Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-04T18:27:29Z No. of bitstreams: 2 Tese Aldecy Santos.pdf: 2076657 bytes, checksum: ec69014f02862aef0508e2f865daab47 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T18:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese Aldecy Santos.pdf: 2076657 bytes, checksum: ec69014f02862aef0508e2f865daab47 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-12-21 / O lixiviado gerado em aterros sanitários apresenta elevada concentração de matéria orgânica e inorgânica, além de outros poluentes como microbiológicos e metais pesados, que não permitem seu descarte no meio ambiente, sem um prévio tratamento. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar um sistema alternativo de tratamento de lixiviado utilizando Wetland Construído (Wet) como pós-tratamento de reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). O reator anaeróbio foi alimentado (afluente) com “lixiviado novo” de um lisímetro experimental construído no Campus da UFAM que foi preenchido com Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) da cidade de Humaitá/AM, e “lixiviado antigo” do lixão de Humaitá/AM. Para o desenvolvimento da pesquisa foram construídos sistemas experimentais como: lisímetro, reator anaeróbio UASB e Wetland Construído (Wet) sendo eles: Wetland Plantado (WP) e Wetland Não Plantado (WNP). Conforme resultados obtidos no lisímetro os parâmetros físico-químicos analisados de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO), relação DBO5/DQO, nitrogênio amoniacal, fósforo, cor, turbidez e bacteriológicas de coliformes totais e Escherichia coli do lixiviado do lisímetro diminuíram continuamente com o tempo. Ao contrário do pH que teve um aumento gradativo. Este fato se deve ao clima mais quente e úmido da região e a decomposição da matéria orgânica dos RSU aterrado no lisímetro, acelerando a fase ácida, alcançando a fase metanogênica mais rapidamente. O efluente tratado no reator UASB, proveniente do Lisímetro, apresentou uma eficiência superior ao lixiviado do Lixão, com valor de DBO5 e DQO de 72,3% e 60,5%, respectivamente, enquanto o reator UASB com lixiviado do Lixão apresentou eficiência de remoção de DBO5 e DQO de 51,40% e 43,88%, respectivamente. Essa baixa eficiência no lixiviado do Lixão foi devido a pouca biodegradabilidade e elevadas concentrações de materiais recalcitrantes. Os valores da DBO5 dos efluentes tratados no reator UASB, provenientes tanto do Lisímetro quanto do Lixão, se apresentaram mais elevados que aqueles preconizados legislação. Os WP e WNP como pós-tratamento de reator UASB apresentaram excelentes na remoção DBO5, DQO, cor, turbidez, coliformes totais e E. coli, promovendo efluentes finais com qualidade de acordo com a legislação, tornando possível seu lançamento em corpos d'água ou na sua reutilização para fins não considerados nobres, como a irrigação.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-21Bitstream added on 2014-06-13T18:56:05Z : No. of bitstreams: 1 santos_sc_me_jabo.pdf: 2783682 bytes, checksum: aa4f46c105293436eec8cc85842f4187 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste estudo avaliou-se o desempenho de processo anaeróbio, aeróbio e anóxico, utilizando-se um reator anaeróbio compartimentado (ABR de 360 L), com duas câmaras, um filtro aerado submerso (FAS de 160 L), preenchido com anéis de bambu e anéis de plástico de eletroduto corrugado e um reator de fluxo ascendente com manta de lodo (USB de 120 L) anóxico, instalados em série, para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) de 10708 a 17048 mg L-1. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) foram de 24 e 12 h no reator ABR; de 7,9 e 3,9 h e de 9,1 e 4,5 h no FAS preenchido com anéis de bambu e anéis de plástico de eletroduto corrugado, respectivamente; e de 7,8 e 3,9 h no reator USB anóxico. O FAS foi submetido a condições de aeração intermitente e contínua. As eficiências médias de remoção de DQOtotal foram de 94 a 99% no sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico, com carga orgânica volumétrica (COV) de 35,9 a 93,0 g DQOtotal (L d)-1 no reator ABR. As maiores eficiências médias de remoção foram de 99,99; 98; 99; 91; 88; 99 e 94% para os coliformes termotolerantes, DQOdiss, SST, NT, P-total, Cu e Zn, respectivamente, no sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico, obtendo-se valores mínimos de 1,1 x 103 NMP/100 mL para coliformes termotolerantes e 221 mg L-1 para DQOtotal. A porcentagem de CH4 no biogás do ABR variou de 76 a 84%; de N2 no reator USB anóxico chegou a 74%, com COV de 13,1 g DQOtotal (L d)-1 e TDH de 4 h. Os valores da atividade específica da microbiota do lodo das câmaras do ABR apresentaram diferenças, evidenciado a habilidade de separação das fases hidrolítica, acidogênica e metanogênica. A caracterização morfológica do biofilme do FAS, por meio de microscopia óptica, indicou alta diversidade morfológica, a qual pode estar associada a sistemas de tratamento biológico estáveis / In this study it was evaluated the performance of the anaerobic, aerobic and anoxic process in an anaerobic baffled reactor (ABR of 360 L), with two chambers, a submerged aerated filter (SAF of 160 L), filled with bamboo rings and plastic rings, and an anoxic upflow sludge blanket reactor (USB of 120 L), installed in series, for swine wastewater treatment, with mean total suspended solid (TSS) concentration from 10708 to 17048 mg L-1. The hydraulic detention times (HDT) were 24 and 12 h in the ABR reactor; 7,9 e 3,9 h and 9,1 e 4,5 h in the SAF filled with bamboo rings and plastic rings, respectively; 7,8 and 3,9 h in the anoxic USB reactor. Conditions of intermittent and continuous aeration were applied at the SAF. The mean of CODtotal removal efficiencies ranged from 94 to 99% in the anaerobic, aerobic and anoxic treatment system under organic loading rate (OLR) of 35,9 to 93,0 g total COD (L d)-1 in the ABR reactor. The highest mean removal efficiencies were of 99,99; 98; 99; 91; 88; 99 e 94% for thermotolerant coliforms, dissCOD, TSS, TN, total-P, Cu and Zn, respectively, in the anaerobic, aerobic and anoxic treatment system, obtaining minimum values of 1,1 x 103 MPN/100 mL for thermotolerant coliforms and 221 mg L-1 for CODtotal. The CH4 percentage in the biogas ABR ranged from 76 to 84%; the N2 percentage in the anoxic USB reactor reached 74%, with COV of 13,1 g total COD (L d) -1 and HDT of 4 h. The observed values of microbial specific activity of the sludge in the ABR‟s chambers were significantly different, evidenced the ability to phase separation hydrolytic, acidogenic and methanogenic. The SAF biofilm morphology, through optical microscopy, indicated a high morphological diversity, which may be associated with stable biological treatment systems

Um sistema de tratamento de esgotos sanitários por reator UASB seguido de RSB foi operado durante 27 semanas objetivando-se verificar seu desempenho na remoção de matéria orgânica carbônácea, nitrogênio amoniacal e fósforo. O reator UASB, com 145 litros foi operado com tempo de detenção hidráulica médio de 8 horas durante todo o experimento. O reator RSB, de 106 litros, foi operado com tempos de ciclio de 24, 12 e 6 horas, em seis etapas distintas. Os tempos de ciclo no RSB variaram de 24, 12, 6, 24, 24 e 24 para as etapas 1, 2, 3, 4, 5 e 6 respectivamente. As últimas três etapas foram caracterizadas pela adição de cloreto férrico, respectivamente. O sistema UASB/RSB apresentou eficiência média de remoção de DQO de 92% nas etapas 1, 2, 5, e 6. Na etapa 3, com tempo de ciclo de 6 horas e na etapa 4, quando o RSB recebeu 50mg/L de cloreto férrico, a eficiência média de remoção de DQO foi de 83%. Quando FeCl3 foi adicionado no afluente do reator UASB, obteve-se excelente desempenho na remoção de fósforo, cujas concentrações afluentes foram da ordem de 1,0 mg/L e 4,0 mg/L para a adição de 200 e 100 mg/L de cloreto férrico, respectivamente. / The performance evaluation of a pilot scale system composed by a UASB reactor followed by an SBR reactor treating domestic sewage is presented. The UASB reactor with 145 L of volume, was operated with an average hydraulic