Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Denise_ Palma.pdf: 3977847 bytes, checksum: f1b9e703a33e6b3a240867b86778aaa2 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / The wastewater of cassava industry is a resultant effluent from the processing of cassava starch extraction and has a high pollution potential due to its high organic load concentration. Its treatment via anaerobic digestion, in addition to removing organic matter, enables biogas and biofertilizer production. However, the anaerobic system efficiency requires control of alkalinity to keep appropriate levels of pH for methanogenic activity. Alkalinity monitoring is required because its wastewater from starch manufacturer has high potential for acidification, due to the presence of high concentrations of fast fermentation of sugars. This feature can be responsible for increasing acidity levels and can cause problems for methanogenesis. Some chemicals may be applied in digesters in order to provide alkalinity to the anaerobic environment. However, some of them cause problems for digestion or digesters. Thus, in order to avoid these problems, this study tested the effects of different amounts of dolomitic limestone on an anaerobic treatment system of wastewater from cassava industry. Two horizontal-methanogenic reactors with a useful 3.38-liter volume were studied. The relation between mass of dolomitic limestone and working volume was 1:2 in the reactor A and 1:4 in reactor B. The limestone were standardized so that they had diameters varying from 9.5 to 11.2 mm. They were arranged in the initial portion of the reactors, where wastewater came through. After the stabilization period of treatment systems six volumetric organic loads were consecutively applied (2.30; 3.01; 4.31; 5.69; 7.71 and 8.54 gCOD.L-1.d -1), with their respective hydraulic retention times (4.02; 3.07; 2.05; 1.69; 1.69 and 1.13 days). It was observed, for each increase of volumetric organic load that both reactors required the same period for stabilization. The statistical results of the studied parameters (pH, partial alkalinity, intermediate alkalinity, total alkalinity, volatile acidity, ratio VA/TA, ratio IA/PA, calcium, magnesium, volatile organic acids, chemical oxygen demand, number of total solids, biogas and methane, nitrogen, phosphorus, potassium, copper, zinc, nickel, iron and manganese) showed that there were significant differences between the two reactors (based on ratios of the tested limestone) only in relation to Mg2+ and TS. However, there were significant differences between the organic loads applied in each reactor in relation to parameters such as PA, TA, VA, VA/TA, Ca2+, Mg2+, removal of total COD, removal of filtered COD, TS, TFS, TVS, biogas production, methane production, and specific methane production. These differences indicate that the best results regarding the main monitoring parameters of an anaerobic system occurred in treatments 2.30, 3.01 and 4.31 g COD L-1 d-1, with pH values above 8.0; higher concentrations of alkalinity due to bicarbonate and total alkalinity (above 1500 mg CaCO3 L-1). These data closely matched to the highest concentration of magnesium ions in the effluent of reactors (67.28 to 114.90 mg L-1); COD removals were above 90%; methane percentages in biogas varied from 73 to 76%; the highest averages of specific production of biogas were from 0.31 to 0.49 Lbiogas g CODconsumed) and specific methane production (0.22 to 0.29 Lmethane g CODconsumed). Finally, it can be concluded that different amounts of limestone rocks had no influence on the treatment process in the two studied reactors. Thus, we recommend the use of fewer amount of them since there is a greater useful volume in the reactor. However, the release of calcium and magnesium ions in both reactors assured an alkalinity supply / A água residuária de fecularia é o