A necessidade de produção de papel por processo ambientalmente corretos é um grande desafio. A polpa celulósica branqueada gera um dos efluentes mais problemáticos e estudados atualmente. O tipo de efluente na planta de branqueamento é mais importante que a quantidade gerada. O efeito da DBO no corpo receptor desse resíduo não é o principal problema, o problema está na geração dos compostos organoclorados, que estão dissolvidos nesse efluente. Muitas substâncias desse grupo são tóxicas e também podem ter efeitos carcinogênicos e mutagênicos. O estudo desse tipo de efluente em sistemas de tratamento biológico é de extrema importância e é tema de diversos trabalhos científicos. Entretanto, há algumas dificuldades relacionadas com a viabilidade de composição, a obtenção, o manuseio e o armazenamento de amostras desse tipo de efluente em laboratórios de pesquisa. O objetivo desse trabalho foi, portanto, obter um efluente sintético em escala laboratorial, sob condições controladas, que pudesse simular o comportamento de um efluente gerado em uma planta de branqueamento, quando em um sistema de tratamento biológico. Para isso, partiu-se de uma amostra de polpa celulósica não-branqueada e realizou-se a etapa de branqueamento no laboratório sob condições semelhantes às industriais, obtendo-se assim, o efluente desejado, que foi chamado de Efluente Sintético. A comparação foi realizada através da caracterização físico-química deste efluente e de um efluente de uma planta industrial de branqueamento, chamado de Efluente Industrial. Reatores anaeróbios operando em batelada foram utilizados para avaliação do comportamento destes influentes de tratamento biológico. Observou-se que o comportamentos de ambos os efluentes pôde ser considerado semelhante. A avaliação foi feita através do acompanhamento da produção de gás metano e eficiências de remoção de DQO e AOX. / The necessity of producing paper by environmental friendly processes is a big challenge; bleached cellulose pulp produces one of the most problematic and studied kind of effluent nowadays. The kind of effluent produced in the bleaching mill is more important than the quantity of this effluent. The effect of the BOD of this effluent in the receiving water is not the main problem, the problem is on the generation of organochlorines compounds that are dissolved in this effluent. A lot of substances of this group are toxic and can show carcinogenic and mutagenic effects. The study of effluent in biologic systems of treatment is extremely important and is theme of a variety of scientific works. However, there are some difficulties related to the variability of composition, the obtainment, the handling and the storage of samples of this kind of effluent in a research laboratory. Therefore, the purpose of this work was to obtain a synthetic effluent in a laboratory scale, under controlled conditions, that could simulate the behavior of an effluent produced in a bleaching mill, when in a biological system of treatment. For this, it was used a sample of a unbleached cellulose pulp and it was done the stage of bleaching in the laboratory under similar conditions to the mill\'s, obtaining in this way the desired effluent, that was called Synthetic Effluent. It was done a comparison between this effluent and a bleaching mill effluent, that was called Industrial Effluent, by a physical and chemical characterization. It was used anaerobic batch reactors to make a evaluation of the behavior of these effluents in a biological system of treatment. It was observed that the behavior of both effluents can be considered similar. The evaluation was done by the observation of methane gas production and by the efficiencies of COD and AOX removal.

No presente trabalho foi operada uma unidade piloto de lodos ativados para o tratamento de esgoto doméstico, pré-tratado anaerobicamente em reator UASB, visando a remoção de nitrogênio e fósforo. O sistema piloto era constituído de reator anóxico, reator aeróbio e decantador. Os experimentos foram conduzidos mantendo a vazão afluente e de retorno de lodo em 50 L/h e a idade do lodo de aproximadamente 10 dias em todas as etapas. Para avaliar a remoção de fósforo foram realizados 4 experimentos com as seguintes condições operacionais: ETAPA 1) sem adição de cloreto férrico nem de polímero; ETAPA 2) adição de 80 mg/L de cloreto férrico e sem adição de polímero; ETAPA 3) adição de 80 mg/L de cloreto férrico e 1 mg/L de polímero catiônico de médio peso molecular; e ETAPA 4) adição de 150 mg/L de cloreto férrico e sem adição de polímero. Foi possível obter as seguintes conclusões: A) O sistema de lodos ativados, como pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios não é eficiente na remoção de nitrogênio devido a pouca disponibilidade de matéria orgânica para os organismos que realizam a desnitrificação; B) Em se tratando da remoção de amônia, o sistema de lodos ativados se mostrou eficaz, foram alcançadas eficiências médias de remoção sempre acima de 95%; C) O uso de cloreto férrico para a remoção físico-química de fósforo mostrou-se eficaz somente para elevadas relações Fe/Ptot do afluente. As relações Fe/Ptot do afluente variaram de: 1,8 a 2,8 na ETAPA 2; 1,7 a 3,0 na ETAPA 3; e 4,9 a 7,1 na ETAPA 4. Com relações Fe/Ptot de 1,5 a 2,1:1 e 2,3 a 2,8:1 esperava-se alcançar remoções de fósforo da ordem de 85% e 95% respectivamente, o que não ocorreu. As eficiências de remoção de fósforo total variaram de: 53 a 74% na ETAPA 2; 65 a 73% na ETAPA 3; e 87 a 99% na ETAPA 4. Tal fato é explicado pelo sistema de mistura do reator aeróbio não ter sido capaz de promover o contato eficaz do coagulante com o fósforo. D) A aplicação de cloreto férrico reduziu a relação SSVTA/SSTA devido a formação de “lodo químico". As relações de SSVTA/SSTA variaram de: 0,62 a 0,75 na ETAPA 1; 0,45 a 0,70 na ETAPA 2; 0,48 a 0,61 na ETAPA 3; e 0,53 a 0,54 na ETAPA 4; e E) O sistema se mostrou eficiente na remoção de matéria orgânica. As eficiências de remoção de matéria orgânica, em termos de DQO total, variaram de 59 a 88% na ETAPA 1; 64 a 97% na ETAPA 2; 47 a 91% na ETAPA 3; e 62 a 79% na ETAPA 4. As eficiências médias de remoção de matéria orgânica considerando a DQO filtrada do efluente (desprezando assim o problema com a perda de sólidos) variaram de 74 a 86% na ETAPA 1; 78 a 97% na ETAPA 2; 82 a 96% na ETAPA 3; e 86 a 98% na ETAPA 4. / In this research work a pilot-scale, activated sludge plant was operated to treat the treated effluent of an anaerobic treatment system, in order to remove nitrogen and phosphorus. The pilot unit was composed of anoxic reactor, aerobic reactor and secondary settler. The experiments were carried out while keeping both the affluent and return sludge flow rates at 50 L/hr and the sludge age at about 10 days during all experimental phases. In order to assess phosphorus removal, four experiments or experimental phases were conducted under certain operational conditions: PHASE 1) without ferric chloride and without polymer addition; PHASE 2) ferric chloride addition (80 mg/L) and no polymer addition; PHASE 3) ferric chloride addition (80 mg/L) and polymer addition (1 mg/L of cationic, medium-sized molecular weight polymer); and PHASE 4) ferric chloride addition (150 mg/L) and no polymer addition. The following conclusions were obtained: A) The activated sludge system utilized to treat effluents from anaerobic reactors is not efficient to remove nitrogen, due to the lack of adequate concentrations of organic matter to the denitrifying microorganisms, B) Regarding ammonia removal the activated sludge system was effective, reaching average removal efficiencies always above 95 %, C) The utilization of ferric chloride for the physico-chemical removal of phosphorus presented good efficiencies for high Fe/Ptot ratios of the affluent to the treatment system. The Fe/Ptot ratios of the affluent to the treatment system varied from: 1,8 to 2,8 in phase 2; 1,7 to 3,0 in phase 3; and 4,9 to 7,1 in phase 4 of experiments. With ratios in the ranges of 1,5 to 2,1:1 and 2,3 to 2,8:1 one expected to obtain phosphorus removal levels around 85 % and 95 % respectively. That did not happen. The phosphorus removal efficiencies varied from: 53 to 74% in phase 2; 65 to 73% in phase 3; and 87 to 99% in phase 4 of experiments. Such facts can be explained by the fact that mixing in the aerobic reactor was not capable of providing adequate contact between the coagulant and the phosphorus, D) The application of ferric chloride reduced the VSS/TSS ratio in the aeration tank due to the formation of “chemical sludge". The VSS/TSS ratios varied from: 0,62 to 0,75 in phase1; 0,45 to 0,70 in phase 2; 0,48 to 0,61 in phase 3; and 0,53 to 0,54 in phase 4 of experiments and E) The treatment system presented good efficiencies of organic matter removal. The removal efficiencies (in terms of total COD) varied from: 59 to 88% in phase 1; 64 to 97% in phase 2; 41 to 91% in phase 3; and 62 to 79% in phase 4 of experiments. The removal efficiencies of organic matter in terms of the filtered effluent COD (thus discarding the problem of loss of solids) varied from: 74 to 86% in phase 1; 78 to 97% in phase 2; 82 to 96% in phase 3; and 86 to 98% in phase 4.

