Submitted by Romulus Lima (romulus.lima@ufpe.br) on 2015-03-13T11:52:35Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Matheus de Oliveira Pessoa.pdf: 1655237 bytes, checksum: cb17d863af7e79cde501c39393d25566 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T11:52:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Matheus de Oliveira Pessoa.pdf: 1655237 bytes, checksum: cb17d863af7e79cde501c39393d25566 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-07-30 / Diante da crise energética mundial, o Brasil vem tentando seguir os passos de países como Alemanha, Holanda e Noruega, investindo em tecnologias que busquem minimizar os efeitos deletérios ao meio ambiente. Nesse sentido, várias pesquisas vêm se destacando no âmbito do aproveitamento do biogás, produto do tratamento de esgoto que faz uso da tecnologia anaeróbia, que tem como produto final o gás metano, 21 vezes mais poluente que o clássico monóxido de carbono. Desta forma, este trabalho teve por objetivo geral estudar e avaliar a produção de biogás a partir de efluentes domésticos, urbanos e lixiviados. Para tanto utilizou o efluente e biomassa das Estações de Tratamento de Esgoto Domético (ETE) Mangueira e Cabanga, da Estação de Tratamento de Esgoto Industrial Brasil Kirin e da Estação de Tratamento de Lixiviado Muribeca. A pesquisa foi desenvolvida em 4 fases distintas, todas objetivando avaliar a produção de biogás, usando substratos e biomassas diferentes. Na fase1realizou um Pré-Tratamento com Peróxido de Hidrogênio, utilizando o substrato – Esgoto bruto da ETE Mangueira e a biomassa – Lodo da mesma ETE. Na fase 2 foi monitorada a produção de biogás em um Reator UASB em escala Piloto, utilizando os mesmos substrato e biomassa da fase anterior. Na fase 3 foi avaliada a produção de biogás através dos Ensaios de Atividade Metanogênica Específica (AME), utilizando como substrato os Esgotos brutos da ETE Mangueira, da ETE Cabanga, da ETEI Brasil Kirin e da ETL da Muribeca, e biomassa os Lodos da ETE Mangueira e da ETEI Brasil Kirin. E por ultimo a fase 4, avaliação da produção de biogás através dos ensaios BMP - Biochemical Methane Production, com os mesmos substratos e biomassa da fase 3. Os resultados mostraram que os modelos existentes na literatura não expressam de forma coerente a produção de biogás. Foi constatado que a DBO5 é um parâmetro de extrema importância para esta previsão e que os ensaios AME e BMP são ferramentas mais precisas na determinação do biogás gerado a partir de efluentes.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11914_version super final.pdf: 4328566 bytes, checksum: 1ab55a0395beffe1f3966f557784e0a3 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / O Reator Anaeróbio Compartimentado (RAC) tem sido uma interessante alternativa para o tratamento de esgoto doméstico por possuir baixos custo de implantação e operação. Esta pesquisa avaliou o comportamento da biomassa e o desempenho de um reator anaeróbio compartimentado (RAC) dotado de três compartimentos independentes de 1,6 m3 cada, sob diferentes tempos de detenção hidráulica (TDH). Durante 237 dias, o reator foi operado sob os TDH de 13, 10, 8 e 6 horas, sendo cada etapa com duração de dois meses. As cargas orgânicas volumétricas aplicadas nos TDH de 13, 10, 8 e 6 horas foram de 0,76, 0,73, 0,99 e 1,34 kgDQOtotal/m3.d, enquanto as cargas orgânicas biológicas aplicadas nos mesmos TDH foram de 0,14, 0,07, 0,11 e 0,16 KgDQOtotal/KgSVT.d, respetivamente. O monitoramento do RAC foi realizado por meio das análises temperatura, pH, alcalinidade, sólidos totais, sólidos fixos e voláteis, sólidos suspensos, sólidos sedimentáveis, DQO (filtrada e total), fósforo total, NTK para fase liquida e sólidos (totais, voláteis e fixos), índice volumétrico (IVL), granulometria, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e atividade metanogênica especifica (AME) para a fase sólida. As eficiências de remoção da DQO total do RAC em cada TDH foram: 51%, 44%, 41% e 39% para cada TDH, de forma decrescente respetivamente. Em termos de DQO filtrada, o RAC apresentou eficiências de 35%, 43%, 38% e 37% para os mesmos TDH. Esses resultados sugerem que o aumento da vazão ao longo das etapas traz prejuízos ao desempenho do tratamento da fase liquida em termos de DQOtotal. Além disso, observou-se uma redução brusca na concentração de sólidos totais e sólidos voláteis das torneiras inferiores dos primeiros compartimentos devido ao arraste da biomassa de um compartimento para outro juntamente com o efluente, demostrado por meio do perfil de sólidos. Os resultados dos ensaios de Atividade Metanogênica Específica (AME) indicaram uma estratificação da biomassa em razão do deslocamento desta à medida que o TDH foi reduzido.

