Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de materiais catalíticos à base de espinélios de cobalto e manganês, para serem empregados como catalisadores na decomposição do peróxido de hidrogênio (H2O2) 90%, em massa, proporcionando múltiplas partidas a frio em um micropropulsor de satélites a monopropelente. Os materiais foram avaliados, preliminarmente, na decomposição espontânea do H2O2 (teste da gota). Este teste permitiu selecionar os materiais que proporcionaram uma decomposição do H2O2 90% mais rápida e vigorosa, com um baixo tempo de indução. Os materiais catalíticos selecionados no teste da gota foram avaliados em um micro reator de leito fixo, que permitiu determinar a composição e a granulometria ideais para o catalisador. Em seguida, os materiais foram submetidos a testes cinéticos, onde foram determinadas a ordem, a constante e a energia de ativação da reação de decomposição do H2O2. Por fim, o catalisador denominado Co0,5Mn2,5-900, por apresentar os melhores resultados nos ensaios cinéticos e no micro reator, foi testado em um micropropulsor de 2 N, onde apresentou um desempenho rápido e repetitivo, sendo capaz de decompor espontaneamente o H2O2 sem sofrer desativação ou fragmentação após os testes. Os catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de Espectrometria de Emissão Ótica por Fonte de Plasma (ICP-OES), Adsorção de Nitrogênio, Quimissorção de CO, Picnometria a Hélio, Difratometria de Raios X, Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios X e por análises de Resistência Mecânica a Compressão, visando estabelecer uma correlação entre as propriedades físico-químicas e a atividade catalítica de cada material na decomposição H2O2 concentrado. / This work aimed to develop catalytic materials based on cobalt and manganese spinels to be used as catalysts in the decomposition of 90% (mass) hydrogen peroxide, allowing multiple starts in a microthruster of monopropellant satellites. The catalysts were preliminarily evaluated in the spontaneous decomposition of H2O2 (drop test). This test allowed to select the materials that provide spontaneous and vigorous decomposition of H2O2, with a low induction time. Then, the best performing catalysts were evaluated in a fixed bed micro reactor, which allowed to determine the best composition and granulometry for the catalyst. After this, the materials were submitted to kinetic tests, where the order, the constant and the activation energy of the H2O2 decomposition reaction were determined. Finally, the catalyst called Co0,5Mn2,5-900, due its best performance, was tested in a 2 N microthruster, where it presented a fast and repetitive performance, being able to spontaneously decompose the H2O2 without suffer deactivation or fragmentation after the testes. All catalysts were characterized by Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry (ICP-OES), Nitrogen Adsorption, CO Chemimetry, Helium Picnometry, X-ray Diffractometry, X-ray Photoelectron Spectroscopy and Mechanical Compression Resistance analysis aiming to correlate their physicochemical properties with their activity in the catalytic decomposition of concentrated hydrogen peroxide.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de catalisadores mássicos à base de óxidos mistos de cobalto, manganês e alumínio, para a decomposição de peróxido de hidrogênio comercial, 70% em massa, e consequente geração de vapor d\'água. A síntese dos materiais foi realizada por coprecipitação em meio básico. Durante a reação foram sistematicamente estudados o pH do meio, a concentração inicial de carbonato, a velocidade de agitação, o tempo de envelhecimento, a influência da lavagem do precitado, o diâmetro médio das partículas e a temperatura e tempo de tratamento térmico. Os materiais foram caracterizados quanto as fases presentes, porcentagem mássica, massa específica, área específica, resistência mecânica e atividade catalítica, visando correlacionar suas propriedades físico-químicas com sua atividade na decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio. Finalmente, os materiais que apresentaram melhor resistência mecânica e atividade catalítica foram testados em um sistema gerador de vapor. O melhor catalisador apresentou alta resistência mecânica, baixo tempo de indução e se mostrou ativo em testes de longa duração, possibilitando ao sistema alcançar temperaturas próximas à de decomposição adiabática do H2O2 70% em massa. / This work aimed to develop catalysts based on mixed oxides of cobalt, manganese and aluminum for the decomposition of commercial hydrogen peroxide, 70% p, inducing steam generation. The materials were synthesized by coprecipitation under alkaline condition. During reaction, were systematically studied the pH of the solution, the initial concentration of carbonate, the stirring speed, the aging time, the precipitate washing, the average particle diameter, the temperature and time of thermal treatment. The materials were characterized to determine the present phases, mass concentration, density, surface area, mechanical strength and catalytic activity, aiming to correlate their physicochemical properties with its activity on hydrogen peroxide catalytic decomposition. Once the best parameters were set, the best catalysts were tested in a steam generating system. The best catalyst have presented high mechanical strength, low induction time and proved to be active in long-term tests, enabling the system to reach temperatures close to the adiabatic decomposition of the H2O2 70% wt.

