A grande quantidade, alta carga orgânica e toxicidade dos resíduos do processo de curtimento, junto com a crescente importância da geração de energia a partir de fontes renováveis, fazem com que seja necessário estudar formas de biodegradação dos resíduos sólidos produzidos pela indústria coureira e gerar energia a partir desse processo. Os principais resíduos sólidos produzidos pelos curtumes são farelo de couro da etapa de rebaixamento e lodos provenientes das estações de tratamento de efluentes. Esses resíduos, quando contêm o agente curtente, frequentemente sal de cromo, costumam ser dispostos em aterros de resíduos industriais perigosos. O biogás com alto teor de metano é o produto da decomposição, através de digestão anaeróbia, de matéria orgânica e inorgânica. O estudo propõe avaliar a produção de biogás e de metano e a variação de matéria orgânica e inorgânica em ensaios controlados de co-digestão anaeróbia dos dois principais resíduos sólidos da indústria coureira, farelo de couro do rebaixamento da espessura do couro e lodo de estações de tratamento de efluentes. / The large amount, high organic load and toxicity of the tanning waste, besides the growing importance of the generation of energy from renewable sources, make the study of ways of biodegradation of solid waste produced by the tannery industry and generation of energy from this process necessary. The main solid waste produced by tanneries is leather shavings from thickness adjustment step and sludge from wastewater treatment plants. Such residues, when containing the tanning agent, often chromium salt, are often disposed of in hazardous industrial waste landfills. Biogas with high methane content is the product of decomposition, through anaerobic digestion, of organic and inorganic matter. The study proposes to evaluate the production of biogas and methane and the variation of organic and inorganic matter in controlled anaerobic co-digestion tests of the two main solid wastes of the tannery industry, leather shavings from thickness adjustment step and sludge from wastewater treatment plants. This study was realized by monitoring the process, comparing and analyzing the interaction between residues without tanning agent and with the two main tanning agents, chromium salt and vegetable tannins, the analysis of the influence of the heating pre-treatment of the shavings, cost analysis, addition of raw tannery effluent as nutrient supply, analysis of microbial population and addition of different co-substrates. The results showed that the amount of chromium present in the wastes is not inhibitory for the microorganisms and that the high affinity of the chromium in the residues does not allow the chromium to be metabolized by the microorganisms, different from the residues with vegetal tannins and from the stages previous to the tanning, that did not show favorable to the biodegradation process. The process scale-up showed that in larger scales the process occurs more quickly. The addition of microalgae biomass has tripled biogas production, while the addition of tanning effluent has drastically reduced production, however, it is economically feasible as it saves on the treatment and disposal of wastewaters. The characterization of the microbial population showed that the Methanosaetaceae family is the main one responsible for the production of methane.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2298_1.pdf: 1442134 bytes, checksum: 1d02a33585d247fd73fb6ccb901b64e9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A qualidade das águas subterrâneas vem sendo comprometida devido à contaminação por gasolina resultante de vazamentos em postos de combustíveis. Os principais contaminantes são os compostos BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos) por causarem toxicidade crônica, serem carcinogênicos e teratogênicos. Uma alternativa de biorremediação é o uso de biorreatores anaeróbios. Neste trabalho foi avaliada a biodegradação anaeróbia de BTEX, no tratamento de água residuária sintética que simulou água contaminada com gasolina, considerando a influência dos macro e micronutrientes. Foram utilizados 3 reatores (RI, RII e RIII) de 4 l cada, operados em bateladas de 48 h, sob agitação constante, em sala climatizada (30 ± 1 ºC). O inóculo utilizado foi uma mistura de lodo proveniente de 2 reatores UASB (esgoto doméstico: abatedouro de aves, 1:1). O experimento