaerobic processes. This study evaluated twelve experiments in anaerobic process in laboratory scale using effluent of vinasse and glycerol post treatment by acidogenesis process, coming from the sugar-alcohol industry and biodiesel. Methane production parameters were determined, among other aspects. The three reactors of the four experiments that presented the most significant results in terms of methane production in the monitored time period, using only residual vinasse, were V4.3, V2.3 and V3.3, in volumes of 6,241 mL, 6,087 mL and 4,845 mL, respectively. In the experiments using also glycerol, the results presented maximum methane yields of 8,687 mL, 7,990 mL and 6,640 mL, for vinasse and glycerol ratios of 80/20, 60/40 and 20/80, respectively.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KelianaDantasSantos.pdf: 895385 bytes, checksum: 3acd95bf0a090afc60f2e59780dde652 (MD5) Previous issue date: 2007-02-22 / The environmental conditions in Brazil have been contributing to the development of anaerobic systems in the treatment of wastewaters, especially UASB reactors Upflow Anaerobic Sludge Blanket. In the anaerobic digestion, the organic nitrogen is reduced, to ammonium form, which is not degraded in those conditions. The method more used for nitrogen removal is the biological treatment by nitrification and denitrification. The nitrification is an aerobic process, accomplished by autotrophic bacteria that promote the oxidation of ammonia to nitrite and nitrate. The second stage of the treatment, named denitrification, is a process in which anaerobic bacteria reduce nitrite and nitrate to molecular nitrogen. The classic biological process, for removal of nutrients, use three reactors - Bardenpho System, therefore, this work intends an alternative system, where the anaerobic digestion and the denitrification happen in the same reactor, in this system, is reduced for two, the number of reactors. This work had as objective evaluates the performance of the UASB reactor, in terms of removal efficiency, of bath COD and nitrogen. It was verified that the anaerobic digestion process was not affected, the removal efficiency of organic material expressed in COD, in all the phases, was 71%, removal already expected for a reactor of this type. It was also observed that the denitrification process happened, the removal nitrate efficiencies were, in the first phase, 90% and in the following ones, 50%. Therefore, the denitrification process in reactor UASB is viable. / As condições ambientais do Brasil, principalmente o clima por apresentar altas temperaturas, têm contribuído para o desenvolvimento de sistemas anaeróbios no tratamento de águas residuárias, especialmente reatores UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket,. No processo de digestão anaeróbia, o nitrogênio orgânico é reduzido para a forma amoniacal, a qual não é degradada nessas condições. Nos sistemas de tratamento de águas residuárias, o método mais frequentemente utilizado para remoção de nitrogênio é o tratamento biológico por nitrificação e desnitrificação. A nitrificação é um processo aeróbio, realizado por bactérias autotróficas que promovem a oxidação da amônia para nitrito e nitrato. Na segunda etapa do tratamento, desnitrificação, as bactérias facultativas anaeróbias reduzem nitrito e nitrato a nitrogênio molecular. No processo biológico clássico, para remoção de nitrogênio e fósforo, são necessários três reatores - Sistema Bardenpho. Nesta pesquisa, propõe-se um sistema alternativo, onde a metanização e a desnitrificação acontecem no mesmo reator, sendo o número de reatores, desse sistema, reduzido para dois. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um reator UASB, em termos de eficiência de remoção, de DQO e de compostos de nitrogênio. Verificou-se que o processo de metanização não foi prejudicado, pois, a eficiência de remoção de material carbonáceo expresso em DQO, em todas as fases, foi de 71%, remoção já esperada por um reator deste tipo. Também se observou que efetivamente ocorreu o processo de desnitrificação, visto que as eficiências de remoção de nitrato foram, na primeira fase, de 90% e nas seguintes, em média 50%. Portanto, o processo de desnitrificação em reator UASB é viável.