O processo de liquefação hidrotermal (HTL) pode converter diversos tipos de biomassa em óleo bruto. Além do produto principal, é gerado um efluente (PHWW) com elevada carga orgânica, quantidades altas de nutrientes e compostos tóxicos. Para lidar com este tipo efluente tem-se sugerido a combinação de tratamentos físico-químicos e biológicos. O objetivo deste estudo foi avaliar a aplicação de processos oxidativos (por H2O2 e fotocatálise com TiO2) e digestão anaeróbia no tratamento do efluente da liquefação hidrotermal de Spirulina. Inicialmente caracterizou-se o efluente em termos de carga orgânica, nutrientes e compostos nitrogenados cíclicos (CNC). Posteriormente, avaliou-se a concentração de oxidante e o tempo de reação no processo de oxidação com H2O2. O tratamento fotocatalítico foi então avaliada no tratamento do efluente em questão, isoladamente, em sequência e combinada ao processo de oxidação por ação de H2O2. Finalmente combinaram-se os processos de oxidação por ação de H2O2 e digestão anaeróbia no tratamento de efluente de PHWW. O efluente da liquefação hidrotermal de Spirulina apresentou elevada carga orgânica, pH alcalino e concentrações altas de nutrientes (nitrogênio e fósforo). Verificou-se também a presença de CNC como pirazinas, δ-valerolactama, caprolactama e butirolactama. A aplicação do processo oxidativo por H2O2 no tratamento de PHWW apresentou efeitos positivos, principalmente para a descoloração que atingiu 93,8 %. A eficiência máxima de remoção de DQO foi de 15,3%. Foi percebida também redução nas concentrações dos CNC. A eficiência do processo de oxidação avançada por fotocatálise e H2O2 foi maior do que obtida quando estes processos foram aplicados separadamente. A aplicação dos processos combinados apresentou eficiência de remoção de cor e DQO semelhante às obtidas quando os processos foram aplicados em sequência, propiciando economia de tempo de reação. Por fim, verificou-se que a digestão anaeróbia do efluente pré-tratado com H2O2 apresentou maior produção de CH4 e remoção de matéria orgânica quando comparada com a digestão anaeróbia que o efluente in natura. Assim, conclui-se a utlização de processos oxidativos avançados ou a combinação da oxidação por H2O2 com a digestão anaeróbia são alternativas promissoras para o tratamento da PHWW. / The hydrothermal liquefaction process (HTL) can convert various types of biomass into bio-crude oil. In addition to the main product, wastewater (PHWW) is generated with high organic content, high amounts of nutrients and toxic compounds. To cope with this type of wastewater the combination of physicochemical and biological treatments has been suggested. The aim of this study was to evaluate the application of oxidative processes (using H2O2 and photocatalysis with TiO2) and anaerobic digestion in the treatment of hydrothermal liquefaction of Spirulina wastewater. Firstly, PHWW was characterized in terms of organic matter, nutrients and nitrogen heterocyclic compounds (CNC) concentrations. Secondly, the oxidant concentration and the reaction time in the oxidation process using H2O2 was evaluated. Photocatalytic treatment was then tested isolated, in sequence and combinated with the oxidation processo using H2O2. Finally, oxidation with H2O2 and anaerobic digestion were combinated and evaluated. The PHWW showed high organic load, alkaline pH and high concentrations of nutrients (nitrogen and phosphorus). The presence of CNC as pyrazines, δ-valerolactam, caprolactam and butyrolactam was also verified. The application of the oxidative process using H2O2 showed positive effects mainly for color removal, which reached 93.8%. The maximum efficiency of COD removal was 15.3%. Reduction in CNC concentrations was also observed . The efficiency of the advanced oxidation process (by combining photocatalysis and H2O2) was greater than that obtained when these processes were applied separately. The application of the combined process presented color and COD removal efficiencies similar to those obtained when the processes were applied in sequence, allowing reaction time savings. Finally, the anaerobic digestion of pre-treated (with H2O2) PHWW showed a greater CH4 production and higher organic matter removal, compared to anaerobic digestion of in natura PHWW. Thus it is possible to conclude that the utlization of advanced oxidation processes or the combination of oxidation with H2O2 and anaerobic digestion are promising alternatives for the treatment of PHWW.

A utilização de combustíveis renováveis tem se destacado nos últimos anos, principalmente devido aos impactos ambientais gerados pelo uso de combustíveis fósseis e escassez dos mesmos. Dentre os combustíveis renováveis destaca-se o biodiesel, cujo processo produtivo apresenta como principal subproduto o glicerol bruto, que tem instigado nos últimos anos intensas discussões sobre a problemática de sua destinação e disposição final. Apesar de ser utilizado na indústria química, o seu teor de impurezas limita o seu processamento industrial. Buscando agregar valor a esse resíduo bruto e contribuir para a produção de bioenergia, este trabalho teve por intuito avaliar a produção dos biocombustíveis hidrogênio e metano, assim como de intermediários químicos a partir de glicerol bruto como substrato em reatores anaeróbios de leito fluidificado (RALF), mesofílicos (30°C), utilizando inóculo de cultura mista. O RALF-H2, com o objetivo de produzir hidrogênio e metabólitos solúveis, foi submetido à concentração de 10 g.L-1 de glicerol e variação do tempo de detenção hidráulica (TDH) de 8, 6, 4, 2, 1 e 0,5 h. Já o RALF-CH4, com intuito de