Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7101_1.pdf: 452243 bytes, checksum: 57aa68abe10f33f9b564e4e7e6cba46c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / O metanol é um importante composto orgânico presente em diversos tipos de águas residuárias, como em indústrias de polpa e papel, amido de batata e unidades de gaseificação de carvão. Algumas águas residuárias contendo metanol são descarregadas com altas temperaturas, tornando atrativa a aplicação do tratamento termofílico. Em ambiente anaeróbio, o metanol pode ser consumido por acetogênicas e metanogênicas. Em condições mesofílicas, a concentração do substrato, o pH do reator, a concentração de bicarbonato e a concentração de cobalto foram os fatores ambientais relevantes na conversão anaeróbia do metanol. Entretanto, pouco se conhece sobre a degradação de metanol em ambientes termofilicos. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo investigar alguns fatores ambientais que podem ser importantes para o tratamento termofílico do metanol. Para isso, foram realizados experimentos contínuos e em batelada onde foram avaliados os efeitos da exposição de lodo termofílico em baixo pH, os efeitos da adição de micronutrientes e cobalto para o tratamento. Os resultados encontrados mostraram que lodo exposto a pH 4.0 por 120 dias, não causou inibição nos microrganismos acetogênicos metilotróficos e metanogênicos hidrogenotróficos, pois quando os ensaios foram realizados com pH neutro, rapidamente recuperaram suas atividades. Em contraste, as metanogênicas metilotróficas estavam praticamente inativas. Em relação ao efeito de micronutrientes, foi observado que, quando o lodo foi cultivado com micronutrientes, o reator removeu 98,7% do metanol aplicado com uma atividade metanogênica específica para metanol de 1,69 g CH4-DQO/ g SSV d. Já para o lodo cultivado com todos micronutrientes, exceto cobalto, a eficiência foi de 97,3% com atividade de 1,27 g CH4-DQO/ g SSVd. Para o lodo cultivado sem a adição de micronutrientes, a eficiência do reator foi 92, 4% que resultou numa atividade específica para metanol de 0,94 g CH4/ g SSVd. A concentração de ácidos graxos voláteis foi menor que 0,11 g COD/ L em todos os reatores. Os resultados obtidos indicaram que outros micronutrientes, além do cobalto, também são importantes no tratamento termofílico do metanol. Para que haja metanogênese do metanol na faixa termofílica são necessários que o pH seja neutro, a presença de bicarbonato e a adição de micronutrientes

O tratamento de esgotos é essencial à manutenção de suprimento de água nos centros urbanos em condições desejáveis à saúde pública. A carência de saneamento em nosso país mostra a necessidade de alternativas tecnológicas para o tratamento de esgotos. Na busca de novas opções, iniciou-se na CETESB em 1983, o estudo de sistemas compactos para tratamento direto de esgotos pela via anaeróbia. O reator anaeróbio de fluxo ascendente e manto de lodo (reator UASB) foi estudado em escala piloto e mostrou-se viável e eficiente, levando à necessidade de se efetuar o aumento de escala para o completo desenvolvimento da tecnologia. Um reator UASB de 120 m3 foi construído. Durante sete anos (de 1987 a 1993) funcionou sob observação, o que possibilitou o domínio da tecnologia. O sistema operou à temperatura ambiente em três períodos distintos. No primeiro período estudou-se as eficiências de remoção de matéria orgânica e a produção de gás e de lodo. Com tempo de retenção hidráulica médio de 6,5 horas, obteve-se efluente com 113 mg DQO/L, 48 mg DBO/L e 39 mg SST/L. As eficiências de remoção de DQO, DBO e SST foram respectivamente de 59, 65 e 76 por cento. A remoção de Coliformes totais e fecais ficou entre 70 e 90 por cento. Sua desinfecção através de métodos convencionais como cloração, ozonização ou radiação ultravioleta mostrou-se eficiente, a exemplo da maioria dos sistemas secundários de tratamento de efluentes. Obteve-se como fator de produção de lodo 0,2 kg ST/kg DQO da alimentação, sendo esta baixa produção de lodo uma das grandes vantagens do processo anaeróbio tendo em vista o custo e o trabalho que representam o tratamento e disposição do lodo no tratamento de esgotos. A produção de gás foi de 120 NL/kg de DQO alimentado. Efetuou-se também o acompanhamento microbiológico do lodo através de metodologia específica de acompanhamento de biomassa de biodigestores, o que possibilitou o aprimoramento dos conhecimentos da formação da biomassa no decorrer do processo. No segundo período de operação comprovou-se os resultados obtidos no primeiro período. No terceiro período de operação, apoiando-se nas técnicas de análise