A vinhaça, água residuária do processo, apresenta em sua composição DQO de 20 a 100 g DQO.L-1 e um ótimo potencial de produção de biogás por meio da digestão anaeróbia. Para avaliar a capacidade de produção de biogás, foram realizados experimentos sob o efeito gradual da carga orgânica volumétrica (COV) e da relação A/M, avaliando a etapa metanogênica. Como no processo de fabricação do etanol é adicionado ácido sulfúrico para evitar a contaminação bacteriana, foi avaliado a interferência da adição de diferentes concentrações de sulfetos no processo em valore de pH 7,0 e 7,5. O fermentador foi alimentado com Na2S.9H2O, variando a concentração do íon S2- de 0 a 1000 mg.L-1. Para obter uma boa eficiência na produção de metano, a etapa acidogênica também foi avaliada. Para isso, se manteve as mesmas concentrações de biomassa e substrato, porém, ajustando os valores de pH em 5,0, 5,5, 6,0 e 6,5. Na etapa metanogênica uma satisfatória redução da elevada carga orgânica presente na vinhaça foi alcançada, com eficiência de remoção entre 82,0% e 90,3% em processo mesofílico. Um ajuste polinomial foi realizado para avaliar a produção específica de metano, que variou de 379 mL CH4.h-1 a 872 mL CH4.h-1 e atividade metanogênica de 0,33 mmol CH4.gSVT-1 h-1 a 0,77 mmol CH4.gSVT-1 h-1. Para a etapa da sulfetogênese, o pH afetou consideravelmente o desempenho das arqueas metanogênicas, ocorrendo inibição mais acentuada para o pH 7,5. Na concentração mais baixa testada, de 50 mg S2-.L-1, foi observada inibição de 31,85% para pH 7,0 e de 67% para pH 7,5 e para a concentração mais elevada de 1000 mg S2-.L-1 a inibição foi de 59,75% e de 94,07% respectivamente. Na última etapa da acidogênese, maiores concentrações de ácido propiônico e acético foram alcançadas em pH 5,0 e 5,5, com 1374,66 e 1477,23 mg C3H6O2.L-1 e 993,05 e 767,80 mg CH3COOH.L-1. Maiores taxas de produção de AGV ocorreram em pH 6,5, alcançando para o ácido propiônico 8,82 mmol.d-1 gSVT-1 e 7,99 mmol.d-1 gSVT-1 para ácido acético. A produção acumulada de metano nas primeiras 60 horas atingiu 2210 mL, 5300 mL, 7210 mL e 7620 mL CH4, respectivamente para pH 5,0, 5,5, 6,0 e / Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello, CENPES. / The vinasse, wastewater of the process, presents in its composition a COD of 20 to 100 g COD.L-1 and an excellent biogas production potential through anaerobic digestion. To evaluate the biogas production capacity, experiments were carried out under the gradual effect of organic volumetric load (OVL) and A/M ratio, evaluating the methanogenic step. Considering that sulfuric acid is added to the ethanol production process to prevent bacterial contamination, the interference of the addition of different sulfide concentrations in the process at pH 7.0 and 7.5 was evaluated. The fermenter was fed with Na2S.9H2O, varying the concentration of the S2- ion from 0 to 1000 mg.L-1. In order to obtain good efficiency in the production of methane, the acidogenic step was also evaluated. For this, the same concentrations of biomass and substrate were maintained, however, the pH to was adjusted 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5. In the methanogenic stage a satisfactory reduction of the organic load present in the vinasse was achieved, with removal efficiency in the range of 82.0% and 90.3% for mesophilic process. A polynomial fit was performed to evaluate the specific production of methane, ranging from 379 mL CH4.h-1 to 872 mL CH4.h-1 and a methanogenic activity of 0.33 mmol CH4.gSVT-1 h-1 at 0.77 mmol CH4.g SVT-1 h-1. For the sulfetogenic stage, the pH considerably affected the performance of the methanogenic archaea, with a more pronounced inhibition at pH 7.5. The lowest concentration tested, 50 mg S2-.L-1, resulted in an inhibition of 31.85% inhibition pH 7.0 and 67% at pH 7.5. The highest concentration, 1000 mg S2-.L-1, the inhibition was 59.75% and 94.07% respectively. Higher concentrations of propionic and acetic acid were reached at pH 5.0 and 5.5, with 1374.66 and 1477.23 mg C3H6O2.L-1 and 993.05 and 767.80 mg CH3COOH.L-1. Higher rates of VFA production occurred at pH 6.5, yielding 8.82 mmol.d-1 gSVT-1 and 7.99 mmol.d-1 gSVT-1 for acetic acid for propionic acid. Cumulative methane production in the first 60 hours increased 2210 mL, 5300 mL, 7210 mL and 7620 mL CH4, respectively to pH 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5.