detention period of 8 hours. The SBR reactor had a volume of 106 litters being operated with cyclic time of 24, 12, and 6 hours. These different operational conditions characterized three stages of the work from a total of six stages. The three last stages were the addition of 50, 100, and 200 mg/L of ferric chloride in the aerobic, anaerobic, and anaerobic reactors, respectively. In the three last stages the UASB reactor worked with an average hydraulic detention time of 8 hours and the aerobic reactor worked with a cyclic time of 24 hours. After 27 weeks of continuous operation, the UASB/SBR system produced very good results in terms of COD removal. The average results of the COD removal were of 92% to the first, second, fifth, and sixth stages, having a reduction to 83% on the average to the stages where the SBR received 50 mg/L of ferric chloride and in which it worked with a six hour cyclic period. The addition of ferric chloride in the anaerobic reactor had great efficiency in the phosphorus removal. It was reached absolute values of until 1 mg/L of PO43- in the aflluent of the system, promoting an average effluent of 4 mg/L of PO43- with the addition 200 mg/L of FCl3. The UASB/SBR system can become a very promising alternative for domestic sewerage treatment in Brazil, since the system can be projected with shorter times of hydraulic detention times, resulting in a low cost compact installation. Furthermore, excellent results can be gotten to the ammonium and phosphorus removal.

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo / Banca: Edson Aparecido Abdul Nour / Resumo: Neste estudo avaliou-se o desempenho de processo anaeróbio, aeróbio e anóxico, utilizando-se um reator anaeróbio compartimentado (ABR de 360 L), com duas câmaras, um filtro aerado submerso (FAS de 160 L), preenchido com anéis de bambu e anéis de plástico de eletroduto corrugado e um reator de fluxo ascendente com manta de lodo (USB de 120 L) anóxico, instalados em série, para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) de 10708 a 17048 mg L-1. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) foram de 24 e 12 h no reator ABR; de 7,9 e 3,9 h e de 9,1 e 4,5 h no FAS preenchido com anéis de bambu e anéis de plástico de eletroduto corrugado, respectivamente; e de 7,8 e 3,9 h no reator USB anóxico. O FAS foi submetido a condições de aeração intermitente e contínua. As eficiências médias de remoção de DQOtotal foram de 94 a 99% no sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico, com carga orgânica volumétrica (COV) de 35,9 a 93,0 g DQOtotal (L d)-1 no reator ABR. As maiores eficiências médias de remoção foram de 99,99; 98; 99; 91; 88; 99 e 94% para os coliformes termotolerantes, DQOdiss, SST, NT, P-total, Cu e Zn, respectivamente, no sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico, obtendo-se valores mínimos de 1,1 x 103 NMP/100 mL para coliformes termotolerantes e 221 mg L-1 para DQOtotal. A porcentagem de CH4 no biogás do ABR variou de 76 a 84%; de N2 no reator USB anóxico chegou a 74%, com COV de 13,1 g DQOtotal (L d)-1 e TDH de 4 h. Os valores da atividade específica da microbiota do lodo das câmaras do ABR apresentaram diferenças, evidenciado a habilidade de separação das fases hidrolítica, acidogênica e metanogênica. A caracterização morfológica do biofilme do FAS, por meio de microscopia óptica, indicou alta diversidade morfológica, a qual pode estar associada a sistemas de tratamento biológico estáveis / Abstract: In this study it was evaluated the performance of the anaerobic, aerobic and anoxic process in an anaerobic baffled reactor (ABR of 360 L), with two chambers, a submerged aerated filter (SAF of 160 L), filled with bamboo rings and plastic rings, and an anoxic upflow sludge blanket reactor (USB of 120 L), installed in series, for swine wastewater treatment, with mean total suspended solid (TSS) concentration from 10708 to 17048 mg L-1. The hydraulic detention times (HDT) were 24 and 12 h in the ABR reactor; 7,9 e 3,9 h and 9,1 e 4,5 h in the SAF filled with bamboo rings and plastic