produzir metano, operou sob TDH fixo de 24 h, submetido à variação da concentração de glicerol de 1, 2, 3, 4, 5 e 7 g.L-1, e portanto, da taxa de carregamento orgânico (TCO) de 1, 2, 3, 4, 5 e 7 kgDQO.m-3.d-1, respectivamente. No RALF-H2, os valores máximos de conteúdo de hidrogênio no biogás (69,2 %), produtividade volumétrica de hidrogênio (1,90 L.h-1.L-1) e rendimento de hidrogênio (0,28 molH2.mol-1glicerolconsumido) foram verificados no TDH de 0,5 h. O 1,3-propanodiol se destacou entre os metabólitos produzidos, com rendimento máximo de 0,57 mol1,3-PDO.mol-1glicerolconsumido, alcançado no TDH de 8 h. No RALF-CH4, o máximo conteúdo de metano no biogás (83,0%) foi verificado na TCO de 1 kgDQO.m-3.d-1, a maior produtividade volumétrica de metano (2,26 L.d-1.L-1) na TCO de 5 kgDQO.m-3.d-1 e o máximo rendimento (0,19 m3H4.kg-1DQOaplicada ou 0,77 molCH4.mol-1glicerolconsumido) na TCO de 4 kgDQO.m-3.d-1. Portanto, os resultados evidenciaram a possibilidade de produção de biocombustíveis e metabólitos de valor agregado utilizando glicerol bruto como substrato no processo da digestão anaeróbia. / The use of renewable fuels has been highlighted in recent years, mainly due to the environmental impacts generated by the use of fossil fuels and their scarcity. Among the renewable fuels highlights the biodiesel, whose production process displays as the main byproduct crude glycerol, which has instigated in recent years, intense debates about a problem of its destination and final disposal. Although it is used in the chemical industry, its impurities content limits its industrial processing. In order to add value to this crude residue and to contribute to the production of bioenergy, this work aimed to evaluate the production of biofuels hydrogen and methane, as well as chemical intermediates from crude glycerol as substrate in anaerobic fluidized bed reactors (AFBR), mesophilic (30°C), using mixed culture inoculum. The AFBR-H2, with the objective of producing hydrogen and soluble metabolites, was submitted to a concentration of 10 g.L-1 of glycerol and a variation of the hydraulic retention time (HRT) of 8, 6, 4, 2, 1 and 0.5 h. The AFBR-CH4, with the intention of producing methane, operated under fixed HRT of 24 h, subjected to the variation of the glycerol concentration of 1, 2, 3, 4, 5 and 7 g.L-1 and, therefore, of the organic loading rate (OLR) of 1, 2, 3, 4, 5 and 7 kgCOD.m-3d-1, respectively. In the AFBR-H2, the maximum values of hydrogen content in the biogas (69.2%), hydrogen volumetric productivity (1.90 L.h-1.L-1) and hydrogen yield (0.28 molH2.mol-1glycerolconsumed) were verified in the HRT of 0.5 h. The 1,3-propanediol was highlighted among the metabolites produced, with a maximum yield of 0.57 mol1,3-PDO.mol-1glycerolconsumed, reached in the TDH of 8 h. In the AFBR-CH4, the higher methane content in the biogas (83.0%) was detected in the OLR of 1 kgCOD.m-3.d-1, a higher volumetric productivity of methane (2.26 L.d-1.L-1) in the OLR of 5 kgCOD.m-3.d-1 and the maximum yield (0.19 m3CH4.kg-1CODapplied or 0.77 molCH4.mol-1glycerolconsumed) in the OLR of 4 kgCOD.m-3d-1. Therefore, the results evidenced the possibility of producing biofuels and value-added metabolites using crude glycerol as a substrate at the anaerobic digestion process.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvia Pukasiewicz.pdf: 807504 bytes, checksum: 46c5fee11c6e26495932d6b13679bc20 (MD5) Previous issue date: 2010-06-18 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The process of anaerobic digestion is presented as an alternative for treatment of effluents from various industrial activities. In this case there is the conversion of organic matter to more stable compounds such as methane, which can be used to replace fossil fuels. This study evaluated the treatment of effluent generated by a processing company for animal feed flavors, which uses as raw material waste generated in the slaughter and processing of pigs, chickens and turkeys. It was used a biological upflow anaerobic filter, constructed of polyvinyl chloride with a volume of 980 mL and support material for biomass consisting of rings of polypropylene, with the goal of removing organic matter and produce biogas. The influent had average values with the following characteristics: 899.79 mg L-1 of COD, pH of 8.12, 377.31 mg L-1 of total nitrogen, 206.09 mg L-1 of ammoniacal nitrogen, 2.90 mg L-1 of oils and greases, 768.67 mg CaCO3 L-1 of alkalinity, 521.26 mg L-1 CH3COOH of volatile acidity and 15.11 mg L-1 content of phosphorous. The system was operated continuously at room temperature, organic loading of 0.077, 0.102, 0.154, 0.356, 0.536, 0.854, 1.083 kg DQO m-3 d-1, and HRT 240, 168, 120, 72, 48, 24 and 21 hours. The effluent had COD values between 14.43 and 849.43 mg L-1, pH between 6.32 and 8.34, total nitrogen between 95.23 and 742.14 mg L-1, ammoniacal nitrogen between 127,78 and 230.29 mg L-1, alkalinity between 268.83 and 2401.5 mg CaCO3 L-1 and volatile acidity between 27.66 and 415.30 mg L-1 CH3COOH and phosphorus content between 0 and 29, 26 mg L-1. The best results of COD removal were obtained with HRT of 24 hours, averaging 83% removal and, consequently, larger generation of biogas, 48.39 kg of methane per day. Concludes that, within the conditions employed, the anaerobic digestion process was efficient in removing COD. If the company uses the methane produced in power generation, can enter in the market of carbon credits and get an extra income. / O processo de digestão anaeróbia apresenta-se como uma alternativa para tratamento de efluentes de várias atividades