Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-10Bitstream added on 2015-04-09T12:47:20Z : No. of bitstreams: 1 000817179.pdf: 1067640 bytes, checksum: 52c5a41a2af416b0397225f0322b6eb3 (MD5) / Neste trabalho avaliou-se o desempenho de um reator UASB na faixa de temperatura mesofílica utilizando o melaço de cana-de-açúcar diluído como substrato. O reator UASB foi operado TDH de 24 h com COV médias de até 15 g DQOtotal (L d)-1 e foi utilizada a recirculação total do efluente do reator UASB, para diluir o melaço. O inoculo utilizado era proveniente de um reator UASB termofílico tratando vinhaça. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,97 N LCH4 (L d)-1 e de 0,194 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente, o que indicou a adaptação da microbiota utilizando melaço de cana-de-açúcar, desde que seja realizada a suplementação de alcalinidade, nitrogênio e fósforo. Foram observados valores médios de remoção de demanda química de oxigênio, de 64 a 72%, com base na DQOtotal do melaço adicionado.Também avaliou-se o desempenho de dois reatores UASB em série na faixa de temperatura termofílica utilizando a vinhaça diluída como substrato. Os reatores foram operados com TDH de 16 e 7,5 h, respectivamente e COV média de 20 e 35 g DQOtotal (L d)-1 , respectivamente. O inoculo utilizado era proveniente do reator UASB mesofilico tratando melaço. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,46 N LCH4 (L d)-1 e de 0,16 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente ... / This study evaluate the performance of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) in the mesophilic temperature range using molasses sugar cane diluted as substrate. The UASB reactor operated at a hydraulic retention time (HRT) of 24 hours and organic load rate (OLR) averages of up to 15 g total COD (L d)-1 and total recirculation of the effluent of the UASB reactor was used to dilute the molasses. The inoculum used was from a thermophilic UASB reactor treating vinasse. Volumetric and specific yields of methane from methane production to 0.97 N LCH4 (L d) -1 and 0.194 L CH4 (g total COD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of microorganisms using molasses were observed sugar-provided supplemental alkalinity, nitrogen and phosphorus is performed. Remove values of chemical oxygen demand of 64 at 72%, with base addition molasses. Also evaluated the performance of two UASB reactors in series in the thermophilic temperature range using the diluted vinasse as substrate. The reactors were operated at HRT of 16 and 7.5 h, respectively, and average OLR of 20 and 35 g total COD (L d) -1, respectively. The inoculum used was derived from mesophilic UASB reactor treating molasses. Specific and volumetric yield of methane production LCH4 to 0.46 N (L d) -1 and 0.16 L CH4 (g totalCOD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of the microorganisms were observed

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-23. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:25:50Z : No. of bitstreams: 1 000841536_20160423.pdf: 83798 bytes, checksum: 6db83f629a90247c2ad614e21daaa094 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-04-25T15:55:52Z: 000841536_20160423.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-25T15:56:50Z : No. of bitstreams: 1 000841536.pdf: 3843368 bytes, checksum: 1266cc0ead48b293912f718139635820 (MD5) / Atualmente a utilização de gases ricos energeticamente, como o biogás gerado em estações de tratamento de águas residuárias, está se tornando cada vez mais interessante devido ao aumento das restrições ambientais e econômicas associadas aos combustíveis fósseis. No entanto, o aproveitamento desses gases está claramente limitado pela presença de compostos reduzidos de enxofre e principalmente pelo sulfeto de hidrogênio (H2S), presente em concentrações relativamente altas (500 - 20.000 ppmv). Neste trabalho foram realizados ensaios para o estudo da remoção do H2S contido no biogás produzido no reator anaeróbio da estação de tratamento de efluentes de uma indústria cervejeira (Araraquara, SP) utilizando um biofiltro percolador em escala de laboratório em condições anóxicas. Para isto, um consórcio de micro-organismos nitrato-redutores e sulfeto-oxidantes obtido a partir do lodo anaeróbio do mesmo reator anaeróbio foi imobilizado sobre espuma de poro aberto de poliuretano. Foram estudadas algumas variáveis operacionais, tais como, o efeito da temperatura, da concentração de nitrato (receptor final de elétrons) no meio líquido, do tempo de residência (EBRT) e da velocidade superficial do meio líquido (TLV). A inoculação do biofiltro percolador com o consórcio de micro-organismos obtidos a partir do lodo anaeróbio do reator UASB da indústria cervejeira demonstrou ser altamente eficiente para o desenvolvimento de uma comunidade de microbiana oxidante de enxofre. O esgotamento do nitrato e do nitrito (receptores finais de elétrons) do meio líquido resultou numa notável desestabilização do sistema, com consequente diminuição da eficiência de remoção (RE), que chegou a cair para 0%. O biofiltro percolador apresentou melhor desempenho em temperaturas no intervalo de 31 a 42 °C (RE = 91,8 ± 5,5%), sendo que a 22 °C, a RE caiu para 39% (carga de alimentação... / Currently, the use of energy-rich gases such as biogas generated in wastewater treatment plants is becoming more attractive due environmental and economic constraints associated with fossil fuels. However, the use of such gases is clearly limited by the presence of reduced sulfur compound, such as, hydrogen sulfide (H2S), present in relatively high concentrations (500-20,000 ppmv). In this work, experiments were carried out in order to study H2S removal from biogas produced from an anaerobic reactor of the wastewater treatment plant of a Brewery Industry (Araraquara, SP) using a lab-scale biotrickling filter, in anoxic conditions. A consortium of nitrate-reducing, sulfide-oxidizing microorganisms, obtained from the anaerobic sludge of the same anaerobic reactor was immobilized on open-pore polyurethane foam. Some operational parameters were investigated, such as, the effect of temperature, nitrate concentration (final electron acceptor) in the trickling medium, the empty bed residence time (EBRT), and the trickling liquid velocity (TLV). The development of biofilm utilizing microorganisms from UASB reactor showed a high performance. The results showed that nitrate and nitrite (final electron acceptors) depletion on the trickling medium resulted in remarkable instability of the system, with consequent decrease on the removal efficiency (RE), which came to drop to 0%. The biotrickling filter showed better performance in the temperature range between 31 - 42 °C (RE) = 91.8 ± 5.5%), wherein at 22 °C, RE dropped to 39% (inlet load (L) = 5.3 g S-H2S m-3 h-1, EBRT = 2.9 min). The TLV effect (4.4, 7.4 and 11 m h-1) was significant only for EBRT of 1.6 min, in which RE decreased from 50.9% (4.4 m h-1) to 33.7% (7.3 m h-1). It was also observed that it is possible to increase the RE fragmenting the gas stream into two parts and feeding at different points of the biofilter. For a biogas/H2S gas stream of...