O bagaço de cana é um importante material lignocelulósico gerado no Brasil e pode ser uma fonte de açúcares monoméricos. No entanto, a conversão eficiente de seus polissacarídeos via hidrólise enzimática requer processos de pré-tratamento para diminuir sua recalcitrância. Fungos basidiomicetos são reconhecidos como os organismos mais efetivos na degradação dos componentes lignocelulósicos em madeira e podem, potencialmente, ser empregados na etapa de pré-tratamento. Para que o balanço de massas de glicose obtida através deste processo combinado de conversão seja positivo, é necessário que a degradação biológica de lignina seja máxima e que a celulose seja preservada na etapa de pré-tratamento. O objetivo deste trabalho foi a avaliação da utilização do fungo de decomposição parda Laetipotus gilbertsonii e dos fungos de decomposição branca Pleurotus ostreatus e Ceriporiopsis subvermispora no pré-tratamento de bagaço de cana para etapas subsequentes de hidrólise enzimática dos polissacarídeos. O pré-tratamento biológico foi realizado em frascos Erlenmeyers de 2L com 25 g de bagaço de cana suplementado com 0,5% de milhocina por períodos de 7 a 60 dias. Após o biotratamento também foi aplicada uma etapa tratamento químico com peróxido de hidrogênio (2%) por 48 h a 40 ºC seguido de uma extração alcalina com hidróxido de sódio (5%) a 120 ºC por 2 h. Essa etapa também foi aplicada sobre o bagaço original para avaliação da eficiência da combinação dos tratamentos (controle). Para análise da eficiência dos tratamentos, foram realizadas hidrólises enzimáticas dos substratos gerados e do bagaço original. A biodegradação de bagaço de cana por por L. gilbertsonii e P. ostreatus apresentou baixa perda de massa. O bagaço de cana biotratado por L. gilbertsoni se mostrou mais recalcitrante à ação das enzimas que bagaço original, enquanto que o bagaço biotratado por P. ostreatus apresentou uma conversão superior dos polissacarídeos residuais ao original acima de 30 dias de cultivo.O biotratamento de bagaço de cana por C. subversmipora apresentou a mais extensa perda de massa em relação aos outros fungos. Após 60 dias de cultivo, C. subvermispora degradou 17%, 49% e 48% da celulose, hemicelulose e lignina, respectivamente; enriquecendo a fração celulósica do material. A hidrólise deste substrato biotratado alcançou conversão de celulose de 54%, contra somente 23% no material original. Mesmo com o consumo de parte da fração celulósica pelo fungo C. subvermispora, a aplicação do biotratamento gerou mais glicose disponível do que o bagaço de cana in natura. / Sugarcane bagasse is one of the most important lignocellulosic raw material in Brazil and may be a source of fermentative sugars. However, for an efficient conversion of these polysaccharides by enzymatic hydrolysis, a pretreatment is required to overcome the material recalcitrance. Basidiomycetes are recognized as the most effective organisms to degrade lignocellulosic materials and may, potentially, be used for the pretreatment step. For a positive balance of glucose in this process, maximal degradation of lignin should be attained with minimal degradation of the cellulosic fraction. The aim of this work is the evaluation of the brown-rot fungi Laetiporus gilbertsonii and the white-rot fungi Pleurotus ostreatus and Ceriporiopsis subvermispora in the pretreatment of the sugarcane bagasse for subsequent enzymatic hydrolysis of the remaining polysaccharides. The biological pretreatment was carried in Erlenmeyers 2L flasks with 25 g of sugarcane bagasse, supplemented by 0.5% of corn steep liquor for 7 to 60 days. After the biological pretreatment, a chemical processing with hydrogen peroxide (2 %) for 48 h at 40 º C followed by alkaline extraction with sodium hydroxide (5 %) at 120 ºC for 2 h was also performed. This chemical step was also applied in the raw bagasse to evaluate the efficiency of the combined treatment. Enzymatic hydrolysis of the solids was performed to analyze the efficiency of the treatments on the pretreated and original bagasse. The biodegradation of sugarcane bagasse by L. gilbertsonii and P. ostreatus showed low mass loss values. The bagasse treated by L. gilbertsonii was even more recalcitrant to enzymes than the raw material, meanwhile the material treated by P. ostreatus showed a higher conversion of residual polysaccharide than raw material after 30 days of biotreatment. The biological treatment of bagasse with C. subvermispora showed the higher mass loss values among studied fungi. After 60 days of grown, C. subvermispora degraded 17 %, 49 % and 48 % of cellulose, hemicellulose and lignin, respectively, enriching the cellulosic fraction of the material. The hydrolysis of this treated substrate reached a cellulose conversion of 54 % against only 23 % found in the raw bagasse. Even considering the cellulosic fraction consumption by C. subvermispora, the fungal pretreatment provided more available glucose at the end of the process as compared to the raw bagasse.

Minerais sulfetados expostos às condições atmosféricas podem ocasionar impactos. O rejeito da atividade mineradora, metais reduzidos, em contato com o oxigênio e água, resulta na liberação de prótons, íons sulfato e metais no meio aquoso, processo acelerado por bactérias. Ao meio formado dá-se o nome de Drenagem Ácida de Minas (DAM). A biorremediação vem sendo investigada para o tratamento deste efluente. Bactérias redutoras de sulfato possibilitam simultaneamente elevação de pH, remoção de sulfato e consequentemente de metais por precipitação na forma de sulfetos metálicos. Publicações anteriores revelam bons resultados, entretanto poucas investigaram simultaneamente a geração de alcalinidade, redução de sulfato, oxidação de etanol e remoção de metais em condições que gradativamente se aproximam das condições reais da DAM. Este projeto investigou o processo de precipitação dos metais ferro, zinco e cobre por sulfeto gerado a partir de um reator biológico em batelada para redução de sulfato de drenagem ácida de minas tendo como doador de elétrons o etanol. O trabalho foi dividido em duas etapas sendo que a primeira possuía variação do pH e a segunda na concentração de metais. Foi observado que independente do pH inicial, ocorreu geração de alcalinidade, sendo o pH final observado em todos os ciclos entre 6 e 7. O abaixamento do pH inicial esteve relacionado diretamente às melhores taxas de remoção de sulfato, sendo as remoções alcançadas de 39, 44 e 52%, para o pH inicial de 6, 5 e 4, respectivamente. A remoção de sulfato também melhorou conforme se aumentou a concentração de metais. Enquanto havia apenas ferro a