efluente resultante do processamento da mandioca para extração de fécula e possui alto potencial poluidor devido à elevada concentração de matéria orgânica. O tratamento via biodigestão anaeróbia, além de remover matéria orgânica, viabiliza a produção de biogás e de biofertilizante. No entanto, a eficiência do sistema anaeróbio requer controle da alcalinidade a fim de manter o pH em níveis adequados para a atividade metanogênica. O monitoramento da alcalinidade se faz necessário porque a água residuária de fecularia possui elevado potencial de acidificação, em virtude da presença de altas concentrações de açúcares de rápida fermentação. Essa característica pode ser responsável por elevar os níveis de acidez a ponto de causar problemas à metanogênese. Alguns produtos químicos podem ser empregados nos biodigestores a fim de fornecer alcalinidade ao meio anaeróbio. No entanto, alguns deles podem causar problemas à biodigestão ou aos biodigestores. Assim, com o intuito de evitar esses problemas, o objetivo deste trabalho foi testar os efeitos de diferentes quantidades de pedras de calcário dolomítico sobre o sistema de tratamento anaeróbio de água residuária de fecularia. Foram utilizados dois reatores metanogênicos horizontais com volumes úteis de 3,38 L. A relação entre a massa de pedras de calcário e o volume útil de reator foi de 1:2 no reator A e de 1:4 no reator B. As pedras de calcário, padronizadas de modo a terem entre 9,5 e 11,2 mm de diâmetro, foram dispostas na porção inicial dos reatores, por onde ocorria a entrada da água residuária. Após o período de estabilização dos sistemas de tratamento, foram aplicadas, consecutivamente, seis cargas orgânicas volumétricas (2,30; 3,01; 4,31; 5,69; 7,71 e 8,54 g DQO L-1 d-1), com os respectivos tempos de detenção hidráulica (4,02; 3,07; 2,05; 1,69; 1,69 e 1,13 dias). Observou-se, a cada aumento de carga orgânica volumétrica, que ambos os reatores requeriam o mesmo período para estabilização. Os resultados estatísticos dos parâmetros estudados (pH, alcalinidade parcial, alcalinidade intermediária, alcalinidade total, acidez volátil, relação AV/AT, relação AI/AP, cálcio, magnésio, ácidos orgânicos voláteis, demanda química de oxigênio, série de sólidos totais, biogás, metano, nitrogênio, fósforo, potássio, cobre, zinco, níquel, ferro e manganês) apontaram que ocorreram diferenças significativas entre os dois reatores (quanto às proporções de pedras de calcário testadas) somente em relação ao Mg2+ e aos ST. No entanto, ocorreram diferenças significativas entre as cargas orgânicas aplicadas em cada reator em relação aos parâmetros AP, AT, AV, AV/AT, Ca2+, Mg2+, remoção de DQO total, remoção de DQO filtrada, ST, STF, STV, produção de biogás, produção de metano e produção específica de metano. Essas diferenças indicam que os melhores resultados quanto aos principais parâmetros de monitoramento do sistema anaeróbio ocorreram nos tratamentos 2,30, 3,01 e 4,31 g DQO L-1 d-1, com valores de pH acima de 8,0; elevadas concentrações de alcalinidade devida aos bicarbonatos e alcalinidade total (acima de 1500 mg CaCO3 L-1), coincidindo com as maiores concentrações de íons magnésio nos efluentes dos reatores (67,28 a 114,90 mg L-1); remoções de DQO acima de 90%; porcentagens de metano no biogás entre 73 e 76%; maiores médias de produção específica de biogás (0,31 a 0,49 Lbiogás g DQOconsumida) e de produção específica de metano (0,22 a 0,29 Lmetano g DQOconsumida). Conclui-se, portanto, que as diferentes quantidades de pedras de calcário não tiveram influência sobre o processo de tratamento nos dois reatores. Desta forma, recomenda-se o emprego da menor quantidade de pedras de calcário para que haja maior volume útil no reator. Contudo, a liberação de íons cálcio e magnésio em ambos os reatores garantiu o fornecimento de alcalinidade ao sistema anaeróbio para a rápida estabilização a cada aumento de carga orgânica volumétrica. Palavras-chave: alcalinidade, biogás, cálcio, magnésio