industriais. Nesse processo há conversão da matéria orgânica a compostos mais estáveis como o gás metano, que pode ser utilizado em substituição aos combustíveis fósseis. Neste trabalho foi avaliado o tratamento anaeróbio dos efluentes gerados por uma empresa processadora de palatabilizantes para ração animal, que utiliza como matéria prima os subprodutos gerados no abate e processamento de suínos, frangos e perus. Foi utilizado um filtro biológico anaeróbio de fluxo ascendente, construído de policloreto de vinila com volume útil de 980 mL e material suporte para a biomassa constituído por anéis de polipropileno, com o objetivo de remover a matéria orgânica e produzir biogás. O substrato possuía valores médios com as seguintes características: DQO de 899,79 mg L-1, pH de 8,12, nitrogênio total de 377,31 mg L-1, nitrogênio amoniacal de 206,09 mg L-1, teor de óleos e graxas de 2,90 mg L-1, alcalinidade de 768,67 mg CaCO3 L-1, acidez volátil de 521,26 mg CH3COOH L-1 e teor de fósforo de 15,11 mg L-1. O filtro foi operado por 196 dias, à temperatura ambiente, com cargas orgânicas de 0,077; 0,102; 0,154; 0,356; 0,536; 0,854; 1,083 kg DQO m-3 d-1, e TRH de 240, 168, 120, 72, 48, 24 e 21 horas. O efluente tratado apresentou valores de DQO entre 14,43 e 849,43 mg L-1, pH entre 6,32 e 8,34, nitrogênio total entre 95,23 e 742,14 mg L-1, nitrogênio amoniacal igual entre 127,78 e 230,29 mg L-1, alcalinidade entre 268,83 e 2401,5 mg CaCO3 L-1 e acidez volátil entre 27,66 e 415,30 mg CH3COOH L- 1 e teor de fósforo entre 0 e 29,26 mg L-1. Os melhores resultados de remoção de DQO foram obtidos com TDH de 24 horas, com média de 83% de remoção e, conseqüentemente, maior geração de biogás, 48,39 kg de metano por dia. Concluise que, dentro das condições empregadas, o processo de digestão anaeróbia foi eficiente na remoção de DQO. Se a empresa utilizar o metano produzido na geração de energia, poderá entrar no mercado de créditos de carbono e obter uma renda extra.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-09T13:13:41Z No. of bitstreams: 1 Francine Schulz.pdf: 962288 bytes, checksum: 8db430d0b4154ff34f344ee492cf6bad (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-09T13:13:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francine Schulz.pdf: 962288 bytes, checksum: 8db430d0b4154ff34f344ee492cf6bad (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / O aproveitamento energético da fração orgânica dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) para geração de biogás é uma alternativa viável para minimizar os impactos sociais e ambientais causados pelo acúmulo e disposição destes resíduos nos aterros sanitários. A digestão anaeróbia, sob condições controladas, tem por objetivo maximizar o rendimento e a qualidade do biogás produzido. Dentre os parâmetros controlados o pH, a alcalinidade, a concentração dos ácidos graxos voláteis e a temperatura de operação são fundamentais para a otimização do processo. O objetivo do presente estudo foi determinar as condições operacionais adequadas para a obtenção do melhor rendimento na produção de biogás, utilizando como substrato a fração orgânica rejeitada pela operação da central de triagem do aterro sanitário do município de São Leopoldo - RS. O experimento foi executado em um reator anaeróbio de aço inox com volume de 50L, operado em batelada com mistura intermitente. Antes de cada batelada a fração orgânica de RSU foi triturada em um triturador mecânico. Foram realizadas 05 bateladas, utilizando diferentes taxas de carga orgânica e diferentes volumes de inóculo, buscando estabilizar o pH do sistema dentro da faixa ótima de processo e, também aumentar o volume de produção de biogás. Como resultado tem-se que a fração orgânica de RSU demonstrou possuir potencial de degradação e produção de biogás (mínimo de 6,71 e máximo de 22,45 m3 / ton RSU). Os teores de metano ficaram entre 70% e 80% ao final das bateladas, mesmo com pH ácidos (5,5-5,6). A dificuldade de homogeneizar adequadamente as amostras coletadas pode ter influenciado os resultados encontrados para os teores de COT. Os valores desta variável aumentaram ao longo do tempo, não coincidindo com os valores encontrados para os teores de SV, que diminuíram ao longo do tempo. Em todas as bateladas experimentais houveram dificuldades para manter o pH e a temperatura estáveis e dentro da faixa ótima de processo, o que levou a produção de biogás mais baixa do que a encontrada em outros estudos. As taxas de cargas orgânicas aplicadas, quando consideradas isoladamente como variável, não pareceram influenciar substancialmente no volume final de biogás produzido nas bateladas, mas sim na dificuldade de manutenção do pH na faixa ótima para digestão anaeróbia. / The energy use of the organic fraction of municipal solid waste (MSW) for biogas generation is a viable alternative to minimize the social and environmental impacts caused by the accumulation and disposal of these wastes in the landfills. Anaerobic digestion, under controlled conditions, aims to maximize the yield and quality of the biogas produced. Among all the parameters monitored, pH, alkalinity, the concentration of volatile fatty acids and temperature are critical for the process optimization. The aim of this study was to determine the appropriate operational conditions for obtaining the best performance in the production of biogas, using as substrate the organic fraction rejected by the central operation of sorting from the landfill in São Leopoldo - RS. The experiment was performed in an anaerobic reactor of stainless steel with a volume of 50L, operated in batch with intermittent