remoção de sulfato foi de 57% em média, com ferro e zinco de 61% e com ferro, zinco e cobre a remoção chegou a 82% em média. Em todas as condições a remoção de DQO foi alta, com no mínimo 91% de média e chegando a 100%. As remoções de metais chegaram a 92% em média para ferro, 99% para zinco e em 100% para cobre. O parâmetro cinético (k) variou de acordo com os distintos valores de remoção de sulfato. Na fase inicial onde houve adaptação do inóculo, o ajuste cinético de ordem 1 não representou bem o comportamento do reator refletindo uma instabilidade nessa fase da operação (0,14±0,15) h-1. A partir do decaimento do pH inicial, o ajuste cinético de ordem 1 representou bem o comportamento dos dados e o parâmetro k aumenta consideravelmente sendo que quando todos os metais já haviam sido adicionados foi obtido o maior valor (0,44±0,04) h-1. Quanto ao ferro, os parâmetros cinéticos obtidos indicaram que o valor do k foi menor quando a precipitação do ferro concorria com a presença de zinco e cobre. A avaliação do sulfato nesta configuração de reator biológico permitiu estabelecer condições favoráveis de operação e mostrou que sistemas sulfetogênicos respondem melhor em baixos pHs e na presença de alguns metais, conforme as condições da DAM sintética se aproxima das reais. Essa condição é essencial quando se objetiva a utilização de sistemas sulfetogênicos para biorremediação de drenagem ácida de minas. / Sulfide minerals exposed to atmospheric conditions may cause impacts. The tailings from mining activity, reduced metals in contact with oxygen and water result in the release of protons, sulfate ions and metals in aqueous environment, a process accelerated by microorganisms. The designation for this effluent is Acid Mine Drainage (AMD). Bioremediation has been investigated for the treatment of this effluent. Sulfate-reducing bacteria enable simultaneous pH elevation, sulfate removal and consequently metals removal by precipitation as metal sulfides. Previous published researches reveal satisfying results, although few have investigated simultaneously the generation of alkalinity, sulfate reduction, oxidation of ethanol and removal of metals in conditions that gradually approach the real conditions of DAM. This research investigated the process of precipitation of the metals iron, zinc and copper by sulfide generated from a biological batch reactor for sulfate reduction of acid mine drainage, having the ethanol as electron donor. The study was divided into two stages, the first of which had variation in pH and the second, in the concentration of metals. It was observed that regardless of the initial pH, alkalinity generation has occurred and the final pH observed in all cycles remained between 6 and 7. The decline of the initial pH was directly related to the best sulfate removal rates and the achieved removals 39, 44 and 52%, for the initial pH of 6, 5 and 4, respectively. The sulfate removal was also improved as increased the concentration of metals. While there was only iron, sulfate removal was 57% on average; with iron and zinc, it was 61%; and with iron, zinc and copper removal reached 82% on average. In all conditions the COD removal was high, with at least 91% average and reaching 100%. The removals of metals reached 92% on average for iron, 99% for zinc and 100% for copper. The kinetic parameter (k) varied according to different values ??of the sulfate removal. In the initial phase, in which there was adaption of the inoculum, it did not represent well the behavior of the reactor, reflecting instability in this phase of the operation (0.14 ± 0.15) h-1. As the initial pH decays, the kinetic adjustment of order 1 represents well the behavior of the data and the parameter k increases considerably; plus, when all the metals had been added, the highest value was obtained (0.44 ± 0.04) h-1. As for the iron, the kinetic parameters obtained indicated that the value of k was reduced when the precipitation of iron competed with the presence of zinc and copper. The evaluation of sulfate in this configuration of biological reactor allowed us to establish favorable conditions of operation and showed that sulfetogenic systems respond better at low pHs and in the presence of certain metals, as the conditions of the synthetic DMA approach the actual ones. This condition is essential when one aims to use sulfetogenic systems for bioremediation of acid mine drainage.

A drenagem ácida de mina (DAM) é um dos passivos ambientais da indústria de extração de minério, potencialmente poluidora das águas superficiais, subterrâneas e do solo. O efluente proveniente da DAM tem origem na exposição de minerais sulfetados, principalmente pirita, a condições atmosféricas capazes de oxidar este minerais e gerar soluções ricas em sulfato e com baixo pH. Este efluente é capaz de lixiviar metais pesados presente nos corpos geológicos e amplificar o grau poluidor associado à geração da drenagem. O tratamento físico-químico proposto para remediar o problema e amplamente difundido nas mineradoras envolve a aplicação de grandes quantidades de cal hidratada ou virgem, para neutralizar a drenagem e precipitar os metais presentes, um procedimento oneroso e que envolve gastos com produtos químicos e disposição adequada do material precipitado. Neste contexto, surge a demanda pelo estudo e desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento da DAM. A utilização de processos anaeróbios de tratamento, com bactérias redutoras de sulfato, possibilita a remoção do sulfato, a elevação do pH e a precipitação dos metais, a partir do sulfeto biogênico produzido. O presente trabalho avaliou qual dentre as fontes de carbono, acetato, etanol e lactato, seria a mais adequada para a partida de um reator anaeróbio de fluxo ascendente (upflow anaerobic sludge blanket - UASB) tratando drenagem ácida sintética, visando uma eficiente remoção dos metais presentes (ferro, cobre e zinco). O reator alimentado com etanol foi o único capaz de tratar a drenagem e estabilizar a remoção de sulfato, com eficiências maiores que 90%, em 55 dias de operação, e remover em termos médios, 96,0% do cobre; 98,4% do zinco e 86,4% do ferro presente. O reator alimentado com lactato, após uma longa fase de aclimatação, cerca de 55 dias, produziu sulfeto em condições capazes de remover o cobre e o zinco, contudo, após um período 45 dias, a rota metabólica sulfetogênica não mais foi observada, e o lactato passou a ser preferencialmente e somente fermentado. O reator alimentado com acetato, não foi capaz de utilizar a fonte de carbono, e sofreu com o efeito desacoplador do ácido acético, levando as células