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:20:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Mateus Cunha Mayer.pdf: 1482093 bytes, checksum: 6ef7ab7f3428e39fcb866641ec5568e6 (MD5) Previous issue date: 2013-04-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Municipal solid waste are produced daily from commercial, industrial and domestic sectors, thus becoming one of the biggest environmental problems nowadays. There are several techniques for treatment of solid waste, mainly organic fraction, which is liable to biological degradation. Anaerobic digestion has been widely used for this purpose. One of the most important stages of anaerobic digestion is hydrolysis, which promotes the breakdown of organic polymer complex to simple molecules by extracellular enzymes. Prior preparation of inoculum is an example of pre-treatment that can increase the efficiency of anaerobic process, achieving higher yields in the production of biogas and further biostabilized final compound.This study aimed to evaluate the conduct of different inoculum in anaerobic digestion of food waste, analyze the soluble fraction of each treatment, determine the kinetic constant of biodegradation and quantify the production of biogas. The experimental system was installed and monitored premises Experiment Station Biological Treatment of Sewage from the State University of Paraiba, Campina Grande. The substrate used in the experiment was added to the inoculum and fed to different reactors (leachate, UASB effluent, adapted leachate and adapted UASB), composing the treatments. The adapted leachate and UASB inoculum were pre-treated under anaerobic conditions for four months before starting the experiment. One of the treatments was studied as a blank test without the addition of inoculum.Soluble fractions were analyzed for each treatment from weekly collection of the liquid sample. The biogas volume quantification was performed daily using manometric system. After 104 days of monitoring, it was observed that among the conditions studied, the treatment process to better answered biological solubilization was that containing leachate, getting larger value of biodegradation kinetics constant. The biogas production obtained low variation of results, with unit values of 0.13 L and accumulated volumes around 9.5 L in treatments studied. / Os resíduos sólidos urbanossão produzidos diariamente a partir de setores comerciais, industriais e domésticos, constituindo-se em um dos maiores problemas ambientais da atualidade. Existem diversas técnicas de tratamento de resíduos sólidos, principalmente, a fração orgânica, que é passível de degradação biológica.A digestão anaeróbia vem sendo amplamente utilizada para tal finalidade. Uma das etapas mais importantes constituintes da digestão anaeróbia é a hidrólise, que promove a quebra de complexos poliméricos orgânicos a moléculas mais simples,através de enzimas extracelulares. A preparação prévia de inóculosé um exemplo de pré-tratamento que pode aumentar a eficiência da partida do processo anaeróbio, obtendo-se maiores rendimentos na produção de biogás e um composto final mais bioestabilizado. Esse estudo teve como objetivos avaliar o comportamento de diferentes inóculos na digestão anaeróbia de resíduos alimentícios, analisar a fração solúvel de cada tratamento, determinar a constante cinética de biodegradação e quantificara 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. O substrato utilizado no experimento foi adicionado a diferentes inóculos e alimentado aos reatores (lixiviado, efluente UASB, lixiviado adaptado e UASB adaptado), compondo os tratamentos estudados. Os inóculos lixiviado e UASB adaptados foram pré-tratados em condições anaeróbias durante quatro meses antes da partida do experimento. Um dos tratamentos foi estudado como prova em branco, sem a adição de inóculo. Foram analisadas as frações solúveis de cada tratamento a partir da coleta semanal de amostra líquida. A quantificação do volume de biogás gerado foi realizada diariamente utilizando sistema manométrico. Após 104 dias de monitoramento, observou-se que,dentre as condições estudadas, o tratamento que melhor respondeu ao processo de solubilização biológica foi o que continha lixiviado, obtendo maior valor da constante cinética de biodegradação. A produção de biogás obteve baixa variação dos resultados, com valores unitários da ordem de 0,13 L e volumes acumulados em torno de 9,5 L nos tratamentos estudados.

