O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de três fontes energéticas sobre a produção de metano em bovinos utilizando-se a técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6), sobre os parâmetros da fermentação ruminal, a digestibilidade aparente total e a excreção de nutrientes da dieta. Seis vacas (730 ± 70 kg) canuladas no rúmen foram utilizadas e distribuídas a três dietas, que diferiram quanto à fonte energética, seguindo-se delineamento experimental em quadrado latino 3x3 replicado (n= 18 unidades experimentais): Controle (CON): Dieta de baixo extrato etéreo (3,50% de EE); Soja (SOJ): Dieta de alto extrato etéreo (5,30% de EE) com inclusão de 15% de soja grão; e Polpa Cítrica (POL): Dieta de baixo extrato etéreo (3,00% de EE) e alta participação de pectina com inclusão de 15% de polpa cítrica. Cada período experimental foi constituído de 21 dias, sendo que, entre o dia 5 e o dia 15, 2 g do marcador óxido crômico por kg de MS de alimento consumido foi administrado via cânula ruminal, para determinação da digestibilidade aparente total da MS e suas frações, bem como da excreção dos nutrientes da dieta. O ensaio de digestibilidade foi constituído por duas fases, sendo os cinco primeiros dias para adaptação ao marcador e os cinco últimos para coleta de fezes. A excreção da MS e dos nutrientes, bem como a excreção de Nitrogênio, foi calculada a partir dos dados de coeficiente de digestibilidade da MS e suas frações. Para cada período experimental, os últimos 6 dias foram destinados para coleta de dados da produção de metano (CH4) e do consumo de matéria seca (CMS). No dia 21 coletou-se líquido ruminal para determinação da concentração de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), contagem total e diferencial de protozoários e pH ruminal, avaliados antes, 3, 6, 9 e 12 h após a alimentação matinal. As concentrações de CH4, SF4 e AGCC foram determinadas por cromatografia gasosa. O pH de cada amostra foi determinado com potenciômetro digital portátil e as contagens diferenciais dos protozoários foram avaliadas através de microscopia direta. Não houve diferenças significativas (P0,05) entre os tratamentos para o CMS expresso em quilograma por dia (kg/dia), porcentagem do peso vivo (% PV) ou por unidade de peso metabólico (g/kg de PV0, 75). Não houve efeito de fonte energética sobre o consumo de energia bruta (CEB), nem de fibra em detergente neutro (CFDN). O tratamento com grãos de soja reduziu (P<0,05) o consumo de proteína bruta (CPB), de extrativo não nitrogenado (CENN) e de matéria orgânica (CMO). O consumo de extrato etéreo (CEE) foi maior (P<0,05) para os animais que consumiram o tratamento com grãos de soja. Não foi observado efeito (P<0,05) de fonte energética para os coeficientes de digestibilidade da MS, PB, EB, FDN, EE, ENN ou MO. A digestibilidade da FDA foi mais elevada (P<0,05) para o tratamento com polpa cítrica, enquanto que o valor de NDT foi maior (P<0,05) para o tratamento com grãos de soja. Não houve diferenças significativas (P<0,05) entre os tratamentos para a excreção de energia bruta (ExEB), nem de fibra em detergente neutro (ExFDN). A excreção de MS, ENN e de MO foram menores (P<0,05) para o tratamento com grãos de soja. Todas as fontes energéticas testadas influenciaram (P<0,05) a excreção de proteína bruta (ExPB), diferindo todos os tratamentos entre si. As excreções de FDA e de EE foram mais elevadas (P<0,05) para o tratamento com grãos de soja. Houve efeito (P<0,05) de fonte energética para a excreção de nitrogênio, sendo mais elevada para o tratamento com polpa cítrica em relação ao tratamento com grãos de soja. A emissão de CH4 pelos bovinos foi de 286,22 a 344,22 g/d; 103,71 a 125,64 kg/ano; 17,41 a 22,03 g/kg de matéria seca ingerida; 5,17 a 6,58% da EB perdida na forma de metano e 3,77 a 4,53 Mcal/Ani/d. Não houve diferença significativa para as emissões de metano entre os tratamentos quando avaliadas a 5% de probabilidade. As fontes energéticas testadas não influenciaram (P<0,05) os valores de pH ruminal, a concentração média do ácido propiônico, nem a relação acético/propiônico. A concentração total de AGCC, a concentração de ácido acético, de ácido butírico, bem como a contagem total de protozoários, foram maiores (P<0,05) para o tratamento com polpa cítrica. Fonte alta em pectina, como a polpa cítrica, ou em ácidos graxos insaturados, como a soja grão, não prejudicaram a digestibilidade das dietas. Neste sentido, são indicadas como fontes de elevado potencial de utilização em dietas para bovinos. Entretanto, sua inclusão resultou em mudanças no ambiente ruminal pela alteração do perfil fermentativo, porém, não foi possível demostrar alterações na produção de metano. / The objective of this study was to evaluate the effect of three energy sources on methane production in cattle using the tracer sulfur hexafluoride technique (SF6) on rumen fermentation parameters, total apparent digestibility and excretion of nutrients of diet. Six cows (730 ± 70 kg) ruminally cannulated were used and allocated to three diets that differed in energy source, followed by the replicated 3x3 Latin square design (n = 18 experimental units): Control (CON): Low ether extract diet (3.50% EE); Soybean (SOJ): High ether extract diet (5.30% EE) with inclusion of 15% of soybean seeds; Citrus pulp (POL): Low ether extract (3.00% EE) and high pectin diet with inclusion of 15% of citrus pulp. Each experimental period consisted of 21 days. From day 5 to day 15, 2 g of the marker chromic oxide per kg DM of feed consumed were administered, through rumen cannula, to determine the apparent digestibility of total MS and its fractions as well as excretion of nutrients. Digestibility trial consisted of two phases: the first five days for marker adaptation and the last five for feces collection. The excretion of DM and nutrients, as well as, nitrogen excretion was calculated from digestibility data of DM and its