da biomassa a um colapso, promovendo a desestruturação dos grânulos inoculados e crescimento de fungos. / Acid mine drainage (AMD) is one of the environmental liabilities of ore mining industries which generate the pollution of surface water, groundwater and soil. The effluent from AMD stems from the exposure of sulfide minerals – mainly pyrite – to atmospheric conditions which oxidize this mineral generating rich sulfate solutions and low pH. This effluent can leach heavy metals that are found in geological bodies, and amplify the polluting degree which is associated to the drainage generation. The physical-chemical treatment widespread in mining that has been proposed to remedy the problem applies large amounts of hydrated lime or quicklime in order to neutralize drainage and precipitate metals – a costly procedure that involves spending on chemicals and appropriate disposal of the precipitated material. In this context, there is a demand for the study and development of new technologies for the treatment of AMD. The use of anaerobic treatment processes with sulfate-reducing bacteria enables the removal of sulfate, the higher pH, and the precipitation of metals from biogenic sulfide production. This study evaluated which of the sources carbon, i.e. acetate, ethanol, and lactate would be the most suitable to start-up a UASB reactor (upflow anaerobic sludge blanket) treating synthetic acid drainage, so that it could efficiently remove metals (iron, copper, and zinc). The reactor that was fed with ethanol was the only one that could treat drainage and stabilize the sulfate removal: efficiency was higher than 90% in 55 days of operation; removal was on average of: 96.0% of copper; 98.4% of zinc and 86.4% of iron. The reactor that was fed with lactate – after a long period of acclimatization, about 55 days – produced sulfide in conditions capable of removing copper and zinc, however after a period of 45 days the sulfide metabolic pathway was not observed, and lactate became fermented. The reactor that was fed with acetate was not able to use the carbon source. At low pH, acetate acts as an uncoupler of the cell membrane, which led biomass cells to collapse, promoting the disintegration of the inoculated granules and fungal growth. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Lipases são enzimas que hidrolisam especificamente óleos e gorduras, podendo ser de grande interesse para vários segmentos industriais como têxtil, cosméticos, alimentícios e tratamento de efluentes com elevada carga de gordura. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a produção de complexos enzimáticos lipolíticos produzidos por microrganismos isolados de um sistema de tratamento biológico de efluentes de um hotel, visando obter lipases com potencial para emprego em processos biotecnológicos. Para a seleção do microrganismo lipolítico foram utilizados 65 isolados bacterianos oriundos do efluente bruto e tratado da wetland e da caixa de gordura do restaurante do hotel. A produção de lipase foi testada em placa em meio de cultivo acrescido de azeite de oliva e rodamina B, incubados a 25°C e 30ºC por 24h-48h e as placas observadas sob luz UV 350 nm. Deste total de isolados, sete oriundos da wetland e 22 isolados da caixa de gordura foram positivos para lipase, pois apresentaram halos fluorescentes alaranjado. Os isolados foram testados novamente em placa, porém numa condição mais estressante em termos de nutrientes para induzir a utilização do azeite e assim selecionar as melhores produtoras de enzimas Desses, 12 isolados apresentaram atividade lipolítica e aquele que apresentou halo mais evidente e maior foi selecionado para ensaios com crescimento em cultura submersa em agitador orbital e biorreator em três substratos diferentes (azeite de oliva, óleo de semente de uva e óleo de canola) para a determinação da atividade enzimática. As bactérias lipolíticas identificadas bioquimicamente foram do gênero Enterobacter, Acinetobacter, Pseudomonas, Klebsiella e Burkholderia. Os ensaios em cultura submersa em biorreator nos três substratos avaliados apresentaram a máxima produção de lipase após 12 horas de cultivo; azeite de oliva 0,358 U/mL.min-1, óleo de semente de uva 0,352 U/mL.min-1 e óleo de canola 0,348 U/mL.min-1. Em cultivo submerso em agitador orbital, o meio de cultivo na presença de Tween 80, apresentou melhor atividade enzimática que o meio de cultivo sem a presença do emulsionante. A identificação molecular do isolado apresentou identidade com o gênero Acinetobacter baylyi. A análise por SDS-PAGE sugere uma lipase com massa molecular de 35 kDa. / Lipases are enzymes that specifically hydrolyze oils and fats and may be of great interest to various industrial segments such as textiles, cosmetics, food and effluent treatment with the high fat load. The aim of this work was to evaluate the production of lipolytic enzymatic complexes produced by microorganisms isolated from a biological treatment system of effluents of a hotel, aiming to obtain lipases with potential for use in biotechnological processes. To select the best lipolytic microorganism, we used 65 bacterial isolates, recovered from the raw and treated effluent of the wetland system and from the fat tank of the hotel restaurant. Lipase production was evaluated in culture medium supplemented with olive oil and rhodamine B, incubated at 25°C and 30°C for 24h-48h. The grown colonies were observed under UV light at 350 nm. Out of that, seven isolates from wetland and 22 isolated from the fat tank were positive for lipase as they exhibited orange fluorescent halos. The isolates were again seeded on medium with a stressful nutrient condition to induce the use of olive oil and thus select the best enzyme producers Of these, 12 isolates presented lipolytic activity, and the one that showed the most evident halo was selected for assays in submerged culture in an orbital shaker and bioreactor using three different substrates (olive oil, grape seed oil, and canola oil). The lipolytic bacteria identified were of the genus Enterobacter, Acinetobacter, Pseudomonas, Klebsiella, and Burkholderia. The assays run in the bioreactor showed the maximum lipase production after 12 hours of culture with the three substrates evaluated; 0,358 U/mL.min-1 in olive oil, 0,352 U/mL.min-1 grape seed oil, and 0.348 U/mL.min-1 canola oil. The results obtained in an orbital shaker showed better enzymatic activities in the presence of Tween 80 on the culture medium. The molecular identification showed identity with the genus Acinetobacter baylyi. Analysis by SDS-page suggests a lipase with a molecular mass of 35 kDa.