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2018-03-08T17:31:16Z No. of bitstreams: 2 Kesia_Frigo2017.pdf: 1127031 bytes, checksum: eb8d084e7cf0e47d5e96562b707635f3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-08T17:31:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Kesia_Frigo2017.pdf: 1127031 bytes, checksum: eb8d084e7cf0e47d5e96562b707635f3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The waste from the production of swine and inadequate management of these wastes pose a major risk to the environment. With the need to modernize treatment techniques for pig manure using microorganisms and biodigesters, this study aims to verify the influence on the treatment of swine manure when applied a biological modulator and its efficiency in the biodegradability of organic matter submitted in biodigesters. A completely randomized experimental design with two treatments and six replicates was used. The treatments were composed of the untreated shed waste and the shed waste with the treatment. The treatment constituted in the application of the biological modulator in the bays where the animals were installed. From these conditions, two batches were conducted according to the time of 45 and 93 days of confinement of the animals. The results showed that the presence of the biological modulator in the swine manure did not affect the anaerobic digestion in a significant way, the biogas production and biodegradability of the organic matter were not affected. / Os dejetos resultantes da produção de suínos e o manejo inadequado destes resíduos representam um grande risco ao meio ambiente. Com a necessidade de modernizar as técnicas de tratamento para os dejetos suínos utilizando microrganismos e biodigestores este estudo tem por objetivo verificar a influência no tratamento dos dejetos suínos quando aplicado um modulador biológico e a sua eficiência na biodegrabilidade da matéria orgânica submetidos em biodigestores. Utilizou-se um delineamento experimental inteiramente casualizado, com dois tratamentos e seis repetições. Os tratamentos foram compostos dos dejetos do barracão sem tratamento e os dejetos do barracão com o tratamento. O tratamento constituiu na aplicação do modulador biológico nas baias onde os animais estavam instalados. A partir destas condições, conduziram-se duas bateladas em função do tempo de 45 e 93 dias de confinamento dos animais. Os resultados demostraram que a presença do modulador biológico nos dejetos suínos não afetou a digestão anaeróbica de forma significativa, não foi prejudicado a produção de biogás e a biodegrabilidade da matéria orgânica.

Com o aumento da produção de biodiesel para atender à legislação brasileira, está ocorrendo um aumento considerável na geração de glicerol, um resíduo líquido contendo cerca de 46 g\'CL POT.-\'/L e com elevada concentração de matéria orgânica (DQO média de 1.260 g/L). Apesar de ser bastante utilizado na indústria química, o teor de impurezas do glicerol oriundo de biodiesel limita o seu processamento industrial. Buscando agregar valor à este resíduo, utilizou-se um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket), em escala de laboratório (14,85 L de volume útil), para produzir metano visando geração de energia, tendo o glicerol residual como única fonte de substrato. Este glicerol residual foi obtido a partir da transesterificação de uma mistura de óleos de algodão e soja (2:3, v/v) em uma usina de biodiesel pertencente à Petrobrás S.A. Durante a operação, a COV foi aumentada gradualmente de 2,0 a 10,0 kgDQO/\'M POT.3\'.d e a diluição de glicerol residual no afluente foi reduzida de 1:1.500 até 1:5. O reator UASB foi capaz de remover, em média, 97,5% de matéria orgânica, apresentando 59% de \'CH IND.4\' no biogás, e relação AGV/Alc\'H\'CO IND.3\'POT.-\' abaixo de 0,3, mesmo com 14 g\'CL POT.-\'/L no interior do sistema. No entanto, foi necessário adicionar nutrientes em concentrações adequadas para evitar que o sistema entrasse em colapso. Os ensaios de toxicidade mostraram que o glicerol residual não é tóxico ao lodo anaeróbio, mas apresenta uma limitação inicial da metanogênese. O teste de biodegradabilidade anaeróbia indicou que o glicerol residual foi 65,9% biodegradável e o potencial de produção de metano alcançou 0,220 \'M POT.3\'CH IND.4\'/kg Glicerol. / The Brazilian legislation demands the use of biodiesel mixed with diesel in an increasing rate. This raise on biodiesel production implies also on an increase on generation of glycerol, which is a liquid or semi-solid waste with high concentration of salts (approximately 46.1 g\'CL POT.-\'/L) and organic matter (1260 gCOD/L in average). Despite being widely used in chemical industry, the residual glycerol contains impurities that limit its industrial processing. In order to add value to this residue, an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) at laboratory scale (14.85 L of working volume), fed with glycerol generated on biodiesel industry, was used to produce biogas, which can be used for power generation via methane. This wasted glycerin was produced by the transesterification process of a mixture of the cottonseed oil and soybean oil (2:3, v:v) in a Petrobras S/A biodiesel plant. During operation, the organic loading rate (OLR) was gradually increased from 2.0 to 10.0 kgCOD/\'M POT.3\'.d., and the dilution of residual glycerol in the influent was reduced from 1:1500 to 1:5. The UASB reactor was able to remove 97.5% of the organic matter, producing biogas with 59% of \'CH IND.4\', and VFA/Alk\'H\'CO IND.3\'POT.-\' ratio below 0.3, even with a very high concentration of chloride in the bulk liquid (14 g\'CL POT.-\'/L). However, it was necessary to add nutrients in adequate concentrations to prevent the system from collapsing. The toxicity tests showed that the residual glycerol used in the research was not toxic to the anaerobic sludge. The anaerobic biodegradability test indicated that the residual glycerol was 65.9% biodegradable and the biochemical methane production potential was 0.220 \'M POT.3\'CH IND.4\'/kg Glycerol.