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Banca: Gener Tadeu Pereira / Banca: Luiz Augusto do Amaral / Banca: Ana Carolina Amorim Orrico / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Resumo: Objetivou-se avaliar a melhor diluição para dejetos de suínos, aves de postura, ovinos, caprinos, bovinos de corte e bovinos de leite para o abastecimento de biodigestores, bem como a influência da separação de sólidos desses mesmos dejetos na produção e qualidade do biogás, no potencial de produção de biogás e redução de sólidos. Para o teste de diluições os dejetos foram diluídos em água nas proporções: 1:4, 1:5, 1:6, 1:7 e 1:8 (kg de dejeto por kg de água) e adotado o processo físico de peneiramento (peneiras com malhas quadradas de 0,75, 1,00 e 1,50 mm) para separação dos sólidos. Para o ensaio de biodigestão anaeróbia (biodigestores tipo batelada e semi-contínuos) a separação dos sólidos foi feita com peneira de malha de 1mm e substratos com cerca de 4% de sólidos totais. Teste de diluição: embora os resultados tenham variado entre os tipos de dejeto, de modo geral a peneira de malha 1,50 mm permitiu a maior passagem de sólidos. Mas em relação a diluição cada tipo de dejeto apresentou uma resposta. Ensaio de biodigestão anaeróbia (biodigestores tipo batelada): embora para cada dejeto o processo de biodigestão anaeróbia tenha tido uma resposta diferente, de modo geral a separação de sólidos proporcionou melhor qualidade de biogás, porém não foi eficiente para aumentar o potencial de produção de biogás e reduzir sólidos do substrato. Ensaio de biodigestão anaeróbia (biodigestores do tipo semi-contínuo): para os dejetos utilizados (aves de postura e bovinos de leite) a separação de sólidos proporcionou melhor qualidade de biogás, menor produção de biogás, maior redução de sólidos e, para os potenciais de produção de biogás os resultados foram quase sempre positivos. Conclui-se que para o teste de diluição e peneiras os resultados não permitiram uma conclusão geral para todos os dejetos avaliados, pois cada um apresentou características individuais e, para a ... / Abstract: This trial aimed to evaluate the best dilution for pig, laying hens, sheep, goats, beef cattle and dairy cattle manure to supply digesters, as well as the influence of the solids separation in those same wastes on the production and quality of biogas, on the potential of biogas production and solids reduction. For the dilution test the wastes were diluted with water in the proportions 1:4, 1:5, 1:6, 1:7 and 1:8 (kg of manure per kg of water) and adopted the physical process of screening (sieve with square meshes of 0.75, 1.00 and 1.50 mm) for separation of solids. When tested for anaerobic digestion (batch and semi-continuous digesters) separation of solids was made with 1 mm mesh sieve and substrates of about 4% total solids. Dilution test: although the results varied among the types of manure, generally a 1.50 mm mesh sieve allowed greater flow of solids. But in relation to the dilution used each type of waste had a different response. Testing of anaerobic digestion (batch digesters): although for each manure the process of anaerobic digestion has had a different result, generally solids separation provided better biogas quality, but it was not efficient to increase the potential of biogas production and reduce solids of substrate. Testing of anaerobic digestion (semi-continuous digesters): for the wastes (laying hens and dairy cattle) used the solids separation provided better quality of biogas, lower biogas production, greater reduction of solids and in regards to the potential of biogas production the results were almost always positive. It was concluded that for dilution and sieves test results did not allow a general conclusion for all waste reviews, because each one had individual characteristics and, the separation of solids is an efficient method to enhance the quality of the biogas produced, but in relation to the potential of biogas production and solids reduction of the substrate ... / Doutor

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Coorientador: Rose Maria Duda / Banca: Valderi Duarte Leite / Banca: Marcelo Bruno / Resumo: Neste trabalho avaliou-se os efeitos da suplementação de ferro, níquel e cobalto na produção de metano da vinhaça proveniente da destilação do etanol de cana-de-açúcar, em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB, R1 e R2) termofílicos, em série. Para determinar os efeitos da adição do Fe, Ni e Co, o experimento foi realizado em 3 diferentes fases. Na fase I foi realizada a partida dos reatores UASB, R1 e R2, com o aumento gradativo da carga orgânica volumétrica (COV) até valores de 9,4 g DQOtotal (L d)-1. Nas fases II e III a COV variou entre 9,9 a 14,9 g DQOtotal (L d)-1, e a fase III distinguiu-se da fase II pela suplementação com Fe, Ni