Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Claudio Milton Montenegro Campos / Banca: Tania Leme de Almeida / Banca: Marcia Justino Rossini Mutton / Banca: Antonio Carlos Monteiro / Resumo: Neste trabalho avaliou-se o desempenho do tratamento de águas residuárias do beneficiamento de café por via úmida em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em dois estágios em escala de bancada, seguidos de um sistema de pós-tratamento com lodo ativado (PT) em batelada alimentada. O primeiro reator UASB (R1) foi submetido a tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6,2 e 3,1 d e a cargas orgânicas volumétricas (COV) de 2,26; 4,64; 2,67 e 6,85 kg DQO total (m3 d)-1, e o segundo (R2) a TDH de 3,1 e 1,5 d e COV de 0,4; 2,4; 18,7 e 3,38 kg DQO total (m3 d)-1. Os valores médios de DQO total do afluente variaram de 13.891 a 28.602 mg L-1 e as eficiências médias de remoção de DQO total variaram de 96 a 97%, respectivamente, nos reatores UASB e PT. O teor médio de metano no biogás variou de 76 a 81%, no R1 e de 69 a 79% no R2. A produção volumétrica máxima de metano de 0,322 m3 CH4 (m3 reator d)-1 foi obtida com COV de 4,5 kg DQO (m3 d)-1 e TDH de 6,2 d no R1. Os valores médios de pH variaram de 7,2 a 7,6 e de 7,2 a 7,8 nos efluentes do R1 e R2. As concentrações médias de ácidos voláteis totais nos efluentes do R1 e R2 variaram de 103 a 1944 e 124 a 1132 mg de CH3COOH L-1 com o aumento da COV. As concentrações médias de fenóis totais no afluente variaram de 48 a 186 mg L-1 e as eficiências médias de remoção nos reatores UASB (R1+R2) variaram de 83 a 92%, respectivamente, e aumentaram para 89 e 95% com o pós-tratamento com lodo ativado. As eficiências médias de remoção de nitrogênio e fósforo total variaram de 57 a 80% e de 44 a 58%, respectivamente, nos reatores UASB em dois estágios e aumentaram para 82 e 82% com a inclusão do pós-tratamento. O sistema de tratamento composto... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work it was evaluated the efficiency of the up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors in two stages, in bench scale, followed by activated sludge treating coffee cherry pulping wastewater, submitted to hydraulic detention time (HDT) of 6.2 and 3,1 d in the first reactor (R1) and organic loading rate (OLR) ranging of 2.26, 4.64, 2,67 and 6,85 kg totalCOD (m3 d)-1, and the second reactor (R2) submitted to HDT of 3.1 and 1.55 d with OLR of 0.4, 2.4, 1.87 and 3.38 kg totalCOD (m3 d)-1. The average value of the total COD influent was ranged from 13.891 to 28.602 mg L-1 and the average value of removal efficiencies of the total COD ranged from 96 to 97%, respectively, in the system of treatment with the UASB reactors in two stages. The content of methane in the biogas varied from 76 to 81% in the R1 and from 69 to 79% in the R2. The maximum volumetric methane production of 0,322 m3 CH4 (m3 reactor d)-1 was obtained with OLR of 4.64 kg totalCOD (m3 reactor d)-1 and HDT of 6.2 d in the R1. The average values of pH ranged from 6.9 to 7.6 and 7.2 to 7.8 in the effluents of R1 and R2. The average total volatile acids concentrations of the effluents of the reactors UASB ranged from 103 to 1944 and 124 to 1132 mg of CH3COOH L-1 due to the increase of OLR. The average values of the total phenols of influent ranged of 47.8 to 186.5 mg L-1 and the average removal efficiencies ranged from 83 to 92% in the UASB reactors and with the start-up of the post-treatment system by activated sludge it was increased to 95%. The average value of the removal efficiencies of nitrogen and total phosphorus ranged from... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-15Bitstream added on 2014-06-13T20:48:02Z : No. of bitstreams: 1 bruno_m_dr_jabo.pdf: 1408786 bytes, checksum: a69a3278194ba9d26df9d738e43e62fe (MD5) / Neste trabalho avaliou-se o desempenho do tratamento de águas residuárias do beneficiamento de café por via úmida em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em dois estágios em escala de bancada, seguidos de um sistema de pós-tratamento com lodo ativado (PT) em batelada alimentada. O primeiro reator UASB (R1) foi submetido a tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6,2 e 3,1 d e a cargas orgânicas volumétricas (COV) de 2,26; 4,64; 2,67 e 6,85 kg DQO total (m3 d)-1, e o segundo (R2) a TDH de 3,1 e 1,5 d e COV de 0,4; 2,4; 18,7 e 3,38 kg DQO total (m3 d)-1. Os valores médios de DQO total do afluente variaram de 13.891 a 28.602 mg L-1 e as eficiências médias de remoção de DQO total variaram de 96 a 97%, respectivamente, nos reatores UASB e PT. O teor médio de metano no biogás variou de 76 a 81%, no R1 e de 69 a 79% no R2. A produção volumétrica máxima de metano de 0,322 m3 CH4 (m3 reator d)-1 foi obtida com COV de 4,5 kg DQO (m3 d)-1 e TDH de 6,2 d no R1. Os valores médios de