O objetivo principal desta pesquisa foi comparar o desempenho de dois reatores anaeróbios híbridos de biomassa imobilizada (RAHBI), em escala de laboratório, no processamento da vinhaça de cana-de-açúcar. Um (reator 1) recebendo vinhaça sem tratamento prévio e outro (reator 2) processando vinhaça previamente submetida à coagulação, utilizando-se de um biopolímero experimental a base de cálcio. Os reatores foram construídos em acrílico, com volume de 1,5 litros cada, provido de sistema de recirculação com razão igual a 3. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas: a primeira, com duração de 69 dias, teve seu fim caracterizado por um colapso apresentado pelo reator 2. A segunda fase, com duração de 37 dias, onde se observou outro colapso. O principal parâmetro de controle no monitoramento dos reatores foi a quantificação de matéria orgânica, em termos de Demanda Química de Oxigênio (DQO). Durante a Fase I, o reator 1 apresentou eficiência de remoção média de 82,9 ± 4,4% , e o reator 2 de 72,2 ± 18,1%. A carga orgânica volumétrica (COV) média aplicada para o reator 1, durante esta fase, foi de 5,3 ± 1,3 kg DQO/\'M POT.3\'d, e para o reator 2 foi de 5,3 ± 1,6 kg DQO/\'M POT.3\'d. O colapso ocorrido no reator 2 foi evidenciada pelo decréscimo acentuado da eficiência de remoção, chegando a 33,7%. Durante a Fase II, o reator 1 apresentou eficiência de remoção média de 77,5 ± 9,4% , e o reator 2 de 79,2 ± 9,7%. A carga orgânica volumétrica (COV) média aplicada para o reator 1, durante esta fase, foi de 5,1 ± 2,4 kg DQO/\'M POT.3\'d, e para o reator 2 foi de 5,0 ± 2,3 kg DQO/\'M POT.3\'. Ao final desta fase o reator 1 apresentou eficiência de remoção de 80,9%, e o reator 2 65.8%. Foram analisados, também, alcalinidade e produção de metano (\'CH IND.4\'). Durante todas as fases, a alcalinidade dos dois reatores esteve acima de 1000 mg \'CA\'CO IND.3\'/l, indicando estabilidade, em relação a este parâmetro, dos reatores. A produção de \'CH IND.4\' do reator 1 foi de 0,0507 ± 0,0232 l \'CH IND.4\'/h e 0,0838 ± 0,0326 l \'CH IND.4\'/h nas fases I e II, respectivamente. Para o reator 2, esta produção foi de 0,0307 ± 0,0137 l \'CH IND.4\'/h e 0,0800 ± 0,0297 l \'CH IND.4\'/h, para as fases I e II, respectivamente. Foram feitos ensaios de resistência mecânica dos grânulos, análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS) e análise da comunidade microbiana, empregando técnicas de biologia molecular. Os testes de resistência mecânica dos grânulos indicam que os grânulos contidos no inóculo, reatores 1 e 2 possuem resistência à desintegração. As análises de MEV e EDS indicam a presença do elemento cálcio com aproximadamente 22% para o inóculo, 39% para o reator 1 e 50% para o reator 2, na massa dos elementos analisados das amostras de grânulos. As análises de biologia molecular indicaram similaridades entre os reatores 1 e 2 de 66,5 e 58%, para os domínios Bacteria e Archea, respectivamente. Desta forma, supõe-se que esta