fractions. For each experimental period, the last 6 days were used to collect data from methane (CH4) production and dry matter intake (DMI). At day 21, rumen fluid was collected for short chain fatty acids concentration determination (SCFA), total and differential counts of protozoa and ruminal pH measured before, 3, 6, 9 and 12 h after morning feeding. The concentrations of CH4, SF6 and SCFA were determined by gas chromatography. The pH of each sample was determined with a digital portable pH meter and differential counts of protozoa were evaluated by direct microscopy. There were no significant differences (P>0.05) among treatments for DMI expressed as kilograms per day (kg/day), percentage of body weight (% BW) or per unit of metabolic weight (g/kg PV0, 75). There was no effect of energy source on gross energy (GEI) or neutral detergent fiber (NDFI) intake. Soybeans treatment decreased (P<0.05) crude protein (CPI), nitrogen free extract (NFEI) and organic matter (OMI) intake. Ether extract (EEI) intake as higher lower (P <0.05) for cows fed the soy beans treatment. There was no effect (P<0.05) of energy source on digestibility coefficients of DM, CP, GE, NDF, EE, NFE or OM. The digestibility of ADF was higher (P<0.05) for citrus pulp treatment, while TDN value was higher (P<0.05) for soybeans treatment. There were no significant differences (P<0.05) among treatments for gross energy (GEEx) or neutral detergent fiber (NDFEx) excretion. The excretion of DM, NFE and OM were lower (P<0.05) for treatment with soybeans. All energy sources influenced (P<0.05) crude protein excretion (CPEx) and all treatments differed from each other. The excretions of ADF and EE were higher (P<0.05) for treatment with soybeans. A significant effect (P<0.05) of energy source was observed for nitrogen excretion, where the highest values were observed for citrus pulp compared to soybeans treatment. The emission of CH4 by cattle was 286.22 to 344.22 g/d, 103.71 to 125.64 kg/year; 17.41 to 22.03 g/kg of dry matter ingested, 5.17 to 6.58% GE lost in the form of methane and 3.77 to 4.53 Mcal/Ani/d. There was no significant difference in methane emissions between treatments when evaluated at 5% probability. Energy sources tested did not influence (P<0.05) pH values, propionic acid concentration or acetate:propionate ratio. Total concentration of SCFA, acetic acid and butyric acid concentration, as well as total count of protozoa, were higher (P<0.05) in citrus pulp treatment. Pectin high source, such as citrus pulp, or unsaturated fatty acids, such as soy beans, did not affect diets digestibility. In this sense, they are indicated as sources of high potential for use in cattle diets. However, their inclusion in diets resulted in changes in rumen environment by changes in fermentation pattern, but it was not possible to demonstrate changes in methane production.

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.

Foram operados dois reatores UASB de bancada (volumes de 39,0 e 10,5 L) instalados em série, alimentados com águas residuárias de suinocultura com concentração de sólidos suspensos totais (SST), no primeiro reator, em torno de 5000 mg/L, com temperatura controlada (de 25 a 30 graus Celsius) e com tempo de detenção hidráulica (TDH) no primeiro reator de 62 a 16 h e no segundo de 16 a 4 h. O objetivo foi avaliar o desempenho e caracterizar física e microbiologicamente o lodo dos reatores UASB operados em dois estágios. Os resultados obtidos no ensaio 1, com TDH de 62 h no primeiro reator e SST no afluente de 5240 mg/L, mostraram eficiências de remoção de DQO total de 86% e 59% e SST de 82% e 57%, no primeiro e segundo reatores, respectivamente. A eficiência de remoção de DQO total e SST no sistema, no ensaio 1, foi de 95% e 94%. No ensaio 2, com TDH de 31 h no primeiro reator e SST de 5000 mg/L no afluente, observou-se eficiência de remoção de DQO total de 86% e 43% e SST de 85% e 58%, no primeiro e segundo reatores, respectivamente. A eficiência de remoção de DQO total e SST no sistema, no ensaio 2, foi de 92% e 94%. No ensaio 3, com TDH de 16 h no primeiro reator e SST de 5490 mg/L no afluente, observou-se eficiência de remoção de DQO total de 73% e 23% e SST de 65% e 20%, no primeiro e segundo reatores, respectivamente. A eficiência de remoção de DQO total e SST no sistema, no ensaio 3, foi de 79% e 73%. A TCOV aplicada no primeiro reator, no ensaio 1, foi de 4,55 kg DQO total/\'M POT.3\'.d, no ensaio 2 de 8,75 kg DQO total/\'M POT.3\'.d e no ensaio 3 de 18,65 kg DQO total/\'M POT.3\'.d. A produção de \'CH IND.4\' no primeiro reator foi de 17,50 a 68,20 L \'CH IND.4\'/d e no segundo reator de 1,62 a 5,50 L \'CH IND.4\'/d com a diminuição do TDH. Os reatores UASB instalados em série foram eficientes na remoção da fração dissolvida e, principalmente, da fração devido à concentração de SST do afluente. Para TCOV de 4,55 kg DQO/\'M POT.3\'.d no primeiro reator, pôde-se obter eficiências de remoção de DQO total e de SST acima de 90% e de DQO dissolvida acima de 85%. Para TCOV de 18,65 kg DQO/\'M POT.3\'.d no primeiro reator, as eficiências de remoção de DQO total e de SST foram acima de 70% e DQO dissolvida acima de 75%. As maiores produções específicas de metano foram obtidas com TCOV de 2,55 kg DQO/\'M POT.3\'.d para o segundo reator e de 8,65 kg DQO/\'M POT.3\'.d para o primeiro reator. A operação dos reatores UASB com valores de concentração de SST no afluente em torno de 5000 mg/L foram prejudiciais ao processo de granulação do lodo. Os grânulos apresentaram distribuição dispersa das morfologias microbianas ao longo da parede, não caracterizando a divisão em camadas definidas. As arqueas metanogênicas predominantes foram as semelhantes à Methanosaeta. / Two bench scale UASB reactors (volumes of 39,0 and 10,5 L) were operated in sequence, fed with swine wastewater with total suspended solids (TSS) concentration around 5000 mg/L in the first reactor, with