foi conduzido em 4 fases com aumento gradativo de DQO, em mg.l-1 (FI-1000, FII-1000, FIII-2000 e FIV-4000). Em FI utilizou-se esgoto sintético para adaptação do inóculo. Em FII, FIII e FIV, o reator RI recebeu etanol, macro e micronutrientes; RII, água contaminada com gasolina e macronutrientes; e RIII, água contaminada com gasolina, macro e micronutrientes. Os resultados indicaram que a presença de nutrientes foi determinante do melhor desempenho de remoção de DQO observado em RIII (56%, 88% e 83% para FII, FIII e FIV), quando comparado com RII (55%, 32% e 42% para FII, FIII e FIV). No entanto, não foi observada influência dos micronutrientes sobre a remoção de BTEX. A presença dos BTEX não afetou o desempenho de remoção de DQO em RIII, uma vez que seu comportamento foi semelhante ao de RI. A maior velocidade de remoção da DQO aconteceu em até 12 horas de experimento na última fase (FIV), em todos os reatores avaliados. Portanto, a escolha por um dos tratamentos deve depender dos compostos de interesse, uma vez que para remoção de matéria orgânica total pode ser conveniente investir na adição de micronutrientes, enquanto que para remoção de BTEX seu efeito não foi efetivo

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6163_1.pdf: 1228967 bytes, checksum: 9e029228461437b541c5673eb8c737c8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A grande utilização doméstica e industrial do alquilbenzeno linear sulfonado (do inglês Linear Alkylbenzene Sulfonate - LAS) provoca modificações ambientais, como a contaminação das margens dos rios, acarretando na destruição dos importantes nichos ecológicos e ainda prejudica o tratamento dos efluentes nas estações de tratamento, devido à alta concentração deste composto em alguns corpos hídricos. Neste trabalho avaliou-se o perfil de concentração e o comportamento do LAS em sistemas anaeróbios, em estudo realizado na Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) da Mangueira (Recife-PE), formada por um reator tipo UASB (reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente) em 8 células paralelas e uma lagoa de polimento, utilizando-se uma das células (C2) para esta pesquisa. Em um primeiro experimento, estudou-se a concentração do LAS nas unidades da ETE, cujos resultados foram: entrada na estação após a caixa de areia (P1) de 2,61 mg/L, entrada da célula estudada de 2,01 mg/L, saída do reator de 1,88 mg/L e saída da lagoa de polimento de 1,39 mg/L. Verificou-se que houve uma redução da concentração de LAS no esgoto em cada unidade de tratamento. Posteriormente, foi realizado um segundo experimento, mais extenso, por meio da determinação das variações horárias e diárias da concentração do LAS em P1, tanto na estiagem, como em período de chuvas. Num terceiro experimento, estudou-se a remoção do LAS na célula 2 do reator UASB. Foi verificada uma remoção de 18,7 % da carga inicial do LAS em P1 quando o reator célula 2 operou com um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 7 horas. Para o TDH de 18 horas, foi observada a remoção de 36% da carga de LAS. Já para o TDH de 25 horas, foi verificada a remoção de 60% na carga de LAS na célula 2. Foram obtidas remoções de LAS acima de 90% para o efluente na saída da estação (P3), indicando a boa eficiência do conjunto reator UASB e lagoa de polimento. Para concluir sobre a ocorrência de biodegradabilidade do LAS, foi realizado o cálculo do balanço de massa na célula 2 do reator UASB, entretanto os resultados do balanço de massa não foram coerentes com o esperado, devido à dificuldade de amostragem do lodo da célula 2

Submitted by KAMILI OLIVEIRA SANTANA SANTANA (kamili.biocombustiveis@outlook.com) on 2017-03-22T17:08:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação versão definitiva 27-02 (com ficha catalográfica).pdf: 3078458 bytes, checksum: 1034a63e096158eb1482f80fdfd9d6a8 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-03-22T20:34:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santana_ko_me_araiq.pdf: 3078458 bytes, checksum: 1034a63e096158eb1482f80fdfd9d6a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T20:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santana_ko_me_araiq.pdf: 3078458 bytes, checksum: 1034a63e096158eb1482f80fdfd9d6a8 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O glicerol bruto é um coproduto formado em volumes elevados na produção do biodiesel pela rota de transesterificação (cerca de 10% do volume total). Quando utilizado na forma bruta (baixo grau de pureza) é uma matéria-prima barata e renovável, podendo ser utilizada na produção de energia limpa, como na geração de H2. Entretanto, esse resíduo geralmente apresenta concentrações elevadas de sabões e metanol advindos do processo de obtenção do biodiesel. Devido a isto, o glicerol bruto foi codigerido com esgoto sanitário doméstico como estratégia para melhorar o rendimento de H2, fornecer nutrientes e diluir compostos potencialmente inibitórios. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi avaliar a geração de H2, Ácidos Graxos Voláteis (AGV’s) e álcoois em reatores anaeróbios em batelada utilizando glicerol bruto, sem a aplicação de meio de cultivo sintético. Foram utilizados consórcios de bactérias geradoras de H2 provenientes de sistemas biológicos de tratamento de resíduo de avícola. O glicerol utilizado nos experimentos foi obtido a partir de transesterificação do óleo de cozinha doméstico reciclado, e, devido a isto, suas características físico-químicas representaram um grande desafio, uma vez que possuía contaminantes em concentrações elevadas, incluindo sabões e metanol. Previamente foi realizada a caracterização do glicerol. Os reatores foram alimentados com glicerol bruto diluído em esgoto sanitário nas seguintes concentrações (g DQO L-1): 20, 40, 60, 80, 160, 240 e 320. A geração de H2 foi acompanhada por sistema de deslocamento de volume. Foram avaliadas a remoção da Demanda Química de Oxigênio (DQO) e o consumo do glicerol, além da análise morfológica e o plaqueamento dos consórcios de bactérias geradoras de H2 no final dos ensaios. A geração de H2 ocorreu em todos os reatores, no entanto, para cargas orgânicas mais elevadas foram observados menores rendimento de H2. Em contrapartida, a remoção da DQO aumentou com o aumento da carga orgânica aplicada, assim como as taxas de consumo de glicerol livre. Também ocorreu a mudança no perfil dos produtos orgânicos formados, passando da predominância de ácido butírico para ácido acético. Não foi detectada a presença CH4 nos reatores. Nas contagens das culturas por plaqueamento foram verificadas colônias de bactérias pertencentes aos gêneros Lactobacillus sp. e Clostridium sp. / Raw glycerol is a co-product formed at high volumes in biodiesel production by the transesterification route (about 10% of the total volume). When used in crude form (low purity) is a cheap and renewable raw material, and can be used in the production of clean energy, as in H2 generation. However, this residue usually presents high concentrations of soaps and methanol coming from the process of obtaining the biodiesel. Because of this, crude glycerol was co-digested with household sanitary sewage as a strategy to improve H2 yield, provide nutrients and dilute potentially inhibitory compounds. In this sense, the objective of this work was to evaluate the generation of H2, Volatile Fatty Acids (VFA) and alcohols in anaerobic reactors in batch using crude glycerol, without the application of synthetic culture medium. Consortia of H2-generating bacteria from biological systems of treatment of poultry residue were used. The glycerol used in the experiments was obtained from transesterification of recycled cooking oil, and due to this, its physico-chemical characteristics presented a great challenge, since it had contaminants in high concentrations, including soaps and methanol. The characterization of glycerol was previously performed. The reactors were operated with crude glycerol diluted in sanitary sewage in the following concentrations (g COD L-1): 20, 40, 60, 80, 160, 240 and 320. The removal of the Chemical Oxygen Demand (COD) and the consumption of glycerol were evaluated, as well as the morphological analysis and the plating of the consortia of bacteria generating H2. The H2 generation occurred in all reactors, however, for higher organic loads, lower H2 yields were observed. On the other hand, the removal of COD increased with the increase of the applied organic load, as well as the rates of consumption of free glycerol. There was also a change in the profile of the organic products formed, from the predominance of butyric acid to acetic acid. No CH4 presence was detected in the reactors. In the counts of the cultures by plating were verified colonies of bacteria belonging to the genus Lactobacillus sp. and Clostridium sp.

Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Orientador: Ricardo Alan Verdú Ramos / Resumo: O presente trabalho tem como principal objetivo analisar o potencial de geração de energia a partir da queima direta e da decomposição anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos agroindustriais e dos efluentes líquidos, que tem se mostrado ao longo dos últimos anos técnicas viáveis para geração de energia neste segmento produtivo. Na grande maioria dos casos, os resíduos orgânicos agroindustriais não são destinados adequadamente ou geram grandes custos de tratamento, o que interfere diretamente na competitividade e no custo do produto a ser disponibilizado ao cliente. A Unidade Agroindustrial estudada é de grande porte, e está localizada no município de Rio Verde (GO), tendo como atividades principais o abate de aves e suínos, produção de produtos industrializados, incubatório e fábrica de rações. Foram levantados os principais resíduos orgânicos, bem como os principais parâmetros quantitativos e qualitativos dos efluentes líquidos gerados neste complexo industrial, e utilizadas as equivalências para determinação da geração de gás metano e biogás com base na literatura. O potencial médio mensal energético foi de 30.808 GJ/mês, e caso haja o aproveitamento energético, isto pode representar uma produção de energia térmica equivalente de 17.758 GJ/mês e um potencial médio mensal de produção de energia elétrica equivalente de 4.112 MWh. O custo orçado para implementar o sistema de aproveitamento energético foi de R$ 11.564.000,00, o que corresponde a um payback descontado de 37 mese... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main objective of this work was to analyze the potential of energy from the direct burning and anaerobic decomposition of organic solid agroindustrial residues and liquid effluents, which has been shown over the last years viable techniques for the generation of energy in this productive segment. In the vast majority of cases, organic agro-industrial wastes are not properly destined or generate large treatment costs, which directly interfere with the competitiveness and cost of the product to be made available to the customer. The Agroindustrial Unit studied is of great size, and is located in the municipality of Rio Verde (GO), whose main activities are the slaughter of poultry and pigs, production of industrialized products, hatchery and feed mill. The main organic wastes were collected, as well as the main quantitative and qualitative parameters of the liquid effluents generated in this industrial complex, and the equivalences were used to determine the generation of methane and biogas from other published scientific works. The average monthly energy potential was 30,808 GJ / month, and in case of energy utilization, this can represent an equivalent thermal energy production of 17,758 GJ / month and an average monthly potential of equivalent electric energy production of 4,112 MWh. The budgeted cost to implement the energy recovery system was R$ 11,564,000.00 which corresponds to a discounted payback of 37 months, showing it be possible to make the necessary investment... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Jorge de Lucas Júnior / Banca: Marco Antonio Biaggioni / Banca: Valeria Cristina Rodrigues Sarnighausen / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Banca: Eder Fonzar Granato / Resumo: Neste estudo objetivou-se analisar o potencial de produção de biogás e biofertilizante do processo de co-digestão anaeróbia do substrato composto pela fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) e dejetos de gado bovino leiteiro (DGBL) utilizando biodigestores batelada com capacidade de 2 L e biodigestores semicontínuos com capacidade de 60 L. Os resultados dos biodigestores semicontínuos foram aplicados em um estudo de caso tendo como base os dados de coleta de resíduos sólidos urbanos da cidade de Penápolis-SP co-digerido com estrume de 40 vacas e apresentou como resultado dados para dimensionamento de biodigestor com potenciais de produção de biogás e biofertilizante, e potencial de geração de energia elétrica. Para análise dos dados considerou-se um delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se o programa SAS® ao nível de significância de 5%. Foram analisadas a produção, o potencial de produção de biogás, a redução dos sólidos totais e voláteis e os teores dos nutrientes Nitrogênio, Fósforo e Potássio (NPK) do biofertilizante. O experimento em batelada constou de 11 tratamentos com proporções diferentes de FORSU (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% e 100%) com quatro repetições cada e apresentou potencial médio de produção de biogás de 0,38 m3/kg SV ad, com uma redução de sólido voláteis de 63,82% e biofertilizante com teores médios de NPK nos valores 3,14%, 0,87% e 1,26%, respectivamente, em um período de 192 dias para o tratamento T20. O expe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this study was to analyze the biogas and biofertilizer production potential of the anaerobic codigation process of the substrate composed of organic fraction of urban solid waste (FORSU) and bovine milk waste (DGBL) using batch biodigesters with a capacity of 2 L and semi-continuous biodigesters with a capacity of 60 L. The results of the semicontinuous biodigesters were applied in a case study based on the data of urban solid waste collection of the city of Penápolis-SP digested with manure of 40 cows and presented as result data for dimensioning of biodigestor with potential of biogas production and biofertilizer, and potential of electric energy generation. For data analysis, a completely randomized design was used, using the SAS® program at a significance level of 5%. Production, biogas production potential, total and volatile solids reduction and Nitrogen, Phosphorus and Potassium (NPK) nutrient content of the biofertilizer were analyzed. The batch experiment consisted of 11 treatments with different proportions of FORSU (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% and 100%) with four replicates each with an average biogas production potential of 0.38 m3 / kg SV ad, with a reduction of 63.82% volatile solids and biofertilizer with NPK mean values of 3.14%, 0.87% and 1.26%, respectively, over a 192 day period for the T20 treatment. The experiment in continuous biodigesters was composed of 2 treatments, one composed of 90% FORSU, 10% DGBL and water and another control treatment with only DGBL and water, with 5 replicates for each treatment. The study concludes that for batch feeding the FORSU limit for biogas generation is 30%. The semicontinuous biodigester with a FORSU and DGBL ratio of 90% -10% produces 1m3 of biogas with 36.23 kg of FORSU with a biogas production potential of 0.117 m3 /kg of SV ad. / Doutor

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-01-30T13:17:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_13_01_13_final.pdf: 4752582 bytes, checksum: e775be2cdd125d8cb89787e7acd2f64c (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-01-30T13:17:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_13_01_13_final.pdf: 4752582 bytes, checksum: e775be2cdd125d8cb89787e7acd2f64c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-30T13:17:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_13_01_13_final.pdf: 4752582 bytes, checksum: e775be2cdd125d8cb89787e7acd2f64c (MD5) / A Sociedade Brasileira vivencia uma série de problemas ambientais, provocados por ações antrópicas, dentre os quais a ineficiência do gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (RSU). Com o propósito de sanar ou mitigar essa adversidade é necessário desenvolver e executar ações conjuntas, com eficiência técnica e econômica,aproveitando a energia proveniente dos RSU desenvolvendo projetos que possibilitem definir a melhor tecnologia para tratamento dos resíduos. Nesse estudo foram caracterizados resíduos novos (RN) e resíduos velhos (RV) com diferentes idades do município de Barreiras – BA, em dois períodos climáticos distintos (úmido e semi-úmido) a fim de estimar o potencial energético por duas tecnologias: digestão anaeróbia com uso do ensaio de Potencial Bioquímico de Metano (BMP) e Poder Calorífico (PC). A metodologia aplicada se mostrou eficiente, sendo realizada a caracterização de alguns parâmetros físicos, químicos e biológicos dos RSU. Os resultados de composição gravimétrica para RN apresentaram valor médio de 49,49% para a fração pastosa, teor de umidade em base seca (BS) com 107,38%, teor de lignina 22,93% e Sólidos Totais Voláteis (STV) com 45,86%. O potencial médio de geração de metano (L0) para campo foi de 53,57 m3 CH4/Mg RSU, a constante relacionada a taxa de produção de CH4 (k) foi de 0,185 ano-1. O PC em base seca foi 4279,5 Kcal/kg para RN e 4604,5 e 5164 Kcal/kg para RV com idade de 1 e 10 anos de aterramento. A recuperação energética constituída de três cenários, apontou que com a implantação da tecnologia Aterro Sanitário (AS) uma produção acumulada de energia elétrica de 231489 MW durante um período de 37 anos, possibilitando abastecer em média cerca de 3476 residências por ano.