pH variaram de 7,2 a 7,6 e de 7,2 a 7,8 nos efluentes do R1 e R2. As concentrações médias de ácidos voláteis totais nos efluentes do R1 e R2 variaram de 103 a 1944 e 124 a 1132 mg de CH3COOH L-1 com o aumento da COV. As concentrações médias de fenóis totais no afluente variaram de 48 a 186 mg L-1 e as eficiências médias de remoção nos reatores UASB (R1+R2) variaram de 83 a 92%, respectivamente, e aumentaram para 89 e 95% com o pós-tratamento com lodo ativado. As eficiências médias de remoção de nitrogênio e fósforo total variaram de 57 a 80% e de 44 a 58%, respectivamente, nos reatores UASB em dois estágios e aumentaram para 82 e 82% com a inclusão do pós-tratamento. O sistema de tratamento composto... / In this work it was evaluated the efficiency of the up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors in two stages, in bench scale, followed by activated sludge treating coffee cherry pulping wastewater, submitted to hydraulic detention time (HDT) of 6.2 and 3,1 d in the first reactor (R1) and organic loading rate (OLR) ranging of 2.26, 4.64, 2,67 and 6,85 kg totalCOD (m3 d)-1, and the second reactor (R2) submitted to HDT of 3.1 and 1.55 d with OLR of 0.4, 2.4, 1.87 and 3.38 kg totalCOD (m3 d)-1. The average value of the total COD influent was ranged from 13.891 to 28.602 mg L-1 and the average value of removal efficiencies of the total COD ranged from 96 to 97%, respectively, in the system of treatment with the UASB reactors in two stages. The content of methane in the biogas varied from 76 to 81% in the R1 and from 69 to 79% in the R2. The maximum volumetric methane production of 0,322 m3 CH4 (m3 reactor d)-1 was obtained with OLR of 4.64 kg totalCOD (m3 reactor d)-1 and HDT of 6.2 d in the R1. The average values of pH ranged from 6.9 to 7.6 and 7.2 to 7.8 in the effluents of R1 and R2. The average total volatile acids concentrations of the effluents of the reactors UASB ranged from 103 to 1944 and 124 to 1132 mg of CH3COOH L-1 due to the increase of OLR. The average values of the total phenols of influent ranged of 47.8 to 186.5 mg L-1 and the average removal efficiencies ranged from 83 to 92% in the UASB reactors and with the start-up of the post-treatment system by activated sludge it was increased to 95%. The average value of the removal efficiencies of nitrogen and total phosphorus ranged from... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-31T14:41:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação_Mestrado_Roberto_Carvalho_2016.pdf: 4128480 bytes, checksum: d7d2a90680981c944fb1c8f51356fdf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-31T14:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação_Mestrado_Roberto_Carvalho_2016.pdf: 4128480 bytes, checksum: d7d2a90680981c944fb1c8f51356fdf0 (MD5) Previous issue date: 2016-06-28 / FACEPE / Neste trabalho foi realizado um estudo da ecologia microbiana com o objetivo de entender a composição e a dinâmica da comunidade microbiana formada em dois reatores do tipo UASB, correlacionando os parâmetros ambientais obtidos no monitoramento prévio com os parâmetros biológicos identificados ao longo da pesquisa. Um dos reatores foi planejado para ser operado em regime totalmente anaeróbio e o outro em condição microaerofílica. Ambos foram operados com efluente têxtil sintético durante 3 fases (Fase I – condições normais do efluente sintético; Fase II – adição de salinidade no afluente; Fase III – Adição de sulfato no afluente), ao final de cada fase foram coletadas amostras da biomassa da manta de lodo, como também uma amostra da biomassa aderida ao aerador apenas na fase III e por fim amostra do inóculo utilizado. Através das técnicas de PCR-DGGE foi possível obter uma pré-visualização da diversidade das amostras servindo como uma ferramenta para selecionar as amostras que seguiriam para sequenciamento do 16S rDNA utilizando a plataforma Illumina. As amostras coletadas foram exploradas geneticamente e analisadas por ferramentas de bioinformática (filtros de qualidade, análise de cluster, taxonomia entre outros), e por fim foram inferidas as informações fenotípicas das culturas identificadas. As amostras apresentaram índice de diversidade de microrganismos Simpson 1-D entre 0,8751 e 0,9806, onde os filos mais abundantes em todas as fases de operação foram Proteobacteria (13,17 – 44,21%), Firmicutes (7,12 - 41,94%), Bacteroidetes (13,05 – 26,17%) e Chloroflexi (2,51 – 4,77%). Os gêneros Trichococcus, Syntrophus, Methanosaeta foram influenciados positivamente pela adição de salinidade e sulfato com aumento significativo na abundância relativa nas fases II e III. Foram identificados gêneros aptos a catalisar a quebra do corante presente no efluente, como também foram encontrados exclusivamente na biomassa do reator micro aerado, espécies do gênero Brevundimonas, reportados