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-03T21:09:26Z No. of bitstreams: 1 2017_MauroRobertoFelizatto.pdf: 6339725 bytes, checksum: 293e6f2365347e2d41a3decef0d5dcca (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2017-05-08T10:26:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MauroRobertoFelizatto.pdf: 6339725 bytes, checksum: 293e6f2365347e2d41a3decef0d5dcca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T10:26:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MauroRobertoFelizatto.pdf: 6339725 bytes, checksum: 293e6f2365347e2d41a3decef0d5dcca (MD5) / A incorporação da tecnologia de separação por membranas em processos anaeróbios representa uma inovação importante no desenvolvimento da engenharia de tratamento biológico de efluentes de reatores UASB. Esta pesquisa consistiu na avaliação da filtração através de membranas submersas, de microfiltração (0,40 μm), provido de sistema de retrolavagem, durante contínuo tratamento do efluente do reator UASB operando com esgotos sanitários. As membranas utilizadas foram do tipo fibras-ocas e fabricadas com o polímero poli(éter-imida). Durante a operação em modo contínuo por longo período, foi observado o declínio contínuo e acentuado do fluxo do permeado com o decorrer do tempo, com valor final de 5,50 LMH, e que a unidade de microfiltração não respondeu ao método contínuo de controle da incrustação (retrolavagem). O restabelecimento da resistência da membrana limpa (1,8x1012 m-1) só ocorreu com limpeza química efetuada com solução de hipoclorito de sódio. A perda de permeado relativa ao consumo diário no uso na retrolavagem levantado foi de 24% e o consumo específico de energia elétrica do sistema apurado foi de 2,80 kWh/m3. A remoção de matéria orgânica alcançada pela microfiltração de efluente do reator UASB foi de 87% para DBO e 84% para DQO, a remoção global de SST foi de 99% e de 2,02 unidades logarítmicas para Coliformes fecais (CF). Os resultados médios de densidade de CF (~105 NMP/100 mℓ) e sua remoção (2,02 unid. log.) e ausência de ovos de helmintos viáveis no permeado atingiram um nível, nesta pesquisa, que possibilita o reúso de água para irrigação restrita na agricultura altamente mecanizada e para irrigação irrestrita por gotejamento de culturas elevadas, segundo as diretrizes da OMS. / The incorporation of membrane separation technology into anaerobic processes represents an important innovation in the development of biological treatment engineering for UASB reactor effluent. This research evaluated the performance of a submerged membranes filtration, microfiltration membranes (0,40 μm) provided with a backwash system, during continuous treatment of the UASB reactors effluents operating with municipal wastewater. The hollow fiber membranes were manufactured by polyetherimide material. In the long-term operation, the continued and accented decrease of permeate flux over the time was observed, with a final permeate flux approached of 5.50 LMH. The microfiltration unit seems not to answer satisfactorily to strategy in limiting the fouling control (backwash). The restoration of the clean membrane resistance (1.8x1012 m-1) only occurred with chemical cleaning carried out with sodium hypochlorite solution. The permeate loss relative to the daily consumption in the backwash was 24% and the specific energy consumption of the system was 2.80 kWh/m3. The removal of organic matter by the microfiltration of the UASB reactor effluent reached was 87% for BOD and 84% for COD, 99% for TSS removal and 2.02 log. units for fecal coliforms (FC). In this study, the results of the geometric means of FC density (~105 MPN/100 mℓ) and its removal (2.02 log. units) and absence of viable helminthes eggs in the permeate reached a level of water reuse for restricted irrigation in agriculture highly mechanized and for unrestricted drip irrigation of high crops, according to WHO guidelines.