microbiológica da biomassa, estudou-se a partida a fim de diminuir o tempo para se atingir o regime estacionário. A utilização de inóculo não adaptado, como o lodo de esgoto de reator convencional, requer três a quatro meses para atingir o estado estacionário, com as eficiências relatadas. A partir da experiência adquirida são efetuadas recomendações e considerações para dimensionamento, partida, operação, manutenção e monitoramento para servir como guia aqueles que forem utilizar esta nova tecnologia. Após a partida o sistema apresenta reprodutibilidade, confiabilidade e estabilidade de operação. O controle do sistema, quando se trata de esgoto doméstico, é bastante simples, necessitando apenas remoção periódica de lodo, além da manutenção e limpeza. Há necessidade de remoção periódica de escuma. O dimensionamento do reator sofreu aperfeiçoamentos para melhorar a separação das três fases sólida, líquida e gasosa. Além dos critérios adotados anteriormente a partir do reator piloto de 106 L que possibilitou o estabelecimento de critérios como velocidade superficial no decantador de O,7 m3/m2/h, velocidade do líquido através da abertura inferior do decantador de 5 m3/m2/h e inclinação das paredes do decantador de 50°, observou-se que o transpasse entre a parede do decantador e do defletor de gases deve ter no mínimo 15 em para assegurar que o gás não desvie para dentro do decantador. O limite de velocidade no corpo do reator não deve ultrapassar 1 m3/m2h para garantir o acúmulo de lodo no reator. O lodo apresentou granulação com diâmetros de até 2 mm. Os processos de pós tratamento que vem sendo testados dão os polimentos necessários e adequados às diversas condições de reuso ou descarte do efluente. O sistema é hoje relativamente bastante utilizado, quando se leva em conta os parcos investimentos havidos no setor nos últimos anos. No Estado de São Paulo, a aplicação desta tecnologia foi efetuada através de um convênio entre a CETESB e o DAE-Sumaré, no Jardim Santa Maria, um loteamento de 1500 habitantes. Esse trabalho, mostrou a viabilidade de sua aplicação e comprovou os resultados obtidos, assim como várias experiências realizadas por outras instituições com processo anaeróbio também o demonstraram. No Estado do Paraná, o processo anaeróbio tem sido empregado sistematicamente para o tratamento de esgotos pela Companhia de Saneamento daquele Estado, a SANEPAR. A divulgação dessas experiências e de tantas outras existentes, deve proporcionar a confiança na tecnologia possibilitando sua expansão e a melhoria da qualidade de nossas águas. / Sewage treatment is essential to water supplying in urban nuclei with desirable conditions of public health. The lack of sanitation in our country shows the necessity of sewage treatment technologies compatible to our reality. Searching for new technologies, CETESB has started in 1983, the study of new compact anaerobic treatment systems for sewage. The UASB reactor was studied in pilot scale showing the need of scaling up for it\'s complete technological development. For this purpose a 120m3 UASB reactor was built. During seven years (from 1987 to 1993) the system worked with methodological observation, which made possible the mastering of the technology. The system operated at ambient temperature in three distinct periods. In the first one the performance of organic matter removal and the gas and sludge production were studied. The results showed effluent with 113 mg COD/L, 48 mg BOD/L and 39 mg SST/L with 6.5 hours of hydraulic retention time. The COD, BOD and SST removal performances were respectively 59, 65 and 76 per cent. The faecal and total Coliform removal showed values between 70 and 90 per cent. The effluent disinfection by conventional methods as chlorination, ozonation and ultra violet radiation has showed to be efficient, as the majority of effluent secondary treatment systems. The sludge production was 0.2 kg ST/kg COD in the feed. This low sludge production is one of the biggest advantages of the anaerobic process, in view of the costly and great disturbances that represent the sludge treatment and disposal in the sewage treatment. The gas production was 120 NL/kg COD of the feed. The biomass growth was followed by means of a microbilogical analysis specially developed for biodigesters sludge. In the second operation period the results were confirmed. In the third operation period, also followed by means of microbiological technical analysis, the shortening of the start up time was studied. It was found that starting up with unacclimatized inoculum, the stationary condition takes three to four months to be achieved, with the performances