Orientador: Dejanira de Franceschi de Angelis / Banca: Newton La Scala Júnior / Banca: Aurora Mariana Garcia de França Souza / Resumo: O aumento da população humana tem acrescentado ao meio ambiente grande quantidade e diversidade de compostos. Isto acopla-se ao desenvolvimento das atividades industriais acrescentando novas técnicas que geram novos resíduos. Essas substâncias podem ou não ser degradadas dentro dos processos edáficos. Os microrganismos têm sido por muito tempo os agentes controladores dos resíduos produzidos em nosso planeta, porém, os seres humanos ultrapassaram a capacidade de suporte do ecossistema. Sendo assim, a microbiota necessita de auxílio na biodegradação dos xenobióticos, estes têm sido adicionados aos solos. "Landfarming" consiste na aplicação do contaminante na camada arável do solo, onde esse resíduo é misturado mecanicamente por aração e gradeamento. Nestes sítios as condições físicoquímicas são ajustadas para maximizar a atividade microbiana. Este trabalho buscou verificar mediante estudos de respirometria, a biodegradação da matéria orgânica presente no solo de "landfarming" de refinaria de petróleo. Os resultados apontam que a evolução de CO2 ocorre neste solo e que sua eficiência de biodegradação aumenta (13,9%) quando se adiciona casca de grão de arroz em associação com vinhaça, resíduo proveniente das destilarias de etanol. Também detectou-se que a mistura de solo de cerrado, contendo baixa quantidade de matéria orgânica, pode estimular o aumento na liberação de CO2 (15,8%). Contudo, quando a essa mistura acrescenta-se casca de grão de arroz e vinhaça, o aumento da evolução de CO2 é mais pronunciado (78%). A atividade das bactérias e fungos também foi avaliada, mediante contagem das UFC/g/ss, e observou-se aumento de até 300 vezes no número de colônias nos tratamentos em que foram adicionados casca de arroz e vinhaça. / Abstract: The increase of human population added great amount and diversity of composts into the environment. This occurs because of the industrial activities development that adds new technologies, generating new wastes. These substances can or not be degraded by soil processes. The microorganisms have been for much time the controlling agents of residues produced in our planet. However, the human being had exceeded the ecosystem support capacity. So, microbial community needs help in biodegradation of xenobiotics added to soil. "Landfarming" consists in contaminants application at the arable layer of soil, where these wastes are mechanically mixed by tillage and the physico-chemical conditions are adjusted to maximize the microbial activity. This work verified, using respirometric methods, the biodegradation of organic matter present in "landfarming" soil of an oil refinery. The results showed that CO2 evolution occurs in this soil, and that its biodegradation efficiency increases (13,9%) when added rice grain husk in association with vinasse, an alcohol prodution waste. We also detected that the mixture with brazilians savanna soil, that has low organic matter amount, can stimulate the increase in CO2 release. However, when vinasse and rice grain husk are added to this mixture, CO2 evolution rises up (78%). The activity of the bacteria and fungus was also evaluated by means of UFC/g/ss counting. An increase of 300 times of colonies number was observed at the treatments where rice husk and vinasse had been added. / Mestre

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandar@gmail.com) on 2013-06-11T16:48:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_Sheyla Marques.pdf: 1471593 bytes, checksum: ec4f8a84c4ba10da79bf5d3830244c80 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-11T16:48:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_Sheyla Marques.pdf: 1471593 bytes, checksum: ec4f8a84c4ba10da79bf5d3830244c80 (MD5) / CNPQ / Em vista das estimativas de aumento da demanda global por energia, se intensificaram as previsões relativas à insustentabilidade de uso dos combustíveis fósseis, não apenas devido à possível diminuição do suprimento de petróleo, mas ao aumento das emissões de gases de efeito estufa. Em nível mundial, o Brasil está entre os maiores produtores de biocombustíveis de primeira geração; entretanto, o uso desta tecnologia envolve a exigência de maior extensão das culturas de oleaginosas e alterações no uso da terra, o que possibilita o retorno de CO2 à atmosfera, a partir do carbono retido no solo. A produção de microalgas como matéria–prima é indicada como uma solução mais eco-compatível; porém, a diminuição dos custos de produção exige o uso de restos industriais ou domésticos, como fornecedores de nutrientes. A industrialização da cana para a produção do etanol resulta na geração de grande quantidade de vinhaça. A utilização deste efluente industrial após o tratamento anaeróbio é sugerido como uma opção a ser testada. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da vinhaça tratada, como fonte alternativa de nutrientes para o cultivo de microalgas, visando o suprimento da cadeia produtiva de biocombustíveis. O desenvolvimento do trabalho está inserido em um artigo científico elaborado com os dados experimentais. No artigo é avaliado o crescimento de Chlorella vulgaris em vinhaça como fonte alternativa de nutrientes. Com resultados satisfatórios, o presente trabalho indica a viabilidade do tratamento anaeróbio da vinhaça em gerar um efluente capaz de suprir as necessidades para o crescimento da microalga Chlorella vulgaris. Com isso, é possível a integração do cultivo à usina sucroalcooleira, no que diz respeito ao aproveitamento do resíduo tratado, além do CO2 gerado. O trabalho mostra resultados que fecham o ciclo de produção da microalga. A alga é cultivada em efluente de reator anaeróbio (vinhaça tratada), após colheita e este meio pode ser utilizado para diluir a própria vinhaça para um novo processo de tratamento anaeróbio; e a biomassa, após seca e com os produtos de interesse extraídos, pode ser utilizada na alimentação de reatores anaeróbios que tratarão a vinhaça. A digestão da vinhaça com a biomassa irá gerar CO2 que também pode ser utilizado para crescimento do cultivo, além da produção de metano, como outra fonte de energia renovável. / Salvador

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-16Bitstream added on 2014-06-13T20:13:56Z : No. of bitstreams: 1 carvalho_tc_me_bauru.pdf: 1455325 bytes, checksum: 053cfc895afa978f2f62d3e163703a58 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A perspectiva de aumento da produção de álcool combustível causa preocupação com relação à destinação da vinhaça, subproduto da destilação do etanol de cana. A vinhaça é um poluente com alto teor de orgânicos e inorgânicos e que precisa ser tratada. Atualmente, a utilização da vinhaça in natura no solo é comum, porém, há controvérsias sobre salinização do solo e contaminação de aquíferos subterrâneos. Dentre os processos de tratamento da vinhaça, encontram-se na literatura científica, vários trabalhos a respeito da fertirrigação e digestão anaeróbica, mas não a respeito da evaporação da vinhaça, que pode ser realizada através de evaporadores tipo filme descendente. o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de redução da quantidade de vinhaça através da evaporação, o que não descarta a utilização da vinhaça concentrada como fertilizante. Para isto, elaborou-se o balanço de massa e energia de uma planta de múltiplos efeitos de evaporação de vinhaça localizada na cidade de Potirendaba, São Paulo. Os resultados obtidos foram comparados com os dados da planta. A unidade de evaporação tem capacidade de processar cerca de 100m³/h de vinhaça e recupera cerca de 80 m³/h de água para o processo de usina. o balanço foi elaborado através de um software comercial (Sugars ) sendo que os resultados obtidos pela simulação refletiram os dados coletados na planta. Os coeficientes de transferência de calor e a área dos evaporadores foram calculados a partir de correlações da literatura. Analisou-se também recuperação de água em uma usina fictícia que produz 1.000 m³/dia de etanol, visando avaliar a evaporação de vinhaça como possível tecnologia a ser empregada para se atingir os requerimentos da resolução nº 88 da Secretaria de Estado do Meio Ambiente, que determina o consumo de água nas usinas em até 1 m³ por... / The perspective of increase in ethanol fuel production causes a worry about the vinasse destiny, an industrial waste ethanol distillation. The vinasse is a pollutant with high concentrations in organic compounds and it needs to te treated. Nowadays, the use of vinasse in natura in the soil is a common practice; however there are controversies about increase in the salts concentration in soil and water table contamination. Among vinasse treatment