A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho de reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB) operando sob condições de temperaturas típicas de regiões de clima temperado. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto constituída por três reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB), cada um com um volume de 19,2 L. Uma quantidade equivalente de lodo foi disposta nos três reatores para obter uma carga biológica de 0,11 kgDQOkgSVT-1d-1, sendo a origem da biomassa o lodo de um reator UASB tratando efluente de uma indústria de gelatina. Os reatores trataram um esgoto sintético constituído por glicose, acetato, micro e macronutrientes, com concentração de DQO compatível com a de esgotos domésticos. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas. Na primeira, aclimatação, os três reatores operaram a temperatura de 35ºC. Na segunda etapa, os reatores operaram com temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35°C Na etapa de aclimatação, os reatores funcionaram muito bem, com remoções de DQO em torno de 90%. Na segunda etapa, observou-se um pequeno decréscimo da remoção de DQO total com a redução da temperatura (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 e 87,2% de remoção para 35, 30, 25, 20 e 15ºC, respectivamente). Entretanto, a temperatura não influenciou a remoção de DQO solúvel, o que foi confirmado pela análise estatística aplicada. O volume diário de metano, calculado pelos métodos de balanço de DQO e bioenergética foram semelhantes. Durante os experimentos, devido a interrupções no sistema de energia elétrica, os reatores sofreram choques não intencionais de temperatura, de 5 e 10ºC. Os reatores que apresentaram choques de 5ºC conseguiram se recuperar tão logo houve o restabelecimento das condições iniciais, voltando a apresentar os mesmos graus de remoção de matéria orgânica medidos antes dos choques. Porém, o reator que sofreu um choque da ordem de 10ºC não se recuperou em relação às condições iniciais. Os índices de remoção de matéria orgânica e produção de biogás foram reduzidos, com o concomitante acréscimo na concentração efluente de ácidos graxos voláteis. Em paralelo ao experimento de laboratório, foi monitorado um reator UASB em escala real, construído em Caxias do Sul, cidade que apresenta invernos rigorosos. Neste caso, a influência de outras variáveis na composição dos esgotos domésticos mascararam o possível efeito da temperatura na eficiência do reator. Os reatores protótipos operando com condições controladas de temperatura e concentrações de substrato e vazão estáveis apresentam eficiências de remoção de matéria orgânica significativamente superiores aquelas atingidas no reator UASB de escala real. Os resultados dos experimentos de laboratório conduzidos nesta pesquisa indicaram que houve influência da temperatura na remoção de matéria orgânica de reatores UASB. Contudo, esta influência não causou perda significativa na qualidade do efluente, o que sugere que reatores UASB, operados de maneira cuidadosa, podem ser utilizados como parte de processos de tratamento de esgotos em cidades de clima temperado. / This research assessed the efficiency of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor operating under typical temperatures found in regions with temperate climate. A pilot plant constituted by three 19.2 L anaerobic reactors was operated. Sludge from an UASB reactor treating residuals from a gelatin industrial plant was introduced in each prototype. The initial biological load in each reactor was 0.11 kg CODkg TVS-1.d-1. The reactors treated a synthetic wastewater formed by glucose, acetate, micro and macronutrients, with COD concentration compatible with urban sewage. Reactor’s operation was divided in two phases. In the first, start-up, reactors operated at 35°C. In the second phase, temperatures within reactors were 15, 20, 25, 30, and 35°C. During the start-up and acclimatizing period, COD removal efficiencies were high, around 90%. In the second phase, it was observed that organic matter removal was slightly affected by temperature. Generally, there was a decrease in COD efficiency with temperature reduction (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 and 87,2% removal for 35, 30, 25, 20, and 15°C, respectively). However, soluble COD removal was unaffected by temperature, an observation confirmed by statistical analysis. Methane gas volume, calculated by COD mass balances and bioenergetics, was similar. Electric power shortages occurred in some small periods during the experiments. As a consequence, the reactors endured unintentional 5°C and 10°C temperature shocks. Reactors that suffered 5°C shocks recovered very well as soon as they returned to their initial operational temperature. However, the reactor that had a 10°C temperature reduction didn’t recover to its initial efficiency upon return to the original operating temperature. Organic matter removal and biogas production dropped significantly, with a corresponding increase in the volatile organic acids concentration in the reactor effluent. In parallel with the laboratory experiments, it was monitored a full scale UASB reactor operating in Caxias do Sul, a city characterized by cold winters. For the full scale reactor, it was not possible to verify the effect of temperature on efficiency. This was due to the interference of variables other than temperature on the quality of the effluent. The COD removals obtained in the prototype reactors were significantly higher than those measured at the full scale reactor. It has to be considered that the prototypes operated under controlled temperature and constants concentrations and flowrates. On the contrary, the full scale reactor received complex substrates (domestic wastewater), with variations in concentrations, flowrates and temperatures. The results of the research suggest that is feasible to operate UASB reactors in regions where temperature varies significantly around the year, with cold winters and warm summers. Although the experiment showed a small decrease in organic matter removal with temperature, the efficiencies were still high to warrant the application of UASB at lower temperatures. In full scale reactors, a careful operation of the reactor will probably compensate for a small decrease in organic matter removal due to lower temperatures.