rings, respectively; 7,8 and 3,9 h in the anoxic USB reactor. Conditions of intermittent and continuous aeration were applied at the SAF. The mean of CODtotal removal efficiencies ranged from 94 to 99% in the anaerobic, aerobic and anoxic treatment system under organic loading rate (OLR) of 35,9 to 93,0 g total COD (L d)-1 in the ABR reactor. The highest mean removal efficiencies were of 99,99; 98; 99; 91; 88; 99 e 94% for thermotolerant coliforms, dissCOD, TSS, TN, total-P, Cu and Zn, respectively, in the anaerobic, aerobic and anoxic treatment system, obtaining minimum values of 1,1 x 103 MPN/100 mL for thermotolerant coliforms and 221 mg L-1 for CODtotal. The CH4 percentage in the biogas ABR ranged from 76 to 84%; the N2 percentage in the anoxic USB reactor reached 74%, with COV of 13,1 g total COD (L d) -1 and HDT of 4 h. The observed values of microbial specific activity of the sludge in the ABR‟s chambers were significantly different, evidenced the ability to phase separation hydrolytic, acidogenic and methanogenic. The SAF biofilm morphology, through optical microscopy, indicated a high morphological diversity, which may be associated with stable biological treatment systems / Mestre

Um sistema de tratamento de esgotos sanitários por reator UASB seguido de RSB foi operado durante 27 semanas objetivando-se verificar seu desempenho na remoção de matéria orgânica carbônácea, nitrogênio amoniacal e fósforo. O reator UASB, com 145 litros foi operado com tempo de detenção hidráulica médio de 8 horas durante todo o experimento. O reator RSB, de 106 litros, foi operado com tempos de ciclio de 24, 12 e 6 horas, em seis etapas distintas. Os tempos de ciclo no RSB variaram de 24, 12, 6, 24, 24 e 24 para as etapas 1, 2, 3, 4, 5 e 6 respectivamente. As últimas três etapas foram caracterizadas pela adição de cloreto férrico, respectivamente. O sistema UASB/RSB apresentou eficiência média de remoção de DQO de 92% nas etapas 1, 2, 5, e 6. Na etapa 3, com tempo de ciclo de 6 horas e na etapa 4, quando o RSB recebeu 50mg/L de cloreto férrico, a eficiência média de remoção de DQO foi de 83%. Quando FeCl3 foi adicionado no afluente do reator UASB, obteve-se excelente desempenho na remoção de fósforo, cujas concentrações afluentes foram da ordem de 1,0 mg/L e 4,0 mg/L para a adição de 200 e 100 mg/L de cloreto férrico, respectivamente. / The performance evaluation of a pilot scale system composed by a UASB reactor followed by an SBR reactor treating domestic sewage is presented. The UASB reactor with 145 L of volume, was operated with an average hydraulic detention period of 8 hours. The SBR reactor had a volume of 106 litters being operated with cyclic time of 24, 12, and 6 hours. These different operational conditions characterized three stages of the work from a total of six stages. The three last stages were the addition of 50, 100, and 200 mg/L of ferric chloride in the aerobic, anaerobic, and anaerobic reactors, respectively. In the three last stages the UASB reactor worked with an average hydraulic detention time of 8 hours and the aerobic reactor worked with a cyclic time of 24 hours. After 27 weeks of continuous operation, the UASB/SBR system produced very good results in terms of COD removal. The average results of the COD removal were of 92% to the first, second, fifth, and sixth stages, having a reduction to 83% on the average to the stages where the SBR received 50 mg/L of ferric chloride and in which it worked with a six hour cyclic period. The addition of ferric chloride in the anaerobic reactor had great efficiency in the phosphorus removal. It was reached absolute values of until 1 mg/L of PO43- in the aflluent of the system, promoting an average effluent of 4 mg/L of PO43- with the addition 200 mg/L of FCl3. The UASB/SBR system can become a very promising alternative for domestic sewerage treatment in Brazil, since the system can be projected with shorter times of hydraulic detention times, resulting in a low cost compact installation. Furthermore, excellent results can be gotten to the ammonium and phosphorus removal.