controlled temperature (from 25 to 30 Celsius degrees) and operating with hydraulic detention time (HDT) in the first reactor varying from 62 to 16 h and in the second reactor from 16 to 4 h. The objective was to evaluate the performance and to characterize physically and microbiologically the sludge from UASB reactors operated in two stages treating swine wastewater. The results obtained in phase 1, with HDT of 62 h in the first reactor and TSS in the influent of 5240 mg/L, presented total COD removal efficiencies of 86% and 59% and TSS reduction efficiency of 82% and 57%, in the first and second reactors, respectively. The removal efficiency of total COD and TSS in the system, in phase 1, was 95% and 94%, respectively. In the phase 2, using HDT of 31 h in the first reactor and TSS of 5000 mg/L in the influent, it was observed a total COD removal efficiency of 86% and 43% and TSS reduction efficiency of 85% and 58%, in the first and second reactors, respectively. The system removal efficiency of total COD and TSS in phase 2, was 92% and 94%, respectively. In phase 3, with a HDT of 16 h in the first reactor and TSS of 5490 mg/L in the influent, it was observed a total COD removal efficiency of 73% and 23% and TSS reduction efficiency of 65% and 20%, in the first and second reactors, respectively. The total COD removal efficiency and TSS reduction efficiency in the system, in phase 3, was 79% and 73%, respectively. The volumetric organic loading rate (VOLR) applied in the first reactor, in phase 1, was 4,55 kg total COD/\'M POT.3\'.d, in phase 2 was 8,75 kg total COD/\'M POT.3\'.d and in phase 3 was 18,65 kg total COD/\'M POT.3\'.d. The \'CH IND.4\' production in the first reactor was from 17,50 to 68,20 L \'CH IND.4\'/d and in the second reactor from 1,62 to 5,50 L \'CH IND.4\'/d decreasing the HDT in the experiment phases. The UASB reactor installed in sequence were efficient in the dissolved fraction removal and, mainly, to the fraction due to the TSS influent concentration. The total VOL value of 4,55 kg COD/\'M POT.3\'.d was measured in the first reactor, it was achieved TSS and total COD removal efficiencies above 90% and dissolved COD above 85%. For the OVL of 18,65 kg COD/\'M POT.3\'.d in the first reactor the TSS and total COD removal were above 70% and dissolved COD above 75%. The larger methane specific production was obtained with a total VOL of 2,55 kg COD/\'M POT.3\'.d in the second reactor and 8.65 kg COD/\'M POT.3\'.d in the first reactor. The UASB reactors operation with the TSS concentration values of 5000 mg/L in the influent was prejudicing the sludge granulation process. The granules present a microbial morphology disperse distribution that doesn\'t characterize a layers defined distribution. The predominant metonogenic archeas were similar to Methanosaeta.

Orientador: Joaquim Eugênio Abel Seabra / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T03:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mamede_MauricioCubadosSantos_M.pdf: 2829646 bytes, checksum: d25947395cd77eda7c39cdaf8fe0b8b6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Considerando-se a necessidade de aprofundar o conhecimento da gestão de resíduo sólido municipal (RSM) e seus efeitos no ambiente natural e sobre a viabilidade econômica, este trabalho procurou contribuir analisando diferentes rotas de aproveitamento energético de RSM no contexto brasileiro. Foram utilizadas as características de geração de RSM de 81 municípios brasileiros, com vistas à comparação de dois cenários distintos: cenário Combustível, com a combinação das tecnologias de digestão anaeróbia (D.A.) - com foco na produção de combustível veicular - e combustível derivado de resíduo (CDR), para utilização industrial; e cenário Eletricidade, com a aplicação das tecnologias de D.A. - com foco no uso do biogás em motor estacionário - e incineração, com geração elétrica em ciclo Rankine. Na avaliação econômica, realizou-se fluxo de caixa com entradas e saídas financeiras para a obtenção dos indicadores valor presente líquido (VPL) e taxa interna de retorno (TIR). Ao final realizou-se uma análise de sensibilidade, variando custos e receitas considerados, composição do RSM, além de analisar a tarifa de tratamento necessária para zerar o VPL de cada tecnologia. Na análise ambiental foi utilizada a avaliação do ciclo de vida (ACV) para consolidar os inventários dos cenários, considerando-se uso de materiais, energia, além das emissões durante a construção e operação das unidades, com posterior avaliação do impacto do ciclo de vida (AICV) pelo software SIMAPRO, no método CML 2, para sete categorias de impacto (acidificação, aquecimento global, eutrofização, depleção abiótica, depleção da camada de ozônio, toxicidade, e oxidação fotoquímica). Os resultados majoritariamente indicaram melhores desempenhos econômico e ambiental do cenário Combustível. Há vantagens econômicas e ambientais na comercialização do biogás veicular para frota automotiva à produção de eletricidade a partir do mesmo, apesar de maior necessidade de investimento e maior complexidade tecnológica. As emissões do composto orgânico e do uso de combustíveis auxiliares perfazem as maiores cargas ambientais desta tecnologia. A incineração permite diminuir significativamente o volume do RSM, entretanto é a tecnologia mais cara das analisadas e colabora significativamente com a toxicidade humana pela emissão de metais pesados. Os investimentos na planta de CDR são muito menores, entretanto há a produção significativa de rejeitos que necessitam ser gerenciados, implicando em maiores custos e emissões de transporte e disposição destes. Ainda, incertezas de comercialização do CDR podem comprometer a viabilidade do cenário. Ademais, a análise indicou significativa sensibilidade em relação às variações na composição do RSM, principalmente com relação à fração reciclável, a qual influencia diretamente o poder calorífico