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Coorientador: Rose Maria Duda / Banca: Valéria Del Nery / Banca: Leonardo Lucas Madaleno / Resumo: Neste trabalho avaliou-se o desempenho de um reator UASB na faixa de temperatura mesofílica utilizando o melaço de cana-de-açúcar diluído como substrato. O reator UASB foi operado TDH de 24 h com COV médias de até 15 g DQOtotal (L d)-1 e foi utilizada a recirculação total do efluente do reator UASB, para diluir o melaço. O inoculo utilizado era proveniente de um reator UASB termofílico tratando vinhaça. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,97 N LCH4 (L d)-1 e de 0,194 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente, o que indicou a adaptação da microbiota utilizando melaço de cana-de-açúcar, desde que seja realizada a suplementação de alcalinidade, nitrogênio e fósforo. Foram observados valores médios de remoção de demanda química de oxigênio, de 64 a 72%, com base na DQOtotal do melaço adicionado.Também avaliou-se o desempenho de dois reatores UASB em série na faixa de temperatura termofílica utilizando a vinhaça diluída como substrato. Os reatores foram operados com TDH de 16 e 7,5 h, respectivamente e COV média de 20 e 35 g DQOtotal (L d)-1 , respectivamente. O inoculo utilizado era proveniente do reator UASB mesofilico tratando melaço. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,46 N LCH4 (L d)-1 e de 0,16 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente ... / Abstract: This study evaluate the performance of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) in the mesophilic temperature range using molasses sugar cane diluted as substrate. The UASB reactor operated at a hydraulic retention time (HRT) of 24 hours and organic load rate (OLR) averages of up to 15 g total COD (L d)-1 and total recirculation of the effluent of the UASB reactor was used to dilute the molasses. The inoculum used was from a thermophilic UASB reactor treating vinasse. Volumetric and specific yields of methane from methane production to 0.97 N LCH4 (L d) -1 and 0.194 L CH4 (g total COD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of microorganisms using molasses were observed sugar-provided supplemental alkalinity, nitrogen and phosphorus is performed. Remove values of chemical oxygen demand of 64 at 72%, with base addition molasses. Also evaluated the performance of two UASB reactors in series in the thermophilic temperature range using the diluted vinasse as substrate. The reactors were operated at HRT of 16 and 7.5 h, respectively, and average OLR of 20 and 35 g total COD (L d) -1, respectively. The inoculum used was derived from mesophilic UASB reactor treating molasses. Specific and volumetric yield of methane production LCH4 to 0.46 N (L d) -1 and 0.16 L CH4 (g totalCOD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of the microorganisms were observed / Mestre

Resumo: Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de dois conjuntos de reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) instalados em série. Os conjuntos I e II foram compostos por dois reatores UASB em série com volumes de 908 e 350 L e de 908 e 188 L, respectivamente. No conjunto II, foi realizado pós tratamento do efluente em um reator operado em batelada sequencial (RBS) com alimentação contínua, com volume de 3000 L. As cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no primeiro reator dos conjuntos I e II variaram de 8,36 a 9,95 g DQO total (L d)-1 e de 7,83 a 11,6 g DQO total (L d)-1, respectivamente. As eficiências médias de remoção de DQO total, nitrogênio Kjeldahl (NK), fósforo total (P-total) foram elevadas e variaram de 95 a 97% e de 97 a 99%, de 64 a 67% e de 53 a 69%, e de 80 a 87% e de 71 a 89%, nos conjuntos I e II, respectivamente. As eficiências também foram elevadas para os metais Cu, Fe, Mn e Zn nos conjuntos I e II e variaram de 80 a 91% e de 63 a 80%, de 59 a 80% e de 51 a 72%, de 89 a 97% e de 81 a 98%, de 87 a 98% e de 91 a 99%, respectivamente. A semeadura do milho, foi realizado na safrinha 2009 e na safra 2009/2010, ambos em sistema de plantio direto e convencional, para a confecção de silagem. Os valores do pH observados na silagem não diferiram entre os tratamentos nas duas épocas de semeadura e nos sitemas de plantio direto e convencional. A adubação do milho para confecção de silagem, com dejeto bruto de suíno, com dejetos tratados em sistema anaeróbio e com os dejetos do pós-tratamento, quando comparada com a adubação mineral, não apresentou resultados com diferenças significativas na silagem na maioria dos atributos avaliados. O reúso dos efluentes tratados e do dejeto bruto, não promoveu alterações na nutrição da planta, porém os efluentes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study evaluated the performance of two sets of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) installed in series. The sets I and II were composed of two UASB reactors in series with volumes of 908 and 350 L and 908 L and 188, respectively. In set II was conducted after the treatment of the effluent in a sequencing batch reactor (SBR) with continuous flux, with a volume of 3000 L. The volumetric organic loads (VOC) applied to the first reactor of the sets I and II ranged from 8.36 to 9.95 g total COD (L d) -1 and 7.83 to 11.6 g total COD (L d) -1, respectively. The average removal efficiencies of total COD, Kjeldahl nitrogen (NK), total phosphorus (total P) were high and ranged from 95 to 97% and 97 to 99%, 64 to 67% and 53 to 69% and 80 to 87% and 71 to 89% in clusters I and II, respectively. The efficiencies were also high for Cu, Fe, Mn and Zn in clusters I and II, and ranged from 80 to 91% and 63 to 80%, 59 to 80% and 51 to 72% from 89 to 97 and 81% to 98%, 87 to 98% and 91 to 99%, respectively. We carried out the swing of maize in the 2009 off-season and 2009/2010 season, both in no-tillage and conventional sistems for making silage. The pH values observed in the silage did not differ significantly between treatments in both seasons of swing and in the sistems of tillage and no-tillage. The fertilization of corn for silage making, with raw pig manure with waste treated in anaerobic system and the waste from the post-treatment compared to mineral fertilization, results showed no significant difference in silage in most parameters. The reuse of treated effluent and raw manure, did not promote changes in the nutrition of corn but the application of treated effluent increased concentrations of N readily available for plants in soil. Even in much larger doses applied compared to the raw waste, the treated effluent, promoted soil contamination by total coliforms and thermotolerant lower / Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Coorientador: Ana Cláudia Ruggieri / Banca: Wanderley José de Melo / Banca: Israel Jose da Silva / Mestre