A banana (Musa spp.) está entre as culturas mais abundantes no mundo, e devido ao seu descarte, desde a colheita até a sua comercialização gera-se grande quantidade de resíduos sólidos. Neste cenário, buscou-se avaliar o potencial uso do resíduo de banana (RB) como substrato e fonte de bactérias fermentativas para produção de H2 e metabólitos solúveis. Obteve-se a partir da fermentação natural do RB biomassa autóctone produtora de H2 sem necessidade do uso de fonte exógena de bactérias e custo adicional de fontes de carbono. Nesse consórcio foram identificadas bactérias semelhantes a Lactobacillus e Clostridium. Ensaios em reatores em batelada foram conduzidos para seleção do meio de cultivo (BAC, Noparati e PCS), das variáveis independentes (pH, temperatura, concentração do substrato, headspace e inóculo), seguido do delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimização da produção de hidrogênio. Verificou-se que as condições nutricionais do meio PCS (extrato de levedura, peptona, NaCl e CaCO3) e RB resultaram na produção (P) e rendimento (YH2) máximo de 15,05 mL e 10,03 mL H2.g-1 CT (carboidratos totais), respectivamente. Em relação às variáveis independentes (pH, temperatura, concentração de substrato, volume do headspace e porcentagem de inóculo) obteve-se maiores valores de P e velocidade de produção (Rm) de H2 de 38,08 mL e 3,07 mL.h-1, respectivamente, em pH 7,5, 15 g.L-1, 44ºC, 40% de headspace e 15% inóculo. Em relação às variáveis estatisticamente significativas (pH e temperatura) via realização do DCCR observou-se que o aumento do pH (de 5,09 para 7,5) favoreceu, tanto P, quanto Rm, todavia, maior temperatura (de 27,1 para 46,9ºC) associada ao menor pH (<6,5) foram condições desfavoráveis para esses parâmetros. Por outro lado, obteve-se redução do tempo de início de produção de hidrogênio (&#955;H2) para maior temperatura (44-46,9ºC) associada ao menor pH (5,5) As condições operacionais ótimas estimadas via modelo foram em pH 7,0 e 37ºC, obtendo-se 70,09 mL H2, 12,43 mL H2.h-1 e 93 mL.g-1 CT, para P, Rm e YH2, respectivamente. Bacilllus sp. isolada do RB cresceu em variedade de substratos (glicose, xilose, manose, galactose, frutose, maltose, celobiose, sacarose, amido e RB), e 71 mL H2 foi obtido em 5 g.L-1 de RB, pH 7 a 37ºC. Em todos os ensaios em reatores em batelada, independentemente das condições operacionais, verificou-se que as principais vias metabólicas foram do ácido acético butírico e ácido lático, principalmente com glicose e frutose como fonte de carbono. A acidificação dos reatores resultou na diminuição do pH inicial para valores <4,0 favorecendo a rota solventogênica. Na biomassa fermentativa autóctone e aquela dos reatores em batelada foi possível inferir sobre elevado potencial metabólico, devido a identificação de genes relacionados com enzimas do metabolismo de carboidratos. / Banana (Musa spp.) is among the most abundant crops in the world and, due to its discard, great quantity of solid waste is generated from the harvest until its commercialization. In this scenario, the potential use of banana residue (RB) as substrate and source of fermentative bacteria for the production of H2 and soluble metabolites was evaluated. It was obtained from RB natural fermentation native autochthonous H2-producing biomass without the need to use exogenous source of bacteria and additional costs from carbon sources. In this consortium, bacteria similar to Lactobacillus and Clostridium were identified. Batch reactor experiments were conducted to select culture medium (BAC, Noparati and PCS) and independent variables (pH, temperature, substrate concentration, headspace and inoculum), followed by central composite rotatable design (CCRD) experiments for optimization of hydrogen production. It was verified that the nutritional conditions provided by PCS medium (yeast extract, peptone, NaCl and CaCO3) and RB resulted in the maximum production (P) and yield (YH2) of 15.05 mL and 10.03 mL H2 g-1 CT (total carbohydrates), respectively. Regarding the independent variables (pH, temperature, substrate concentration, headspace volume and percentage of inoculum), higher P and H2 