inferior (PCI) do CDR e incineração, e portanto as receitas obtidas. Menores taxas de adesão da população ao programa de coleta seletiva implicam em maior fluxo de materiais incinerados e de CDR, sendo a última beneficiada economicamente, devido ao maior PCI. Com exceção do CDR, as demais tecnologias necessitam de maiores tarifas de tratamento para sua viabilidade econômica comparado à atividade de aterro sanitário, que é relativamente baixa comparada à praticada em países europeus. O deslocamento de combustíveis traz maior benefício comparado ao deslocamento da matriz elétrica nacional, que é majoritariamente hidrelétrica / Abstract: Considering the necessity to deepen the knowledge about municipal solid waste (MSW) management and its effects on the natural environmental and economic performance, this work assessed different alternatives of energy recovery from MSW in Brazil. The characteristics of MSW generated in 81 Brazilian municipalities were used for the comparison of two different scenarios: Fuel scenario, with combined use of anaerobic digestion (A.D.) - focused on the production of biomethane - and refuse derived fuel (RDF), for industrial utilization; and Electricity scenario, with the employment of A.D. - focused on biogas use in stationary engines - and incineration, with electricity generation through the Rankine cycle. For the economic assessment, a cash flow analysis was carried out to evaluate the feasibility indicators net present value (NPV) and internal rate of return (IRR). Sensitivity analyses were performed varying costs and revenues, MSW composition, besides the analysis of the break even gate fee for achieving a zero NPV for each technology. For the environmental analysis, the life cycle assessment (LCA) technique was employed to consolidate the inventory of each scenario, accounting for the use of materials, energy, and the emissions during the construction and operation of the plants. The life cycle impact assessment, modeled in SIMAPRO, was based on the CML 2 method considering seven impact categories (acidification, global warming, eutrophication, abiotic depletion, ozone layer depletion, toxicity, and photochemical oxidation). For the majority of the municipalities, the Fuel scenario showed better economic and environmental performance. The commercialization of biogas as vehicle fuel has economic and environmental advantages over the production of electricity, despite the higher investments and technology complexity. The emissions from the organic compost and the use of auxiliary fuels are the main environmental burdens related to this technology. The incineration has the advantage of significantly reduce the volume of MSW, but it is the most expensive technology analyzed and contributes to human toxicity through the emissions of heavy metals. The required investments in the RDF plant are much smaller, although it produces significant amounts of rejects that need to be managed, implying in higher costs and emissions due to transportation and final disposal. Moreover, the uncertainty in commercializing RDF could affect the economic performance of the scenario. Furthermore, the analysis indicated significant sensitivity with respect to waste composition, mainly recyclables fraction, which has direct effects on the low calorific value (LCV) of RDF and incineration fuel, therefore affecting the revenues. Lower participation rates in the source separation program imply in grater fluxes of materials to be incinerated and production of RDF, with better economic performance for the RDF plant, because of the higher LCV. With the exception of RDF, the others technologies require higher gate fees, compared to landfill, in order to reach economic viability because of the lower fees for disposal in Brazil compared with European countries. Regarding the environmental analysis, the displacement of fuels leads to greater benefits when compared with the displacement of electricity, which is basically hydroelectricity / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Flavia Maria Netto, Ricardo de Lima Zollner / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T22:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_JanainaMadruga_M.pdf: 1775595 bytes, checksum: 5ee1d5b4bacec45d3dfff615d49f7ca8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O leite bovino contém várias proteínas capazes de induzir resposta alérgica, sendo que a ß-lactoglobulina (ß-Lg) e a a-lactalbumina (a-La), proteínas mais abundantes do soro, estão entre as principais proteínas antigênicas. A homogeneização à alta pressão (HAP) é uma tecnologia emergente que pode alterar a estrutura das proteínas do soro de leite (IPS) e, portanto, seu caráter alergênico. Estudos anteriores apontam que a polimerização com a enzima transglutaminase (TG) reduziu o potencial antigênico da ß-Lg. O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da HAP associada à polimerização por TG na suscetibilidade à digestão gástrica e gastrointestinal e na resposta antigênica da ß-Lg e a-La antes e após a digestão gástrica. Soluções de IPS (1% m/v), tratadas termicamente (72 °C/22 min) ou não, foram homogeneizadas a diferentes níveis de pressão (0, 100, 180 MPa) ou multiprocessadas por 3 ciclos consecutivos a 180 MPa. As amostras foram caracterizadas por turbidez, pelo teor de grupos sulfidrila reativos e livres e por eletroforese em sistema nativo e em SDS-PAGE em condições redutoras e não-redutoras. As amostras processadas foram polimerizadas com TG (25 U g-1 de proteína) e caracterizadas por eletroforese SDS-PAGE em sistema redutor e densitometria dos géis. Foi avaliada a suscetibilidade da ß-Lg e da a-La à digestão gástrica e gastrointestinal após tratamento térmico, HAP e polimerização, associados ou não. As condições de digestão foram: 182 U de pepsina g-1 de proteína e a relação 1:25 (enzima:proteína) para a pancreatina. A caracterização dos digeridos foi