e Co, na vinhaça afluente. Para o R1, a suplementação com elementos traço induziu ao decréscimo de ácidos voláteis totais, de 1801 para 834 mg L-1, aumento na produção volumétrica de metano (PVM) em 101% e aumento na eficiência remoção de DQO para 53%. O Fe foi considerado o principal elemento traço por seus efeitos de precipitação com sulfeto e participação nas fases acetogênicas e metanogênicas da digestão anaeróbia. As relações Fe/DQO, Ni/DQO e Co/DQO de 12,59, 0,138 e 0,191 mg (g DQOremovida)-1, respectivamente, foram consideradas ideais para o R1, pois, possibilitaram as mais altas PVM atingindo até 1,4 L CH4 (L d)-1. No sistema (R1+R2), a adição de Fe, Ni e Co promoveu estabilidade operacional, e auxiliou na remoção de DQO, melhorando a eficiência total do sistema. Porém, não favoreceu a PVM, que manteve-se com... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this study was evaluated the effects of supplementation with iron, nickel and cobalt on vinasse in reactors upflow anaerobic sludge blanket (UASB, R1 and R2) thermophilic, in series. To determine the effects of the addition of trace elements, the experiment was conducted in 3 phases. During the first phase was characterized by the gradual increase of the organic loading rate (OLR) up to 9.4 g CODtotal (L d)-1, and start-up of system. In the phase II and III the OLR varied between 9.9 to 14.9 g CODtotal (L d)-1, the phase III distinguished of phase II only in trace element supplementation. For R1, trace element supplementation induced a decreased in total volatile acids, from 1801 to 834 mg L-1, increase in methane production rate (MPR) by 101% and increased in chemical oxygen demand (COD) removal efficiency to 53%. The Fe was considered the most relevant in the system due to its ability to precipitate with sulfide and participation in acetogenic and methanogenic phases of anaerobic digestion. The ratios Fe/COD, Ni/COD and Co/COD 12.59, 0.138, 0.191 mg g-1 CODremoved, respectively, they were considered ideal for R1, as they enabled as higher MPR reaching up to 1.4 L CH4 (L d)-1. For the system (R1+R2), the supplementation of Fe, Ni and Co promoted operational stability, and assisted in the removal of COD increasing the total efficiency of the system. However it did not favor the MPR, which remained on average of 0.571 L CH4 (L d)-1, and was similar to phase II, without addition of trace elements, with mean of 0.555 L CH4 (L d)-1. Therefore, it was verified that with the addition of trace elements, only R1 would be sufficient for the treatment of vinasse, but, if the treatment in chosen without the addition of trace elements, R2 would be essential for obtaining methane, but, without assurance of operational stability for the anaerobic digestion system. / Mestre

Neste trabalho a composição do biogás produzido em digestão anaeróbia foi avaliada em função da variação da carga aplicada específica (CAE) medida em termos da relação DQO/sólidos suspensos voláteis. Foram feitos ensaios de digestão anaeróbia utilizando vinhaça como fonte de carbono e lodo adaptado proveniente de reator UASB em 10 frascos reagentes contendo as seguintes variações de CAE: 0,20; 0,28; 0,34; 0,55; 0,95; 3,15; 6,58; 7,00; 9,60; 12,98 g.O2/g.SSV. Os melhores resultados obtidos com relação à produção volumétrica de biogás foram 263,79 mL de volume acumulado de metano para a CAE de 0,34 g.O2/g.SSV, e uma produção máxima acumulada de hidrogênio de 558,06 mL para a CAE de 6,58 g.O2/g.SSV. O resultado não se repetiu com relação ao rendimento de produção de biogás, atingindo um máximo rendimento de 80,68 LCH4/L vinhaça para a CAE de 0,20 g.O2/g.SSV, e 7,98 LH2/L vinhaça para a CAE 3,15 g.O2/g.SSV. A variação da CAE também teve influência direta na rota metabólica da digestão anaeróbia, alterando a concentração de metabólitos dissolvidos. / In this research, the composition of the biogas produced in anaerobic digestion was evaluated according to the variation of the applied load specific (ALS) measured in terms of the ratio COD/volatile suspended solids. Assays were done using anaerobic digestion of vinasse as a source of carbon and sludge obtained from UASB reactor adapted in 10 bottles for the following of ALSs: 0,20, 0,28, 0,34, 0,55, 0,95; 3,15, 6,58, 7,00, 9,60, 12,98 g.O2/g.VSS. The best results concerning to the volumetric biogas production were 263,79 ml cumulative volume of methane for ALS equal to 0,34 g.O2/g.VSS, and a maximum cumulative hydrogen production of 558,06 mL for ALS of 6,58 g.O2/g.VSS. The same was not observed with respect to yield biogas production, reaching a maximum yield of 80.68 LCH4/Lvinasse for ALS of 0,20 g.O2/g.VSS and 7,98 LH2/Lvinasse for ALS of 3,15 g.O2/g.VSS. The variation of ALS also has a direct influence on the metabolic pathway of anaerobic digestion, altering the concentration of dissolved metabolites.