production rate (Rm) were obtained (38.08 mL and 3.07 mL h-1, respectively) at pH 7.5, 15 g L-1 of substrate, 44 °C, 40% headspace and 15% inoculum. In relation to the statistically significant variables (pH and temperature), it was observed through CCRD that the increase in pH (from 5.09 to 7.5) favored both P and Rm, however, a higher temperature (from 27.1 to 46.9ºC) associated with lower pH (<6.5) were unfavorable conditions for these parameters. On the other hand, a reduction in the hydrogen production start time (H2) was obtained with higher temperature (44-46.9ºC) associated to lower pH (5.5). The optimum operational conditions, estimated by modeling, were pH 7.0 and 37 °C, yielding 70.09 mL H2, 12.43 mL H2 h-1 and 93 mL gCT-1 for P, Rm and YH2, respectively. Bacillus sp. isolated from RB grown on a variety of substrates (glucose, xylose, mannose, galactose, fructose, maltose, cellobiose, sucrose, starch and RB), and 71 mL H2 was obtained with 5 g L-1 RB, pH 7 at 37 °C. In all batch reactor experiments, regardless of operating conditions, the main metabolic pathways were acetic acid, butyric acid and lactic acid, mainly with glucose and fructose as carbon sources. Acidification of the reactors resulted in a decrease of the initial pH to values <4.0, favoring the solventogenic pathway. It was possible to infer about the high metabolic potential in the autochthonous fermentative biomass and in the biomass from the batch reactors due to the identification of genes related to enzymes of the carbohydrate metabolism.

A remoção do surfactante Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) de água residuária de lavanderia comercial foi estudada em EGSB (Expanded granular sludge bed). Essa água residuária foi diluída em esgoto sanitário. O volume útil do reator era de 1,8 L. Toda a operação ocorreu em condições mesofílicas, para TDH (tempo de detenção hidráulica) de 36 horas, velocidade ascensional de 4 m/h e vazão de recirculação de 8,5 L/h. A água residuária de lavanderia era diluída até que se atingisse aproximadamente 20 mg/L de LAS na alimentação do reator. O sistema foi operado em três fases. Na primeira fase de operação usou-se água de abastecimento para diluir a água residuária de lavanderia; na segunda fase utilizou-se uma mistura de água de abastecimento e esgoto sanitário para diluição da água residuária de lavanderia, sendo que 50 % da composição era esgoto sanitário; e, por fim, na última fase de operação utilizou-se apenas esgoto sanitário como diluente da água residuária. Na primeira fase foi necessária adição de bicarbonato de sódio como agente tamponante. Em todas as fases aplicou-se DQO (demanda química de oxigênio) e LAS afluente de 341 ± 216 mg/L e 18,8 ± 7,3 mg/L, respectivamente. A adição do esgoto sanitário afetou a remoção do surfactante, o que na fase inicial (Fase I) representou 77,2 ± 14,9 % e na fase final (Fase III) passou a ser 55,3 ± 18,4 % de remoção de LAS. No entanto, ao passo que a remoção de LAS diminuiu, a remoção de DQO aumentou de 57 ± 16 % para 65 ± 10 %, respectivamente, para a Fase I e Fase III. Além disso, devido a adição de esgoto sanitário verificou-se aumento do tamanho dos grânulos, de 3,67 ± 1,83 mm (Fase I) para 4,97 ± 1,99 mm (Fase II); e também da concentração de sólidos totais no reator, de 5,79 g/L (Etapa I) para 9,50 g/L (Fase III). Por meio do balanço de massa de LAS verificou-se remoção de 69 % de LAS, sendo que 67 % foram removidos por degradação e 2 % por adsorção do mesmo na biomassa. Por fim, por meio das análises por CG/EM (Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas) observou-se 17 substâncias no afluente e apenas 4 no efluente, tais como, mercaptanas, hidrocarbonetos, aminas e amidas. A maioria delas são tóxicas aos organismos aquáticos e estão presentes em produtos de limpeza e higiene pessoal. / The removal of the surfactant Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) of wastewater of a commercial laundry was studied in an EGSB (Expanded granular sludge bed). This wastewater was diluted in sewage. The useful volume of the reactor was of 1,8 L. The whole operation occurred on mesophilic conditions, to