processes, there are several scientific approaches about vinasse evaporation, that can be carry on in falling film evaporators. Te proposal of this work was to study the decrease in the vinasse amount with the evaporation process, what does not eliminate the use of concentrated vinasse as a fertilizer. For this, it was elaborated the mass and energy balance for a multiple effect evaporation plant of vinasse based in Potorendaba city, São Paulo State. The obtained results were compared with the plant data. The evaporation plant has a process capacity of around to 100 m³/h and it recovers around to 80 m³/h of water to the mill process. The balance will be obtained through process modeling and simulation software (Sugars), it being the results agreed with the plant information. The heat transfer coefficients and the areas for the evaporators were calculated from literature correlations. It also was analyzed the water recovery of a fictitious sugar and ethanol mill that produces 1,000 m³/day of ethanol, in order to evaluate the vinasse evaporation as possible technology to be employed to attend the requirements of the law number 88 of Environment State Department, which determines a maximum water consumption of 1 m³ per tons of sugar cane processed. Finally, it was analyzed the potential reduction of vinasse transport cost by tank trucks

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Co-orientadora: Rose Maria Duda / Banca: Eduardo Cleto Pires / Banca: Valéria Del Nery / Resumo: Neste trabalho avaliou-se a conversão anaeróbia da vinhaça e melaço em metano, com aumento gradual da carga orgânica volumétrica (COV), em dois reatores UASB (R1 e R2) com volumes de 40,5 e 21,5 L, na faixa de temperatura mesofílica. Os reatores UASB foram operados durante 350 dias, dos quais de 01 a 230 dias utilizou-se a vinhaça como afluente, de 231 a 308 dias o melaço de cana-de-açúcar e de 309 a 350 dias novamente a vinhaça. Os reatores foram operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 2,8 e 1,8 d e COV de 0,2 a 11,5 g DQOtotal (L d)-1 no R1 e R2, respectivamente. Durante os primeiros 230 dias de operação, com vinhaça da safra de 2012, a produção volumétrica de metano foi crescente com o aumento da COV, atingindo valores de até 0,8 L CH4 (L d)-1 no R1 e de 1,3 L CH4 (L d)-1 no R2. Após 140 dias de operação com a correção de pH do afluente com solução de NaOH, a produção específica de metano foi crescente no R1 de 0,133 a 0,181 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, e no R2, de 0,145 a 0,185 L CH4 (g DQOtotal removida)-1. Os valores médios das eficiências de remoção de DQOtotal variaram de 49 a 82%. As porcentagens da DQO removida convertida em metano foram de 48 a 58% no R1 e de 39 a 65 % no R2. A recirculação do efluente foi utilizada para a COV acima de 6 g DQOtotal (L d)-1 no R1 e de 8 g DQOtotal (L d)-1 no R2 e permitiu a manutenção do pH do afluente do R1 e do R2 na faixa de 6,5 a 6,8, mas provocou a diminuição das conversões de DQO em metano no R2, de 53% para 42%, em virtude do aumento da fração de DQO de difícil degradação no afluente. Após 230 dias de operação, com o tratamento do melaço no período de entressafra, a produção volumétrica de metano nos reatores R1 e R2 diminuiu para 0,294 e 0,163 L CH4 (L d)-1, respectivamente... / Abstract: The purpose of this study was to evaluate the anaerobic conversion of vinasse in methane, increasing gradually the organic load rate (OLR) on two UASB reactors (R1 and R2), each with a volume of 40.5 and 21.5 L in mesophilic temperature range. The UASB reactors were operated for 350 days, of which 01-230 days used the vinasse as affluent, 231-308 days, the molasses cane sugar and 309-350 dias again stillage. The reactors were operated with a hydraulic retention time (HRT) of 2.8 and 1.8 and OLR of 0.2 to 11.5 g total COD (L d)-1 in R1 and R2, respectively. During the first 230 days of operation, with vinasse from 2012 harvest, the volumetric methane production increased with the increase of OLR, reaching values of up to 0.8 L CH4 (L d)-1 in R1 and 1.3 L CH4 (L d)-1 in R2. After 140 days of operation with correcting the pH of the effluent with NaOH solution, the specific methane production in R1 was increased from 0.133 to 0.181 L CH4 (g CODtotal removed)-1, and R2, 0.145 to 0.185 L CH4 (g CODtotal removed)-1. The average values of totalCOD removal efficiencies ranged 49-82%. The percentages of removed COD converted to methane were between 48 and 58% in R1 and 39 to 65% in R2. The recirculation of the effluent was used for OLR above 6 g total COD (L d)-1 in R1 and 8 g of totalCOD (L d)-1 for R2 and allowed to maintain the pH of the effluent of R1 and R2 in the range from 6.5 to 6.8, but caused a decrease in methane conversion of COD in R2, 53% to 42% due to the increase of the fraction of COD influent degradation difficult. After 230 days of operation, with the treatment of molasses in the off-season, the volumetric methane production in the reactors R1 and R2 decreased to 0.294 and 0.163 L CH4 (L d)-1, respectively... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-30Bitstream added on 2014-06-13T20:00:05Z : No. of bitstreams: 1 000735909.pdf: 1783493 bytes, checksum: 98ce4905be3e5498b97253c684ce09a5 (MD5) / Neste trabalho avaliou-se a conversão anaeróbia da vinhaça e melaço em metano, com aumento gradual da carga orgânica volumétrica (COV), em dois reatores UASB (R1 e R2) com volumes de 40,5 e 21,5 L, na faixa de temperatura mesofílica. Os reatores UASB foram operados durante 350 dias, dos quais de 01 a 230 dias utilizou-se a vinhaça como afluente, de 231 a 308 dias o melaço de cana-de-açúcar e de 309 a 350 dias novamente a vinhaça. Os reatores foram operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 2,8 e 1,8 d e COV de 0,2 a 11,5 g DQOtotal (L d)-1 no R1 e R2, respectivamente. Durante os primeiros 230 dias de operação, com vinhaça da safra de 2012, a produção volumétrica de metano foi crescente com o aumento da COV, atingindo valores de até 0,8 L CH4 (L d)-1 no R1 e de 1,3 L CH4 (L d)-1 no R2. Após 140 dias de operação com a correção de pH do afluente com solução de NaOH, a produção específica de metano foi crescente no R1 de 0,133 a 0,181 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, e no R2, de 0,145 a 0,185 L CH4 (g DQOtotal removida)-1. Os valores médios das eficiências de remoção de DQOtotal variaram de 49 a 82%. As porcentagens da DQO removida convertida em metano foram de 48 a 58% no R1 e de 39 a 65 % no R2. A recirculação do efluente foi utilizada para a COV acima de 6 g DQOtotal (L d)-1 no R1 e de 8 g DQOtotal (L d)-1 no R2 e permitiu a manutenção do pH do afluente do R1 e do R2 na faixa de 6,5 a 6,8, mas provocou a diminuição das conversões de DQO em metano no R2, de 53% para 42%, em virtude do aumento da fração de DQO de difícil degradação no afluente. Após 230 dias de operação, com o tratamento do melaço no período de entressafra, a produção volumétrica de metano nos reatores R1 e R2 diminuiu para 0,294 e 0,163 L CH4 (L d)-1, respectivamente... / The purpose of this study was to evaluate the anaerobic conversion of vinasse in methane, increasing gradually the organic load rate (OLR) on two UASB reactors (R1 and R2), each with a volume of 40.5 and 21.5 L in mesophilic temperature range. The UASB reactors were operated for 350 days, of which 01-230 days used the vinasse as affluent, 231-308 days, the molasses cane sugar and 309-350 dias again stillage. The reactors were operated with a hydraulic retention time (HRT) of 2.8 and 1.8 and OLR of 0.2 to 11.5 g total COD (L d)-1 in R1 and R2, respectively. During the first 230 days of operation, with vinasse from 2012 harvest, the volumetric methane production increased with the increase of OLR, reaching values of up to 0.8 L CH4 (L d)-1 in R1 and 1.3 L CH4 (L d)-1 in R2. After 140 days of operation with correcting the pH of the effluent with NaOH solution, the specific methane production in R1 was increased from 0.133 to 0.181 L CH4 (g CODtotal removed)-1, and R2, 0.145 to 0.185 L CH4 (g CODtotal removed)-1. The average values of totalCOD removal efficiencies ranged 49-82%. The percentages of removed COD converted to methane were between 48 and 58% in R1 and 39 to 65% in R2. The recirculation of the effluent was used for OLR above 6 g total COD (L d)-1 in R1 and 8 g of totalCOD (L d)-1 for R2 and allowed to maintain the pH of the effluent of R1 and R2 in the range from 6.5 to 6.8, but caused a decrease in methane conversion of COD in R2, 53% to 42% due to the increase of the fraction of COD influent degradation difficult. After 230 days of operation, with the treatment of molasses in the off-season, the volumetric methane production in the reactors R1 and R2 decreased to 0.294 and 0.163 L CH4 (L d)-1, respectively...