O óxido nítrico (NO) tem se mostrado um sinalizador presente em muitas fases do desenvolvimento vegetal e elemento essencial nas respostas aos estresses bióticos e abióticos em plantas. Entretanto, poucos estudos correlacionam esse radical à organogênese vegetal. Folhas de Ananas comosus (Bromeliaceae) podem ser consideradas um modelo interessante para o estudo da organogênese, pois sua região basal possui um conjunto de células que, sob cultivo in vitro e balanço adequado de certos reguladores de crescimento, dá início à proliferação celular e formação de meristemas adventícios. Primeiramente, formam-se estruturas denominadas protuberâncias que, depois, se desenvolvem em novos eixos caulinares, sem formação intermediária de calos. A relação ótima dos reguladores de crescimento para a indução da organogênese adventícia é 0,53 uM de ácido naftalenoacético e 8,87 uM de benziladeninapurina e sabe-se que o balanço hormonal entre auxinas e citocininas endógenas é alterado nesses explantes, encontrando-se um pico desses hormônios no terceiro dia da indução. Esse trabalho teve como objetivo verificar se o NO participaria da cascata de sinalizações que leva à organogênese adventícia, utilizando bases foliares de abacaxizeiro cultivadas in vitro. A quantificação do NO foi determinada pela técnica de quimiluminescência durante um período de 7 dias a partir da obtenção dos explantes. Essa produção foi dosada em fluxo contínuo com medições feitas a cada 10 segundos. O tratamento indutor de organogênese mostrou um aumento significativo na produção de NO em comparação aos explantes incubados em meio de cultura sem reguladores de crescimento, indicando uma possível participação do óxido nítrico no processo da organogênese. Houve um pico de NO no primeiro dia logo nas primeiras horas de cultivo em meio indutor. Além disso, foi realizada a dosagem de peróxido de hidrogênio (H2O2) e foi encontrada uma correlação com a produção de óxido nítrico durante a fase clara do fotoperíodo. A produção de H2O2 aumentou em seguida ao incremento de NO no primeiro dia de cultivo no meio de cultura com reguladores de crescimento. Finalmente, o tratamento com L-NAME mostrou ser a enzima NOS uma possível rota de síntese de NO, já que reduziu significativamente o número de novos meristemas adventícios e, conseqüentemente, de novos eixos caulinares formados após 60 dias de cultivo em meio não indutor da organogênese. A localização in situ do NO pareceu indicar que o aumento da produção estaria mais relacionado com células do parênquima foliar e dos feixes vasculares. Assim, esta pesquisa permitiu incluir temporalmente dois novos possíveis sinalizadores (NO e H2O2) à cascata de sinalização da organogênese adventícia em folhas de abacaxizeiro. A sinalização parece iniciar-se com o NO e logo em seguida, ainda no primeiro dia, viria o aumento de H2O2 e dos hormônios auxinas e citocininas no terceiro dia (resultados anteriores do grupo) do período de indução. / The nitric oxide (NO) was shown to be an ubiquitous molecule for many phases of the development of a plant and an important element for biotic and abiotic stress responses. However, few studies correlate this radical with the organogenesis in plants. Ananas comosus> (Bromeliaceae) leaves can be considered an interesting model for the organogenesis studies, because the basal region have a set of cell which, under in vitro cultivation and fine growth regulators balance, start cell division and form adventitious meristems. Firstly, structures named protuberances are formed, which develop forming new buds, without the intermediary formation of callus. The optimum rate of the growth regulators for the induction to organogenesis is 0.53 uM of naphthalene acetic acid and 8.87 uM of benziladeninepurine. It is known that the endogenous hormonal balance between auxins and cytokinins is altered in these explants, and a peak of these hormones is found at the third day of induction. This work intended to verify whether the NO would participate on the signaling cascade that led to the adventitious organogenesis, using basal leaves of pineapple cultivated in vitro. The nitric oxide quantification was made by chemiluminescence for a period of 7 days after the explants obtainment. The production was dosed in continuous flow air with measurements made every 10 seconds. The inductive treatment to organogenesis showed a significant rise in NO production in comparison to the explants incubated in medium culture without growth regulators, indicating a possible participation of NO at the organogenesis process. There was a NO peak at the first day, soon at the first hours of cultivation at inductive medium. Besides, the dosage of hydrogen peroxide (H2O2) was done and a correlation was found to the NO production at the light phase of the photoperiod. The H2O2 production rose after the increase of NO at the first day of cultivation in medium containing growth regulators. Finally, the treatment with L-NAME showed the NOS enzyme as a possible pathway involved with the NO production, since the number of new adventitious meristems reduced significantly and subsequently, of new shoots after 60 days of cultivation in inductive to organogenesis medium. The in situ localization of NO seemed to indicate that the rise in production could be related to the cells of the leaf parenchyma and vascular tissues. Thus, this research permitted to include temporally two new possible signals (NO and H2O2) to the signalization cascade of the adventitious organogenesis in pineapple leaves. The signalization seems to initiate with NO followed by H2O2 at the first day and by the auxins and cytokinins hormones at the third day (previous results of the group) of the induction period.