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Denise_ Palma.pdf: 3977847 bytes, checksum: f1b9e703a33e6b3a240867b86778aaa2 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / The wastewater of cassava industry is a resultant effluent from the processing of cassava starch extraction and has a high pollution potential due to its high organic load concentration. Its treatment via anaerobic digestion, in addition to removing organic matter, enables biogas and biofertilizer production. However, the anaerobic system efficiency requires control of alkalinity to keep appropriate levels of pH for methanogenic activity. Alkalinity monitoring is required because its wastewater from starch manufacturer has high potential for acidification, due to the presence of high concentrations of fast fermentation of sugars. This feature can be responsible for increasing acidity levels and can cause problems for methanogenesis. Some chemicals may be applied in digesters in order to provide alkalinity to the anaerobic environment. However, some of them cause problems for digestion or digesters. Thus, in order to avoid these problems, this study tested the effects of different amounts of dolomitic limestone on an anaerobic treatment system of wastewater from cassava industry. Two horizontal-methanogenic reactors with a useful 3.38-liter volume were studied. The relation between mass of dolomitic limestone and working volume was 1:2 in the reactor A and 1:4 in reactor B. The limestone were standardized so that they had diameters varying from 9.5 to 11.2 mm. They were arranged in the initial portion of the reactors, where wastewater came through. After the stabilization period of treatment systems six volumetric organic loads were consecutively applied (2.30; 3.01; 4.31; 5.69; 7.71 and 8.54 gCOD.L-1.d -1), with their respective hydraulic retention times (4.02; 3.07; 2.05; 1.69; 1.69 and 1.13 days). It was observed, for each increase of volumetric organic load that both reactors required the same period for stabilization. The statistical results of the studied parameters (pH, partial alkalinity, intermediate alkalinity, total alkalinity, volatile acidity, ratio VA/TA, ratio IA/PA, calcium, magnesium, volatile organic acids, chemical oxygen demand, number of total solids, biogas and methane, nitrogen, phosphorus, potassium, copper, zinc, nickel, iron and manganese) showed that there were significant differences between the two reactors (based on ratios of the tested limestone) only in relation to Mg2+ and TS. However, there were significant differences between the organic loads applied in each reactor in relation to parameters such as PA, TA, VA, VA/TA, Ca2+, Mg2+, removal of total COD, removal of filtered COD, TS, TFS, TVS, biogas production, methane production, and specific methane production. These differences indicate that the best results regarding the main monitoring parameters of an anaerobic system occurred in treatments 2.30, 3.01 and 4.31 g COD L-1 d-1, with pH values above 8.0; higher concentrations of alkalinity due to bicarbonate and total alkalinity (above 1500 mg CaCO3 L-1). These data closely matched to the highest concentration of magnesium ions in the effluent of reactors (67.28 to 114.90 mg L-1); COD removals were above 90%; methane percentages in biogas varied from 73 to 76%; the highest averages of specific production of biogas were from 0.31 to 0.49 Lbiogas g CODconsumed) and specific methane production (0.22 to 0.29 Lmethane g CODconsumed). Finally, it can be concluded that different amounts of limestone rocks had no influence on the treatment process in the two studied reactors. Thus, we recommend the use of fewer amount of them since there is a greater useful volume in the reactor. However, the release of calcium and magnesium ions