realizada por eletroforese SDS-PAGE/Tricina e cromatografia líquida de alta eficiência de fase reversa (CLAE-FR). A antigenicidade das proteínas foi avaliada pelo método ELISA, utilizando soro anti-ß-Lg ou anti-a-La de camundongos BALB/c imunizados com as proteínas nativas. A homogeneização das soluções de IPS, previamente tratadas termicamente ou não, resultou na diminuição da turbidez e do teor de grupos sulfidrila reativos e livres com o aumento dos níveis de pressão. A polimerização com TG resultou na formação de polímeros com massa molecular (MM) acima de 97,4 kDa, principalmente nas amostras tratadas termicamente e homogeneizadas a 180 MPa por 1 e 3 ciclos, alcançando aproximadamente 20% de polímeros de alta MM. As amostras pré-tratadas e polimerizadas foram mais suscetíveis à digestão gástrica e gastrointestinal, resultando em menor residual de proteína intacta em relação às amostras homogeneizadas pré-tratadas termicamente ou não. Foi observado aumento (P< 0,05) da capacidade de ligação à IgE anti-a-La para a amostra de IPS tratado termicamente e homogeneizado a 180 MPa (IPS-TT-180, 27,88 µg IgE mL-1), em relação ao IPS nativo (IPS-N, 12,80 µg IgE mL-1), sugerindo que a associação do tratamento térmico e HAP aumentou a exposição de seus epítopos. Após a digestão gástrica, não foi observada redução da atividade antigênica da a-La em nenhuma das amostras analisadas. Já para a ß-Lg verificou-se que após a digestão gástrica a amostra de IPS tratado termicamente, homogeneizado a 180 MPa e polimerizado (IPS-TT-180 TG) apresentou diminuição (P< 0,05) da resposta antigênica para IgE anti-ß-Lg (13,59 µg IgE mL-1) em relação ao IPS-N (34,21 µg IgE mL-1). Em conclusão, os tratamentos utilizados alteraram a estrutura das principais proteínas do IPS, resultando na diminuição moderada da resposta antigênica da ß-Lg e no aumento da antigenicidade da a-La / Abstract: Bovine milk contains several proteins, which can induce allergic response. The most abundant whey proteins, â-lactoglobulin (â-Lg) and á-lactalbumin (á-La) are among the major antigenic proteins of cow¿s milk. High pressure homogenization (HPH) is an emergent technology which can alter whey proteins (WPI) structures and possibly WPI antigenicity. Previous studies indicated that polymerization with transglutaminase enzyme (TG) reduced the antigenic potential of â-Lg. The objective of the present study was to evaluate the effect of HPH associated to polymerization by TG on the susceptibility to simulated gastric and gastrointestinal digestion and on antigenic response of â-Lg and á-La before and after gastric digestion. Solutions of WPI (1% w/v) previously heat treated (72 °C/22 min) or without heat treatment were homogenized at several pressure levels (0, 100 and 180 MPa) or at 180 MPa for three consecutive cycles. The samples were characterized by turbidity, content of exposed and free sulfhydryl groups and by electrophoresis on native system and SDS-PAGE under non-reducing and reducing conditions. The processed samples were polymerized with TG enzyme (25 U g-1 of protein) and characterized by SDS-PAGE under reducing conditions followed by densitometry of gels. The susceptibility of â-Lg and á-La to gastric and gastrointestinal digestion was evaluated after heat treatment, HPH and polymerization, associated or not with each other. The digestion conditions were: 182 U pepsin g-1 protein and pancreatin:protein ratio of 1:25. Characterization of the digests was carried out by SDS-PAGE/Tricine and reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). Protein antigenicity was evaluated by ELISA assay, using serum from BALB/c mouse immunized with native â-Lg and á-La. The homogenization of the WPI solutions, previously heat treated or without heat treatment, resulted in reducing both turbidity and exposed and free sulfhydryl group content as the pressure levels increased. The polymerization with TG enzyme resulted in polymers with molecular mass (MM) above 97.4 kDa, mainly in the samples heat treated and homogenized at 180 MPa for 1 or 3 cycles, forming around 20% of high MM polymers. Either polymerized samples previously treated with heat and/or HPH were more susceptible to gastric and gastrointestinal digestion, resulting in less residual intact protein as compared to the homogenized samples previously heat treated or without heat treatment. It was observed higher (P< 0.05) binding capacity to anti-á-La IgE for the sample heat treated and homogenized at 180 MPa WPI (WPI-TT-180, 27.88 ìg IgE mL-1) than for native WPI (WPI-N, 12.80 ìg IgE mL-1) suggesting that the association of heat treatment and HPH increased the exposition of á-La epitopes. After gastric digestion it was not observed a reduction of á-La antigenic activity. In relation to â-Lg antigenicity, after gastric digestion, the WPI sample heat treated, homogenized at 180 MPa and polymerized (WPI-TT-180 TG) showed reduction (P< 0.05) of anti-â-Lg IgE response (13.59 ìg IgE mL-1) as compared to WPI-N (34.21 ìg IgE mL-1). In conclusion, the treatments studied altered the structure of major protein of WPI, resulting in moderate reduction of â-Lg antigenic response and increased á-La antigenicity / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