related. Based on the experience gathered, recommendations are made for system design, start up, operation, maintenance and monitoring. After the start up, the system shows reproducibility, reliability and stable operation. For essentially domestic sewage, the control system is very simple, necessitating only periodical sludge removal in addition to the maintenance activities. There is necessity of periodically scum removal. The design of the reactor was changed to improve the separation of solid, liquid and gaseous phases. Besides the design criteria described before, based on pilot scale experience, such as surface velocity in the settler area of O.7 m3/m2.h, liquid velocity in the lower aperture of the settling chamber 5 m3/m2.h with minimum HRT of four hours and slope of settling chamber walls of 50°, it was observed that it needs 15 cm in the crossing between the settler wall and the gas deflector to assure no gas deviation to the settler compartment. The maximum upflow velocity in the reactor body is 1 m3/m2.h to warrant retention of sludge in the reactor. Pellets in sludge presented up to 2 mm in diameter. Post-treatments may be necessary to give the effluent the appropriated conditions for its reuse or discharge. Today, the system is quite used in Brazil, taking in account the low investments in the sector. In the State of Sao Paulo, an example of this technology transfer is the agreement signed by CETESB and DAE-Sumaré, at \"Jardim Sta. Maria\", a small community of 1500 inhabitants. This work confirmed the results obtained and showed the feasibility of its application. Other experiences made by other institutions with anaerobic process confirmed them as well. In the State of Parana, the anaerobic process has been employed systematically for sewage treatment by the State Sanitation Company. The diffusion of this experiences and of many others existing might provide the confidence in the technology, enabling its expansion and the improvement of the quality of our waters.

O tratamento de esgotos é essencial à manutenção de suprimento de água nos centros urbanos em condições desejáveis à saúde pública. A carência de saneamento em nosso país mostra a necessidade de alternativas tecnológicas para o tratamento de esgotos. Na busca de novas opções, iniciou-se na CETESB em 1983, o estudo de sistemas compactos para tratamento direto de esgotos pela via anaeróbia. O reator anaeróbio de fluxo ascendente e manto de lodo (reator UASB) foi estudado em escala piloto e mostrou-se viável e eficiente, levando à necessidade de se efetuar o aumento de escala para o completo desenvolvimento da tecnologia. Um reator UASB de 120 m3 foi construído. Durante sete anos (de 1987 a 1993) funcionou sob observação, o que possibilitou o domínio da tecnologia. O sistema operou à temperatura ambiente em três períodos distintos. No primeiro período estudou-se as eficiências de remoção de matéria orgânica e a produção de gás e de lodo. Com tempo de retenção hidráulica médio de 6,5 horas, obteve-se efluente com 113 mg DQO/L, 48 mg DBO/L e 39 mg SST/L. As eficiências de remoção de DQO, DBO e SST foram respectivamente de 59, 65 e 76 por cento. A remoção de Coliformes totais e fecais ficou entre 70 e 90 por cento. Sua desinfecção através de métodos convencionais como cloração, ozonização ou radiação ultravioleta mostrou-se eficiente, a exemplo da maioria dos sistemas secundários de tratamento de efluentes. Obteve-se como fator de produção de lodo 0,2 kg ST/kg DQO da alimentação, sendo esta baixa produção de lodo uma das grandes vantagens do processo anaeróbio tendo em vista o custo e o trabalho que representam o tratamento e disposição do lodo no tratamento de esgotos. A produção de gás foi de 120 NL/kg de DQO alimentado. Efetuou-se também o acompanhamento microbiológico do lodo através de metodologia específica de acompanhamento de biomassa de biodigestores, o que possibilitou o aprimoramento dos conhecimentos da formação da biomassa no decorrer do processo. No segundo período de operação comprovou-se os resultados obtidos no primeiro período. No terceiro período de operação, apoiando-se nas técnicas de análise microbiológica da biomassa, estudou-se a partida a fim de diminuir o tempo para se atingir o regime estacionário. A utilização de inóculo não adaptado, como o lodo de esgoto de reator convencional, requer três a quatro meses para atingir o estado estacionário, com as eficiências relatadas. A partir da experiência adquirida são efetuadas recomendações e considerações para dimensionamento, partida, operação, manutenção e monitoramento para servir como guia aqueles que forem utilizar esta nova