diferença da biota entre os reatores não estaria contribuindo para a falha conferida no reator 2. / This research aimed at compare the performance of two hybrid anaerobic immobilized biomass (HAIB), in laboratory scale, processing vinasse from sugar cane alcohol destilery. Reactor 1 received vinasse without pre-treatment. Reactor 2 processed coagulated vinasse using a calcium-based biopolymer as coagulant. The two reactors were built in acrylic, with a volume of 1,5 liters each. The recirculation flow rate was 3. The operation of the reactors was divided in two phases: first, lasting 69 days, came to an end characterized by a failure (collapse) presented by the reactor 2. The second phase, lasting 37 days, came to an end characterized by another collapse. The main control parameter in the monitoring of the reactors was the quantification of organic matter in terms of COD. During Phase I, the reactor 1 showed average removal efficiency of 82,9 ± 4,4%, and the reactor 2 72,2 ± 18,1%. The organic loading rate (VOC) average applied to reactor 1, during this phase, was 5,3 ± 1,3 kg DQO/\'M POT.3\'d, and 5,3 ± 1,6 kg DQO/\'M POT.3\'d for the reactor 2. The failure occurred in the reactor 2 was evidenced by the sharp decrease of removal efficiency, reaching 33.7%. During Phase II, the reactor 1 showed average removal efficiency of 77,5 ± 9,4%, and the reactor 2 79,2 ± 9,7%. The average VOC applied to reactor 1, during this phase, was 5,1 ± 2,4 kg DQO/\'M POT.3\'d, and 5,0 ± 2,3 kg DQO/\'M POT.3\'d for reactor 2. At the end of this phase, the reactor 1 showed a removal efficiency of 80.9%, and the reactor 2 65.8%. Has also been analyzed, alkalinity and methane (\'CH IND.4\'). During all the phases, the alkalinity of both reactors was above 1000 mg \'CA\'CO IND.3\'/l, indicating stability in the reactors. The production of \'CH IND.4\' was 0.0507 ± 0.0232 l \'CH IND.4\'/h and 0.0326 ± 0.0838 l \'CH IND.4\'/h in phases I and II, respectively. For the reactor 2, the production of \'CH IND.4\' was 0,0307 ± 0,0137 l \'CH IND.4\'/h e 0,0800 ± 0,0297 l \'CH IND.4\'/h for the phases I and II, respectively. Assays were performed in mechanical granules strength, analysis of scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy X-ray (EDS) and analysis of the microbial community, using molecular biology techniques. The tests of mechanical of granules strength indicate that the granules contained in the inoculum, reactors 1 and 2 are resistant to disintegration. The SEM and EDS analysis indicated the presence of calcium element with approximately 22% inoculum, 39% for reactor 1 and 50% for reactor 2, in the mass of the elements analyzed samples of granules. The microbial community analyzes indicated molecular similarity between the first and second reactor of 66.5 and 58% for Bacteria and Archea domain, respectively. Thus, it is assumed that the difference between the biota of the reactors would not be contributing to the failure given in the reactor 2.