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonca Costa / Banca: Mauro dal Secco Oliveira / Resumo: O experimento foi realizado na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da UNESP de Jaboticabal, objetivando-se avaliar os benefícios da utilização de dois ativadores biológicos comerciais, Microsource "S"® e uma mistura de microrganismos e enzimas (B. subtilis, B. firmus, B. licheniformis, lipase, protease e lactase) na digestão anaeróbia de dejetos de bovino de corte e de dejetos suínos. Na primeira parte do experimento foram testadas duas doses de cada produto com os dois dejetos, utilizando 30 digestores batelada, a fim de determinar qual produto e em qual dose proporcionaria o maior aumento na produção específica de biogás (PEB). O tempo de retenção hidráulica (TRH) dos dejetos bovinos nos digestores batelada foi de 150 dias e dos suínos 100 dias. Periodicamente foram calculados o volume de biogás produzido e os teores de CH4 e CO2. Ao término da primeira fase foi escolhido, para a segunda fase do experimento, o produto Microsource "S" ® na dose de 500g/t de dejeto. Na segunda fase do experimento foram utilizados 12 biodigestores contínuos, com TRH de 30 dias, a fim de testar o tratamento escolhido em um processo anaeróbio de tipo contínuo. Nesta fase foram repetidas as análises supracitadas com maior frequência, a fim de se monitorar a evolução do processo. A análise da variância, efetuada com o software SAS®, apontou como o Microsource "S"®, aplicado a dejetos de bovinos de corte, na dose de 500g por tonelada de substrato, proporciona um aumento de 15,03% na PEB / Abstract: A trial was carried out at the Faculty of Agriculture and Veterinary Sciences, UNESP, Jaboticabal, aiming to evaluate the benefits of using two commercial biological activators, Microsource "S"® and a mixture of enzymes and microorganisms (B. subtilis, B. firmus, B. licheniformis, lipase, protease e lactase) in the anaerobic digestion of beef cattle and swine manure. During the first stage of the experiment, two doses of each product have been tested with the two manures in order to determine which dose of which product provide the highest increase of specific biogas production, using 30 batch digesters. The hydraulic retention time have been of 150 days for the beef cattle manure and 100 days for the swine manure. Periodically produced volume of biogas and contents of CH4 and CO2 have been calculated. At the end of the first stage has been selected for the second phase of the experiment the product Microsource "S"® at a dose of 500g/t of manure. In the second stage of the experiment 12 anaerobic digesters have been used to test the chosen treatment in a continuous anaerobic process with a 30 days hydraulic retention time. At this stage the tests were repeated more often above, in order to monitor the progress of the process. The analysis of variance, performed with SAS® software, pointed out Microsource "S"®, applied to beef cattle at a dose of 500 g per ton of substrate, provides an increase of 15,03% in biogas specific production / Mestre

Orientador: Luiz Augusto do Amaral / Banca: Max Ternero Gangani / Banca: Juliana Bega Junqueira / Banca: Karina Paes Bürger / Banca: Angela Cleusa de Fátima Banzatto de Carvalho / Resumo: Os objetivos do estudo foram avaliar a qualidade do efluente quanto a dinâmica da população de Escherichia coli, presença de E. coli shigatoxigênicas e eliminação de ovos de helmintos. Além de avaliar a produção e os potenciais de produção de biogás pelo processo de codigestão anaeróbia dos dejetos de bovinos leiteiros com e sem adição de 7% de caldo de cana-de-açúcar e biorremediador. Para o ensaio 1, foram utilizados dez biodigestores bateladas divididos em dois tratamentos, dejeto sem caldo de cana-de-açúcar (DSC) e dejeto com caldo (DCC), com tempo de retenção hidráulica (TRH) foi de 90 dias. O ensaio 2, foi realizado concomitante ao primeiro, com a mesma distribuição de tratamentos, para o monitoramento periódico da dinâmica da população E. coli e presença E. coli shigatoxigênicas, do pH e da acidez volátil. Para tanto, foram abastecidos mais 36 biodigestores bateladas, construídos de garrafas de material plástico de um litro, sendo analisadas duas repetições por tratamento a cada dez dias. As reduções das populações de E. coli foram significativas no DSC (60 dias) e no DCC (20 dias). Para E. coli shigatoxigênicas ocorreu em um período mais curto, 40 dias no DSC e menos de 10 dias no DCC. Posteriormente, foram realizados mais dois ensaios para avaliar a produção e potencial de produção de biogás e contagem de ovos de helmintos. Foram utilizados 20 biodigestores bateladas, com tempo de retenção hidráulica (TRH) de 90 dias, para cada ensaio. Os tratamentos foram distribuíd... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objectives of the study were to evaluate the effluent quality in a dynamic situation of the Escherichia coli population, the presence of E. coli shigatoxigenic and the elimination of helminth eggs. In addition, evaluating the production and potential of biogas production by the process of anaerobic codigestion of the waste of dairy cattle with and without addition of 7% of sugarcane broth and bioremediator. For test 1, ten batch biodigesters were divided in two treatments, with no sugarcane broth (W) and waste with sugarcane broth (WWSC), with hydraulic retention time (HRT) of 90 days. Experiment 2 was carried out concomitantly with the first one, it had the same distribution of treatments, to realize the periodic monitoring of dynamic population of E. coli and presence of E. coli shigatoxigenic, pH and volatile acidity. To this end, 36 batch biodigesters were used, consisting of bottles of one liter plastic material, and two replicates per treatment were analyzed every ten days. Reductions of E. coli populations were significant in W (60 days) and in WWSC (20 days). For E. coli shigatoxigenic occurred in a shorter period, 40 days in W and less than 10 days in WWSC. Subsequently, two more tests were carried out to evaluate the production and potential of biogas production and helminths egg counting. 20 batch biodigesters with 90 days hydraulic retention time (HRT) were used for each test. The treatments were distributed in a completely randomized design, in a 2x2 factoria... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Aureo Evangelista Santana Junior null (santanaaureo2@gmail.com) on 2018-11-13T12:24:24Z No. of bitstreams: 1 tese aureo repositorio.pdf: 2007737 bytes, checksum: 2abcca8b951f16655e8cbc4a7ab624bb (MD5) / Rejected by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 1- O agradecimento à CAPES deve ter a seguinte redação: O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001 Agradecemos a compreensão. on 2018-11-14T15:53:30Z (GMT) / Submitted by Aureo Evangelista Santana Junior null (santanaaureo2@gmail.com) on 2018-11-19T22:01:42Z No. of bitstreams: 1 tese aureo repositorio.pdf: 2007800 bytes, checksum: d9f18214f4ad0fe7bf0633aa89df7418 (MD5) / Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-11-20T13:26:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santana_junior_ae_dr_jabo.pdf: 2007800 bytes, checksum: d9f18214f4ad0fe7bf0633aa89df7418 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-20T13:26:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santana_junior_ae_dr_jabo.pdf: 2007800 bytes, checksum: d9f18214f4ad0fe7bf0633aa89df7418 (MD5) Previous issue date: 2018-08-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A importância da recuperação de recursos da vinhaça de cana-de-açúcar para fins de produção de energia associado à sua destinação adequada é uma política pública atual para o setor sucroenergético. Os reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF) têm vantagens construtivas, econômicas, operacionais e de desempenho no tratamento de efluentes complexos, mas ainda não foram estudados com a vinhaça. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar quatro RAHLF, em série (R1, R2, R3 e R4) no tratamento da vinhaça, com carga orgânica volumétrica (COV) 5 até 45 g DQOtotal (L d)-1 no R1 e com o uso da recirculação do efluente do R4. Com os RAHLF em série ocorreu estabilidade e, após a primeira entressafra, a retomada do sistema de tratamento, com aumento gradual da COV até valores elevados, foi bem sucedida. A partida do sistema com COV elevada, na segunda entressafra, provocou acidificação dos reatores e com a manutenção da recirculação do efluente a alcalinidade e o pH foram novamente apropriados para a digestão anaeróbia, o sistema foi recuperado e alcançou estabilidade. As maiores remoções de DQOtotal e produções de metano ocorreram no R1 e R2; no entanto, o R3 e R4 contribuíram para melhorar a estabilidade do sistema e atingir eficiência (60%) e conversão (0,24 L CH4 (g DQO removida)-1) mais altas sob COV elevada. As produções volumétricas de metano aumentaram com a COV e foram máximas com 20,0 g DQOtotal (L d)-1 no R1, alcançando valor de 1,07 L CH4 (L d)-1 no sistema e biogás com 60 a 80% de CH4. Nestas condições verificaram-se concentrações similares de micro-organismos dos domínios Bacteria e Archaea (108 a 109 cópias do gene 16S rDNA/g SV) indicando situação favorável para o processo anaeróbio. Predominaram arquéias metanogências acetotróficas e mixotróficas da ordem Methanosarcinales (107 a 109 cópias do gene 16S rDNA/g SV) seguidas das hidrogenotróficas da ordem Methanomicrobiales (104 a 107 cópias do gene 16S rDNA/g SV) demonstrando que a produção de metano ocorreu por ambas as vias. Para realizar a metanogênese acetotrófica, as maiores concentrações de arquéias, no R1, R2 e R4, foram da família Methanosaetaceae (107 cópias do gene 16S rDNA/g SV). / The recovery importance of sugarcane vinasse resources for energy production associated