A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho de reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB) operando sob condições de temperaturas típicas de regiões de clima temperado. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto constituída por três reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB), cada um com um volume de 19,2 L. Uma quantidade equivalente de lodo foi disposta nos três reatores para obter uma carga biológica de 0,11 kgDQOkgSVT-1d-1, sendo a origem da biomassa o lodo de um reator UASB tratando efluente de uma indústria de gelatina. Os reatores trataram um esgoto sintético constituído por glicose, acetato, micro e macronutrientes, com concentração de DQO compatível com a de esgotos domésticos. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas. Na primeira, aclimatação, os três reatores operaram a temperatura de 35ºC. Na segunda etapa, os reatores operaram com temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35°C Na etapa de aclimatação, os reatores funcionaram muito bem, com remoções de DQO em torno de 90%. Na segunda etapa, observou-se um pequeno decréscimo da remoção de DQO total com a redução da temperatura (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 e 87,2% de remoção para 35, 30, 25, 20 e 15ºC, respectivamente). Entretanto, a temperatura não influenciou a remoção de DQO solúvel, o que foi confirmado pela análise estatística aplicada. O volume diário de metano, calculado pelos métodos de balanço de DQO e bioenergética foram semelhantes. Durante os experimentos, devido a interrupções no sistema de energia elétrica, os reatores sofreram choques não intencionais de temperatura, de 5 e 10ºC. Os reatores que apresentaram choques de 5ºC conseguiram se recuperar tão logo houve o restabelecimento das condições iniciais, voltando a apresentar os mesmos graus de remoção de matéria orgânica medidos antes dos choques. Porém, o reator que sofreu um choque da ordem de 10ºC não se recuperou em relação às condições iniciais. Os índices de remoção de matéria orgânica e produção de biogás foram reduzidos, com o concomitante acréscimo na concentração efluente de ácidos graxos voláteis. Em paralelo ao experimento de laboratório, foi monitorado um reator UASB em escala real, construído em Caxias do Sul, cidade que apresenta invernos rigorosos. Neste caso, a influência de outras variáveis na composição dos esgotos domésticos mascararam o possível efeito da temperatura na eficiência do reator. Os reatores protótipos operando com condições controladas de temperatura e concentrações de substrato e vazão estáveis apresentam eficiências de remoção de matéria orgânica significativamente superiores aquelas atingidas no reator UASB de escala real. Os resultados dos experimentos de laboratório conduzidos nesta pesquisa indicaram que houve influência da temperatura na remoção de matéria orgânica de reatores UASB. Contudo, esta influência não causou perda significativa na qualidade do efluente, o que sugere que reatores UASB, operados de maneira cuidadosa, podem ser utilizados como parte de processos de tratamento de esgotos em cidades de clima temperado. / This research assessed the efficiency of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor operating under typical temperatures found in regions with temperate climate. A pilot plant constituted by three 19.2 L anaerobic reactors was operated. Sludge from an UASB reactor treating residuals from a gelatin industrial plant was introduced in each prototype. The initial biological load in each reactor was 0.11 kg CODkg TVS-1.d-1. The reactors treated a synthetic wastewater formed by glucose, acetate, micro and macronutrients, with COD concentration compatible with urban sewage. Reactor’s operation was divided in two phases. In the first, start-up, reactors operated at 35°C. In the second phase, temperatures within reactors were 15, 20, 25, 30, and 35°C. During the start-up and acclimatizing period, COD removal efficiencies were high, around 90%. In the second phase, it was observed that organic matter removal was slightly affected by temperature. Generally, there was a decrease in COD efficiency with temperature reduction (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 and 87,2% removal for 35, 30, 25, 20, and 15°C, respectively). However, soluble COD removal was unaffected by temperature, an observation confirmed by statistical analysis. Methane gas volume, calculated by COD mass balances and bioenergetics, was similar. Electric power shortages occurred in some small periods during the experiments. As a consequence, the reactors endured unintentional 5°C and 10°C temperature shocks. Reactors that suffered 5°C shocks recovered very well as soon as they returned to their initial operational temperature. However, the reactor that had a 10°C temperature reduction didn’t recover to its initial efficiency upon return to the original operating temperature. Organic matter removal and biogas production dropped significantly, with a corresponding increase in the volatile organic acids concentration in the reactor effluent. In parallel with the laboratory experiments, it was monitored a full scale UASB reactor operating in Caxias do Sul, a city characterized by cold winters. For the full scale reactor, it was not possible to verify the effect of temperature on efficiency. This was due to the interference of variables other than temperature on the quality of the effluent. The COD removals obtained in the prototype reactors were significantly higher than those measured at the full scale reactor. It has to be considered that the prototypes operated under controlled temperature and constants concentrations and flowrates. On the contrary, the full scale reactor received complex substrates (domestic wastewater), with variations in concentrations, flowrates and temperatures. The results of the research suggest that is feasible to operate UASB reactors in regions where temperature varies significantly around the year, with cold winters and warm summers. Although the experiment showed a small decrease in organic matter removal with temperature, the efficiencies were still high to warrant the application of UASB at lower temperatures. In full scale reactors, a careful operation of the reactor will probably compensate for a small decrease in organic matter removal due to lower temperatures.