O H2S é um gás que causa preocupação devido aos efeitos que pode provocar a saúde, a corrosão sobre alguns materiais e a redução do poder calorífero no aproveitamento de biogás, mesmo quando presente em baixas concentrações. O uso de biogás como fonte energética tem crescido nos últimos anos, impulsionando a remoção do sulfeto de hidrogênio, uma vez que a presença de tal gás reduz a capacidade calorífica do biogás e causa danos às instalações. Diante disso, várias técnicas são utilizadas na remoção de H2S, sendo uma delas, a adsorção. Os processos de separação por adsorção são muito utilizados para a remoção de poluentes gasosos de misturas gasosas. Neste trabalho foram realizados experimentos da adsorção do H2S sobre lodo seco, em coluna de leito fixo, para obtenção da capacidade de adsorção dinâmica do lodo e como esta seria afetada pelas variáveis de processo: concentração de alimentação e vazão de alimentação. Para tanto, foi concebida e instalada uma unidade de bancada de adsorção em leito fixo, com facilidades experimentais necessárias para testes dinâmicos, com o emprego da técnica de interpretação de curvas de efluência, um método útil para a avaliação do desempenho de um adsorvente em colunas de leito fixo. Testes preliminares mostraram que a unidade de bancada apresentou versatilidade, podendo ser operada com vazões de até 5 L/ min e concentração de H2S na mistura gasosa de até 500 ppm. Os resultados obtidos mostraram que a capacidade de adsorção do lodo seco foi muito baixa, com valores variando de 3,30 x 10-5 a 2,54 x 10-3 mg de H2S/g de lodo seco e existência de caminhos preferenciais no leito. / It is widely known that H2S is a gas which causes preoccupation due to the potential risks to health, corrosion in materials and reduction of the calorific value, even when present in low concentrations. The application of biogas as an energetic source has increased in last years, promoting the hydrogen sulphide removal, so that H2S presence can reduce the biogas energetic capacity and cause damage in the installations. Therefore, many techniques are used to H2S removal, one them is adsorption. The adsorption separation processes are widely used in the removal of pollutants gaseous from gas mixtures. In this work, experiments were performed on the adsorption of H2S the dry sludge in a fixed bed column, aiming to obtain the dynamic adsorption capacity and how this would be affected by the process variables: feed concentration and feed flow rate . For that, we designed and installed a bench unit to fixed bed adsorption with necessary experimental facilities for dynamic tests with the use of the technique of interpretation breakthrough curves, an useful method for evaluating the performance of an adsorbent columns fixed bed . Preliminary tests showed that the bench unit has presented versatility and efficiency and it can be operated at flow rates up to 5 L/min and H2S concentration in the gas mixture up to 500 ppm. The results showed that the adsorption capacity of the dried sludge was very low , with values varied from 3.30 × 10-5 to 2.54 × 10-3 mg H2S/g of dry sludge and the existence of preferential paths in the bed .