mixing. Before each batch the organic fraction of MSW was ground in a mechanical mill. Five batches were performed using diferent organic loading rates and different volumes of inoculum, in order to stabilize the pH of the system within the optimum range of the process and also increase the amount of biogas. As a result we have that the organic fraction of MSW demonstrated potential for degradation and biogas production (minimum of 6.71 and maximum of 22.45 m3 / ton MSW). The methane concentrations were between 70% and 80% at the end of the batches, even at acid pH (5.5-5.6). The difficulty of properly mix the samples collected may have influenced the results for TOC (Total Organic Carbon). The values of this variable increased over time, not coinciding with that found for the VS (Volatile Solids) levels that decreased over time. In all experimental batches was difficult to maintain the pH and the temperature within the optimum range process, this fact can explain the low production of biogas when compare to other studies. The organic loading rates, when considered alone as a variable, did not seemed to influence the final volume of biogas produced in the batches tested, but it did influence to balance and maintain the pH in the adequate range for the anaerobic digestion.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2019-02-25T11:12:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2065992 bytes, checksum: fc539640a5507d3ec970b1c692461946 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-25T11:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2065992 bytes, checksum: fc539640a5507d3ec970b1c692461946 (MD5) Previous issue date: 2018-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Microrganismos Eficientes constituem uma comunidade de indivíduos aeróbios e anaeróbios que desempenham funções benéficas ao meio ambiente e são capazes de se desenvolver em diversos ecossistemas. Neste trabalho, a técnica de Microrganismos Eficientes (EM Technology®) foi aplicada com o objetivo de verificar se esses organismos são capazes de conferir melhorias no tratamento de esgoto urbano. O aparato experimental foi constituído de dois reatores UASB de bancada e somente um foi inoculado com Microrganismos Eficientes. Os reatores operaram durante 90 dias com tempos de detenção hidráulica de 12, 9 e 6 horas e foram avaliadas as eficiências de remoção de matéria orgânica e nutriente, bem como o processo de granulação anaeróbia. A eficiência dos processos foi analisada em termos de remoção de DQO, DBO 5 e nitrogênio amoniacal enquanto que o processo de granulação foi examinado por meio de testes de resistência ao cisalhamento do grânulo e quantificação de EPS (substâncias poliméricas extracelulares). Análises de diversidade microbiana dos domínios Bacteria e Archaea foram realizadas com o intuito de avaliar se o inóculo provocou alterações nas comunidades dos reatores em termos de diversidade de espécies dentro do período operacional proposto. Os resultados apontam que o inóculo de Microrganismos Eficientes não foi capaz de provocar diferença (a 5% de significância) na eficiência de remoção de compostos orgânicos e nutrientes do sistema. Os testes de resistência ao cisalhamento dos grânulos e de quantificação de EPS apontam que a presença dos Microrganismos Eficientes gerou grânulos mais resistentes e com melhores propriedades de agregação. O inóculo de Microrganismos Eficientes apresentou elevada abundância e baixa diversidade de espécies se comparado às amostras de lodo analisadas. As espécies com maior abundância no inóculo não foram capazes de sobreviver dentro do reator no período proposto. A elevada abundância de Archaeas metanogênicas acetoclásticas nos dois reatores, indicou que esses organismos contribuíram para processo de granulação dos reatores e conseguiram completar o seu ciclo de reações, gerando um efluente tratado com baixa carga orgânica. / Effective Microorganisms are a community of aerobic and anaerobic individuous which performed beneficial functions for the environment and are capable of developing in various ecosystems. In this work, the Effective Microorganisms technique (EM Technology®) was applied in order to verify whether these organisms, widely used in agriculture, are capable of enhancing domestic wastewater treatment. Two UASB bench reactors were built and one was inoculated with Effective Microorganisms to evaluate the performance of the inoculum. The UASB reactors were operated at hydraulic retention times of 12, 9 and 6 hours for thirty days each (90 days total) during which treatment efficiency and anaerobic granulation were compared. Treatment efficiency was analyzed in terms of COD, BOD 5 and ammonium removals while granulation was examined by measuring granule shear strength and extracellular polymeric substances (EPS) contents. In order to evaluate the difference in microbial communities caused by the inoculum during the operational period, analyses of microbial richness and abundance of the domains Bacteria and Archaea were performed. Results showed that the inoculum of Effective Microorganisms did not affect (5% significance level) organic matter and nutrient removals. Granules shear strengh tests and EPS contents indicated that inoculation with Effective Microorganisms resulted in more resistent granules, with better agregation properties. The Effective Microorganisms inoculum presented a higher species abundance, but lower diversity when compared to sludge samples analysed. Moreover, the more abundant species in the inoculum were not capable of developing in the reactor during the operational period. The high abundance of acetotrophic metanogen Archaeas in both reactors, considering the total number of reads, indicated that these organisms contributed to the granulation process in the reators and were able to complete their reaction cycle, generating treated wastewater with low organic load.