FARIAS, R. S. Avaliação de diferentes estratégias de remoção de BTEX em condições anaeróbias. 2013. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-09-16T17:45:00Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_rsfarias.pdf: 2208959 bytes, checksum: 50fee00d74f6d943b66059e7e8d71037 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-09-17T17:10:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_rsfarias.pdf: 2208959 bytes, checksum: 50fee00d74f6d943b66059e7e8d71037 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-17T17:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_rsfarias.pdf: 2208959 bytes, checksum: 50fee00d74f6d943b66059e7e8d71037 (MD5) Previous issue date: 2013-03-18 / The compounds benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) are monoaromatic hydrocarbons compounds which represent a high risk for the environment, mainly due to their toxic and carcinogenic characteristics. Among the methods usually applied for the removal of BTEX from contaminated waters, anaerobic treatment has drawn attention especially because of its low cost. Accordingly, anaerobic biodegradation of BTEX was assessed under methanogenic, denitrifying and sulfidogenic conditions. Assays were performed in three bitstream anaerobic bioreactors that were fed with a synthetic solution of BTEX (~ 3 mg.L-1 of each compound) solubilized in ethanol and operated at 27°C. The concentrations of BTEX were determined by chromatography. In methanogenic bioreactor were analyzed the following influences: 1) the The hydraulic retention time (HRT) (48 h, 36 h and 24 h), 2) the shock loading, 3) the effluent recycling , 4) and microaerobic system. The sulfidogenic reactor was operated with a HRT of 48 h with different DQO/SO4-2 ratios of approximately 12, 5, 2.5, and stoichiometric with different organic fillers. The denitrifying reactor was also operated with a HRT of 48 h in the rations DQO/NO3-1 of approximately 12 and 5. The reactors evaluated were quite stable during all phases of the experiment. About BTEX removal, in general, benzene showed the lower removal efficiencies, regardless of the electron acceptor, indicating the difficulty of biodegradation of this compound under anaerobic conditions. The highest removal efficiencies were observed for toluene and xylenes, reaching up to 90% removal. These values take into account possible interferences of adsorption and volatilization. It was also noted that there should be a synergy between the different compounds that could have a strong effect on the removal efficiencies of BTEX. Comparing the three reactors, it was noted that there was significant improvement in the removal efficiency of the compounds in the presence of nitrate or sulfate. The methanogenic reactor showed high COD removal efficiencies higher than 80% on average for the phases with a high substrate concentration, producing biogas (mainly in the form of methane) not accumulating volatile fatty acids, and with enough alkalinity to buffer the medium at neutral pH. The phase that achieved the best results BTEX removal (about 94%) was the one that had a microaerobic system added to methanogenic reactor, with COD removal efficiencies exceeding 85%. / Os compostos benzeno, tolueno, etilbenzeno e os xilenos (BTEX) são os hidrocarbonetos monoaromáticos que agregam maior risco ao meio ambiente, principalmente devido às características tóxicas e carcinogênicas. Dentre os métodos usualmente aplicados na remoção de BTEX em águas contaminadas, o tratamento anaeróbio tem merecido destaque principalmente em relação aos baixos custos. Nesse sentido, buscou-se avaliar diferentes estratégias de remoção de BTEX em condições anaeróbias. Foram realizados ensaios em fluxo contínuo em três biorreatores anaeróbios que foram alimentados com solução sintética de BTEX (~ 3 mg.L-1 de cada composto) solubilizados em etanol e operados a 27ºC. As concentrações dos BTEX foram determinadas por cromatografia. No biorreator metanogênico foram analisadas as seguintes influências: 1) do tempo de detenção hidráulico (TDH) (48 h, 36 h e 24 h); 2) da carga orgânica volumétrica; 3) da recirculação do efluente; 4) e do sistema microaeróbio. O reator sulfetogênico foi operado com um TDH de 48 h e foram testados diferentes