with the proper destination is a current public policy for the sucroenergetic sector. Horizontal anaerobic reactors with fixed bed (HARFB) have constructive, economic, operational and performance advantages in the complex effluents treatment, but have not yet been studied with vinasse. Thus, the aim of this work was to evaluate the performance of four HARFB in series (R1, R2, R3 and R4) in the vinasse treatment, with organic loading rate (OLR) gradual increase 5 up to 45 gtotal COD (L d)-1 in R1 and effluent recirculation after R4 output. The HARFB in series showed stability and the resumption of the treatment system after first stopping offseason was successful with a gradual increase of OLR to high values. The restart of the system with high OLR, after second offseason stoping, caused acidification of the reactors and, with the effluent recirculation maintenance, alkalinity and pH were again appropriate for anaerobic digestion and the stability was recovered. The highest COD removals and methane productions occurred in R1 and R2; however, R3 and R4 contributed to improve system stability and achieve efficiency (60%) and conversion (0.24 L CH4 (g COD removed)-1) highest under high OLR. The volumetric methane production increased with OLR, reaching a value of 1.07 L CH4 (L d) -1 in the system and biogas with 60 to 80% of CH4, under highest OLR of 20.0 g DQOtotal (L d) -1 in R1. Under these conditions, similar concentrations of microorganisms of the Bacteria and Archaea domains (108 to 109 copies of the 16S rDNA / g VS gene) were found, which indicates a favorable situation for the anaerobic process. The methanogenic acetotrophic and mixotrophic archaeas were predominate - order Methanosarcinales (107 to 109 16S rDNA gene copies / g VS), followed by the hydrogenotrophic - order Methanomicrobiales (104 to 107 16S rDNA gene copies / g VS), demonstrating that the methane production occurred in both pathways. In order to perform acetotrophic methanogenesis, the highest concentrations of archaeas in R1, R2 and R4 were from the Methanosaetaceae family (107 16S rDNA gene copies / g VS).

OLIVEIRA FILHO, José de Souza. Produção de biogás e recuperação de nutrientes a partir da biodegradação de dejetos suínos. 2016. 82 f. Tese (Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-24T23:48:00Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_jsoliveirafilho.pdf: 1670705 bytes, checksum: ae1b349cbca31f210b1d75dedc23e985 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-25T18:27:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_jsoliveirafilho.pdf: 1670705 bytes, checksum: ae1b349cbca31f210b1d75dedc23e985 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T18:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_jsoliveirafilho.pdf: 1670705 bytes, checksum: ae1b349cbca31f210b1d75dedc23e985 (MD5) Previous issue date: 2016 / The production of renewable energy and fertilizer, through anaerobic biodegradation (AnBio) of waste from pig farming, presents itself as a strategic solution to minimize the negative effects associated with the large volume of manure generated in a small production space. However, further studies should be conducted to improve the understanding on the process and propose improvements. In this sense, this work was divided into three stages. In the first stage, a study was conducted to evaluate the changes that occur in organic matter and in organic and inorganic forms of nitrogen (N) and phosphorus (P) of the solid fraction of pig manure (PM) using anaerobic bench-top reactors as a function of seven hydraulic retention times (7, 14, 21, 28, 35, 42 and 49 days of biodegradation) and compared with the raw manure. In the second stage, we developed a study of anaerobic co-digestion, in a semi-continuous reactor, using the PM and the industrial waste of tomato processing (WTP) at different mixing ratios, to improve the performance of digestion and establish the best ratio of the two substrates for the production of biogas and methane. The following proportions were used (% PM + % WTP): 10% + 90%, 20% + 80%, 30% + 70%, 50% + 50% and 40% + 60%. In the third stage, there was an innovative study to recover the N present in the digestate generated after AnBio, using semipermeable membranes made of expanded polytetrafluoroethylene (PTFE) submerged in the material. This system consists of forcing the volatilization of N present in the digestate in the form of NH3 and then recover it in an acid solution of 1N H2SO4 flowing through the inside of the PTFE membrane. The N is recovered as the ammonium ion (NH4+), with potential for being used as fertilizer. Besides the digestate, raw pig manure (RPM) was used to compare the N recovery potential of both materials. The accumulation of the NH4+ formed was determined at nine sampling times (0, 7, 20, 30, 44, 54, 70, 79 and 93 hours). Based on the results obtained in the first stage, it