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-10T12:13:20Z No. of bitstreams: 1 PDF - Larissa Barreto Barbosa.pdf: 1228913 bytes, checksum: 2ac5600e4706fd0ad2c049bb9b5dba33 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T12:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Larissa Barreto Barbosa.pdf: 1228913 bytes, checksum: 2ac5600e4706fd0ad2c049bb9b5dba33 (MD5) Previous issue date: 2016-04-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this study, we investigated the influence of the concentration of total solids and temperature in the process of anaerobic co-digestion of organic solid waste in one batch -1 -1 reactors, using three different concentrations of total solids: 30.5 g.L (ST1); 39.5 g.L -1 (ST2) and 48.2 g.L (ST3), and three levels of temperature: ambient (average 24 ° C) (T1), 35 ° C (T2) and 40C (T3). The experimental system was built, installed and monitored for 180 days in the physical facilities of the Experimental Biological of Sewage Treatment Station (EXTRABES) of the State University of Paraíba, Campina Grande - PB, Brazil. For power reactors was prepared substrate in a proportion of 80% of crushed vegetable solid waste and sieved at 2 mm mesh and 20% anaerobic sludge from UASB reactor treating domestic sewage. The best results with regard to removal of DQOT, TKN, proteins, carbohydrates, besides solubilization of COD and increase the concentration of N-NH4, were coming from the treatment at 35 ° C. On the other hand, the total solids -1 concentration of 30.6 g.L , provided the best efficiency in the bioconversion of organic matter. The highest yield of biogas and CH4 gas was observed for treating the substrate with a lower concentration of total solids and 35 ° C. / Neste trabalho foi investigada a influência da concentração de sólidos totais e da temperatura no processo de co-digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos em reatores de batelada única, aplicando três diferentes concentrações de sólidos totais: 30,5 -1 -1 -1 g.L (ST1) ; 39,5 g.L (ST2) e 48,2 g.L (ST3), e três níveis de temperaturas: ambiente (média 24ºC) (T1), 35ºC (T2) e 40ºC (T3). O sistema experimental foi construído, instalado e monitorado por 180 dias nas dependências físicas da Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários (EXTRABES) da Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande – PB, Brasil. Para a alimentação dos reatores foi preparado o substrato numa proporção de 80% de resíduos sólidos vegetais triturados e peneirados em malha de 2 mm e 20% de lodo anaeróbio proveniente de reator UASB tratando esgoto sanitário. Os melhores resultados em relação às remoções de DQOT, NTK, proteínas, carboidratos, além da solubilização de DQO e aumento na concentração de N-NH4, foram advindo do tratamento à temperatura de 35°C. Por outro lado, a concentração de sólidos -1 totais de 30,6 g.L , propiciou a melhor eficiência na bioconversão da matéria orgânica. A maior produção de biogás e de gás CH4 observada foi para o tratamento do substrato com menor concentração de sólidos totais e temperatura de 35°C.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Osvaldo.pdf: 5754399 bytes, checksum: 701637b7657c10259c85108bc616425b (MD5) Previous issue date: 2012-05-15 / The cassava starch industries generate daily a large volume of wastewater effluent that, stabilized in ponds, waste its biogas energy and pollute the atmosphere. To contribute with the reversion of this reality, this manipueira treatment research in one phase anaerobic horizontal pilot reactor with continuous feeding was developed. The reactor was implanted at a starch factory, Toledo, PR, which processes 160 ton cassava day-1 and originates 800 m3 of cassava wastewater. The biomass agitation was obtained by biogas recirculation, pumped by radial compressor, being the support medium set up with 15 x 4 cm bamboo pieces. The cassava wastewater, in natura, flowed by a sand and clay separating chamber, feeding the reactor with volume measured by an hydrometer. The experimental design was a completely randomized design, with the responses submitted to multivariate analysis and to statistical quality control through R 13.0 and Minitab 15.1.0.0 softwares, respectively. The average organic loadings in chemical oxygen demand (COD) were 0.556; 0.670; 0.678; 0.770 and 0.902 g L-1; and in volatile solids (VS) 0.659; 0.608; 0.570; 0.761 and 0.816 g L-1 at the hydraulic retention times (HRT) of 13.0; 11.5; 10.0; 7.0 and 7.0 days. The average reductions for COD, at the same order that the HRTs, were 88; 80; 88; 67 and 70% and for VS 76; 77; 65; 61 and 53%. The biogas productions relatively to COD consumed were 0.368; 0.795; 0.891; 0.907 and 0.626 Lg-1, relatively to VS consumed were 0.524; 0.930; 1.757; 0.952 and 0.981 Lg-1 and volumetrically 0.131; 0.330; 0.430; 0.374 and 0.377 L L-1 d-1, with an average methane content of 56%. The 10.0 days HRT was evaluated with an average temperature of 27.7 °C and the others with temperatures ranging from 21.2 to 23.5 °C. The agitation efficiency was proven as it increased the reactor s performance, in spite of a 2.3 °C average reduction at the temperature. The stability indicators pH and volatile acidity/total alkalinity (VA/TA) relation remained between 6.51 to 7.45 and 0.11 to 0.82, respectively. Although the relation VA/TA has presented risk values, the reactor remained stable, possibly due to the support medium presence / As fecularias produzem diariamente um grande volume de manipueira, que, estabilizada em lagoas, desperdiça a energia do biogás e polui a atmosfera. Para contribuir com a reversão dessa realidade, desenvolveu-se esta pesquisa de tratamento de manipueira em reator anaeróbio horizontal piloto com alimentação contínua. O reator foi implantado numa fecularia, em Toledo PR, que processa 160 t de mandioca dia-1 e gera 800 m3 de manipueira. A agitação da biomassa foi realizada por recirculação de biogás bombeado por compressor radial e o meio suporte foi montado com peças de bambu de 15 x 4 cm. A manipueira, in natura, fluiu por uma caixa separadora de areia e argila e alimentou o reator com volume medido por hidrômetro. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com respostas submetidas à análise multivariada que permitiram avaliar as correlações entre as variaveis e ao controle estatístico da qualidade através dos programas R 13.0 e Minitab 15.0, respectivamente. As cargas orgânicas médias em demanda química de oxigênio (DQO) aplicadas foram de 0,556; 0,670; 0,678; 0,770 e 0,902 g L-1 e em sólidos voláteis (SV) de 0,659; 0,608; 0,570; 0,761 e 0,816 g L-1 nos tempos de retenção hidráulica (TRH) de 13,0; 11,5; 10,0; 7,0 e 7,0 dias, respectivamente, sendo o último TRH com agitação. As reduções médias de DQO, na ordem de apresentação dos TRHs, foram de 88; 80; 88; 67 e 70% e de SV 76; 77; 65; 61 e 53%. As produções de biogás por DQOc foram de 0,368; 0,795; 0,891; 0,907 e 0,626 Lg-1, por SVc de 0,524; 0,930; 1,757; 0,952 e 0,981 Lg-1 e volumétrica de 0,131; 0,330; 0,430; 0,374 e 0,377 L L-1 d-1, com média de metano em 56%. O TRH de 10,0 dias foi avaliado com temperatura média mais elevada, de 27,7 °C, e os demais com temperatura variando entre 21,2 a 23,5 °C. A eficiência do agitador foi comprovada ao melhorar o desempenho do reator, apesar da redução média de 2,3 °C na temperatura. Os indicadores de estabilidade, pH e relação acidez volátil/alcalinidade total (AV/AT), mantiveram médias entre 6,51 a 7,45 e 0,11 a 0,82, respectivamente. Apesar da relação AV/AT ter apresentado valores de risco, o reator permaneceu estável, o que pode ser devido à presença do meio suporte

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Taiana.pdf: 1049826 bytes, checksum: 6b4cf77a1f5c7d5f54a87597ae4844ae (MD5) Previous issue date: 2013-04-04 / Sheep litter has in its composition manures incorporated to rice husk, which is a lignocellulosic material. Materials with this characteristic are stabilized for longer period of time and have restrictions on decomposing since they present strong fractions that can, sometimes, be inaccessible to micro-organisms. Some alternatives have been used in order to easy these nutrients recycling, for example its ordinary mixing with another residue. Thus, this essay aimed at evaluating vermicomposting, composting and anaerobic co-digestion applied to sheep litter mixed with cattle manure in order to provide available conditions to change such residues. Three assays were carried out from five ratios of sheep litter and cattle manure: 0:100, 25:75, 50:50, 75:25 and 100:0, which represented treatments T100, T75, T50, T25 and T0, respectively. The process of vermicomposting was carried out from November 2011 to march 2012. The material has undergone a preparation in order to eliminate toxic composts. Then, 0.88 kg of dry mass and 15 adult worms (Eisenia foetida) were allocated in the vermireactor. The ≥ 45% ash content was the stability parameter adopted in this assay. The composting piles were carried out from April to July 2012 in a covered area of concrete floor. Each pile had 200 kg of dry mass and received manual turnings two times a week during the first month and weekly from then on. Composting was supervised until the piles reached values close to room temperature, when the material was stabilized. The experimental period for anaerobic co-digestion occurred from May to October 2012. An entry mixture diluted with water was made in order to obtain a 5% content of total solids. And for residues fermentation, PVC bench scale bio-digesters were used to storage 6 L volume of such material. An anaerobic co-digestion was carried out in a batch system and observed until the curve of biogas production had decreased. In all assays, the adopted experimental design was completely randomized with univariate and multivariate statistics for data evaluation. The results showed that 50% of cattle manure was necessary in the mixture so that sheep litter could be efficiently absorbed in composting and in anaerobic co-digestion. This ratio generated a compost and biofertilizer with greater stability and content of nutrients as well as provided a larger scale of biogas production. In vermicomposting, the sheep litter showed potential to be used in a ratio up to 75% in mixture with cattle manure for Eisenia foetida specie development. However, greater ratios than 25% have decreased the vermicompost quality and in all assays, the rice husk was not transformed. / A cama de ovinos é composta por dejeções incorporadas a um material lignocelulósico, a casca de arroz. Materiais com essa característica apresentam maior tempo de estabilização ou limitações na decomposição, pois são constituídos de frações resistentes, por vezes inacessíveis aos microrganismos. Algumas alternativas são utilizadas para facilitar a reciclagem desses nutrientes, como a simples combinação com outro resíduo. Com este propósito, objetivou-se avaliar a