O presente trabalho avaliou o efeito da relação \'C\'/\'N\' na produção biológica de hidrogênio a partir de água residuária sintética a base de sacarose. Reatores de leito fixo e fluxo ascendente, com polietileno de baixa densidade reciclado para adesão da biomassa, foram operados a 25°C e com um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 2 horas. Analisaram-se diferentes relações \'C\'/\'N\' (40, 90, 140 e 190), usando a sacarose e a uréia como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente. Os valores médios de produtividade de \'H IND.2\' foram de 0,6 mol-\'H IND.2\'/mol-sac, 1,3 mol-\'H IND.2\'/mol-sac, 2,2 mol-\'H IND.2\'/mol-sac e 1,7 mol-\'H IND.2\'/mol-sac quando operados os reatores com relações \'C\'/\'N\' iguais a 40, 90, 140 e 190, respectivamente. Encontrou-se um valor ótimo para \'C\'/\'N\' de 137, que resultaria em produtividade de \'H IND.2\' de 3,5 mol-\'H IND.2\'/mol-sac, valor igual ao alcançado na relação \'C\'/\'N\' de 140. O biogás produzido foi composto de \'H IND.2\' e \'CO IND.2\', com valores médios porcentuais para o \'H IND.2\' de 53%, 49%, 61% e 52% para as relações \'C\'/\'N\' de 40, 90, 140 e 190, respectivamente. Os principais produtos intermediários produzidos durante a produção de \'H IND.2\' foram similares em todas as relações \'C\'/\'N\', sendo principalmente detectados ácido acético, ácido butírico e etanol. Sob excesso de nitrogênio, o crescimento da biomassa foi maior com efeitos negativos sobre a produção de hidrogênio, enquanto carência de nitrogênio permitiu o controle do crescimento da biomassa e resultou em maiores produtividades de hidrogênio. Durante os experimentos observou-se queda na produção do biogás provavelmente por atuação de bactérias hidrogênio-oxidantes. / This study evaluated the effect of the carbon/nitrogen (\'C\'/\'N\') ratio on the hydrogen production from a sucrose-based synthetic wastewater. Up-flow fixed-bed anaerobic reactors with recycled low-density polyethylene for biomass attachment, were operated at 25ºC and with a 2 hours time of hydraulic detention. Several \'C\'/\'N\' relationship were studied (40, 90, 140 and 190), using sucrose and urea as carbon and nitrogen sources, respectively. The average value of the hydrogen productivity were 0,6 mol-\'H IND.2\'/mol-suc, 1,3 mol-\'H IND.2\'/mol-suc, 2,7 mol-\'H IND.2\'/mol-suc e 1,7 mol-\'H IND.2\'/mol-suc they were reached when the reactors were operated with \'C\'/\'N\' of 40, 90, 140 and 190, respectively. It was found an optimal value for \'C\'/\'N\' of 137, which would result in productivity of 3,5 mol-\'H IND.2\'/mol-suc, an amount equal to that achieved in the \'C\'/\'N\' relationship of 140. Biogas produced was composed of \'H IND.2\' and \'CO IND.2\', with average \'H IND.2\' content 53%, 49%, 61% and 52% for \'C\'/\'N\' of 40, 90, 140 e 190, respectively. The mainly intermediary products during \'H IND.2\' fermentation were similar for all the \'C\'/\'N\' ratios, being specially detected acetic acid, butyric acid and ethanol. Under excess of nitrogen the biomass growth is higher with negative effects on hydrogen production while deprivation of nitrogen permits the control of biomass growth and results in higher hydrogen productivity. During the experiments it was been observed decline in the biogas production, probably because of the action of the hydrogen-oxidizing bacteria.

O sulfeto de hidrogênio é um gás que pode causar os mais diversos danos se lançado ao meio ambiente devido, principalmente, à sua elevada toxicidade, corrosividade, odores indesejáveis e alta demanda de oxigênio. Atualmente existem diferentes processos físico-químicos estabelecidos para o tratamento desse composto, entretanto são consideradas técnicas onerosas do ponto de vista econômico e ambiental. Os processos biológicos constituem-se como uma alternativa bastante interessante quando comparados aos processos físico-químicos, sendo que a biofiltração é o processo mais amplamente utilizado. Neste trabalho, foram avaliados três tipos diferentes de materiais suporte, sendo um sintético - espuma de poliuretano - e dois orgânicos - fibra de