Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente (Área de Especialização de Projeto). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

The search for natural products which can increase animal productivity and reduce environmental impact has been intensified. Some plant extracts, such as essential oils, are used as feed additives able of improving ruminal fermentation by modulating the production of short chain fatty acids and inhibiting methanogenesis. The objective of this study was to evaluate the production of enteric and feces methane, as well as feeding behaviour, ruminal fermentation and kinetics of dairy and beef cattle fed with different essential oils. Eight non-pregnant, non-lactating and ruminally canullated cows were used: four were the dairy breed Holstein, and four were the beef breed Nellore. The diet was composed of 70% of roughage (corn silage) and 30% of concentrate (corn grain and soybean meal), the treatments differed only in relation to the essential oil added: CNT, a diet without any additive; EEO, a diet with 500 mg/kg of DM of eucalyptus (Eucalyptus citriodora) essential oil; PEO, a diet with 500 mg/kg of DM of Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius Raddi) essential oil, and LEO, a diet with 500 mg/kg of DM of lemongrass (Cymbopogon citratus Stapf) essential oil. The experimental design was the 4x4 contemporary latin square in a 2x4 factorial arrangement (referring to two specialized cattle breeds and four additives). The evaluation of the CH4 production of the manure was performed through experimental batch anaerobic digesters, in a completely randomized design. The beef cattle had lower DMI (P = 0.0413), they spent more time consuming, ruminating or chewing 1 kg of DM or NDF (min/kg), also had higher values for acetate, butyrate or total SCFA production than dairy cattle. The manure from dairy cattle had higher biogas production (L/gVS add) or CO2 (liters, percentage and L/gVS add) than the manure of beef cattle. The treatments with essential oils had on average 23% more rumination events per day than the control treatment (P = 0.0201). Diet containing essential oils decreased N2O production of feces from dairy cattle. The essential oils in the dosage used did not affect rumen fermentation and kinetics, as well as the emission of enteric methane and feces. / A busca por produtos naturais capazes de aumentar a produtividade animal e diminuir o impacto ambiental tem intensificado. Alguns extratos vegetais, como óleos essenciais, são utilizados como aditivos alimentares capazes de melhorar a fermentação ruminal, através da modulação da produção de ácidos graxos de cadeia curta e inibição da metanogênese. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de metano entérico e das fezes, bem como comportamento alimentar, fermentação e cinética ruminal de bovinos leiteiros e de corte alimentados com óleos essenciais. Foram utilizadas oito vacas não gestantes e não lactantes, fistuladas no rúmen, sendo quatro vacas com aptidão para produção leiteira e quatro para carne. A dieta base foi composta por 70% de volumoso (silagem de milho) e 30% de concentrado (milho grão e farelo de soja), os tratamentos diferiram apenas quanto ao óleo essencial adicionado: CNT: dieta sem nenhum aditivo; OEE: 500 mg/kg de MS do óleo essencial de eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora); OEA: 500 mg/kg de MS do óleo essencial de aroeira vermelha (Schinus terebinthifolius Raddi) e OEC: 500 mg/kg de MS do óleo essencial de capim cidreira (Cymbopogon citratus Stapf). O delineamento experimental utilizado foi o quadrado latino 4x4 contemporâneo em arranjo fatorial 2x4 (referente a duas diferentes aptidões e quatro dietas). Para avaliar a produção de CH4 dos dejetos utilizou-se biodigestores anaeróbios experimentais do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os bovinos de corte apresentaram menor ingestão de matéria seca (P = 0,0413) e levaram mais tempo para ruminar e mastigar 1 kg de MS ou FDN (min/kg). Eles também apresentaram maiores valores para produção de acetato, butirato e AGCC total. Os dejetos dos bovinos leiteiros tiveram maior produção de biogás e CO2 que os dejetos dos bovinos de corte. Os animais que receberam os tratamentos com óleos essenciais tiveram em média 23% mais eventos de ruminação por dia que animais do tratamento controle (P = 0.0201). Dietas contendo óleos essenciais diminuíram a emissão de N2O nas fezes de animais leiteiros. Os óleos essenciais na dosagem utilizada não alteraram a cinética e fermentação ruminal, bem como a emissão de metano entérico e das fezes.