razões DQO/SO4-2 de aproximadamente 12, 5, 2,5 e estequiométrica- com diferentes cargas orgânicas. O reator desnitrificante foi operado também com um TDH de 48 h nas razões DQO/NO3- de aproximadamente 12 e 5. Os reatores avaliados mostraram-se bastante estáveis durante todas as fases do experimento. Com relação à remoção de BTEX, de uma forma geral, as menores eficiências de remoção foram encontradas para o benzeno, independente do tipo de aceptor final de elétrons, indicando a difícil biodegradação desse composto sob condições anaeróbias, enquanto que as maiores eficiências foram observadas para os xilenos e o tolueno, chegando a remoções de até 90%. Tais valores levam em conta possíveis interferências de adsorção e de volatilização. Também foi notado que deve haver uma sinergia entre os distintos compostos, podendo esta exercer um forte efeito sobre as eficiências de remoção dos BTEX. Comparando-se os três reatores, notou-se que não houve melhora significativa nas eficiências de remoção dos compostos na presença de nitrato ou sulfato. O reator biológico metanogênico forneceu elevadas eficiências na remoção de DQO, superiores a 80% em média, para as fases que as concentrações de substrato estavam altas, produzindo biogás (predominantemente na forma de gás metano), não acumulando ácidos graxos voláteis, e com alcalinidade suficiente para tamponar o meio em pH neutro. A fase que obteve os melhores resultados de remoção de BTEX (cerca de 94%) foi a que tinha um sistema microaeróbio adicionado ao reator metanogênico, com eficiências de remoção de DQO superiores a 85%.

OLIVEIRA, C. J. S. Avaliação da microaeração na eficiência, estabilidade operacional, qualidade do biogás e controle de odor em sistemas anaeróbios de tratamento. 2013. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-04T13:48:52Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_cjsoliveira.pdf: 2330417 bytes, checksum: 9f62cfbdec9bd08e9aaf71a603699a02 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-05-06T18:16:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_cjsoliveira.pdf: 2330417 bytes, checksum: 9f62cfbdec9bd08e9aaf71a603699a02 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-06T18:16:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_cjsoliveira.pdf: 2330417 bytes, checksum: 9f62cfbdec9bd08e9aaf71a603699a02 (MD5) Previous issue date: 2013 / This research work evaluated the feasibility of the micro-aerobic process to remove sulfide from biogas in order to control biogas quality and odors in wastewater treatment plants (WWTP). Moreover, the impact of micro-aeration over the anaerobic system stability was evaluated, and a comparison of the micro-aerobic biotechnology with a chemical absorption process (NaOH) for sulfide removal from biogas was performed. The experiments were performed in a continuous mode in two acrylic-constructed mesophilic (28º C) bioreactors fed with synthetic wastewater. The experiment consisted into four operation phases for both reactors, being the two first phases used for the stabilization of the systems. During the operation phase III, sodium sulfate was introduced into the reactors at a COD/SO42- ratio of ~7. At the operation phase IV, the hydrogen sulfide removal systems were applied into the reactors, i.e. the reactor 1 (R1) was operated under strictly anaerobic conditions with a biogas caustic scrubbing, and the reactor 2 (R2) was operated at micro-aerobic conditions by using a 0,2 mL.min-1 atmospheric air injection into the headspace of the system. Physical-chemical analyses, such as COD, pH, alkalinity, sulfate, dissolved sulfide was performed, and biogas was characterized in terms of N2, O2, CH4, CO2, H2S, NH3. During the operation phases III and IV, both rectors showed a good stability in terms of COD removal (>80%) and sulfate removal (>90%). During the micro-aerobic process, the introduced oxygen did not affect organic matter removal. Regarding biogas quality, content of methane in the micro-aerobic system decreased to a value of 76% (phase III) and 52% (phase IV), due to the dilution with the nitrogen present in air. Meanwhile, when nitrogen interference was removed, similar concentrations to the anaerobic phase (phase III) were obtained, suggesting that methanogenic