na literatura por possuir algumas espécies aptas a realizar mineralização de alguns tipos de aminas aromáticas que são subprodutos tóxicos da degradação do corante. / In this paper is presented a study of microbial ecology with the objective to understand the composition and dynamics of microbial community formed in two UASB reactors, correlating the environmental parameters obtained in early monitoring with the biological parameters identified during the research. One of them is completely anaerobic (R1) and the other is microaerophilic (R2). The reactors were operated with synthetic textile effluent along 3 operational phases (Phase I - normal conditions of the synthetic effluent; Phase II - addition of salinity in the inffluent; Phase III – sulphate addition in the inffluent). At the end of each phase, biomass samples were collected from the sludge blanket, also, a sample of biomass attached to the aerator was collected ate the end of phase III, and finally, a sample of inoculum, used in both reactors, was collected. Through PCR -DGGE techniques was able a preview of the diversity of samples serving as a tool to select which samples went to the 16S rRNA sequencing using the Illumina platform. The samples were explored genetically and analyzed by bioinformatic tools (quality filters, cluster analysis, taxonomy among others), and finally was inferred the phenotypic information about the identified cultures. The samples showed good diversity of microorganisms (Simpson 1-d between 0.8751 and 0.9806), the most abundant phyla in all operating phases were Proteobacteria (13.17% to 44.21%), Firmicutes (7.12% to 41.94%), Bacteroidetes (13.05% to 26.17%) and Chloroflexi (2.51% to 4.77%). The genera Trichococcus, Syntrophus, Methanosaeta were positively influenced by the addition of salinity and sulfate with a significant increase in relative abundance in phases II and III. These genres have metabolic characteristics that complement each other indicating a possible syntrophic environment between these genera. Some genera able to catalyze the breakdown of dye were identified, as well, was identified in the sample of the biomass attached to aerator, species of genus Brevundimonas, reported in literature as bacterial species able to degrading some types of aromatic amines, which are toxic byproducts of azo dye degradation.

Esta pesquisa enfoca a avaliação do desempenho de nova configuração de unidade para tratamento biológico de esgoto sanitário por processo combinado, visando à remoção de nutrientes, especialmente nitrogênio. O sistema construído em escala piloto tem volume útil igual a 71,48 litros. Nesta nova configuração de reatores para tratamento terciário de esgoto sanitário, utilizaram-se três reatores sobrepostos, sendo: um reator UASB - “Upflow Anaerobic Sludge Blanket"; um reator de leito móvel e filme fixo aeróbio (com aplicação de oxigênio puro); e, um reator de leito móvel e filme fixo com ambiente anóxico. O material suporte utilizado nos reatores de leito móvel e filme fixo constituiu alternativa inédita no tratamento de efluentes líquidos. Foram utilizadas cavilhas “ranhuradas" de madeira, de dimensões aproximadas de 8,0 mm de diâmetro por 8,0 mm de comprimento. O desempenho geral do sistema quanto à remoção de matéria carbonácea e compostos nitrogenados, e as associações microbianas formadas nos três reatores são objetos principais de estudo deste trabalho. Foram obtidos resultados de remoção de DQO e de nitrogênio bastante satisfatórios, sobretudo quando o tempo de detenção hidráulica total esteve próximo a 20 horas, incluindo o compartimento de decantação (94,6 % para DQO; e 96,7 % para N-NTK, com formação de nitrato em concentrações inferiores a 10,0 mgN-NO3-/l). O TDH estudado variou entre 5 e 24 horas para os sistema completo. O estudo dos consórcios de microrganismos forneceu excelentes resultados quanto à quantidade, diversidade, e atividade das populações desenvolvidas nos diferentes ambientes, confirmando o bom desempenho do sistema e o fornecimento de ambiente adequado para o desenvolvimento das diferentes populações nos três reatores. A idealização desta configuração tem como finalidade realização de tratamento de esgoto sanitário até nível terciário em planta compacta, podendo ser utilizada por pequenas e grandes comunidades, devido à possibilidade de se construir diversos módulos do sistema proposto. / This research is focused on the performance evaluation of a new system configuration of combined biological reactors, treating domestic wastewater till tertiary level. The pilot scale proposed system had a total useful volume of 71,48 liters. This new configuration involves three types of superposed reactors: an Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor; an aerobic fixed film mobile bed reactor (fed with pure oxygen); and a fixed film mobile bed reactor at anoxic environment. The support material used inside the fixed film mobile bed reactors was wood made grooved dowels. The main purposes of this work are to evaluate the systems general performance regarding COD and nitrogen removal, and the microbial associations inside the reactors. It reached quite satisfactory results regarding COD and nitrogen removal when the total hydraulic retention time (HRT) was around 20 hours, including the clarification zone volume (94,6 % for the COD; and 96,7 % for the TKN-N, whit nitrate formation below 10,0 mgN-NO3-/l). HRTs from 5 to 20 hours were studied. The microbial associations were present in large number, with a great diversity and high specific activities at the different environments, confirming the good results obtained and the suitable environment provided for the growth of the different populations inside the three reactors. The idealization of this treatment system has the goal to treat domestic wastewater from small to large communities till tertiary level, in compact treatment plants, due to the possibility of constructing several modules of the system.

Esta pesquisa enfoca a avaliação do desempenho de nova configuração de unidade para tratamento biológico de esgoto sanitário por processo combinado, visando à remoção de nutrientes, especialmente nitrogênio. O sistema construído em escala piloto tem volume útil igual a 71,48 litros. Nesta nova configuração de reatores para tratamento terciário de esgoto sanitário, utilizaram-se três reatores sobrepostos, sendo: um reator UASB - “Upflow Anaerobic Sludge Blanket”; um reator de leito móvel e filme fixo aeróbio (com aplicação de oxigênio puro); e, um reator de leito móvel e filme fixo com ambiente anóxico. O material suporte utilizado nos reatores de leito móvel e filme fixo constituiu alternativa inédita no tratamento de efluentes líquidos. Foram utilizadas cavilhas “ranhuradas” de madeira, de dimensões aproximadas de 8,0 mm de diâmetro por 8,0 mm de comprimento. O desempenho geral do sistema quanto à remoção de matéria carbonácea e compostos nitrogenados, e as associações microbianas formadas nos três reatores são objetos principais de estudo deste trabalho. Foram obtidos resultados de remoção de DQO e de nitrogênio bastante satisfatórios, sobretudo quando o tempo de detenção hidráulica total esteve próximo a 20 horas, incluindo o compartimento de decantação (94,6 % para DQO; e 96,7 % para N-NTK, com formação de nitrato em concentrações inferiores a 10,0 mgN-NO3-/l). O TDH estudado variou entre 5 e 24 horas para os sistema completo. O estudo dos consórcios de microrganismos forneceu excelentes resultados quanto à quantidade, diversidade, e atividade das populações desenvolvidas nos diferentes ambientes, confirmando o bom desempenho do sistema e o fornecimento de ambiente adequado para o desenvolvimento das diferentes populações nos três reatores. A idealização desta configuração tem como finalidade realização de tratamento de esgoto sanitário até nível terciário em planta compacta, podendo ser utilizada por pequenas e grandes comunidades, devido à possibilidade de se construir diversos módulos do sistema proposto. / This research is focused on the performance evaluation of a new system configuration of combined biological reactors, treating domestic wastewater till tertiary level. The pilot scale proposed system had a total useful volume of 71,48 liters. This new configuration involves three types of superposed reactors: an Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor; an aerobic fixed film mobile bed reactor (fed with pure oxygen); and a fixed film mobile bed reactor at anoxic environment. The support material used inside the fixed film mobile bed reactors was wood made grooved dowels. The main purposes of this work are to evaluate the systems general performance regarding COD and nitrogen removal, and the microbial associations inside the reactors. It reached quite satisfactory results regarding COD and nitrogen removal when the total hydraulic retention time (HRT) was around 20 hours, including the clarification zone volume (94,6 % for the COD; and 96,7 % for the TKN-N, whit nitrate formation below 10,0 mgN-NO3-/l). HRTs from 5 to 20 hours were studied. The microbial associations were present in large number, with a great diversity and high specific activities at the different environments, confirming the good results obtained and the suitable environment provided for the growth of the different populations inside the three reactors. The idealization of this treatment system has the goal to treat domestic wastewater from small to large communities till tertiary level, in compact treatment plants, due to the possibility of constructing several modules of the system.