A liquefação hidrotermal (HTL) é uma tecnologia muito utilizada para a conversão de diversos tipos de biomassa em Bio-óleo bruto; contudo, enquanto tal combustível é produzido uma fase aquosa (PHWW), rica em matéria orgânica e alguns compostos tóxicos, também é gerada, podendo ocasionar severos impactos ambientais negativos. O objetivo da presente pesquisa foi aplicar dois bio-adsorventes: in natura (BAA) e ativado quimicamente (BAAA), derivados da casca de amendoim, como pré-tratamentos da PHWW afim de melhorar sua biodegradabilidade anaeróbia. O carvão ativado granular (GAC) foi utilizado como adsorvente modelo para comparação. Os processos de adsorção foram otimizados com a utilização de desenhos compostos centrais rotacionais (DCCR), no quais as variáveis independentes foram: pH do adsorvato, temperatura e quantidade de (bio) adsorvente no meio. A porcentagem de remoção de DQO e do íon amônio foram as variáveis dependentes. Isotermas de adsorção foram obtidas em ensaios em batelada. Após realizado o estudo do processo de adsorção, o potencial metanogênico dos efluentes pré-tratados e do efluente in natura foi determinado. Esses ensaios foram conduzidos com três concentrações de PHWW (6,5%, 13% e 26%), com dois ensaios controle, um negativo e outro positivo. A pressão nos frascos reatores foi monitorada diariamente e a determinação da composição do biogás produzido foi realizada por cromatografia gasosa uma vez por semana. Os resultados para a processo adsortivo foram encorajadores, uma vez que cada bio-adsorvente testado foi otimizado para diferentes variáveis resposta: BAA (NH4+) e BAAA (DQO). Os ensaios anaeróbios mostraram que uma maior taxa de produção metanogênica, dos efluentes pré-tratados, pode estar ligada à modificação química da superfície nas cascas de amendoim. Foi possível concluir que a bio-adsorção se perfila como uma alternativa sustentável para o pré-tratamento de efluentes advindos da HTL de cianobactérias. / Hydrothermal liquefaction (HTL) is a technology widely used for the conversion of several types of biomass to bio-crude oil; however, while such a fuel is produced an aqueous phase (PHWW), rich in organic matter and some toxic compounds, is also generated and can cause severe negative environmental impacts. The objective of the present research was to apply two bio-adsorbents: peanut bio-adsorbent (PB) and activated peanut bio-adsorbent (APB), as pre-treatments of PHWW to improve their anaerobic biodegradability. Granular activated carbon (GAC) was used as an absorbent model for comparison. The adsorption process was optimized with the use of central rotational composite designs (DCCR), in which the independent variables were: pH of the adsorbate, temperature and amount of (bio) adsorbent in the medium. The percentage of COD removal and ammonium ion were the dependent variables. After the study of the adsorption process, the methanogenic potential of the pretreated effluents and raw PHWW was determined. These trials were conducted with three concentrations of PHWW (6.5%, 13% and 26%), with two control trials, one negative and one positive. The pressure in the reactor flasks was monitored daily and the composition of the biogas produced was determined by gas chromatography once a week. The results for the adsorption process were encouraging, and ach bio-adsorbent tested was optimized for different response variables: PB (NH4+) and APB (COD). The anaerobic assays showed that a higher rate of methanogenic production of pretreated effluents may be linked to the chemical modification of the surface in the peanut shells. It was possible to conclude that the bio adsorption is outlined as a sustainable alternative for the pretreatment of effluents coming from HTL.