côco e bagaço de cana -, para a biofiltração de uma mistura gasosa contendo \'H IND.2\'S\'. Como inóculo, optou-se pela utilização de cultura mista originária de duas fontes: a) unidade de biofiltro aerado submerso pertencente ao Serviço Autônomo de Água e Esgoto da Cidade de São Carlos, b) unidade de lodos ativados pertencente a São Carlos S/A - Indústria de Papel e Celulose. A adaptação do inóculo foi realizada em meio nutriente específico. Foi observado um período de partida de somente 2 dias nos três sistemas. Com o intuito de avaliar o impacto do aumento progressivo das taxas de carregamento mássico no desempenho dos três biofiltros, os mesmos foram submetidos a taxas de 19, 32, 54 e 70 g/m³.h (concentrações afluentes médias de 184, 328, 526 e 644 ppm para tempo de retenção do gás de, aproximadamente, 50 segundos). As eficiências remoção média em todos os sistemas mantiveram-se sempre acima dos 99,3%. A capacidade eliminação máxima alcançada pelos biofiltros oscilou entre 74 e 80 g/m³.h. As perdas de carga verificadas no ensaio hidrodinâmico foram baixas, variando entre 0,59.\'10 POT.-2\' a 0,68 \'10 POT.-2\' mca, para a velocidade superficial utilizada durante o estudo. O modelo matemático empregado na previsão do desempenho dos sistemas ajustou-se bem aos dados experimentais. Portanto, pode-se concluir que os materiais suportes testados são adequados para a biofiltração de sulfeto de hidrogênio. / Hydrogen sulfide is a gas which has high restrictions regarding to its disposal in the environment, mainly, because of its high toxicity, malodors, high oxygen demand, etc. Currently, there are many different physical-chemical processes established in order to treat this compound, nevertheless they are considered expensive techniques by the point of economical and environmental views. Biological processes are very interesting alternatives when they are compared to the physical-chemical ones, and biofiltration is the most used process. In this work, three different materials as support media were evaluated, - a synthetic one - represented by the polyurethane foam, - two organic ones - represented by coconut fiber and sugar bagasse -, for a biofiltration of a gaseous mixture containing \'H IND.2\'S\'. Microorganisms were obtained from two sources: a) submerged aerated biofilter unit, b) activated sludge unit. Inoculum\'s adaptation was realized in specific nutrient media. It was observed a 2 days start-up period in the three systems. In order to evaluate some impact caused by the progressive increasing of mass loading rate on the biofilters performance, were applied rates of 19, 32, 54 e 70 g/m³.h (average influent concentrations of 184, 328, 526 e 644 ppm to the empty bed retention time of, approximately, 50 seconds). Average removal efficiencies in the systems were always above 99,3%. Maximum elimination capacities reached by the biofilters were in the range of 74 e 80 g/m³.h. Loss pressure verified by the hands of hydrodynamic essays varied between 0,59.\'10 POT.-2\' a 0,68.\'10 POT.-2\' mca, to a superficial velocity utilized during the work. Mathematical model used to predict the performance of the systems fitted reasonably the experimental data. Then, it can be concluded that the three packing materials are appropriated for the hydrogen sulfide biofiltration.

O hidrogênio (H2) produzido a partir de microrganismos fotossintetizantes (microalgas e cianobactérias) é considerado um vetor energético sustentável do ponto de vista ambiental. Quando comparado a outras formas de produção são encontradas limitações técnicas e econômicas principalmente pela geração de pequenos volumes de gás e pela inexistência de um ciclo de vida completo que assegure a produção contínua de H2 por esses organismos. Nesse sentido, o presente projeto teve por propósito avaliar a capacidade de produção de H2, sob condições mixotróficas, em três estirpes de cianobactérias: Anabaena sp. UTEX 1448, Anabaena sp. PCC7120 (selvagem) e Anabaena sp. PCC 7120 &Delta;hypF (mutante). O primeiro capítulo tratou da otimização de biomassa da estirpe UTEX 1448, utilizando meio de cultura BG-11 (Rippka, 