in both reactors assured an alkalinity supply / A água residuária de fecularia é o efluente resultante do processamento da mandioca para extração de fécula e possui alto potencial poluidor devido à elevada concentração de matéria orgânica. O tratamento via biodigestão anaeróbia, além de remover matéria orgânica, viabiliza a produção de biogás e de biofertilizante. No entanto, a eficiência do sistema anaeróbio requer controle da alcalinidade a fim de manter o pH em níveis adequados para a atividade metanogênica. O monitoramento da alcalinidade se faz necessário porque a água residuária de fecularia possui elevado potencial de acidificação, em virtude da presença de altas concentrações de açúcares de rápida fermentação. Essa característica pode ser responsável por elevar os níveis de acidez a ponto de causar problemas à metanogênese. Alguns produtos químicos podem ser empregados nos biodigestores a fim de fornecer alcalinidade ao meio anaeróbio. No entanto, alguns deles podem causar problemas à biodigestão ou aos biodigestores. Assim, com o intuito de evitar esses problemas, o objetivo deste trabalho foi testar os efeitos de diferentes quantidades de pedras de calcário dolomítico sobre o sistema de tratamento anaeróbio de água residuária de fecularia. Foram utilizados dois reatores metanogênicos horizontais com volumes úteis de 3,38 L. A relação entre a massa de pedras de calcário e o volume útil de reator foi de 1:2 no reator A e de 1:4 no reator B. As pedras de calcário, padronizadas de modo a terem entre 9,5 e 11,2 mm de diâmetro, foram dispostas na porção inicial dos reatores, por onde ocorria a entrada da água residuária. Após o período de estabilização dos sistemas de tratamento, foram aplicadas, consecutivamente, seis cargas orgânicas volumétricas (2,30; 3,01; 4,31; 5,69; 7,71 e 8,54 g DQO L-1 d-1), com os respectivos tempos de detenção hidráulica (4,02; 3,07; 2,05; 1,69; 1,69 e 1,13 dias). Observou-se, a cada aumento de carga orgânica volumétrica, que ambos os reatores requeriam o mesmo período para estabilização. Os resultados estatísticos dos parâmetros estudados (pH, alcalinidade parcial, alcalinidade intermediária, alcalinidade total, acidez volátil, relação AV/AT, relação AI/AP, cálcio, magnésio, ácidos orgânicos voláteis, demanda química de oxigênio, série de sólidos totais, biogás, metano, nitrogênio, fósforo, potássio, cobre, zinco, níquel, ferro e manganês) apontaram que ocorreram diferenças significativas entre os dois reatores (quanto às proporções de pedras de calcário testadas) somente em relação ao Mg2+ e aos ST. No entanto, ocorreram diferenças significativas entre as cargas orgânicas aplicadas em cada reator em relação aos parâmetros AP, AT, AV, AV/AT, Ca2+, Mg2+, remoção de DQO total, remoção de DQO filtrada, ST, STF, STV, produção de biogás, produção de metano e produção específica de metano. Essas diferenças indicam que os melhores resultados quanto aos principais parâmetros de monitoramento do sistema anaeróbio ocorreram nos tratamentos 2,30, 3,01 e 4,31 g DQO L-1 d-1, com valores de pH acima de 8,0; elevadas concentrações de alcalinidade devida aos bicarbonatos e alcalinidade total (acima de 1500 mg CaCO3 L-1), coincidindo com as maiores concentrações de íons magnésio nos efluentes dos reatores (67,28 a 114,90 mg L-1); remoções de DQO acima de 90%; porcentagens de metano no biogás entre 73 e 76%; maiores médias de produção específica de biogás (0,31 a 0,49 Lbiogás g DQOconsumida) e de produção específica de metano (0,22 a 0,29 Lmetano g DQOconsumida). Conclui-se, portanto, que as diferentes quantidades de pedras de calcário não tiveram influência sobre o processo de tratamento nos dois reatores. Desta forma, recomenda-se o emprego da menor quantidade de pedras de calcário para que haja maior volume útil no reator. Contudo, a liberação de íons cálcio e magnésio em ambos os reatores garantiu o fornecimento de alcalinidade ao sistema anaeróbio para a rápida estabilização a cada aumento de carga orgânica volumétrica. Palavras-chave: alcalinidade, biogás, cálcio, magnésio