was concluded that, during the digestion process, the organic matter of higher lability, represented by the carbon of the fulvic acid fraction and carbon oxidizable with 2.5 mL of H2SO4, was partially consumed, promoting the accumulation of recalcitrant organic matter at the end of the process. The contents of organic N and NH4+ reduced respectively by 45.2% and 54.2%, compared with their initial contents in the RPM, probably due to loss by volatilization. The P content reduced by 41.25% in relation to the initial content, due to the chemical precipitation of the inorganic fraction extractable in water with metallic cations within the reactor. In the case of co-digestion, increasing PM proportion to up to 30% of the feed mixture led to the maximum daily production of biogas (175 L) and the largest proportion of methane (60%). Amounts above 30% of manure in the mixture reduced biogas and methane production due to the increase of free NH3 concentration (272 mg L-1), which is toxic to most methanogens. As regards the recovery of N using PTFE membranes, it was observed that the recovery efficiency of the digestate was 12% higher compared with that observed in the RPM. Quantitatively, 4555 mg NH4+ could be recovered from the digestate in 93 hours of experiment, which can be used later as a source of N to agricultural crops. / A produção de energia renovável e fertilizante, através da biodegradação anaeróbia (BioAn) dos dejetos da suinocultura, apresenta-se como uma solução estratégica para minimizar os efeitos negativos associados ao grande volume de dejeto gerado em um reduzido espaço de produção. Contudo, mais estudos devem ser realizados para melhorar o entendimento do processo e propor melhorias. Nesse sentido, realizou-se este trabalho que foi dividido em três etapas. Na primeira, foi realizado um estudo com o objetivo de avaliar as mudanças que ocorrem na matéria orgânica e nas formas orgânicas e inorgânicas de nitrogênio (N) e fósforo (P) da fração sólida do dejeto suíno (DS), utilizando reatores anaeróbios de bancada, em função de sete tempos de retenção hidráulica (7, 14, 21, 28, 35, 42 e 49 dias de biodegradação) e comparados com o dejeto não degradado. Na segunda etapa, desenvolveu-se um estudo de co-digestão anaeróbia, em um reator semicontínuo, utilizando o DS e o resíduo da indústria do processamento do tomate (RPT) em diferentes proporções de mistura, visando melhorar o desempenho da biodegradação e estabelecer a melhor proporção dos dois substratos para a produção de biogás e metano. Utilizaram-se as seguintes proporções (% de DS + % de RPT): 10% + 90%, 20% + 80%, 30% + 70%, 50% + 50% e 60% + 40%. Na terceira etapa, realizou-se um estudo inovador visando recuperar o N presente no digestato gerado após a biodegradação, utilizando membranas semipermeáveis de politetrafluoroetileno expandido (PTFE) submersas no material. Esse sistema consistiu em forçar a volatilização do N presente no digestato na forma de NH3 e, posteriormente, recuperá-lo em uma solução ácida de H2SO4 1N que circulava pelo interior da membrana de PTFE. O N foi recuperado na forma do íon amônio (NH4+), com potencial para ser utilizado como fertilizante. Utilizou-se além do digestato, DS não degradado, para comparação do potencial de recuperação de N dos dois materiais. A determinação do acúmulo de NH4+ formado foi realizada em nove tempos de amostragem (0, 7, 20, 30, 44, 54, 70, 79 e 93 horas). Com base nos resultados obtidos na etapa 1, concluiu-se que durante a biodegradação, a matéria orgânica de maior labilidade, representada pelo carbono da fração ácido fúlvico e carbono oxidável com 2,5 mL de H2SO4, foi parcialmente consumida, promovendo o acúmulo de matéria orgânica recalcitrante no final do processo. Os conteúdos de N orgânico e NH4+ reduziram respectivamente, 45,2% e 54,2% em relação aos seus conteúdos iniciais no dejeto não degradado, devido, provavelmente, a perda por volatilização. O conteúdo de P reduziu 41,25% em relação ao seu conteúdo inicial, devido à precipitação química da fração inorgânica extraível em água com cátions metálicos no interior do reator. No caso da co-digestão, o aumento da proporção do DS até o limite de 30% da mistura de alimentação, proporcionou a máxima produção diária de biogás (175 L) e a maior proporção de metano (60%). Quantidades superiores a 30% de dejeto na mistura, reduziram a produção de biogás e metano devido ao aumento da concentração de NH3 Livre (272 mg L-1) tóxico a maioria dos microrganismos metanogênicos. No que se refere à recuperação do N utilizando as membranas de PTFE, observou-se que a eficiência de recuperação no digestato foi superior em 12% em relação ao observado no dejeto não degradado. Em termos quantitativos, conseguiu-se recuperar 4555 mg de NH4+ proveniente do digestato durante 93 horas de experimento que poderá, posteriormente, ser utilizado como fonte de N para as culturas agrícolas.