O papel representa cerca de 25% de todo resíduo sólido presente nos aterros sanitários. O papel jornal pode representar até 50% de todo papel descartado e encontra-se na sua maioria impresso. A tinta de impressão pode ser tóxica aos microrganismos responsáveis pela digestão anaeróbia. O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar a influência dessa tinta na digestão anaeróbia do papel jornal. Este estudo buscou colaborar para uma melhor compreensão da caracterização dos resíduos sólidos, toxicidade, biodegradabilidade, e processos de tratamento dos resíduos sólidos. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira etapa foi avaliada a eficiência de quatro inóculos: lodo de digestor anaeróbio de fluxo ascendente (UASB) tratando esgoto sanitário da cidade de Piracicaba - SP - (LU); lodo granulado de digestor anaeróbio de fluxo ascendente (UASB) proveniente do tratamento do esgoto da Avícola Dacar - Ltda, localizada na cidade de Tietê - SP - (LA); percolado do aterro sanitário da cidade de Jaboticabal - SP, operando há 11 meses - (PI) e percolado do aterro sanitário experimental de São Carlos - SP, em operação há 11 anos (PII). Essa etapa de trabalho permitiu escolher o inóculo proveniente do aterro sanitário de Jaboticabal por apresentar maior eficiência na digestão anaeróbia do papel jornal. Esse inóculo foi utilizado para os reatores na segunda etapa do trabalho, no qual o principal objetivo foi avaliar a influência da tinta de impressão na digestão anaeróbia do papel jornal em quatro reatores alimentados com papel jornal não impresso (JNI), papel jornal impresso com tinta preta (JIP), papel jornal impresso com tinta colorida (JIC) e reator de controle (B). A tinta de impressão não se apresentou como inibitória ao processo anaeróbio, pois a degradação observada foi praticamente semelhante nos reatores alimentados com papel jornal impresso e não impresso. / Paper represents about 25% of all solid waste presented in sanitary landfills. Newspaper can represent up to 50% of all the discarded paper and is found mostly printed. The printing ink can be toxic to the microorganisms that have anaerobic digestion. The main objective of the present dissertation was to evaluate the influence of this ink on the anaerobic digestion of newspaper. It also intends to collaborate for a better comprehension of characterization, toxicity, biodegradability and processes of treatment of solid wastes. The research was developed in two stages. First the efficiency of four inoculum was evaluated: they were sludge of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) treating the sanitary sewage of Piracicaba city - SP (LU); granulated sludge of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) originated form the sewage treatment of Avícola Dacar - Ltda, located in Tietê city - SP (LA); leachate from sanitary landfill of Jaboticabal city - SP, with 11 months of operation (PI) and leachate from experimental sanitary landfill in São Carlos city - SP, with 11 years of operation (PII). This stage of work allowed choosing the inoculum from the sanitary landfill of Jaboticabal as it showed greater efficiency in the anaerobic digestion of newspaper. This inoculum was used to inoculate the reactors in the second stage of the work, aiming to evaluate the influence of the printing ink on the anaerobic digestion of the newspaper, in four reactors fed with non-printed newspaper (JNI), printed newspaper with black ink (JIP), printed newspaper with colorful ink (JIC) and reactor of control (B). The printing ink did not show to be inhibitory to the anaerobic process, as the observed digestions were almost similar for the reactors fed with printed and non-printed newspaper.

Insetos abrangem o maior número de espécies descritas, estando distribuídos por praticamente todos os nichos ecológicos. O tubo digestivo destes animais consiste na principal interface entre estes e o meio externo. Assim, o estudo das enzimas digestivas, ou proteínas relacionadas ao processo digestivo em insetos, faz-se fundamental para a tentativa de desenvolver novos métodos de controle que ajam via canal alimentar, como o uso de plantas transgênicas para controlar insetos fitófagos (Felton & Gatehouse, 1996). Diptera superiores são os únicos animais, além dos vertebrados, que apresentam uma região ácida em seu intestino médio (Vonk & Western, 1984). Assim, o estudo da digestão ácida nestes organismos permite-nos examinar em detalhe este interessante paralelismo evolutivo (muito revelador se incluir também aspectos moleculares). Para realização deste estudo foram escolhidas duas enzimas relacionadas com a digestão ácida em Diptera: uma aspártico-proteinase de Musca domestica, semelhante à catepsina D, e uma lisozima digestiva de Drosophila melanogaster. Para purificar a aspártico-proteinase intestinal de M. domestica, ventrículos anterior e médio de larvas deste inseto foram homegeneizados e centrifugados, sendo o sobrenadante resultante utilizado como fonte de enzima. A combinação de uma cromatografia em coluna de troca iônica seguida de uma filtração em gel mostrou-se como a melhor para a obtenção da aspártico-proteinase intestinal de larvas de M. domestica totalmente purificada. Clones de lisozima de D. melanogaster (LysD) e de A. darlingi (Lysdar) foram utilizados na construção de vetores de expressão a seguir usados na transformação de E. coli linhagem OrigamiTMB (DE3) e P. Pastoris GS115 (his4). As bactérias transformadas com vetor pT7-dar (que continha o gene Lysdar), quando induzidas por IPTG, foram capazes de expressar uma proteína, cujo peso molecular em gel de SDS-PAGE é de cerca de 14 kDa, como o esperado. A lisozima hipotética foi encontrada em corpos de inclusão, que solubilizados por SDS 3% resultaram em proteína inativa. Colônias de P. pastoris transformadas com o vetor pPIC-9-D (contendo o gene LysD) foram submetidas a reação em cadeia com DNA polimerase. Aquelas que geraram produtos de PCR de tamanho coerente com o de uma lisozima foram cultivadas e posteriormente, induzidas por metanol. P. pastoris é capaz de secretar a lisozima induzida. Assim, alíquotas do meio de indução foram utilizadas em ensaios enzimáticos para a detecção da atividade da lisozima intestinal de D. melanogaster. A lisozima é expressa em P. pastoris em grande quantidade (12 mg/L) e com atividade preservada. Foi verificado que há uma intima relação entre a força iônica do meio e o pH ótimo da lisozima intestinal recombinante de D. melanogaster. O pH ótimo é deslocado para valores mais ácidos quando em forças iônicas maiores. Em contrapartida, os valores de atividade