1979), em condições controladas de pH (10,2), temperatura (32 ºC), radiação (30 &micro;mol.m-2.s-1), com cinco diferentes substratos orgânicos (ácido lático, glicerol, glicose, frutose e sacarose), em três concentrações de carbono (0,20; 0,52 e 0,84 gC.L-1). No segundo capítulo, investigou-se a produção de H2, pelas enzimas hidrogenase bidirecional, de assimilação e nitrogenase, com medições in vivo, a partir do uso do eletrodo de H2 (Hansatech, Ltd) e análises de clorofila a, proteínas (Western Immunoblotting) e géis de poliacrilamida desnaturantes. Os ensaios de H2 foram realizados para as três estirpes, em triplicata, com réplicas biológicas nos dias 0h, 24h, 48h, 72h e 7 dias, após passagem das culturas de condições não fixadoras de nitrogênio para condições fixadoras de H2, considerando a condição otimizada encontrada no Capítulo 1. Utilizou-se BG-11 para aumento da densidade celular em níveis que viabilizassem a realização dos ensaios e BG-110 (sem nitrato) para estímulo à diferenciação celular em heterocistos, estrutura importante por conter a enzima nitrogenase, diretamente relacionada à geração de H2. A fonte de carbono orgânico frutose a 0,84 gC.L-1 foi a condição otimizada encontrada, com produtividade de biomassa de 190 ± 18 mg.L-1.dia-1 (Anova, Tukey, p < 0,05). A estirpe mutante não cresceu nas condições otimizadas do cultivo e consequentemente não foi possível quantificar a geração de H2. Em fase clara, aos 7 dias, a maior produtividade de H2 foi de 0,50 ± 0,38 &micro;molH2.mg clorofila a-1.h-1 para a cepa PCC 7120 (selvagem) e na fase escura obteve-se produtividade média de H2 de 0,147 ± 0,00 &micro;molH2.mg clorofila a-1.h-1, ao dia 0 (0h) para a estirpe UTEX 1448. / Hydrogen (H2) produced from photosynthetic microorganisms (microalgae and cyanobacteria) is considered an environmentally sustainable energy vector. When compared to other production ways, some technical and economic limitations are found mainly because of the small amount of gas generated and also due the lack of a complete life cycle that assures the constant generation of hydrogen by these organisms. Regarding to this, the following study intended to evaluate the capacity of hydrogen production under mixotrophic conditions in three cyanobacteria strains: Anabaena sp. UTEX 1448, Anabaena sp. PCC7120 (wild type) and Anabaena sp. PCC 7120 &Delta;hypF (mutant). The first chapter refers to the optimization of the biomass of the UTEX1448 strain, using BG-11 as a mean of culture (Rippka, 1979) under controlled conditions of pH (10,2), radiation (30 &micro;mol.m-2.s-1), temperature (32ºC), with no photoperiod, five different organic substrates (lactic acid, glycerol, glucose, fructose and sucrose) in three different carbon concentrations (0.20, 0.52 and 0.84 gC.L-1). The second chapter investigated the hydrogen production by the bidirectional hydrogenases enzymes, by uptake and nitrogenase, with in vivo measurements using the hydrogen electrode (Hansatech, Ltd), chlorophyll a and proteins analyses (Western Immunoblotting and SDS-Polyacrylamide gels). The H2 assays were performed for the three strains, in triplicate, with biological replicates on days 0h, 24h, 48h, 72h and 7 days, considering the optimized condition found in Chapter 1. BG-11 medium was used to increase cell density at levels that would be viable to perform the tests and BG-110 (without nitrate) to stimulate cell differentiation in heterocysts, an important structure that contains the nitrogenase enzyme, directly related to H2 generation. The source of organic carbon fructose at 0.84 gC.L-1 was the optimized condition found, with biomass productivity of 190 ± 18 mg.L-1.day-1 (ANOVA, Tukey, p < 0.05). The mutant strain did not grow under optimized culture conditions and consequently it was not possible to quantify H2 generation. In the light phase, at 7 days, the highest yield of hydrogen was 0.50 ± 0.38 &micro;molH2.mg chlorophyll a-1.h-1 for the strain PCC 7120 (wild) and in the dark phase yielded average productivity of hydrogen from 0.147 ± 0 &micro;molH2.mg chlorophyll a-1.h-1, at day 0 (0h) for strain UTEX 1448.