HRT (Hydraulic Retention Time) was 36 hours, the upflow speed of 4 m/h and recirculation flow of 8,5 L/h. The laundry waste water was diluted until achieve 20 mg/L of LAS on the reactor feed. The system was operated in three stages. In the first operation stage water supply was used to dilute the wastewater laundry; in the second stage used a mixture of water supply and sewage for dilution of wastewater laundry and 50 % of the composition was sewage; and finally, in the last stage of operation is only used sewage as a diluent of wastewater. In the first stage was required addition of sodium bicarbonate as buffering agent. All the stages was applied COD (Chemical oxygen demand) and LAS influent 341 ± 216 mg/L and 18,8 ± 7,3 mg/L, respectively. The addition of sewage affected the surfactant removal, which on the first stage (Stage I) represented 77,2 ± 14,9 % and on the final stage (Stage III) became 55,3 ± 18,4 % of LAS removal. However, while removing of LAS decreased the COD removal increased from 57 ± 16 % to 65 ± 10 %, respectively, to Stage I and Stage III . Furthermore, due to the addition of sewage was checked an increased on the size of the grain from 3,67 ± 1,83 mm (Stage I) to 4,97 ± 1,99 mm (Stage II); and also the concentration of total solids into the reactor, from 5,79 g/L (Stage I) to 9,50 g/L (Stage III). By mass balance LAS was found a remove of 69 % of LAS, wherein 67 % were removed by degradation and 2 % by adsorption of the surfactant in the biomass. Finally, through analysis by GC/MS (gas chromatograph/mass spectrometry) 17 substances were observed in the influent and only 4 in the effluent, such as, mercaptans, hydrocarbons, amines and amides. Most of them are toxic to aquatic organisms and are present in cleaning products and personal hygiene.

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.

Este trabalho apresenta e discute os resultados obtidos na operação de um reator anaeróbico com manta de lodo (UASB) de 10,5 L, alimentado continuamente com substrato sintético (DQO = 2000 mg/L) e submetido ao aumento progressivo da concentração de sulfato (de 25 a 10000 mg \'SO IND.4\'POT.2-\'/L). A vazão de 16 L/dia, corresponde ao tempo de detenção hidráulico (e) de 15,6 h foi mantida constante durante os 10 meses do experimento. O monitoramento da operação do reator incluiu a determinação dos principais parâmetros do processo, visando detectar a inibição da metanogênese pelas bactérias redutoras de sulfato (BRS) que competem, com as metanogênicas, pelos mesmos substratos. Constatou-se estimulação do processo até a concentração de 400 mg \'SO IND.4\'POT.2-\'/L, a partir da qual ocorreram sequencias de quedas de eficiência seguidas de recuperação do reator, mantendo sempre a eficiência média de remoção de DQO acima de 80%. Embora a atividade metanogênica tenha sido parcialmente afetada, os balanços de \'SO IND.4\'POT.2-\' mostraram que a redução do sulfato não foi o principal responsável pela inibição ocorrida. / This thesis presents and discuss the results obtained during the operation of a 10.5 L upflow sludge blanket reactor, continuously fed with synthetic substrate (COD = 2,000 mg/L), which was subjected to step-increase of sulfate concentrations ranging from 25 to 10,000 mg \'SO IND.4\'POT.2-\'/L. The flow-rate of 16 L/d corresponding to a hydraulic detention of 15.6 h, was kept constant throughout the 10 months of experimentation. Operation monitoring included the determination of the main process parameters, aiming to detected the inhibition of lhe methanogenesis by the sulfate reducing bacteria (SRB) which autocompete the methanogens in the presence of common substrates. Stimulation effects were obseved up to the sulfate concentration of the 400 mg.\'SO IND.4\'POT.2-\'/L. Further on, sequences of falls of efficiency followed by restoration of the reactor performance defined the behavior pattern of the reactor, which maintained an average COD removal efficiency higher than 80%. Although the methanogenic activity has been parcially affected, \'SO IND.4\'POT2-\' balances showed that the sulfate reduction activity was not the main process responsible for such inhibition.