Avaliou-se a influência da carga orgânica volumétrica (COV) aplicada e do tempo de enchimento sobre a estabilidade e a eficiência do ASBR com biomassa granulada, operado em batelada e batelada alimentada seqüenciais, tratando soro de queijo diluído. Os ensaios foram realizados a 30 'graus' C com volume total de meio de 5,0 litros e tempo de ciclo de 8 horas. Na primeira etapa realizou-se a operação em batelada com tempo de enchimento ('T IND.alim') de 10 min e freqüência de agitação de 150 rpm. A cada ciclo foram alimentados 2,0 litros de meio com concentração afluente ('C IND.AF') de 1000, 2000, 4000 e 6000 mg/L, em termos de DQO. A suplementação de alcalinidade foi gradualmente otimizada partindo-se da proporção de 1 a 0,25 da razão 'NA'H'CO IND.3'/DQO. Nestas condições foi possível operar o reator com estabilidade a COV aplicada de 4,8 g/L.d , com suplementação de alcalinidade de 25% e eficiência em remoção de matéria orgânica de 96,0% e 98,4% em termos de DQO filtrada e total, respectivamente. Na segunda etapa devido a problemas operacionais desenvolveram-se dispositivos para assegurar a retenção da biomassa a fim de viabilizar a operação em batelada alimentada. Os dispositivos testados foram ASBR híbrido, sistema de agitação com 2 impelidores, hélice e pá-inclinada (a) e hélice e turbina inclinada (b). A solução utilizada foi hélice e turbina inclinada. Para essa configuração, diminuiu-se a freqüência de agitação para 75 rpm e reduziu-se o volume de biomassa para 1,0 L. Dessa forma foi possível avaliar a influência das estratégias de alimentação ('T IND.alim') de 360, 180 e 10 minutos a COV aplicada constante de 2,4 g/L.d, para 'C IND.AF' de 4000 mg/L e 'V IND.alim' de 1,0 L e para 'C IND.AF' de 8000 mg/L e 'V IND.alim' de 0,5 L. Para a 'C IND.AF' de 4000 mg/L o aumento de 'T IND.alim' resultou em diminuição da eficiência, em termos de DQO solúvel, sendo de 97,8 , 96,7 e 94,5% para os 'T IND.alim' de 10, 180 e 360 minutos, respectivamente. Para a 'C IND.AF' de 8000 mg/L o aumento do 'T IND.alim' resultou em menores valores de DQO total no efluente / The effect of volumetric organic load (VOL) and fill time on the stability and efficiency of an ASBR was assessed. The ASBR containing granular biomass was operated in batch and fed-batch mode and treated diluted cheese whey. Assays were performed at 30 'degrees' C with total medium volume of 5.0 liters and 8-h cycle lengths. In a first stage the reactor was operated batch-wise with fill time ('T IND.feed') of 10 min and agitation frequency of 150 rpm. At each cycle 2.0 liters of medium were fed at influent concentration ('C IND.infl') of 1000, 2000, 4000 and 6000 mg/L, in terms of COD. Alkalinity supplementation was gradually optimized from 100% to 25% of 'NA'H'CO IND.3'/COD ratio. At these conditions the reactor attained stability at applied VOL of 4.8 g/L.d, alkalinity supplementation of 25% and organic matter removal efficiency of 96.0% and 98.4% in terms of soluble and total COD, respectively. In a second stage due to operational problems devices were developed to assure biomass retention and hence make fed-batch operation feasible. The tested devices included hybrid ASBR, agitation system with two impellers: helix and inclined blade impeller (a) and helix and inclined turbine impeller (b). The system chosen was the helix and inclined turbine. With this configuration agitation frequency and biomass volume were reduced to 75 rpm and 1.0 L, respectively. This way, it was possible to assess feed strategies ('T IND.feed') of 360, 180 and 10 minutes at constant applied VOL of 2.4 g/L.d, for 'C IND.infl' of 4000 mg/L at 'V IND.feed' of 1.0 L and for 'C IND.infl' of 8000 mg/L at 'V IND.feed' of 0.5 L. At 'C IND.infl' of 4000 mg/L increase in 'T IND.feed' resulted in decrease in efficiency in terms of soluble COD, which amounted to 97.8, 96.7 and 94.5% for 'T IND.feed' of 10, 180 and 360 minutes, respectively. At 'C IND.infl' of 8000 mg/L the increase in 'T IND.feed' resulted in lower values for COD effluent