A biomassa lignocelulósica é uma alternativa atrativa para o aumento na oferta de biocombustíveis, uma vez que é constituída de celulose e hemicelulose. Esses polímeros são constituídos principalmente de unidades menores de glicose e xilose, os quais por meio de bactérias anaeróbias termófilas, podem ser metabolizados em etanol. Portanto, estabeleceu-se o objetivo desse trabalho, em utilizar as principais fontes de carbono da biomassa lignocelulósica (celulose, glicose e xilose), e produzir etanol por meio da ação de consórcio microbiano selecionado a partir de inóculo termófilo e anaeróbio. O inóculo foi submetido a condição de crescimento com variação de pH (2,3,4,5,6,e 7) e variação de dois meios de cultivo em reatores em batelada, visando favorecer bactérias celulolíticas e fermentativas produtoras de etanol. Para a produção de etanol, o pH e meio de cultivo mais adequados foram 7,0 e Meio Thermoanaerobacter ethanolicus, respectivamente. A partir do inóculo enriquecido nas condições nutricionais de pH e meio de cultivo, prosseguiu-se a realização dos ensaios de produção de etanol a partir de celulose, glicose e xilose (1g/L de cada substrato), em pH 7 e meio T. ethanolicus. Os ensaios foram realizados em reator em batelada, em triplicata, a 55 &#186;C, ambos seguidos de um reator controle, sem adição desses substratos orgânicos. Os rendimentos de etanol foram de 1,73 mol etanol/mol glicose e 1,33 mol de etanol /mol de xilose. Para o substrato celulose obteve-se 1,88 mmol de etanol/g de celulose. Para os reatores controle de glicose, celulose e xilose, no qual o extrato de levedura foi a única fonte orgânica adicionada, a produção de etanol foi 1,27 mmol/L, 0,39 mmol/L e 1,65 mmol/L, respectivamente. Em todos os reatores foi detectado produção de ácido acético, ácido butírico e ácido propiônico. A produção de ácido acético foi de 5,73 mmol/L, 9,73 mmol/L e 14,45 mmol/L, para os reatores de glicose, celulose e xilose, respectivamente. No reator com glicose, observou-se baixo rendimento de hidrogênio (0,31 mol hidrogênio/mol glicose), e nos demais reatores não foi constatado produção desse gás. Em contrapartida, observou-se rendimentos de 6,6 mmol de metano/g de celulose e 0,68 mol de metano/mol de xilose para os respectivos reatores. Dessa forma, pode-se mencionar que em função das características do consórcio microbiano foi possível obter a degradação da celulose e metabolização da glicose e xilose em etanol. / Lignocellulosic biomass is an attractive alternative to increase biofuels proposal, as its composed of cellulose and hemicellulose. These polymers are consisted in individual molecules of glucose and xylose, through some thermophilic bacteria, can metabolize these carbohydrates in ethanol. Therefore, this study reports on using the principals carbon sources of lignocellulosic biomass (cellulose, glucose, and xylose), and producing ethanol through microbial consortium from anaerobic and thermophilic inoculum. The biomass was submitted to variation of pH (2,3,4,5,6, and 7) and two kinds of medium, due to ethanol production in batch reactors. For ethanol production, the optimized pH and medium were 7,0 and Thermoanaerobacter ethanolicus medium, respectively. The enriched culture was being cultivated in pH and medium experiments were used to ethanol production experiments that carried out in batch reactors, from cellulose, glucose and xylose were realized in triplicate and were maintained at 55 &#176;C, in both batches had a control reactor (without these organics substrates). Positive results in ethanol yields were 1,73 mol ethanol/ mol glucose and 1,33 mol ethanol/ mol xylose. In celluloses reactors the microbial consortium was efficient in substrate degradation, however, was obtained lower ethanol yields (1,88 mol ethanol/ g cellulose). In control reactors from glucose, cellulose and xylose, that yeast extract was the unique organic source, ethanol production was 1,27 mmol/L, 0,39 mmol/L e 1,65 mmol/L, respectively. In all reactors were detected acetic, butyric and propionic acids. The acetic acid production was 5,73 mmol/L, 9,73 mmol/L e 14,45 mmol/L in glucose, cellulose and xylose reactors, respectively. For glucoses reactors were observed lower hydrogen production (0,31 mol hydrogen/ mol glucose), in the other reactors did not observed gases production. Instead of the following yields were obtained: 6,6 mmol methane/ g cellulose and 0,68 mol methane/ mol xylose. Taking this into account, microbial consortium enriched had characteristics to degrade cellulose and metabolize glucose and xylose to ethanol.