A possibilidade da produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário com a posterior geração de metano a partir do efluente do processo acidogênico foi avaliada em reatores anaeróbios em batelada e contínuos. Nos reatores em batelada com biomassa acidogênica não houve produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário, o que motivou a avaliação de outros substratos. Hidrogênio foi produzido a partir de água residuária de parboilização de arroz (23,9 mL \'H IND.2\'/g DQO) e vinhaça (20,8 mL \'H IND.2\'/g DQO), enquanto nos reatores com biomassa metanogênica, metano foi produzido por esgoto sanitário (46,3 mL \'CH IND.4\'/g DQO), glicerol (180,1 mL \'CH IND.4\'/g DQO), água residuária de parboilização de arroz (115,5 mL \'CH IND.4\'/g DQO) e vinhaça (255,4 mL \'CH IND.4\'/g DQO). Ainda nos reatores em batelada, definiu-se que a diluição de vinhaça no esgoto sanitário mais adequada para a produção de hidrogênio deveria resultar numa mistura com DQO de aproximadamente 4 g/L, sem que o rendimento de \'H IND.2\' decrescesse. A produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário nos reatores contínuos não foi possível sem a adição de fonte de carboidratos. Demonstrou-se que a concentração mínima de carboidratos, em termos de sacarose, seria de 0,9 g/L. Nos reatores de leito estruturado com suporte de cerâmica e fluxo ascendente alimentados com 50% de esgoto e 50% de vinhaça, foram alcançados o maior período de produção de \'H IND.2\' e a maior fração do mesmo no biogás, correspondendo a 56 dias e 7,1%, respectivamente. O reator UASB usando como substrato o efluente de reator acidogênico produziu metano com estabilidade até a COV de 0,91 g DQO/L d, porém se desestabilizou com a COV de 2,94 g DQO/L d. / The possibility of producing hydrogen from sewage with the subsequent generation of methane with the effluent of the acidogenic process was evaluated in batch and continuous anaerobic reactors. In batch reactors, with acidogenic biomass, there was no production of hydrogen from sewage, which led to the evaluation of other substrates. Hydrogen was produced from parboiled rice wastewater (23,9 mL \'H IND.2\'/g COD) and vinasse (20,8 mL \'H IND.2\'/g COD), while in reactors with methanogenic biomass, methane was produced by sewage (46,3 mL \'CH IND.4\'/g COD), glycerol (180,1 mL \'CH IND.4\'/g COD) parboiled rice wastewater (115,5 mL \'CH IND.4\'/g COD) and vinasse (255,4 mL \'CH IND.4\'/g COD). In addition, in batch reactors, it was determined that vinasse dilution in sewage more suitable for hydrogen production should result in a mixture with approximately 4 g COD/L without decrease on hydrogen yield. The hydrogen production from sewage in continuous reactors could not be sustained without the addition of external carbohydrates source. It was demonstrated that the minimum concentration of carbohydrates, in terms of sucrose, would be 0,9 g/L. In the upflow ceramic structured bed reactor fed with 50% sewage and 50% vinasse at the 8h HRT, it was achieved the longest H2 production period and the largest fraction of hydrogen in biogas, which corresponded to 56 days and 7,1% respectively. The UASB reactor using the effluent of the acidogenic reactor as substrate, produced methane with stability at the OLR of 0,91 g COD/L d, but it collapsed with the OLR of 2,94 g COD/L d.

A presença de substâncias húmicas na água de abastecimento tem recebido a atenção de diversos pesquisadores nas últimas décadas, pois pode gerar subprodutos ao ser exposta a agentes oxidantes e desinfetantes. A filtração em múltiplas etapas (FiME) se apresenta como uma alternativa para realizar o tratamento de água de comunidades de pequeno porte, entretanto, a eficiência quanto à remoção de cor verdadeira associada ao carbono orgânico dissolvido ou às substâncias húmicas, tem sido questionada ou relatada como baixa. A filtração lenta com pré-ozonização vem sendo utilizada, pois o ozônio atua nas moléculas da matéria orgânica, aumentando sua biodegradabilidade e seus subprodutos desaparecem logo após a aplicação. A aplicação conjunta do ozônio e peróxido de hidrogênio, tem o objetivo de produzir espécies com radicais livres, de vida curta, que sejam altamente reativos e possam oxidar a maior parte das substâncias presentes na água natural. A presente pesquisa avaliou a remoção de substâncias húmicas na filtração lenta, utilizando para essa avaliação parâmetros indiretos como cor verdadeira, absorvância 254 nm e carbono orgânico dissolvido. Foram realizados cinco ensaios utilizando quatro filtros lentos, sendo dois com camada de carvão ativado granular (CAG), em que foram ensaiadas várias alternativas de pré-oxidação com ozônio e peróxido de hidrogênio. Obteve-se, como principal conclusão, que os filtros lentos com CAG, precedidos de oxidação com ozônio e depois peróxido de hidrogênio, em dosagens adequadas, apresentaram remoção média de cor verdadeira de 64% da cor inicial. Concluiu-se, também, que o peróxido de hidrogênio afeta o desenvolvimento da camada biológica, interferindo no desenvolvimento da perda de carga, na remoção de turbidez e na remoção de substâncias húmicas. / The presence of humic substances in the water of supply has been received attention of several researchers in the last decades, because it can generate by-products when being exposed to oxidants and disinfectant. The multistage filtration (FiME) is an alternative considered to achieve water treatment for small size rural communities, however, the efficiency with relationship to the removal of true color associated to the dissolved organic carbon or to the humic substances, it has been questioned or reported as low. The slow filtration with pre-ozonation is being used, since the ozone acted in the molecules of the organic matter of high molecular weight, increasing its biodegradability and by-products disappear soon after the application. The combined application of the ozone and hydrogen peroxide have the objective of producing species with free radicals, of short-lived, that are highly reagents and can oxidize most of the present substances in the natural water. The present research it evaluated the removal of humic substances in the slow sand filtration, using for that evaluation indirect parameters as true color, absorbance 254 nm and dissolved organic carbon. Five experiments were realized using four slow filters, being two with layer of activated carbon to granulate (CAG), in that several pre-oxidation alternatives were rehearsed with ozone and peróxido of hydrogen. It was obtained, as main conclusion that the slow filters with CAG preceded ofoxidation with ozone and hydrogen peroxide, in appropriate dosagens, presented medium removal of true color of 64% of the initial color. It was also concludes that the hydrogen peroxide interferes the development of the biological layer, interfering in the development of the loss of head, in the turbidity removal and in the removal of humic substances.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da adição de alcalinidade, da concentração da glicose e da taxa de carregamento orgânico na produção de hidrogênio e ácidos orgânicos em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF), contendo argila expandida (2,8 - 3,35 mm) como material suporte para adesão microbiana. Foram utilizados oito reatores idênticos, sendo quatro deles operados sem adição de alcalinidade, e com concentração de glicose de 2000, 4000, 10000 e 25000 mg/L, respectivamente. Outros quatro reatores operados com adição de alcalinidade, e com as mesmas concentrações de glicose cada um. Os reatores foram inoculados com lodo anaeróbio pré-tratado termicamente, operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) decrescente de 8 h a 1 h à temperatura controlada de 30°C. Foi constatada produção volumétrica de hidrogênio máxima de 1,58 L/h.L, para o reator operado com 10000 mg/L de glicose com adição de alcalinidade (R10CA) e um rendimento máximo de 2,52 mol \'H IND.2\'/mol glicose, para o reator operado com 4000 mg/L de glicose com adição de alcalinidade (R4CA). O biogás produzido foi composto de \'H IND.2\' e \'CO IND.2\'. Em ambos os reatores, o conteúdo de hidrogênio aumentou com a redução do TDH de 8 h para 1 h, alcançando valor máximo de 77%, para o reator operado com 4000 mg/L sem adição de alcalinidade (R4SA). Os reatores operados com altas concentrações de glicose produção de hidrogênio, o qual predominou o ácido acético e butírico. Neste mesmo reator, o rendimento da produção de hidrogênio foi superior aos outros reatores. As análises de clonagem e sequenciamento do consórcio bacteriano revelaram semelhanças com Clostridium, Klebsiella, Enterobacter e bactérias não cultivadas. / This study evaluated the effect alkalinity addition, glucose concentration and organic loading rate in the hydrogen production and organic acids in an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR), containing expanded clay (2.8 - 3,35 mm) as support material for microbial adhesion. We used eight identical reactors, four of them operated without the addition of alkalinity, and concentration of glucose in 2000, 4000, 10000 and 25000 mg/L, respectively. Another four reactors operated with the addition of alkalinity, and with the same concentrations of glucose each. The reactors were operated with hydraulic retention times (HRT) ranging from 8 h at 1 h, and temperature of 30°C. It has been found for hydrogen production rate maximum 1.58 L/h.L for the reactor operated with 10000 mg/L glucose with the addition of alkalinity (R10CA) and a maximum yield of 2.52 mol \'H IND.2\'/mol glucose to the reactor operated with 4000 mg/L glucose with the addition of alkalinity (R4CA). The biogas produced was composed of \'H IND.2\' and \'CO IND.2\'. In both reactors, the hydrogen content increased with the reduction of HRT of 8 h at 1 h, reaching a maximum of 77% for the reactor operated from 4000 mg/L without added alkalinity (R4SA). The reactors operated with high glucose concentrations (10000 mg/L and 25000 mg/L) had higher proportions of solvents such as soluble metabolites. There was a linear correlation between the hydrogen production rate and organic loading rate in all reactors. The yield, the hydrogen production rate and distribution of soluble metabolites in both reactors, were influenced by the glucose concentration. The reactor operated with 4000 mg/L and addition of alkalinity, presented the most favorable distribution of soluble metabolites to hydrogen production, which was predominant acetic and butyric acid. In the same reactor, the hydrogen yield was higher than other reactors. The cloning and sequencing analysis bacterial consortium revealed the presence of Clostridium, Klebsiella, Enterobacter and uncultivated bacteria.