Foram realizados seis experimentos in vitro com o objetivo de avaliar a eficiência de diversos microrganismos em solubilizar uma fluorapatita proveniente de Catalão, Goiás. Também foram avaliados os efeitos de doses de fluorapatita, do tempo de cultivo e da solubilização parcial da fluorapatita com ácido sulfúrico sobre a solubilização biológica do fosfato de rocha. O estudo foi realizado à temperatura ambiente utilizando-se uma solução de glicose com nutrientes minerais ou vinhaça esterilizada e não-esterilizada como meios de cultura. Seis culturas de fungos filamentosos foram selecionadas por terem apresentado elevado poder de solubilização em meio contendo glicose e nutrientes. Destas, duas culturas de Aspergillus niger foram mais eficientes em solubilizar a fluorapatita em todas as condições de cultivo estudadas. Nos cultivos com prazos superiores há 21 dias ocorreram os maiores teores de fósforo solúvel. Aspergillus niger apresentou maior solubilização em baixas doses, e Penicillium sp em doses elevadas. Correlações entre pH e fósforo solubilizado dependeram dos meios de cultivo empregados. Não houve mudança na composição mineralógica da fluorapatita devido ao ataque fúngico, embora Aspergillus niger tenha solubilizado uma quantidade de fósforo equivalente à encontrada em fluorapatita 25% solubilizada por H2SO4 / Six experiments were carried out in vitro in order to evaliuate the effectiveness of several microrganisms in solubilizing a fluorapatite proceeding from Catalão, State of Goiás, Brazil. It was also evaluated the effects of rates of applied fluorapatita, time of cultivation, and previous partial solubilization on the biological solubilization of the rock phosphate. The study was conducted at ambient temperature using a glucose plus nutrients solution, as well as a sterilized and non-sterilized sugar cane vinasse as culture medium. Six filamentous fungi were selected as the most effective phosphate solubilizers when the culture medium was glucose plus nutrients solution. Among these, two cultures of Aspergillus niger were the most effective under any of the studied culture conditions. The highest levels of soluble phosphate were observed when the cultivation period was longer than 21 days. Aspergillus niger showed the highest solubilization rates at low levels of fluorapatite, whereas Penicillium sp was most effective at the higher levels. The composition of the culture media influenced the phosphorus solubilization by fungi, so that the correlation between pH and soluble phosphate varied depending on the medium used. No changes in the mineral composition of the fluorapatite due to fungal activity was observed, although Aspergillus niger had solubilization an amount of phosphate equivalent to that found in the fluorapatite 25% solubilized by sulfuric acid

Foram realizados seis experimentos in vitro com o objetivo de avaliar a eficiência de diversos microrganismos em solubilizar uma fluorapatita proveniente de Catalão, Goiás. Também foram avaliados os efeitos de doses de fluorapatita, do tempo de cultivo e da solubilização parcial da fluorapatita com ácido sulfúrico sobre a solubilização biológica do fosfato de rocha. O estudo foi realizado à temperatura ambiente utilizando-se uma solução de glicose com nutrientes minerais ou vinhaça esterilizada e não-esterilizada como meios de cultura. Seis culturas de fungos filamentosos foram selecionadas por terem apresentado elevado poder de solubilização em meio contendo glicose e nutrientes. Destas, duas culturas de Aspergillus niger foram mais eficientes em solubilizar a fluorapatita em todas as condições de cultivo estudadas. Nos cultivos com prazos superiores há 21 dias ocorreram os maiores teores de fósforo solúvel. Aspergillus niger apresentou maior solubilização em baixas doses, e Penicillium sp em doses elevadas. Correlações entre pH e fósforo solubilizado dependeram dos meios de cultivo empregados. Não houve mudança na composição mineralógica da fluorapatita devido ao ataque fúngico, embora Aspergillus niger tenha solubilizado uma quantidade de fósforo equivalente à encontrada em fluorapatita 25% solubilizada por H2SO4 / Six experiments were carried out in vitro in order to evaliuate the effectiveness of several microrganisms in solubilizing a fluorapatite proceeding from Catalão, State of Goiás, Brazil. It was also evaluated the effects of rates of applied fluorapatita, time of cultivation, and previous partial solubilization on the