PÊSSOA, Sávia Gavazza dos Santos, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: GAVAZZA, Sávia / Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-09-27T19:45:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Manuella Lopes Figueiras.pdf: 3598093 bytes, checksum: 7fad1ceb86626856c806cee855fee64a (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-27T21:11:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Manuella Lopes Figueiras.pdf: 3598093 bytes, checksum: 7fad1ceb86626856c806cee855fee64a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T21:11:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Manuella Lopes Figueiras.pdf: 3598093 bytes, checksum: 7fad1ceb86626856c806cee855fee64a (MD5) Previous issue date: 2016-03-30 / Os dispositivos trituradores de resíduos alimentares instalados nas pias de cozinha objetivam moer os alimentos e, posteriormente, conduzi-los às tubulações de esgoto. Sua utilização tem sido feita não só com o intuito de reduzir os impactos ambientais da disposição da matéria orgânica em aterros sanitários, como também de aproveitar o potencial energético desses resíduos, quando do seu tratamento por tecnologia anaeróbia. Apesar dessas vantagens, os sistemas tradicionais de tratamento de efluentes ainda não estão preparados para esse aumento de carga orgânica e, portanto, há preocupações acerca do tema para que não haja prejuízos dos sistemas de esgotamento sanitário como um todo. Diante do cenário exposto, a presente pesquisa visa avaliar a influência da introdução de resíduos alimentares triturados na digestão anaeróbia de efluente doméstico em reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), principalmente, em termos de eficiência na remoção da matéria orgânica. Para tanto, foram utilizados dois reatores anaeróbios onde o primeiro tratou esgoto doméstico sintético e, o segundo, esgoto doméstico sintético adicionado de resíduos alimentares triturados. Foram utilizadas duas concentrações de resíduos de alimentos triturados (2,0 g.L-1 (Fase I) e 3,6 g.L-1 (Fase II)) e os reatores foram operados durante 102 dias efetivos, com tempo de detenção hidráulica de 24 horas. De forma geral, para o reator que foi adicionado de resíduos alimentares, os resultados de remoção de matéria orgânica foram satisfatórios, com remoção média de DQO de 81,02%, para uma carga orgânica volumétrica (COV) aplicada de 0,96 Kg DQO/m³.d (Fase I), e 76,05%, para uma COV aplicada de 1,35 Kg DQO/m³.d (Fase II). Em termos de sólidos suspensos voláteis, a remoção média foi de 94,62%, na Fase I, e 96,36%, na Fase II. Como esperado para um reator anaeróbio, o efluente produzido ainda necessita de um pós-tratamento para alcançar os padrões do critério de lançamento. No entanto, o experimento indicou que o desempenho do reator UASB não foi prejudicado pelo aumento da carga orgânica, mostrando a possível viabilidade de seu uso em escala real, para o tratamento de resíduos com uma maior carga orgânica, com potencial produção e aproveitamento de biogás. / Garbage disposers installed in kitchen sinks aims to grind the food, and then these residues are led to sewer pipes. Their use has been made not only in order to reduce the environmental impacts of disposal of organic matter in landfills, but also in order to increase the production of biogas obtained from anaerobic digestion process, carried out in treatment plants, due to incorporation of these food waste. Despite those benefits, the traditional wastewater treatment systems are not prepared for this increase in organic load and therefore there are concerns about the subject to not cause any damage in the sewage systems. Given the above scenario, this study aims to evaluate the influence of the introduction of grinded food waste in the anaerobic digestion of wastewater in UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), especially in terms of efficiency in the removal of organic matter. Therefore, two anaerobic reactors were used where the first one treated synthetic sewage and the second one wtih synthetic sewage added grinded food waste. Were used two concentrations of grinded food waste (2.0 g.L-1 (Phase I) and 3.6 g.L-1 (Phase II)), and the reactors were operated for 102 days, with a hydraulic retention times of 24 hours. In general, the reactor to which was added Food waste, organic matter removal results were satisfactory, with an average COD removal of 81.02% for a volumetric organic load (VOL) applied to 0.96 kg COD /m³.d (Phase I), and 76.05% applied for a VOL of 1.35 kg COD / m³.d (Phase II). In terms of volatile suspended solids, the average removal was 94.62% in Phase I and 96.36% in Phase II. As expected for an anaerobic reactor, the effluent produced still requires a post-treatment to meet the normative standards of the sewage discharge criterion in surface water. However, the experiment showed that the performance of the UASB reactor was not harmful by increasing organic content, showing the possible feasibility of their use in full scale for the treatment of waste with a higher organic loading, with the potential production and use of biogas.