archaea was not significantly affected by the introduced oxygen. Regarding to sulfide removal, the micro-aerobic process was effective, both removing sulfide from the liquid and the gaseous phases, showing an average removal of 42% e 94%, respectively. The biogas cleaning process applied to R1 showed a 100% sulfide removal from biogas and 100% removal of CO2 and NH3. In this way, both, the micro-aerobic and the scrubbing processes were efficient for sulfide removal and can be used for odor control in WWTP. The preliminary economical study considering two technologies (micro-aerobic and the scrubbing) showed that even taking into account the initial investment for the aeration and the electricity costs for the continuous aeration, the operational costs with the chemical acquisition for the scrubbing process are much higher. Likely, the micro-aerobic process will be more advantageous than the scrubbing process after a detailed economic analysis or a life cycle assessment, however, it is necessary to perform more research in order to confirm these hypotheses. / Esta pesquisa avaliou o sistema microaeróbio como estratégia simples de remoção de sulfeto de hidrogênio da fração gasosa com vistas ao controle de odor e qualidade do biogás em estações de tratamento de esgotos (ETE). Adicionalmente, foi avaliado o impacto da microaeração na estabilidade operacional do sistema anaeróbio, além de um estudo comparativo entre a tecnologia microaeróbia e absorção química (NaOH) na remoção de H2S presente no biogás. Os experimentos foram conduzidos em fluxo contínuo em dois reatores mesofílicos (28°C) construídos em acrílico e alimentados com água residuária sintética. O experimento foi dividido em quatro fases de operação, para ambos os reatores, de modo que as duas primeiras fases foram para a estabilização dos reatores. Na fase III foi introduzido sulfato de sódio, em uma relação DQO/SO42- de aproximadamente 7. Por fim, na fase IV foram adicionados aos reatores os sistemas de remoção de H2S, ou seja, o reator 1 (R1) foi operado em condições estritamente anaeróbias com lavagem cáustica do biogás, enquanto que o reator 2 (R2) foi modificado para operar em condições microaeróbias a partir da injeção de 0,2 mL.min-1 de ar atmosférico em seu headspace. Foram realizadas análises físico-químicas no afluente e efluente dos reatores, como DQO, pH, alcalinidade, sulfato, sulfeto dissolvido e feita a caracterização do biogás em termos de N2, O2, CH4, CO2, H2S, NH3. Foi observado nas fases III e IV que ambos os reatores apresentaram boa estabilidade em termos de remoção de DQO (>80%) e remoção de sulfato (>90%). Durante o processo microaeróbio o oxigênio adicionado não modificou a remoção da matéria orgânica. Em relação à qualidade do biogás, observou-se que o conteúdo de metano no sistema provido de microaeração foi reduzido de 76% (Fase III) para 52% (Fase IV), devido à diluição com o nitrogênio presente no ar atmosférico. Entretanto, ao retirar a interferência do N2 foram obtidas concentrações próximas ao da fase totalmente anaeróbia (Fase III), indicando, portanto, que as arquéias produtoras de metano não foram afetadas significativamente pelo oxigênio introduzido. Em relação à remoção de sulfeto, o processo microaeróbio foi efetivo na redução tanto na fase líquida como na gasosa, com remoção média de 42% e 94%, respectivamente. O processo de lavagem do biogás aplicado no R1 promoveu remoção de 100% do H2S do biogás bem como 100% de CO2 e NH3. Dessa forma, tanto o processo microaeróbio como a lavagem foram eficientes na remoção do H2S e podem ser empregados no controle de odor em ETE. O estudo econômico preliminar das duas tecnologias (microaeróbio e lavagem cáustica) mostra que apesar do investimento inicial necessário para a instalação do processo microaeróbio e os custos de eletricidade para aeração contínua dos reatores, os custos operacionais com a aquisição do reagente químico no processo de lavagem superam os custos totais ao longo do tempo. Por fim, espera-se que o sistema microaeróbio seja mais vantajoso do que a lavagem química tanto sob o ponto de vista econômico em uma análise mais detalhada quanto na análise de ciclo de vida, mas que novos estudos devam ser conduzidos para comprovar tais hipóteses.