Orientador: Marney Pascoli Cereda / Resumo: A pesquisa objetivou analisar o desempenho da digestão anaeróbia da manipueira em reator metanogênico, onde os afluentes foram anteriormente estabilizados a pH entre 5,5 e 6,0, com calcário dolomítico e NaOH, como referência, na fase acidogênica. Foram realizados quatro experimentos, cada um durou 3 TRH de 3 dias cada, desprezando-se o primeiro TRH. Nos dois primeiros experimentos, a manipueira foi estabilizada com NaOH, e após a estabilização, em um dos experimentos, foi diluída com água na proporção de 1:1 e em outro, não houve diluição. Nos outros dois experimentos, a manipueira foi estabilizada com calcário e diluída também nas duas concentrações como com NaOH, na proporção 1:1 com água e sem diluição. A fase acidogênica foi estabilizada em batelada e, como reatores foram utilizados o reator A com NaOH e o B com calcário. O reator metanogênico foi do tipo fluxo ascendente e leito fixo. O material de construção dos reatores foi PVC (cloreto de polivinila), com forma cilíndrica. A temperatura foi mantida entre 27o C (fase acidogênica) e 32o C (fase metanogênica). Como principais resultados, obteve-se uma relação entre acidez volátil/alcalinidade do reator metanogênico próxima a 1,0 em todos os experimentos e o pH efluente acima de 7,5, melhor rendimento de biogás com manipueira estabilizada com calcário e diluída 1:1 de 0,71 L gás.gCOTdestruída -1 apresentando a melhor taxa de redução final de cianeto total de 100%. No experimento em que a manipueira foi estabilizada com calcário e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The research objectified to analyze the efficiency of the cassava wastewater anaerobic digestion in methanogenic reactor with inffluent previous stabilized pH between 5.5 and 6.0, with limestones and NaOH, as reference in the acidogenic phase. There were four experiments evaluated, each one lasted 3 HRT of 3 days each. The first HRT was not evaluated. In the two first experiments, the wastewater was stabilized with NaOH and after one was diluted in the rate 1:1 (wastewater:water) and the other without dilution. In the others two experiments, the wastewater was stabilized with limestones and diluted also in the same concentrations as it was achieved with NaOH, in the rate 1:1 (wastewater:water) and without dilution. The acidogenic phase was stabilized in batch. The reactors were A with NaOH and B with limestones. The methanogenic reactor was up flow and fixed bed and the built material was PVC (polivinil chloride), cylindrical shape. The temperature was 27oC (acidogenic phase) and 32oC (methanogenic phase). The main results of the methanogenic reactor were volatile acidity/alcalinity rate near 1.0 in all the experiments and pH effluent above 7.5. The most biogas yield was achieved with wastewater stabilized with limestones and diluted 1:1 of 0.7 L biogas.g TOCdestroyed -1 and the best final reduction of total cyanide of 100%. In the experiment in that the wastewater was stabilized with limestones and without dilution in the inffluent of the methanogenic reactor, it was observed better reduction rates to: total organic carbon reduction of 56.48%, total solids reduction of 45.30%, volatile solids of 55.43%. The necessary amount of neutralizante for stabilization was of 2.3 kg of NaOH per 100 liters and 2.9 kg of lime per 100 liters. Economicament, the evaluation of the variable cost with the neutralizante of the cassava wastewater anaerobic digestion... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Orientador: Marcelo Loureiro Garcia / Banca: Lorena Oliveira Pires / Banca: Theo Syrto Octavio de Souza / Banca: Renata Piacentini Rodriguez / Banca: Dagoberto Yukio Okada / Resumo: A escassez qualitativa e quantitativa de água associada aos impactos ambientais impostos por águas residuárias tem agravado o cenário da situação ambiental brasileira. Um setor que merece destaque é o de mineração de urânio visto que o Brasil é a sexta maior reserva mundial deste elemento e existe grande quantidade de rejeitos acumulados contendo íons metálicos, semimetálicos e radiotóxicos. A biossorção tem se mostrado eficiente no tratamento das águas residuárias com íons que mesmo em baixas concentrações são tóxicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a redução da concentração de urânio em soluções e em amostras de águas de drenagem ácida de minas da mina Osamu Utsumi das Indústrias Nucleares do Brasil por meio da biossorção. As biomassas escolhidas para uso como biosorvente foram cascas de banana, sementes de moringa e borra de café. Ensaios de decomposição térmica, porosimetria de adsorção de nitrogênio e microscopia eletrônica de varredura foram efetuados de modo a caracterizar fisicamente os biosorventes. As variáveis analisadas para os ensaios em batelada como tamanho e massa do biosorvente, temperatura do ensaio, tempo de contato, pH e concentração inicial da solução de urânio foram definidas com o planejamento fatorial de experimentos. A partir dos ensaios em batelada realizados, pôde-se observar que as biomassas com maior área superficial e menor volume de poros resultaram em maiores valores de eficiência de remoção, sendo a ordem crescente destes parâmetros: cascas de banana < borra de café < sementes de moringa. Dentre os biosorventes estudados as sementes de moringa apresentaram os maiores valores de eficiência de remoção, seguida pela borra de café e cascas de banana. Em soluções de 100 mg L-1 as eficiências de remoção das sementes ... (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The qualitative and quantitative water scarcity associated with environmental impacts posed