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Franknairy Gomes Silva.pdf: 1849929 bytes, checksum: 0c4420bffc61062f63e94fddcd17162e (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In that research were evaluated two systems of intermittent flux sand filters in UASB reactor effluent post-treatment concerning to household wastewater care. Post-treatment by the using of intermittent flux sand filters makes the reusing of effluent and the nutrients preservation, being also a conventional technology of treatment and adaptable to small communities. The present work had as its aim the investigation of UASB reactor developing followed by intermittent flux sand filters in a household wastewater treatment. The research has been evaluated through three experimental phases and the anaerobe effluent was put on two sand filters systems. One of the aerobe systems worked with one sand filter only and the other system operated with two sand filters in serie. In the first phase the reactor UASB was monitored with hydraulic holding time of 7,7 h, with flow of 1400 L day -1 and each effluent put on two sand filters system with application tax of 400 L m -2 day -1 , with daily dosages from the affluent in 8 cycles. In the second phase the anaerobe reactor worked with flow of 1150 L day -1 and hydraulic holding time of 9,4 h. The two application systems of sand filters had an application tax of 280 L m -2 day -1 , each one of them, with daily dosages from the affluent in 8 cycles. In the third time were kept the same operational characteristics used in the second phase for UASB reactor with changing in the application tax for 300 L m in the sand filters system and daily dosages from the affluent to 6 cycles. The filters system suffered blocking problems during the first and second phase when the resting period was much low for the recuperation of the filters re-oxygenizing. In the third phase with the dosages diminution and the increasing of the resting time the sand filters had no troubles of blocking. In the first and second phase the FAFin-S sand filters (Intermittent Flux Sand Filters in serie) were more efficient in the TKN and ammonia remotion compared to FAFin sand filter (Intermittent Flux Sand Filter). Now, in the third phase the ammonia medium concentrations were of 1,4 mg L -1 and 1,0 mg L -1 and some medium value for nitrate of 33 mg L -1 and 30 mg L -1 for FAFin and FAFin-S, respectively. In terms of COD the two filters systems showed remotions above 83% in the second and the third phase and elevated remotions of TSS in the measure of 89 % to 95%. The final effluent preserves the nutrients presented in household wastewater, indicating the viability of intermittent flux sand filters system in post-treatment the anaerobe effluent for the agriculture reusing of cultures, principally in semi-arid regions in Brazil. / Nesta pesquisa foram avaliados dois sistemas de pós-tratamento de efluente de reator UASB, tratando esgoto doméstico, utilizando filtros de areia de fluxo intermitente. O uso dos filtros de areia de fluxo intermitente como pós-tratamento possibilita o reuso do efluente e a preservação dos nutrientes, além de ser uma tecnologia de tratamento convencional e que se adapta a pequenas comunidades. O presente trabalho teve como objetivo investigar o desempenho de reator UASB seguido por filtros de areia de fluxo intermitente no tratamento de esgoto sanitário. O estudo foi avaliado em três fases experimentais e o efluente anaeróbio era disposto sobre dois sistemas de filtros de areia. Um dos sistemas aeróbio operou com apenas um filtro de areia e o outro sistema operou com dois filtros de areia em série. Na primeira fase foi monitorado o reator UASB com tempo de detenção hidráulica de 7,7 h, com vazão de 1400 L dia -1 e efluente disposto sobre dois sistemas de filtros de areia com taxa de aplicação de 400 L m -2 dia -1 cada, com dosagens diárias do afluente em 8 ciclos. Na segunda fase o reator anaeróbio operou com vazão de 1150 L dia -1 e tempo de detenção hidráulica de 9,4 h, os dois sistemas de filtros de areia tiveram taxa de aplicação de 280 L m cada, com dosagens diárias do afluente em 8 ciclos. Na terceira etapa manteve-se as mesmas características operacionais utilizadas na segunda fase para o reator UASB com modificações na taxa de aplicação para 300 L m -2 dia -1 nos sistemas de filtros de areia e dosagens diárias do afluente para 6 ciclos. O sistema de filtros apresentou problemas de colmatação durante a primeira e segunda fase em que o período de repouso foi mais baixo na recuperação da reoxigenação dos filtros. Na terceira etapa com a diminuição das dosagens e o aumento do tempo de repouso os filtros de areia não apresentaram problemas de entupimento. Na primeira e segunda fase os filtros de areia FAFin-S (filtros de areia de fluxo intermitente em série) foram mais eficientes na remoção de NTK e amônia comparado ao filtro de areia FAFin (filtro de areia de fluxo intermitente). Já na terceira fase as concentrações médias de amônia foram de 1,4 mg L -1 e 1,0 mg L -1 e valores médios para nitrato de 33 mg L -1 para FAFin e FAFin-S, respectivamente. Em termos de DQO os dois sistemas de filtros apresentaram remoções acima de 83 % na segunda e terceira fase e remoções elevadas de SST na faixa de 89 % a 95 %. O efluente final preservou os nutrientes presentes no esgoto, indicando a viabilidade do sistema de filtros de areia de fluxo intermitente no pós-tratamento de efluente anaeróbio para reuso agrícola de culturas, principalmente em regiões semiáridas do Brasil.