obtidos para a lisozima D recombinante de D. melanogaster decrescem com o aumento da força iônica do meio. / Insects are the most numerous of living beings and are found in almost all habitats. The midgut of these animals is the main interface between them and their enviroment. Thus, the study of digestive enzymes or of other proteins relateded to the insect digestive process is putatively useful for the development of new insect control strategies. Houseflies (higher Diptera) are the only animals, besides vertebrates, that present an acidic region in the midgut (Vonk & Western, 1984). Due do that, a detailed analysis of the acidic digestion in these insects may disclose molecular evolutionary paralellisms between those animals. Two enzymes were chosen along the aims discussed: a Musca domestica aspartic-proteinase, similar to cathepsin D and a digestive lysozyme from Drosophila melanogaster. To purify the cathepsin D-like proteinase from M. domestica larvae, larval foreguts and midguts were homogeneized, centrifuged, and the resulting supernatant was used as an enzyme source. Ion-exchange chromatography followed by a gel filtration of enzyme extract resulted in a homogeneous preparation of the enzyme. Clones of lysozyme from D. melanogaster (LysD) and A. darling (Lysdar) were used in the construction of expression vectors, which were used to transform E. coli cells (OrigamiTM B(DE3)) and P. pastoris GS115 (his4). Bacteria transformed with pT7-dar (the expression vector which contained the gene Lysdar), when induced by IPTG, expressed a protein with a molecular weight of 14 kDa, as expected for lysozyme. This protein was found in inclusion bodies that were solubilized in 3% SDS resulting in a protein with no activity. After choosing at random P. pastoris colonies transformed with the expression vector pPIC9-D (containing the gene LysD), they were submited to a PCR. The colonies with 366pb products were grown and induced by methanol. P. pastoris was engineered to excrete the expressed proteins. In accordance to that, about 12 mg of lysozyme were recovered from each litter of culture medium. Recombinant D. melanogaster lysozyme D was more active at acid pH values, when present in media with physiological ionic strengths, and its Km value increased with the ionic strength of media. This is agreement with data obtained with lysozyme D isolated from D. melanogaster midgut. The results support the assertion that this enzyme may be used in crystalographic and site mutagenesis studies to reveal the molecular basis of its catalytic properties.

Os artrópodes constituem as formas mais abundantes de vida animal no planeta. O sistema digestivo dos Arthropoda é uma das mais importantes superfícies de contato com o ambiente. Pouco se conhece a respeito do sistema digestivo dos aracnídeos. Identificamos as principais carboidrases digestivas em três Arachnida modelo: Tityus serrulatus, Amblyomma cajennense e Nephilengys cruentata. As &#945;-fucosidases são glicosídeo hidrolases que catalisam a hidrólise de ligações glicosídicas entre uma fucose ligada a outro carboidrato ou outro tipo de molécula. Estas enzimas são fundamentais no processamento de glicoproteínas e glicolipídeos. Observamos altas atividades de &#945;-fucosidases em todas as espécies estudadas e estas enzimas foram isoladas e caracterizadas. / Arthropods are the most abundant animal life form on the planet. The digestive system of Arthropoda is one of the most important areas of contact with the environment. The study of Arachnida digestive enzymes has been sporadic and remains a largely unexplored area. We identified the most important digestive carbohydrases in three Arachnida models: Tityus serrulatus, Amblyomma cajennense and Nephilengys cruentata. The &#945;-fucosidases are glycoside hydrolases that catalyze the hydrolysis of glycosidic links between a fucose linked to other carbohydrate or another type of molecule. These enzymes are essential in the processing of glycoprotein and glycolipids. We showed that all models tested presented high activities of digestive &#945;-fucosidases and these enzymes were isolated and characterized.

Orientador: Jorge de Lucas Júnior / Banca: Mario Benincasa / Banca: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Edson Aparecido Abdul Nour / Banca: Simone Damasceno / Resumo: Com o objetivo de caracterizar quantitativa e qualitativamente os dejetos produzidos em um sistema de confinamento para criação de novilhos superprecoces e avaliar o desempenho de processos biológicos de reciclagem de nutrientes: compostagem, vermicompostagem e biodigestão anaeróbia, conduziu-se esta pesquisa. O trabalho foi dividido em quatro ensaios: caracterização dos dejetos, compostagem, vermicompostagem e biodigestão anaeróbia. O ensaio de caracterização dos dejetos teve como objetivo principal determinar o coeficiente de resíduo para o período de confinamento. Nos ensaios de compostagem e vermicompostagem objetivou-se avaliar o desempenho dos processos utilizando-se dejetos produzidos por animais que receberam três dietas (dieta 1: 65% concentrado + 35% volumoso; dieta 2: 70% concentrado + 30% volumoso e dieta 3:75% concentrado + 25% volumoso), oferecidas aos animais durante o período de engorda. No ensaio de biodigestão anaeróbia, foram avaliados os efeitos de duas dietas (dieta 1: 65% concentrado + 35% volumoso e dieta 2: 80% concentrado + 20% volumoso), uso de inóculo e três níveis de temperatura (40º C, 35º C e 25º C) sobre a produção de biogás. O coeficiente de resíduo encontrado, considerando todo o período de engorda, foi de 3,03, ou seja, para cada quilo de animal produzido, gerou-se 3,03 kg de dejeto (matéria seca). Considerando todo o período de confinamento, 154 dias, cada animal gerou 515,4 kg de dejeto (matéria seca) ou 2577 kg (fezes + urina), os quais em termos de nutrientes produzidos por animal representam 12,4 kg de N; 8,8 kg de P2O5; 6,7 kg de K2O; 