biological solubilization of the rock phosphate. The study was conducted at ambient temperature using a glucose plus nutrients solution, as well as a sterilized and non-sterilized sugar cane vinasse as culture medium. Six filamentous fungi were selected as the most effective phosphate solubilizers when the culture medium was glucose plus nutrients solution. Among these, two cultures of Aspergillus niger were the most effective under any of the studied culture conditions. The highest levels of soluble phosphate were observed when the cultivation period was longer than 21 days. Aspergillus niger showed the highest solubilization rates at low levels of fluorapatite, whereas Penicillium sp was most effective at the higher levels. The composition of the culture media influenced the phosphorus solubilization by fungi, so that the correlation between pH and soluble phosphate varied depending on the medium used. No changes in the mineral composition of the fluorapatite due to fungal activity was observed, although Aspergillus niger had solubilization an amount of phosphate equivalent to that found in the fluorapatite 25% solubilized by sulfuric acid

Um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em escala piloto, foi utilizado para tratamento anaeróbio da vinhaça, resíduo proveniente da produção de açúcar e álcool de cana-de-açúcar. O reator foi inoculado com lodo granulado, oriundo de reator UASB tratando resíduo de abatedouro de aves; e submetido ao aumento gradativo de carga orgânica volumétrica (COV) até atingir 10 kgDQO.m3.dia-1. O aumento da COV ocorreu através do ajuste da vazão e, portanto, do aumento da velocidade ascensional do sistema. O objetivo deste estudo foi avaliar e acompanhar o efeito que tais mudanças operacionais provocam na manta de lodo granular. As análises físicas, químicas e biológicas foram realizadas no inóculo e na manta de lodo, durante o incremento da COV (2,5, 5,0, 7,5 e 10 kgDQO.m-3.dia-1). Foi estudada a distribuição de dimensão, a resistência mecânica, a composição de metais e estrutura microbiana dos grânulos. Os grânulos do inóculo e do reator UASB variaram de 0,4 a 5 mm. O inóculo apresentou maior frequência de grânulos entre 2,1 e 2,5 mm. Com a introdução da COV e aumento da velocidade ascensional, verificou-se diminuição dos tamanhos dos grânulos. Nas COV de 2,5 e 5,0 kgDQO.m-3.dia-1 a maior frequência de grânulos foi de 1,6 a 2,0 mm e nas COV de 7,5 e 10 kgDQO.m-3.dia-1 foi de 0,4 a 1 mm. A análise de resistência mecânica aplicada aos grânulos causou diminuição no tamanho dos mesmos em todas as situações analisadas. O teste estatístico ANOVA revelou que as amostras foram estatisticamente diferentes, confirmando que o aumento de COV e a agitação aplicada aos grânulos no teste de resistência modificou as características do lodo granular. Os metais presentes na vinhaça não causaram impacto tóxico aos microrganismos no reator. As análises microbiológicas mostraram grande diversidade microbiana nos grânulos em todas as situações analisadas. Nas COV mais baixas (2,5 e 5,0 kgDQO.m-3.dia-1) as Methanosaetas se mantiveram no centro do grânulo, mas nas COV mais altas elas afloraram na superfície granular. Verificou-se que o aumento da COV diversificou os tipos de bactérias e selecionou a população de arqueia adaptada às novas condições. De forma geral, os resultados apontam que a tecnologia UASB é adequada ao tratamento de vinhaça de alta carga orgânica devido à boa adaptação dos grânulos às condições operacionais. / A pilot scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) was used for anaerobic treatment of vinasse. The reactor was inoculated with granular sludge from an UASB reactor treating poultry slaughterhouse wastewater. A gradual increase of the volumetric organic loading rate (OLR) up to 10 Kg COD.m3.day-1 was imposed. The increasing of the OLR occurred by increasing the flow rate and, thus, from increasing the upflow velocity. The aim of this study was to evaluate and monitor the effect that such operational changes cause in the granular sludge blanket. The physical, chemical and biological analyzes were performed in the inoculum and the sludge blanket, during the increase in OLR (2.5, 5.0, 7.5 and 10 Kg COD. 3.day-1). Size distribution, mechanical strength, metal composition and microbial structure of the granules were studied. The granules from the inoculum and from the UASB reactor varied from 0.4 to 5.0 mm. The inoculum presented greater frequency of