O presente estudo visou investigar e monitorar a remoção de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. em processos combinados (anaeróbio-físico-químico) de uma estação de tratamento de esgoto (ETE), composta por tratamento preliminar, reator UASB (escala piloto) seguido de coagulação, floculação e sedimentação (equipamento jarteste em escala de bancada) ou coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido – FAD (equipamento flotateste em escala de bancada), e verificar a ocorrência desses protozoários no lodo do reator UASB e do processo de sedimentação. Verificou-se a qualidade das amostras a partir de variáveis físicas e químicas, e pela detecção de microrganismos indicadores – E.coli e coliformes totais. Os métodos de detecção de protozoários se basearem nas etapas de concentração (tripla centrifugação ou filtração em membrana seguida de tripla centrifugação); purificação por separação imunomagnética (IMS); detecção por reação de imunofluorescência direta (RID). As recuperações de cistos e oocistos variaram de 25,9 a 41,2% e de 5,8 a 22,2%, respectivamente. Foram detectadas significativas quantidades de cistos de Giardia spp. em 100% das amostras de esgoto analisadas, com concentrações médias no esgoto bruto de 4,27x103 cistos.L-1 na etapa 1 e 3 (TDH de 12 horas) e 3,18x103 cistos.L-1 na etapa 2 (TDH de 8 horas). No esgoto tratado após processo de sedimentação as concentrações médias foram 327,4 cistos.L-1 no tratamento utilizando coagulante cloreto férrico e 3,8 cistos.L-1 utilizando tanino, ambos na etapa 1, já na etapa 2 esses mesmos tratamentos apresentaram efluente com concentrações médias de 211,6 e 29,6 cistos.L-1, respectivamente. No efluente tratado após o processo de flotação as concentrações médias de cistos de Giardia spp. foram de 8,0 cistos.L-1 com coagulante cloreto férrico e 1,5 cistos.L-1 com PAC, na etapa 3, e de 7,0 cistos.L-1 com cloreto férrico e 5,3 cistos.L-1 com PAC na etapa 2. Os oocistos de Cryptosporidium spp. foram detectados com menor frequência nas amostras de esgoto, como concentrações médias de 18,7 oocistos.L-1 no esgoto bruto nas etapas 1 e 3 e de 23,0 oocistos.L-1 na etapa 2. As eficiências de remoção de cistos de Giardia spp. dos tratamentos combinados variaram de 1,1 log a 3,4 log. O lodo do reator UASB e o lodo da etapa de sedimentação apresentaram altas quantidades de (oo)cistos, evidenciando a tendência de remoção de (oo)cistos por processos físicos como a sedimentação. O processo de flotação foi mais eficiência que o processo de sedimentação na remoção de (oo)cistos, mas devido à pequena quantidade de lodo não foi possível quantificar os (oo)cistos no lodo flotado. / The aim of study was to investigate and monitor the removal of Giardia spp. cysts and Cryptosporididum spp. oocysts through different combined treatment (anaerobic/physicalchemical) of a sewage treatment plant (STP), consisted of preliminary treatment, UASB reactor (pilot scale) followed by sedimentation (jartest equipment in bench scale) or by dissolved air flotation (flotatest equipment in bench scale). Moreover, it was investigated the occurrence of protozoa in the sludge of the UASB reactor and sedimentation process. It was analyzed the quality of the samples through physical and chemical variables and detection of indicator microorganisms – E. coli and total coliforms. The detection methods of protozoa were based on steps of concentration (triple centrifugation or membrane filtration followed by triple centrifugation); purification by immunomagnetic separation (IMS); immunofluorescence assay (IFA). The recovery of cysts and oocysts ranged from 25,9 to 41,2% and from 5,8 to 22,2%, respectively. Significant quantities of Giardia spp. cysts were detected in 100% of the analyzed wastewater samples, with mean concentration of 4,27x103 cysts.L-1 in raw watewater in step 1 and 3 (THD 12 hours) and 3,18x103 cysts.L-1 in step (THD 8 hours). In treated wastewater after the sedimentation process the mean concentration were 327,4 cysts.L-1 with ferric chloride and 3,8 cysts.L-1 with tannin, both in step 1, and in step 2 the same treatments were with mean concentration of 211,6 and 29,6 cysts.L-1, respectively. In treated wastewater after flotation process the mean concentration were 8,0 cysts.L-1 with ferric chloride and 1,5 cysts.L-1 with PAC in step 3 and 7,0 cysts.L-1 with ferric chloride and 5,3 cysts.L-1 with PAC in step 2. The oocysts of Cryptosporidium spp. were detected less often in the wastewater samples, with mean concentration of 18,7 oocysts.L-1 in raw wastewater in steps 1 and 3 and of 23,0 oocysts.L-1 in step 2. The overall removal for Giardia spp. was on average of 1,1 to 3,4 log. The sludge from UASB reactor and sedimentation process presented high quantities of (oo)cysts, implying the tendency of these systems to remove (oo)cysts by its physical processes such as sedimentation. The flotation process was more eficiente than the sedimentation process in the (oo)cysts removal, but due to the small amount of sludge was not possible to quantify the (oo)cysts in the float sludge.