O tratamento de efluentes industriais gerados em elevadas temperaturas por meio da digestão anaeróbia termofílica aparece como opção para o controle da poluição ambiental e obtenção de bioenergia. Nesse sentido, este trabalho investigou o uso do reator anaeróbio termofílico contendo biomassa imobilizada e com agitação mecânica operado em batelada e/ou batelada alimentada sequenciais no tratamento da vinhaça visando a produção de metano. Foi verificada a influência do aumento da carga orgânica volumétrica aplicada e da estratégia de alimentação no desempenho do reator. O volume do meio líquido do reator foi de 2,3 L, sendo 1,3 L de volume residual e 1,0 L o volume de efluente a ser tratado por ciclo, mantendo-se constante a temperatura (55º C &#8211; faixa termofílica), o tempo de ciclo (8 horas) e a velocidade de agitação (100 rpm). Inicialmente foi realizada a adaptação da biomassa, em seguida foi avaliada a influência da carga orgânica volumétrica aplicada (6,5-25,9 gDQO.L-1.d-1) pelo aumento da concentração de matéria orgânica afluente, e por fim foi implementada a estratégia de alimentação por batelada alimentada. Na etapa do aumento da COVA foram alcançadas maiores produtividades molar (304 molCH4.m-3.d-1) e volumétrica (6828 mL-CNPT CH4L-1.d-1) de metano na COVA de 25,9 gDQO.L-1.d-1, com rendimento de metano por matéria orgânica consumida próximo ao valor teórico (15,6 mmol de CH4.gDQO-1) e remoção da matéria orgânica na forma de DQO entre 75-80 % nas condições com COVA acima de 14gDQO.L-1.d-1. Na etapa em que se modificou a estratégia de alimentação, as produtividades molar e volumétrica de metano foram de 351,9 molCH4.m-3.d-1 e 7888 mL-CNPT CH4.L-1.d-1, respectivamente, com rendimento de metano por matéria orgânica removida próximo ao valor teórico. A produção de energia foi de 25,1 MW e 30,3 MW nas condições em batelada e batelada alimentada, respectivamente. O modelo cinético permitiu o entendimento da influência da carga orgânica e da estratégia de alimentação sobre o desempenho do reator para geração de metano, analisando-se os coeficientes das reações de consumo/produção dos compostos envolvidos na rota metabólica. / The thermophilic anaerobic digestion of wastewater that are generated at high temperatures appers as an option for the environmental pollution control and bioenergy production. Thus, this study investigate a anaerobic reactor containing immobilized biomass and mechanical stirrer operate in sequential batch or feed batch treating vinasse-based wastewater for methane production. It was analyzed the effects on reactor performance of increasing the applied volumetric organic load (AVOL) and modifying the feeding strategy. The total volume of liquid was 2,3 L, in which 1,3 L of residual volume and 1,0 L of wastewater to be treated per cycle, keeping constant the temperature (55 ºC &#8211; thermophilic range), the cycle length (8 hours) and the stirred velocity (100 rpm). At first it was realizes the biomass adaption, then it was analyzed the applied volumetric organic load (6,5-25,9 gDQO.L-1.d-1) increasing the influent concentration and after the feeding strategy was modified. In the AVOL increasing were achieved higher molar productivity of methane (304 molCH4.m-3.d-1) and volumetric productivity (6828 mL-CNTP CH4.L-1.d-1) at AVOL of 25,9 gDQO.L-1.d-1, and molar yield of methane per organic matter removed close to the theoretical value (15,6 mmolCH4.gDQO-1) and removal efficiency of organic matter in terms of DQO between 75-80% for all conditions above AVOL of 14 gDQO.L-1.d-1. In the stage of feeding strategy change, the methane molar and volumetric productivity were 351,9 molCH4.m-3.d-1 and 7888 mLCH4.L-1.d-1, receptively, and the yield methane production per removal organic matter close to the theoretical value. The energy production were 25,1 MW and 30,3 MW in the batch and fed batch conditions, respectively. The kinetic model allowed known of AVOL and feeding strategy influence under the reactor performance to methane generation, analyzing the reaction coefficient of the compounds consume/production involved in the metabolic rote.