Avaliou-se o desempenho do reator anaeróbio em batelada seqüencial com biomassa imobilizada (ASBBR) no tratamento de soro de queijo quanto submetido a diferentes estratégias de alimentação e cargas orgânicas volumétricas (COV). O reator operou com agitação mecânica através de impelidor do tipo hélice na rotação de 500 rpm. Um volume de 2 litros foi alimentado por ciclo com 1 litro de volume residual, totalizando 3 litros. O substrato utilizado foi soro de queijo desidratado reconstituído. Suplementou-se o sistema com NaHCO3 na razão de 50% NaHCO3/DQO. Foram testadas as seguintes COVs: 2, 4, 8 e 12 gDQO/l.d. Para ciclos de 8 horas e em cada COV, três estratégias de alimentação foram testadas: (a) operação em batelada com ciclo de 8 horas, (b) batelada alimentada de 2 horas (c) batelada alimentada de 4 horas. Na COV de 2 gDQO/l.d, a conversão de matéria orgânica como DQO em amostras filtradas foi de 92, 96 e 91% para as estratégias de alimentação (a), (b) e (c), respectivamente. Para a COV de 4 gDQO/l.d, o desempenho foi de 94, 97 e 93%, respectivamente. Para a COV de 8 gDQO/l.d houve redução nas eficiências de conversão a 83, 85 e 86%, respectivamente. O aumento da COV para 12 gDQO/l.d, resultou na redução em eficiências de 72, 73 e 81%, respectivamente. Os perfis durante os ciclos da concentração de ácidos voláteis totais mostraram que, apesar do aumento gradual com o tempo de enchimento aumentando, nenhuma diferença significativa foi detectada em termos dos seus valores máximos. Foi observada a redução de ácido propiônico como conseqüência do aumento do tempo de enchimento. Assim, para COV de 2 e 4 gDQO/l.d, a estratégia de alimentação (b) proporcionou maiores eficiências de conversão e estabilidade operacional, enquanto que este comportamento foi observado na estratégia de alimentação (c) para os valores de COV de 8 e 12 gDQO/l.d. / The performance of an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (ASBBR) treating cheese whey was evaluated when subjected to different feeding strategies and volumetric organic loads (VOL). The reactor operated under mechanical stirring provided by helix impellers at rotor speed of 500 rpm. A volume of 2 l was fed per cycle with 1 l of residual volume, totalizing 3 l. Reconstituted dehydrated cheese whey was used as substrate. NaHCO3 was supplemented at a ratio of 50% NaHCO3/COD. The following VOLs were tested: 2, 4, 8 and 12 gCOD/l.d. For 8-h cycles and each value of VOL three feed strategies were tested: (a) batch operation with 8-h cycle; (b) 2-h fed-batch operation; and (c) 4-h fed-batch. In the VOL of 2 gCOD/l.d, organic matter conversions as COD were 92, 96 and 91%, for feeding strategies (a), (b) and (c), respectively. For the VOL of 4 gCOD/l.d, performance values were 94, 97 and 93%, respectively. For the VOL of 8 gCOD/l.d there was a reduction in conversion efficiency to 84, 85 and 86%, respectively. The increase of VOL to 12 gCOD/l.d resulted in the reduction in efficiency of 78, 73 and 81%, respectively. The profiles of total volatile acids concentration obtained during the cycles showed that despite its gradual increase with the increasingly filling time, no significant differences were detected in terms of maximum values. Reduction in proprionic acid concentration along the cycle were observed as consequence of the increase of the filling time. Thus, for VOL of 2 and 4 gCOD/l.d feeding strategy (b) provided higher conversion efficiency and operation stability. This behavior was similar to that observed for the feeding strategy (c) at the VOL of 8 and 12 gCOD/l.d.