A grande evolução no tratamento dos resíduos sólidos orgânicos foi obtida com a Biometanização ou, simplesmente, Digestão Anaeróbia, que ao tratar a fração orgânica produz um composto que pode ser utilizado como condicionador do solo e propicia a recuperação da energia com a utilização do metano produzido no biogás. Esta pesquisa se propôs a analisar a técnica de biometanização, avaliando a influência do lodo e da serragem no tratamento anaeróbio da FORSU em biometanizadores de 50 L e 5 L, operados sob regime batelada e temperatura mesofílica por 150 e 78 dias, respectivamente. Foram analisadas amostras de chorume, do biogás e do digestato (material sólido obtido pós-tratamento, com a abertura dos biometanizadores). Na primeira etapa, quatro reatores de 50 L foram operados com alto teor de sólidos, sob condições distintas: reator 1 - controle (preenchido somente com FORSU); reator 2 (preenchido com FORSU, 5% de lodo e serragem); reator 3 (preenchido com FORSU, 10% de lodo e serragem); reator 4 (preenchido com FORSU e serragem). Com o monitoramento do processo foi possível concluir que a manutenção de um pH ácido, mesmo nos biometanizadores com adição de lodo, propiciou uma condição ácida que foi responsável por inibir a biometanização em todos os tratamentos, que apresentaram baixa remoção de matéria orgânica e ausência de produção de metano. Com isso, iniciou-se a segunda etapa da pesquisa, onde foram operados três reatores de 5 L com baixo teor de sólidos, com o intuito de testar dois tipos de lodos e elevar a porcentagem de inoculação, nas seguintes configurações: reator ETE 1 - preenchido com FORSU, lodo de esgoto e serragem (proporção 3:1:1); ETE 2 preenchido com FORSU, lodo de esgoto e serragem (proporção 2:2:1) e DACAR preenchido com FORSU, lodo do tratamento anaeróbio de efluente de avícula e serragem(proporção 2:2:1). Após 78 dias de operação, constatou-se que maiores proporções de inóculo e uma temperatura mais elevada (30 a 35ºC) favoreceram o pH, a alcalinidade, a umidade, a degradação da matéria orgânica e a produção de metano, observada no reator ETE 2. Contudo, as condições operacionais adotadas e os fatores ambientais não foram adequadas para o sucesso da biometanização. Não houve uma redução significativa de matéria orgânica e a produção de metano foi constatada somente em um dos reatores da segunda etapa. / The major evolution in the treatment of organic solid waste has been achieved by biomethanization, or simply Anaerobic Digestion. When treating the organic fraction, biomethanization produces a compound that can be used as a soil conditioner and provides energy recovery through the use of methane in the biogas produced. This dissertation reports on an analysis of the biomethanization technique and evaluates the influence of sludge and sawdust on the anaerobic treatment of OFMSW in 50 L and 5 L reactors operating under batch regime and mesophilic temperatures for 155 and 78 days, respectively. Slurry samples of biogas and digestato (solid material obtained after treatment with the opening of reactors) were analyzed. In the first stage, four 50 L reactors were operated with high solids content and under different conditions: Reactor 1 - control (filled only with OFMSW); Reactor 2 (filled with OFMSW, 5% sludge and sawdust); Reactor 3 (filled with OFMSW, 10% sludge and sawdust); Reactor 4 (filled with OFMSW and sawdust). The monitoring of the process enabled the maintenance of an acidic pH, even in reactors filled with sludge, and led to an acidic condition responsible for the inhibition of biomethanization in all treatments, which showed low organic matter removal and no production of methane. In the second stage of the study, three 5 L reactors were operated with low solids content for the testing of two types of sludge and increase in the percentage of inoculation, according to the following configurations: ETE 1 reactor - filled with OFMSW, sewage sludge and sawdust (3: 1: 1 ratio); ETE 2 - filled with OFMSW, sewage sludge and sawdust (2: 2: 1 ratio) and DACAR - filled with OFMSW, sludge from the anaerobic treatment of poultry effluent and sawdust (2: 2: 1 ratio). After 78 days of operation, higher proportions of inoculum and a higher temperature (30 to 35ºC) favored pH, alkalinity, degradation of organic matter and production of methane, observed in reactor ETE 2. However, the operating conditions adopted and environmental factors were not suitable for the success of biomethanization. No significant reduction in the organic matter was achieved and methane was produced only in one of the reactors of the second stage.