tecnologia. Após a partida o sistema apresenta reprodutibilidade, confiabilidade e estabilidade de operação. O controle do sistema, quando se trata de esgoto doméstico, é bastante simples, necessitando apenas remoção periódica de lodo, além da manutenção e limpeza. Há necessidade de remoção periódica de escuma. O dimensionamento do reator sofreu aperfeiçoamentos para melhorar a separação das três fases sólida, líquida e gasosa. Além dos critérios adotados anteriormente a partir do reator piloto de 106 L que possibilitou o estabelecimento de critérios como velocidade superficial no decantador de O,7 m3/m2/h, velocidade do líquido através da abertura inferior do decantador de 5 m3/m2/h e inclinação das paredes do decantador de 50°, observou-se que o transpasse entre a parede do decantador e do defletor de gases deve ter no mínimo 15 em para assegurar que o gás não desvie para dentro do decantador. O limite de velocidade no corpo do reator não deve ultrapassar 1 m3/m2h para garantir o acúmulo de lodo no reator. O lodo apresentou granulação com diâmetros de até 2 mm. Os processos de pós tratamento que vem sendo testados dão os polimentos necessários e adequados às diversas condições de reuso ou descarte do efluente. O sistema é hoje relativamente bastante utilizado, quando se leva em conta os parcos investimentos havidos no setor nos últimos anos. No Estado de São Paulo, a aplicação desta tecnologia foi efetuada através de um convênio entre a CETESB e o DAE-Sumaré, no Jardim Santa Maria, um loteamento de 1500 habitantes. Esse trabalho, mostrou a viabilidade de sua aplicação e comprovou os resultados obtidos, assim como várias experiências realizadas por outras instituições com processo anaeróbio também o demonstraram. No Estado do Paraná, o processo anaeróbio tem sido empregado sistematicamente para o tratamento de esgotos pela Companhia de Saneamento daquele Estado, a SANEPAR. A divulgação dessas experiências e de tantas outras existentes, deve proporcionar a confiança na tecnologia possibilitando sua expansão e a melhoria da qualidade de nossas águas. / Sewage treatment is essential to water supplying in urban nuclei with desirable conditions of public health. The lack of sanitation in our country shows the necessity of sewage treatment technologies compatible to our reality. Searching for new technologies, CETESB has started in 1983, the study of new compact anaerobic treatment systems for sewage. The UASB reactor was studied in pilot scale showing the need of scaling up for it\'s complete technological development. For this purpose a 120m3 UASB reactor was built. During seven years (from 1987 to 1993) the system worked with methodological observation, which made possible the mastering of the technology. The system operated at ambient temperature in three distinct periods. In the first one the performance of organic matter removal and the gas and sludge production were studied. The results showed effluent with 113 mg COD/L, 48 mg BOD/L and 39 mg SST/L with 6.5 hours of hydraulic retention time. The COD, BOD and SST removal performances were respectively 59, 65 and 76 per cent. The faecal and total Coliform removal showed values between 70 and 90 per cent. The effluent disinfection by conventional methods as chlorination, ozonation and ultra violet radiation has showed to be efficient, as the majority of effluent secondary treatment systems. The sludge production was 0.2 kg ST/kg COD in the feed. This low sludge production is one of the biggest advantages of the anaerobic process, in view of the costly and great disturbances that represent the sludge treatment and disposal in the sewage treatment. The gas production was 120 NL/kg COD of the feed. The biomass growth was followed by means of a microbilogical analysis specially developed for biodigesters sludge. In the second operation period the results were confirmed. In the third operation period, also followed by means of microbiological technical analysis, the shortening of the start up time was studied. It was found that starting up with unacclimatized inoculum, the stationary condition takes three to four months to be achieved, with the performances related. Based on the experience gathered, recommendations are made for system design, start up, operation, maintenance and monitoring. After the start up, the system shows reproducibility, reliability and stable operation. For essentially domestic sewage, the control system is very simple, necessitating only periodical sludge removal in addition to the maintenance activities. There is necessity of periodically scum removal. The design of the reactor was changed to improve the separation