Avaliou-se o desempenho do reator anaeróbio em batelada seqüencial com biomassa imobilizada (ASBBR) no tratamento de soro de queijo quanto submetido a diferentes estratégias de alimentação e cargas orgânicas volumétricas (COV). O reator operou com agitação mecânica através de impelidor do tipo hélice na rotação de 500 rpm. Um volume de 2 litros foi alimentado por ciclo com 1 litro de volume residual, totalizando 3 litros. O substrato utilizado foi soro de queijo desidratado reconstituído. Suplementou-se o sistema com NaHCO3 na razão de 50% NaHCO3/DQO. Foram testadas as seguintes COVs: 2, 4, 8 e 12 gDQO/l.d. Para ciclos de 8 horas e em cada COV, três estratégias de alimentação foram testadas: (a) operação em batelada com ciclo de 8 horas, (b) batelada alimentada de 2 horas (c) batelada alimentada de 4 horas. Na COV de 2 gDQO/l.d, a conversão de matéria orgânica como DQO em amostras filtradas foi de 92, 96 e 91% para as estratégias de alimentação (a), (b) e (c), respectivamente. Para a COV de 4 gDQO/l.d, o desempenho foi de 94, 97 e 93%, respectivamente. Para a COV de 8 gDQO/l.d houve redução nas eficiências de conversão a 83, 85 e 86%, respectivamente. O aumento da COV para 12 gDQO/l.d, resultou na redução em eficiências de 72, 73 e 81%, respectivamente. Os perfis durante os ciclos da concentração de ácidos voláteis totais mostraram que, apesar do aumento gradual com o tempo de enchimento aumentando, nenhuma diferença significativa foi detectada em termos dos seus valores máximos. Foi observada a redução de ácido propiônico como conseqüência do aumento do tempo de enchimento. Assim, para COV de 2 e 4 gDQO/l.d, a estratégia de alimentação (b) proporcionou maiores eficiências de conversão e estabilidade operacional, enquanto que este comportamento foi observado na estratégia de alimentação (c) para os valores de COV de 8 e 12 gDQO/l.d. / The performance of an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (ASBBR) treating cheese whey was evaluated when subjected to different feeding strategies and volumetric organic loads (VOL). The reactor operated under mechanical stirring provided by helix impellers at rotor speed of 500 rpm. A volume of 2 l was fed per cycle with 1 l of residual volume, totalizing 3 l. Reconstituted dehydrated cheese whey was used as substrate. NaHCO3 was supplemented at a ratio of 50% NaHCO3/COD. The following VOLs were tested: 2, 4, 8 and 12 gCOD/l.d. For 8-h cycles and each value of VOL three feed strategies were tested: (a) batch operation with 8-h cycle; (b) 2-h fed-batch operation; and (c) 4-h fed-batch. In the VOL of 2 gCOD/l.d, organic matter conversions as COD were 92, 96 and 91%, for feeding strategies (a), (b) and (c), respectively. For the VOL of 4 gCOD/l.d, performance values were 94, 97 and 93%, respectively. For the VOL of 8 gCOD/l.d there was a reduction in conversion efficiency to 84, 85 and 86%, respectively. The increase of VOL to 12 gCOD/l.d resulted in the reduction in efficiency of 78, 73 and 81%, respectively. The profiles of total volatile acids concentration obtained during the cycles showed that despite its gradual increase with the increasingly filling time, no significant differences were detected in terms of maximum values. Reduction in proprionic acid concentration along the cycle were observed as consequence of the increase of the filling time. Thus, for VOL of 2 and 4 gCOD/l.d feeding strategy (b) provided higher conversion efficiency and operation stability. This behavior was similar to that observed for the feeding strategy (c) at the VOL of 8 and 12 gCOD/l.d.