granules, between 2.1 and 2.5 mm. The OLR and up flow velocity increase resulted in a decrease of granule sizes. For OLR of 2.5 and 5.0 kgCOD.m3.day-1 the highest frequency of granules was 1.6 to 2.0 mm and for OLR of 7.5 and 10 kgCOD.m3.day-1 it was 0.4 to 1.0 mm. The mechanical strength analysis applied to granules caused a reduction in the size for all analyzed situations. The ANOVA statistical test showed that the samples were statistically different; confirming that the increase in OLR and agitation applied to granules in the strength test modified the characteristics of the granular sludge. The metal content present in the vinasse caused no toxic impact on microorganisms in the reactor. Microbiological analyses showed great microbial diversity in granules in all situations. In the lower OLR (2.5 and 5.0 kgCOD.m3.day-1) the Methanosaetas remained in the center, but in the higher OLR they seemed to emerge on the surface of the granules. Through molecular biological tests, it was found that increasing the OLR diversified the types of bacteria and selected the adapted Archaea population to the new conditions. Overall, the results indicate that the UASB technology is suitable for the treatment of high organic load rate vinasse because of the good adaptation of granules to the operational conditions.

Orientador: Dirceu Brasil Vieira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-23T07:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ludovice_MariaTerezaFalsetti_M.pdf: 12763856 bytes, checksum: 8574458ca980733e961a63e335a4a4b0 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A área experimental selecionada localiza-se na Destilaria São João, no Município de São João da Boa Vista, Estado de São Paulo. Este estudo desenvolveu-se no canal condutor - canal principal - construído há aproximadamente 13 anos, o qual durante todas as safras transporta vinhaça para os canais secundários e terciários para irrigação, que vão utilizá-Ia na fertirrigação dos talhões através de conjuntos de aspersão com montagem direta. Esse canal adutor, devido à topografia da área prolonga-se na parte mais elevada da destilaria para onde o efluente é recalcado para aí ser distribuído para os canais de irrigação. Nele, ao longo de seu comprimento, foram instaladas seis estações de monitoramento, onde colocou-se duas sondas de cápsula porosa e duas caixas coletoras de água de drenagem. Tais unidades foram colocadas a 0,5 m e l,5 m sob o canal, visando a coleta de amostras de água para análise química. Como pontos testemunhas foram também monitorados uma cisterna, um poço, um açude e o rio, todos dentro da mesma propriedade e nas proximidades do canal. Com os dados coletados das estações de monitoramento e dos pontos testemunhas o objetivo pretendido foi o de verificar se o transporte da vinhaça pelo canal condutor promove alteração das carcterísticas da água subterrânea através das análises de pH, Condutividade Elétrica, Demanda Química de Oxigênio, Nitrogênio Amoniacal, Nitrato, Nitrito e Kjeldahl ; e assim determinar a taxa de remoção, avaliando a capacidade do solo em reter as várias substâncias presentes na vinhaça, além de fornecer subsídios técnicos para a elaboração de normas legais.Os resultados obtidos mostram a ineficiência nas remoções, confirmando desse modo que a infiltração de vinhaça no canal de transporte tem efeito poluente sobre o lençol freático. As exceções foram as remoções calculadas para os valores de DQO, pois o acréscimo das espécies de nitrogênio no solo e o aumento dos valores da condutividade elétrica nesse meio, apresentam um quadro diverso. O aumento encontrado para os valores de pH é concordante com a literatura revisada / Abstract: The selected experimental area locates in São João Distillery, in the city of São João da Boa Vista, at São Paulo State, Brasil. This research developed in the transport channel, built about 13years, which all over the crop transports vinasse to the secondaries and terciaries irrigation channels, that use it in fertirrigation areas employing sprinkler irrigation system. The conducting channel due to the area topography continues in the distillery highest point to where the effluent is sent up to be distriibuted to the irrigation channels. Under the transporting channel, at a depth of 0,50 m and 1,50 m, were installed six monitoring stations where was placed two lisymeters and two free dranaige boxes in each of them. Such collectors aim the collecting of water