of solid, liquid and gaseous phases. Besides the design criteria described before, based on pilot scale experience, such as surface velocity in the settler area of O.7 m3/m2.h, liquid velocity in the lower aperture of the settling chamber 5 m3/m2.h with minimum HRT of four hours and slope of settling chamber walls of 50°, it was observed that it needs 15 cm in the crossing between the settler wall and the gas deflector to assure no gas deviation to the settler compartment. The maximum upflow velocity in the reactor body is 1 m3/m2.h to warrant retention of sludge in the reactor. Pellets in sludge presented up to 2 mm in diameter. Post-treatments may be necessary to give the effluent the appropriated conditions for its reuse or discharge. Today, the system is quite used in Brazil, taking in account the low investments in the sector. In the State of Sao Paulo, an example of this technology transfer is the agreement signed by CETESB and DAE-Sumaré, at \"Jardim Sta. Maria\", a small community of 1500 inhabitants. This work confirmed the results obtained and showed the feasibility of its application. Other experiences made by other institutions with anaerobic process confirmed them as well. In the State of Parana, the anaerobic process has been employed systematically for sewage treatment by the State Sanitation Company. The diffusion of this experiences and of many others existing might provide the confidence in the technology, enabling its expansion and the improvement of the quality of our waters.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4623.pdf: 1933289 bytes, checksum: 2fe0862970018a5264c75880e4d507f8 (MD5) Previous issue date: 2012-03-09 / Universidade Federal de Sao Carlos / Hydrogen and ethanol production using microorganisms is a promising area of technological development from a wide variety of renewable and alternative to this production is the use of anaerobic fluidized bed reactor (AFBR). One of the factors that most influence the performance of the AFBR is the material support, which must provide abrasion resistance, porous surface conducive to colonization by microorganisms, easy to achieve fluidization and ability to promote mass transfer between the medium and biofilm. Thus, the objective of this study was to evaluate the influence of different support materials (polystyrene - R1, grounded tire - R2 and polyethylene terephthalate (PET) - R3) on producing hydrogen and ethanol using three anaerobic fluidized bed reactors. Each reactor had a total volume of 4192 cm3 and was fed with media containing glucose as the carbon source (4000 mg L-1) with an influent pH around 5.0 and an effluent pH of about 3.5, a hydraulic retention time (HRT) of 8 1 h at a temperature of 23 2 ºC, with thermal treatment of the inoculum. For hydrogen production, the best performance was achieved with R2 (2.11 mol H2 mol-1 glucose), providing the highest H2 content in biogas (60%). In all reactors, the predominant soluble metabolites were acetic acid, butyric acid, lactic acid and ethanol, with small amounts of propionic acid. The reactor R2 produced more acetic and butyric acid (434.74 and 1013.61 mg L-1, respectively). However, reactor R3 showed a better performance for ethanol production (1941.78 mg L-1). / A produção de hidrogênio e etanol usando microrganismos é uma promissora área de desenvolvimento tecnológico a partir de uma ampla variedade de fontes renováveis e uma das alternativas para esta produção é a utilização do reator anaeróbio de leito fluidizado (RALF). Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes materiais suporte (poliestireno - R1, pneu inservível triturado - R2 e PET - R3) visando à produção de hidrogênio e etanol utilizando três reatores anaeróbios de leito fluidizado. Cada reator possuía um volume total de 4192 cm3, alimentado com meio contendo glicose como fonte de carbono (4000 mg.L-1), com tempo de detenção hidráulica (TDH) entre 8 e 1 h a uma temperatura entre 20 e 25ºC, com tratamento térmico do inóculo, utilizando culturas mistas. Para produção de hidrogênio, o melhor desempenho foi do R2, apresentando melhor rendimento de H2 (2,11 mol-H2.mol-1-glicose) e melhor conteúdo de H2 no biogás (60%). Os metabólitos solúveis predominantes em todos os reatores foram ácidos acético e butírico e etanol, havendo uma pequena produção de ácido propiônico, sendo o R2 o que mais produziu ácidos acético e butírico (434,74 e 1013,61 mg/L, respectivamente). Entretanto, o R3 apresentou um melhor desempenho para produção de etanol (2,43 mol-EtOH.mol-1-glicose). Assim, pode-se afirmar que foi possível produzir simultaneamente hidrogênio e etanol como biocombustíveis.