Avaliou-se a influência da carga orgânica volumétrica (COV) aplicada e do tempo de enchimento sobre a estabilidade e a eficiência do ASBR com biomassa granulada, operado em batelada e batelada alimentada seqüenciais, tratando soro de queijo diluído. Os ensaios foram realizados a 30 'graus' C com volume total de meio de 5,0 litros e tempo de ciclo de 8 horas. Na primeira etapa realizou-se a operação em batelada com tempo de enchimento ('T IND.alim') de 10 min e freqüência de agitação de 150 rpm. A cada ciclo foram alimentados 2,0 litros de meio com concentração afluente ('C IND.AF') de 1000, 2000, 4000 e 6000 mg/L, em termos de DQO. A suplementação de alcalinidade foi gradualmente otimizada partindo-se da proporção de 1 a 0,25 da razão 'NA'H'CO IND.3'/DQO. Nestas condições foi possível operar o reator com estabilidade a COV aplicada de 4,8 g/L.d , com suplementação de alcalinidade de 25% e eficiência em remoção de matéria orgânica de 96,0% e 98,4% em termos de DQO filtrada e total, respectivamente. Na segunda etapa devido a problemas operacionais desenvolveram-se dispositivos para assegurar a retenção da biomassa a fim de viabilizar a operação em batelada alimentada. Os dispositivos testados foram ASBR híbrido, sistema de agitação com 2 impelidores, hélice e pá-inclinada (a) e hélice e turbina inclinada (b). A solução utilizada foi hélice e turbina inclinada. Para essa configuração, diminuiu-se a freqüência de agitação para 75 rpm e reduziu-se o volume de biomassa para 1,0 L. Dessa forma foi possível avaliar a influência das estratégias de alimentação ('T IND.alim') de 360, 180 e 10 minutos a COV aplicada constante de 2,4 g/L.d, para 'C IND.AF' de 4000 mg/L e 'V IND.alim' de 1,0 L e para 'C IND.AF' de 8000 mg/L e 'V IND.alim' de 0,5 L. Para a 'C IND.AF' de 4000 mg/L o aumento de 'T IND.alim' resultou em diminuição da eficiência, em termos de DQO solúvel, sendo de 97,8 , 96,7 e 94,5% para os 'T IND.alim' de 10, 180 e 360 minutos, respectivamente. Para a 'C IND.AF' de 8000 mg/L o aumento do 'T IND.alim' resultou em menores valores de DQO total no efluente / The effect of volumetric organic load (VOL) and fill time on the stability and efficiency of an ASBR was assessed. The ASBR containing granular biomass was operated in batch and fed-batch mode and treated diluted cheese whey. Assays were performed at 30 'degrees' C with total medium volume of 5.0 liters and 8-h cycle lengths. In a first stage the reactor was operated batch-wise with fill time ('T IND.feed') of 10 min and agitation frequency of 150 rpm. At each cycle 2.0 liters of medium were fed at influent concentration ('C IND.infl') of 1000, 2000, 4000 and 6000 mg/L, in terms of COD. Alkalinity supplementation was gradually optimized from 100% to 25% of 'NA'H'CO IND.3'/COD ratio. At these conditions the reactor attained stability at applied VOL of 4.8 g/L.d, alkalinity supplementation of 25% and organic matter removal efficiency of 96.0% and 98.4% in terms of soluble and total COD, respectively. In a second stage due to operational problems devices were developed to assure biomass retention and hence make fed-batch operation feasible. The tested devices included hybrid ASBR, agitation system with two impellers: helix and inclined blade impeller (a) and helix and inclined turbine impeller (b). The system chosen was the helix and inclined turbine. With this configuration agitation frequency and biomass volume were reduced to 75 rpm and 1.0 L, respectively. This way, it was possible to assess feed strategies ('T IND.feed') of 360, 180 and 10 minutes at constant applied VOL of 2.4 g/L.d, for 'C IND.infl' of 4000 mg/L at 'V IND.feed' of 1.0 L and for 'C IND.infl' of 8000 mg/L at 'V IND.feed' of 0.5 L. At 'C IND.infl' of 4000 mg/L increase in 'T IND.feed' resulted in decrease in efficiency in terms of soluble COD, which amounted to 97.8, 96.7 and 94.5% for 'T IND.feed' of 10, 180 and 360 minutes, respectively. At 'C IND.infl' of 8000 mg/L the increase in 'T IND.feed' resulted in lower values for COD effluent