vermicompostagem, a compostagem e a co-digestão anaeróbia de cama de ovinos em mistura com dejetos bovinos a fim de que fossem fornecidas condições adequadas para a transformação dos resíduos. Os três ensaios foram realizados a partir de cinco proporções de cama de ovinos e dejetos bovinos: 0: 100, 25: 75, 50: 50, 75: 25 e 100: 0, os quais representavam os tratamentos T100, T75, T50, T25 e T0, respectivamente. A vermicompostagem foi conduzida de novembro de 2011 a março de 2012. O preparo do material foi realizado a fim de que fossem eliminados os compostos tóxicos. Posteriormente, foram depositados 0,88 kg de massa seca e 15 minhocas adultas da espécie Eisenia foetida nos vermireatores. O conteúdo de cinzas de ≥ 45% serviu de parâmetro de estabilidade adotado neste ensaio. As leiras de compostagem foram conduzidas de abril a julho de 2012, em pátio coberto e com piso em concreto. Cada leira contou com 200 kg de massa seca e foram realizados revolvimentos manuais duas vezes por semana no primeiro mês e semanalmente a partir desse momento. A compostagem foi acompanhada até as leiras apresentarem valores de temperatura próximos a ambiente, quando considerou-se o material estabilizado. Na co-digestão anaeróbia, o período experimental foi de maio a outubro de 2012. A mistura de entrada, diluída com água, foi feita a fim de obter-se o teor de sólidos totais de 5%. Para fermentação dos resíduos, utilizaram-se biodigestores de PVC de bancada com volume útil de 6 L. A co-digestão anaeróbia foi conduzida em sistema batelada e acompanhada até o decréscimo da curva de produção de biogás. O delineamento experimental adotado em todos os ensaios foi inteiramente casualizado, com emprego de análises estatísticas univariadas e multivariadas para avaliação dos dados. Os resultados demonstraram a necessidade de 50% de dejetos de bovinos na mistura, para que a cama de ovinos pudesse ser absorvida eficientemente na compostagem e na co-digestão anaeróbia. Essa proporção deu origem a um composto e biofertilizante com maior estabilidade e conteúdo de nutrientes, além de proporcionar maiores produções de biogás. Em vermicompostagem, a cama de ovinos apresentou potencial de ser utilizada em proporção de até 75% na mistura com dejetos bovinos, para desenvolvimento da espécie Eisenia foetida. Porém, proporções superiores a 25% diminuíram a qualidade do vermicomposto. A casca de arroz não foi transformada em todos os ensaios.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Osvaldo.pdf: 5754399 bytes, checksum: 701637b7657c10259c85108bc616425b (MD5) Previous issue date: 2012-05-15 / The cassava starch industries generate daily a large volume of wastewater effluent that, stabilized in ponds, waste its biogas energy and pollute the atmosphere. To contribute with the reversion of this reality, this manipueira treatment research in one phase anaerobic horizontal pilot reactor with continuous feeding was developed. The reactor was implanted at a starch factory, Toledo, PR, which processes 160 ton cassava day-1 and originates 800 m3 of cassava wastewater. The biomass agitation was obtained by biogas recirculation, pumped by radial compressor, being the support medium set up with 15 x 4 cm bamboo pieces. The cassava wastewater, in natura, flowed by a sand and clay separating chamber, feeding the reactor with volume measured by an hydrometer. The experimental design was a completely randomized design, with the responses submitted to multivariate analysis and to statistical quality control through R 13.0 and Minitab 15.1.0.0 softwares, respectively. The average organic loadings in chemical oxygen demand (COD) were 0.556; 0.670; 0.678; 0.770 and 0.902 g L-1; and in volatile solids (VS) 0.659; 0.608; 0.570; 0.761 and 0.816 g L-1 at the hydraulic retention times (HRT) of 13.0; 11.5; 10.0; 7.0 and 7.0 days. The average reductions for COD, at the same order that the HRTs, were 88; 80; 88; 67 and 70% and for VS 76; 77; 65; 61 and 53%. The biogas productions relatively to COD consumed were 0.368; 0.795; 0.891; 0.907 and 0.626 Lg-1, relatively to VS consumed were 0.524; 0.930; 1.757; 0.952 and 0.981 Lg-1 and volumetrically 0.131; 0.330; 0.430; 0.374 and 0.377 L L-1 d-1, with an average methane content of 56%. The 10.0 days HRT was evaluated with an average temperature of 27.7 °C and the others with temperatures ranging from 21.2 to 23.5 °C. The agitation efficiency was proven as it increased the reactor s performance, in spite of a 2.3 °C average reduction at the temperature. The stability indicators pH and volatile acidity/total alkalinity (VA/TA) relation remained between 6.51 to 7.45 and 0.11 to 0.82, respectively. Although the relation VA/TA has presented risk values, the reactor remained stable, possibly due to the support medium presence / As fecularias produzem diariamente um grande volume de manipueira, que, estabilizada em lagoas, desperdiça a energia do biogás e polui a atmosfera. Para contribuir com a reversão dessa realidade, desenvolveu-se esta pesquisa de tratamento de manipueira em reator anaeróbio horizontal piloto com alimentação contínua. O reator foi implantado numa fecularia, em Toledo PR, que processa 160 t de mandioca dia-1 e gera 800 m3 de manipueira. A agitação da biomassa foi realizada por recirculação de biogás bombeado por compressor radial e o meio suporte foi montado com peças de bambu de 15 x 4 cm. A manipueira, in natura, fluiu por uma caixa separadora de areia e argila e alimentou o reator com volume medido por hidrômetro. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com respostas submetidas à análise multivariada que permitiram avaliar as correlações entre as variaveis e ao controle estatístico da qualidade através dos programas R 13.0 e Minitab 15.0, respectivamente. As cargas orgânicas médias em demanda química de oxigênio (DQO) aplicadas foram de 0,556; 0,670; 0,678; 0,770 e 0,902 g L-1 e em sólidos voláteis (SV) de 0,659; 0,608; 0,570; 0,761 e 0,816 g L-1 nos tempos de retenção hidráulica (TRH) de 13,0; 11,5; 10,0; 7,0 e 7,0 dias, respectivamente, sendo o último TRH com agitação. As reduções médias de DQO, na ordem de apresentação dos TRHs, foram de 88; 80; 88; 67 e 70% e de SV 76; 77; 65; 61 e 53%. As produções de biogás por DQOc foram de 0,368; 0,795; 0,891; 0,907 e 0,626 Lg-1, por SVc de 0,524; 0,930; 1,757; 0,952 e 0,981 Lg-1 e volumétrica de 0,131; 0,330; 0,430; 0,374 e 0,377 L L-1 d-1, com média de metano em 56%. O TRH de 10,0 dias foi avaliado com temperatura média mais elevada, de 27,7 °C, e os demais com temperatura variando entre 21,2 a 23,5 °C. A eficiência do agitador foi comprovada ao melhorar o desempenho do reator, apesar da redução média de 2,3 °C na temperatura. Os indicadores de estabilidade, pH e relação acidez volátil/alcalinidade total (AV/AT), mantiveram médias entre 6,51 a 7,45 e 0,11 a 0,82, respectivamente. Apesar da relação AV/AT ter apresentado valores de risco, o reator permaneceu estável, o que pode ser devido à presença do meio suporte

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-04-27T17:27:26Z No. of bitstreams: 1 Neuri Rempel.pdf: 1414299 bytes, checksum: e09f1fc8267c07d066f0e701aca28d19 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T17:27:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neuri Rempel.pdf: 1414299 bytes, checksum: e09f1fc8267c07d066f0e701aca28d19 (MD5) Previous issue date: 2014-01-30 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação / O aproveitamento energético da fração biodegradável dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) na forma de biogás, é uma das alternativas para minimizar os impactos sociais e ambientais causados pela disposição destes resíduos. A digestão anaeróbia sob condições controladas, objetivando o máximo de rendimento de biogás é uma alternativa promissora, principalmente quando for conduzida com o acréscimo de outros resíduos orgânicos de elevado potencial para geração de biogás, como a glicerina. A glicerina é um subproduto da produção de biodiesel e possui percentual de carbono acima de 90%, tornando-se um excelente cosubstrato para digestão anaeróbia. Esta pesquisa avaliou a geração de biogás em escala piloto, utilizando a fração orgânica do RSU pós-esteira de triagem da cidade de São Leopoldo/RS, com incremento de glicerina em relação à massa de resíduo adicionada no digestor. Utilizou-se um reator de 50L com agitação intermitente e temperatura controlada (~35ºC). O incremento de glicerina possibilitou aumento de até 30% no volume de biogás gerado, além de antecipar em até 10 dias a produção máxima de biogás, quando comparado com o processo somente com os RSU. O decréscimo gradativo do pH, a elevada relação C:N no materialdigerido e adição de NaOHpara o controle do pH, indicam que o percentual de glicerina adicionado, nas condições desse estudo pode ter sido elevado, necessitando maiores investigações para chegar no volume adequado.Os resultados observados indicam a necessidade de se determinar o percentual ótimo de glicerina a ser utilizado, o que não foi possível nesse estudo. Agitação intermitente, manutenção do pH próximo de 7,5 e Tempo Retenção de Sólidos máximo de 25 dias, foram os principais parâmetros observados para a otimização na geração do biogás, nas condições desse estudo. O volume médio de biogás produzidofoi de 44m3/ton. de RSU, com valores mínimos e máximos de 30 m3/ton.e 60 m3/ton. de RSU, respectivamente. / The energetic use of the biodegradable fraction of Municipal Solid Waste (MSW) in the form of biogas is one of the alternatives to minimize the social and environmental impacts caused by the disposal of this waste. Anaerobic digestion under controlled conditions, aiming the maximum yield of biogas, is promising alternative, especially when conducted with the addition of others organic wastes with high potential for biogas generation, such as glycerin. Glycerin is a subproduct of biodiesel production and carbon percentage above 90%, making it an excellent co-substrate for anaerobic digestion. This research evaluated the generation of biogas in pilot scale, using the organic fraction of the MSW post-treadmill screening of São Leopoldo/RS, with the increase of glycerin on the mass of residue added to the digester. A 50L reactor with intermittent agitation and controlled temperature (~35°C) has been used. The increase of glycerin made possible the raise up to 30% in the volume of generated biogas, besides anticipate within 10 days maximum biogas production compared to the process only with MSW. The gradual decrease in pH, the high C:N ratio in digested material and the addition of NaOH to control the pH, indicate that the percentage of glycerin added, under the conditions of this study may have been high, requiring further investigation to reach proper volume. The results indicate the necessity to determine the optimal percentage of glycerin to be used, which was not possible in this study. Intermittent agitation, maintaining the pH close to 7.5 and Maximum Solids Retention Time of 25 days, were the main parameters observed to optimize the generation of biogas, in the conditions of this study. The mean volume of biogas produced was 44m3/ton of MSW with minimum and maximum values of 30 m3/ton and 60 m3/ton MSW, respectively.