397,0 kg de MO; 219,6 kg de C; 13,9 kg de Ca; 2,6 kg de Mg; 1,6 kg de S; 2,2 kg de Na; 0,05 kg de Cu; 1,0 kg de Fe; 0,06 kg de Mn; 0,11 kg de Zn. Os valores dos componentes da análise bromatológica dos dejetos foram 14% de PB; 20,7% de FB; 2,2% de EE; 51,9% de FDN; 33,3% de FDA; ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present study aimed to quantify wastes produced in a confined system for steers breeding and to evaluate the performance of biological process such as nutrient recycling, composting, vermicomposting and anaerobic biodigestion. Four trials were performed: wastes characterization, composting, vermicomposting and anaerobic biodigestion. The waste characterization trial aimed to determine the residual coefficient while animals were confined. The composting and vermicomposting trials were conducted in order to evaluate the process performance by using wastes products from animal fed three differents diets (diet 1: 65% concentrated + 35% voluminous ; diet 2: 70% concentrated + 30% voluminous; diet 3: 75% concentrated + 25% voluminous). The effect of two different diets (diet 1: 65% concentrated + 35% voluminous and diet 2: 80% concetrated + 20% voluminous), inoculum and three temperatures rates (40º C, 35º C e 25º C) influence all over biogas production were evaluated during the biodigestion trial. The residue coefficient found during all confined period was 3.03, whereas, to produce one kilogram body weight, 3.03 kg of waste (dry matter) was produced. During all confined period (154 days), each animal produced 515.4 kg of waste (dry matter) or 2577 kg (feces + urine), wich represents in terms of nutrients produced per animal a total of: 12.4 kg of N; 8.8 kg of P2O5 ; 6.7 kg of K2O ; 397.0 kg of OM ; 219.6 kg of C; 13.9 kg of Ca; 2.6 kg of Mg; 1.6 kg of S; 2.2 kg of Na; 0.05 kg of Cu; 1.0 kg of Fe; 0.06 kg of Mn; 0.11 kg of Zn. Bromatological analysis values of waste were: 14% of PB; 20,7% of FB; 2,2% of EE; 51,9% of FDN; 33,3% of FDA; 48,2% of ENN e 63,16% of NDT. Percentage of dry matter redution during composting trial were: 44.5%; 40.5% and 43.8% for waste produced by animals that received diets 1, 2 and 3, respectively...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Os processos anaeróbios têm sido recentemente adotados como unidades principais em sistemas de tratamento de efluentes, em virtude das inúmeras vantagens que apresentam. Este trabalho de pesquisa, no entanto, visa possibilitar a obtenção de fonte de carbono prontamente degradável a partir de uma das primeiras aplicações da biotecnologia anaeróbia: a digestão de lodo. A partir de um digestor hidrolítico e acidogênico de lodo primário foi possível a obtenção de efluentes com altas concentrações de DQO solúvel (da ordem de 4.000 mg/L) e ácidos graxos voláteis – AGV – (da ordem de 600 mg/L). Porém, foi necessária a aplicação de um processo de troca iônica para a remoção das altas concentrações de 'NH IND.4'POT.+' (da ordem de 480 mg/L) no efluente do DHL. A utilização de zeólitas – minerais de silício e alumínio – permitiu a remoção de íons amônio, através de experimentos em bateladas e colunas. As capacidades de adsorção de 'NH IND.4'POT.+' por massa de zeólitas atingidas foram de 8,0 mg 'NH IND.4'POT.+'/g. Adicionalmente, foi realizado o estudo da regeneração do mineral, através de processo biológico de nitrificação e posterior aplicação do mineral regenerado para remoção de 'NH IND.4'POT.+'. O processo resultou na obtenção de minerais com capacidades próximas às atingidas por amostras de zeólitas virgens. Além de restaurar grande parte da capacidade inicial de troca iônica do mineral (87% da capacidade inicial), o processo de regeneração biológica permite a obtenção de efluente com altas concentrações de nitrato (da ordem de 400 mg/L), podendo ser aproveitado para correção de solos com deficiência deste nutriente. O processo como um todo envolve conceitos de sustentabilidade aplicada aos sistemas de tratamento de efluentes, pois promove a utilização de subproduto de estações de tratamento, bem como a reutilização do mineral aplicado no processo de troca iônica. / Anaerobic processes have recently been widely adopted as core units in sewage treatment systems, due to several advantages inherent in these processes. However, this research aims at the acquisition of readily degradable carbon source by means of a primary application of anaerobic biotechnology: the sludge digestion. The use of a hidrolitic and acidogenic digester of primary sludge made it possible to achieve high concentrations for soluble COD (around 4.000 mg/L) and volatile fatty acids – VFA - (around 600 mg/L). Along with high concentrations of soluble COD and VFA, the effluent of the hidrolitic and acidogenic digester also presented undesirable significant amount of ammonium (480 mg 'NH IND.4'POT.+'/L), which was removed by the application of ion-exchange process. Natural zeolites were employed as the cation exchanger, achieving values of 8.0 mg 'NH IND.4'POT.+'/g for ammonium removal per unit mass of zeolite. The zeolite saturated with 'NH IND.4'POT.+' ions was biologically regenerated by nitrifying sludge. Regenerated zeolite samples were then reused for ammonium removal and presented removal capacities close to the ones achieved by fresh samples. The whole process (primary sludge digestion followed by ion-exchange process for ammonium removal and biological regeneration of saturated zeolite samples) comprises several sustainability concepts, as it promotes, concomitantly, primary sludge pre-digestion and the reutilization of the zeolite employed as cation exchanger for 'NH IND.4'POT.+' ions removal. In addition to partially recovering original exchange capacity (87% of original capacity), biological regeneration of saturated zeolite also produced, as effluent, highly nitrate concentrated solution (around 400 mg/L), which could be used as nitrogen source for soil enrichment.