by wastewater has worsened the brazilian environmental scenario. Uranium mining is a prominent sector in Brazil context, since this country owns the sixth biggest uranium reserve in the world and there is large amount of accumulated tailings containing metallic, semi-metallic and radiotoxic ions. In general, biosorption has shown significant efficiency on effluent treatment, removing ions which even in low concentrations present toxicity. This work aimed to reduce the concentration of uranium by using biosorption in both cases, lab scale solutions and acid mining drainage effluent samples from Osamu Utsumi mine, wich belongs to Usinas Nucleares do Brasil. The selected biomasses used as biosorvent were banana peels, moringa's seeds and coffee waste. Thermal decomposition, nitrogen adsorption porosimetry and scanning electron microscopy were performed for physical characterization. The studied variables for the batch tests as size and mass of biosorvent, temperature of tests, contact time, pH and initial concentration of solutions of uranium were defined by using design of experiments. From the tests carried out it was observed that the biomasses with a higher surface area and smaller pore volume resulted in higher removal efficiency values, with an ascending order of these parameters: banana peels <coffee grounds <seed moringa. Among the studied biosorvents, moringa seeds showed the highest values of removal efficiency followed by the coffee waste and banana peel. Based on tests using uranium solutions of 100 mg L-1, the removal efficiency of moringa seeds and banana peel were 0,7429 and 0,2483, respectively; assuming concentration of 25 mg L-1 the coffee wastes has shown efficiency of removal of 0,9358. In effluent ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-10T12:56:00Z No. of bitstreams: 1 PDF - Paula Mikacia Umbelino Silva.pdf: 967411 bytes, checksum: db8bafc94a0ee4204e4d1abd04e384eb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T12:56:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Paula Mikacia Umbelino Silva.pdf: 967411 bytes, checksum: db8bafc94a0ee4204e4d1abd04e384eb (MD5) Previous issue date: 2016-04-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The production of solid waste has diversified sharply in their qualitative and quantitative aspects, causing major environmental impacts due to the improper disposal of this waste in the environment, thus altering the quality of soil, water bodies and air. On average about 50% of municipal solid waste is a putrescible organic fraction, which is subject to fermentation, and the remaining 50% corresponds to recyclable materials and inert waste. Anaerobic digestion is an alternative that stands out for the treatment of organic waste, due to the production o f methane as a final product, and is considered a renewable source of energy. This study analyzed the hydrolytic process in anaerobic co - digestion of vegetable waste (VW) and anaerobic sludge from sanitary sewage (ASSS), at room temperature and with total solids of 4% in anaerobic batch reactor, monitored at three experimental stages. The experimental system was designed and installed in monitored on Station Experimental of Biological Treatments of Sewage from the State University of Paraiba in Campina Grande, PB. The substrate used in the reactor feed was prepared from VW mixture along with ASSS, coming from UASB. The products of anaerobic biostabilization process that were in semi-solid form were monitored weekly for a total period of 198 days. For all three experimental stages, the analyzed results indicated that occurred: reductions in pH; solubilization of the CODTotal and NTK; and increased production of the CODFiltered, VFA and N-NH4 . Therefore, the conditions of room temperature and low total solids favored hydrolytic process the substrate. / A produção de resíduos sólidos tem se diversificado acentuadamente em seus aspectos qualiquantitativos, causando grandes impactos ambientais em função da disposição inadequada destes resíduos no meio ambiente, alterando assim a qualidade dos solos, corpos aquáticos e do ar. Em média, cerca de 50% dos resíduos sólidos urbanos corresponde a fração orgânica putrescível, que é passível de fermentação e os 50% restantes corresponde aos materiais recicláveis e resíduos inertes. A digestão anaeróbia é uma alternativa que se destaca para o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos, devido à produção de metano como produto final, sendo considerada uma fonte de energia renovável. Neste estudo foi analisado o processo hidrolítico na codigestão anaeróbia de resíduos sólidos vegetais (RSV) e lodo anaeróbio de esgoto sanitário (LAES), em condições de temperatura ambiente e com concentração de sólidos totais de 4%, em reator anaeróbio de batelada, monitorado em três etapas experimentais. O sistema experimental foi projetado e instalado na Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgoto Sanitário da Universidade Estadual da Paraíba, em Campina Grande, PB. O substrato utilizado na alimentação do reator foi preparado a partir da mistura de RSV juntamente com LAES, oriundo de reator UASB. Os produtos resultantes do processo de bioestabilização anaeróbia que se encontravam na forma semi-sólida foram monitorados semanalmente, no período total de 198 dias. Para as três etapas experimentais, os resultados analisados indicaram que ocorreu: reduções nos valores de pH; solubilização de DQOTotal e NTK; e aumento da produção de DQOFiltrada, AVG e N-NH4 . Portanto, as condições de temperatura ambiente e a baixa concentração de sólidos totais favoreceram o processo hidrolítico do substrato.