samples to chemical analisys. As testemony points were monitored a cistem, a well, a dam and a river all in the same property and near the conducting channel. With the obtained results from the monitoring stations and from the testmony points the aim wanted was to verify if the vinasse transportation by the conductor channel caused alterations of groundwater characteristics through pH, Eletric Conductivity, Chemical Oxigen Demand, ammonium, nitrate, nitrite and Kjeldahl nitrogen analysis and then determine the removal rate, evaluating the soil capacity of holding the severa! substances present in vinasse, besides supplying technical subsidy to elaborate legal mIes. The obtained results showed the inefficiency of the removal rates, corroborating that the vinasse infiltration in the transporting channel has a pollutant effect on the groundwater. The exceptions were the removal rates found for chemical oxigen demand, because the increases of nitrogen species in soil and the augmentation of electric conductivity values offer a different reallity. Increasing values found for pH agree with the reviewed literature / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2291_1.pdf: 8572093 bytes, checksum: 455af098cf63c84f254dbe34a2925ef6 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O Brasil é hoje o principal produtor de cana-de-açúcar do mundo. Sua exploração econômica gera resíduos, destacando-se a vinhaça. Em decorrência dos problemas de ordem ecológica e social causados pela vinhaça, a solução mais plausível para a sua disposição tem sido a aplicação ao solo como fertilizante. Entretanto, essa aplicação requer estudos que orientem o manejo desse resíduo. O presente trabalho teve como principal objetivo a avaliação da atenuação natural do sistema solo-planta frente aos contaminantes da vinhaça por meio de lisímetros de drenagem, modelagem matemática da cinética de degradação da vinhaça no solo, de parâmetros da planta (diâmetro e altura do colmo) e produtividade em função de diferentes dosagens de vinhaça: in natura e tratada em reator do tipo UASB. Foram instalados 40 lisímetros de drenagem, distribuídos em transectos paralelos, distanciados entre si de 100 m, em uma área de 7 ha sob cultivo de cana-de-açúcar, onde ocorrem dois tipo de solos com características físicas distintas: arenoso e argiloso. Amostras de solos foram coletadas para caracterização física e química da área e ensaios respirométricos foram realizados para determinar a cinética de degradação do resíduo no solo. Procedeu-se a avaliação nutricional das plantas para verificar a ciclagem de nutrientes e foram analisados os lixiviados dos lisímetros para aferir o risco de contaminação do lençol freático. Efetuaram-se coletas de água do lixiviado e 22 parâmetros de qualidade de água foram analisados, destacando-se entre eles a DQO, DBO e nitrato por serem indicadores da eficiência do solo como sistema de tratamento. Para avaliação da biodegradação da vinhaça no solo se usou o método respirométrico de Bartha. O dispositivo experimental de laboratório foi composto de 30 respirômetros, cujos resultados foram analisados estatisticamente num experimento multivariado de medidas repetidas, sendo testadas diferentes taxas de aplicação de vinhaça tratada e in natura, contemplando a taxa calculada em função do teor de potássio do solo, recomendada pela CETESB. Para a modelagem da cinética de degradação do resíduo e crescimento em diâmetro e altura dos colmos da cana-de-açúcar, foram empregados os modelos de Chapman-Richards, Von Bertalanffy e o Monomolecular ou de Cinética de Primeira Ordem. A partir dos resultados obtidos nos testes, pode-se dizer que a eficiência de biodegradação da vinhaça no solo, a diversas taxas de aplicação, é efetiva considerando o intervalo de reaplicação do resíduo. O solo se apresentou eficiente como sistema de tratamento pela considerável remoção de DQO e DBO do resíduo. As equações resultantes do modelo de Chapman-Richards foram as mais eficientes em todas as situações testadas neste trabalho. A produtividade da cana-de-açúcar fertirrigada com vinhaça in natura diferiu, estatisticamente, da que recebeu vinhaça tratada e da testemunha, pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidades. A vinhaça in natura nas dosagens de 300 e 500 m3.ha-1 produziu o equivalente a 104 e 122 ton.ha-1 para os solos arenoso e argiloso, e a vinhaça tratada produziu 79 e 87 ton.ha-1, nas dosagens 300 e 820 m3.ha-1, respectivamente