O bagaço de cana é um importante material lignocelulósico gerado no Brasil e pode ser uma fonte de açúcares monoméricos. No entanto, a conversão eficiente de seus polissacarídeos via hidrólise enzimática requer processos de pré-tratamento para diminuir sua recalcitrância. Fungos basidiomicetos são reconhecidos como os organismos mais efetivos na degradação dos componentes lignocelulósicos em madeira e podem, potencialmente, ser empregados na etapa de pré-tratamento. Para que o balanço de massas de glicose obtida através deste processo combinado de conversão seja positivo, é necessário que a degradação biológica de lignina seja máxima e que a celulose seja preservada na etapa de pré-tratamento. O objetivo deste trabalho foi a avaliação da utilização do fungo de decomposição parda Laetipotus gilbertsonii e dos fungos de decomposição branca Pleurotus ostreatus e Ceriporiopsis subvermispora no pré-tratamento de bagaço de cana para etapas subsequentes de hidrólise enzimática dos polissacarídeos. O pré-tratamento biológico foi realizado em frascos Erlenmeyers de 2L com 25 g de bagaço de cana suplementado com 0,5% de milhocina por períodos de 7 a 60 dias. Após o biotratamento também foi aplicada uma etapa tratamento químico com peróxido de hidrogênio (2%) por 48 h a 40 ºC seguido de uma extração alcalina com hidróxido de sódio (5%) a 120 ºC por 2 h. Essa etapa também foi aplicada sobre o bagaço original para avaliação da eficiência da combinação dos tratamentos (controle). Para análise da eficiência dos tratamentos, foram realizadas hidrólises enzimáticas dos substratos gerados e do bagaço original. A biodegradação de bagaço de cana por por L. gilbertsonii e P. ostreatus apresentou baixa perda de massa. O bagaço de cana biotratado por L. gilbertsoni se mostrou mais recalcitrante à ação das enzimas que bagaço original, enquanto que o bagaço biotratado por P. ostreatus apresentou uma conversão superior dos polissacarídeos residuais ao original acima de 30 dias de cultivo.O biotratamento de bagaço de cana por C. subversmipora apresentou a mais extensa perda de massa em relação aos outros fungos. Após 60 dias de cultivo, C. subvermispora degradou 17%, 49% e 48% da celulose, hemicelulose e lignina, respectivamente; enriquecendo a fração celulósica do material. A hidrólise deste substrato biotratado alcançou conversão de celulose de 54%, contra somente 23% no material original. Mesmo com o consumo de parte da fração celulósica pelo fungo C. subvermispora, a aplicação do biotratamento gerou mais glicose disponível do que o bagaço de cana in natura. / Sugarcane bagasse is one of the most important lignocellulosic raw material in Brazil and may be a source of fermentative sugars. However, for an efficient conversion of these polysaccharides by enzymatic hydrolysis, a pretreatment is required to overcome the material recalcitrance. Basidiomycetes are recognized as the most effective organisms to degrade lignocellulosic materials and may, potentially, be used for the pretreatment step. For a positive balance of glucose in this process, maximal degradation of lignin should be attained with minimal degradation of the cellulosic fraction. The aim of this work is the evaluation of the brown-rot fungi Laetiporus gilbertsonii and the white-rot fungi Pleurotus ostreatus and Ceriporiopsis subvermispora in the pretreatment of the sugarcane bagasse for subsequent enzymatic hydrolysis of the remaining polysaccharides. The biological pretreatment was carried in Erlenmeyers 2L flasks with 25 g of sugarcane bagasse, supplemented by 0.5% of corn steep liquor for 7 to 60 days. After the biological pretreatment, a chemical processing with hydrogen peroxide (2 %) for 48 h at 40 º C followed by alkaline extraction with sodium hydroxide (5 %) at 120 ºC for 2 h was also performed. This chemical step was also applied in the raw bagasse to evaluate the efficiency of the combined treatment. Enzymatic hydrolysis of the solids was performed to analyze the efficiency of the treatments on the pretreated and original bagasse. The biodegradation of sugarcane bagasse by L. gilbertsonii and P. ostreatus showed low mass loss values. The bagasse treated by L. gilbertsonii was even more recalcitrant to enzymes than the raw material, meanwhile the material treated by P. ostreatus showed a higher conversion of residual polysaccharide than raw material after 30 days of biotreatment. The biological treatment of bagasse with C. subvermispora showed the higher mass loss values among studied fungi. After 60 days of grown, C. subvermispora degraded 17 %, 49 % and 48 % of cellulose, hemicellulose and lignin, respectively, enriching the cellulosic fraction of the material. The hydrolysis of this treated substrate reached a cellulose conversion of 54 % against only 23 % found in the raw bagasse. Even considering the cellulosic fraction consumption by C. subvermispora, the fungal pretreatment provided more available glucose at the end of the process as compared to the raw bagasse.