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

Submitted by JOEL ABRAHAM MARTINEZ GONZALEZ (zanka83@hotmail.com) on 2018-06-04T14:18:38Z No. of bitstreams: 1 Martinez_Gonzalez_Joel_A_Dissertação.pdf: 1694647 bytes, checksum: 371cf0257618557ba85535d6c6fe80f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-06-05T13:53:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martinezgonzales_ja_me_bauru.pdf: 1643520 bytes, checksum: b7beaa3669364f5fe877c8f7fd93ce92 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T13:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martinezgonzales_ja_me_bauru.pdf: 1643520 bytes, checksum: b7beaa3669364f5fe877c8f7fd93ce92 (MD5) Previous issue date: 2018-03-29 / Outra / O objetivo do presente estudo foi determinar a influênc ia de variáveis biomecânicas na capacidade anaeróbia e no desempenho avaliado com um único esforço supramáximo , e se essa relação é dependente da experiência de treinamento refletida na técnica de corrida. Participaram n este estudo descritivo 22 homens s audáveis ( 29,18 ± 7,13 anos, 175,27 ± 5,8 estatura e 71,54 ± 8,52 de massa), divididos em dois grupos, fisicamente ativo (n = 11) e corredores amadores (n = 11) com V O 2máx de 43,17 ± 4,46 mL·kg - 1 ·min - 1 para atividade física e 55,45 ± 5,58 mL·kg - 1 ·min - 1 para corredores amadores, respectivamente. Os voluntários realizaram três esforços supramáximos em dias diferentes a 115% da intensidade associada a V O 2max (i V O 2max115% ) para estimar a capacidade anaeróbia (CA), calcular o trabalho mecânico total (W [tot] ) e testar a confiabilidade dos dados biomecânicos variáveis (isto é, trabalho mecânico e cinemática de corrida). Foram calculadas as correlações de Pairwise Person entre todas as variáveis biomecânicas e AC, bem como o desempenho de esforço supramáxi mo para verificar as correlações e uma análise de regressão múltipla foi calculada para obter o melhor preditor de AC e desempenho do esforço supramáximo. Uma ANOVA two way foi utilizada para verificar a confiabilidade dos cálculos do trabalho mecânico e v erificar as diferenças nas variáveis biomecânicas ao longo do esforço supramáximo (dividido em quatro períodos de tempo). Os principais achados do estudo foram: 1) O tempo de balanço (SWT) e a frequência de passos (SF) foram encontrados associados a vari áveis metabólicas nos corredores e somente o trabalho interno (W [int] ) em ati vos . A análise de regressão pareada revelou que essas variáveis explicaram 52,6% e 42,4% da variabilidade na CA. 2) Além disso, em relação ao desempenho supramáximo, a energia potencial (E PE ) explica 47,2% da variabilidade em corredores e o SwT explica 40,8% da variabilidade em ativos . 3) o re - teste teve um efeito de aprendizagem entre os corredores, porque eles usaram 27,42% menos trabalho mecânico no teste válido. É pos sível concluir que SF é o melhor preditor de AC em corredores e o W [int] é o melhor preditor de AC em ativos. A familiarização afeta o trabalho mecânico de acordo com a experiência de corrida. No entanto, o trabalho mecânico pode precisar de mais de dois t estes para se estabilizar. / The purpose of the present study was t o determine the influence of biomechanical variables on anaerobic capacity and performance assessed with a supramaximal effort and if this relationship is depend ing on training expe rience reflected in the running technique . 22 healthy men participated in this descriptive study (29.18 ± 7.13 years , 175.27 ± 5.8 height and 71.54 ± 8.52 of mass ) , divided in two groups, physical active (n=11) and amateur runners (n=11) with a V O 2max of 43.17±4.46 mL · kg - 1 · min - 1 for physical active and 55.45±5.58 mL · kg - 1 · min - 1 for amateur runners respectively. T he volunteers performed three supramaximal effort s in different days at 115% of the intensity associated to V O 2max ( i V O 2max 115% ) i n order to esti mate the anaerobic capacity (AC) , calculate the total mechanical work (W [tot] ) and to test reliability of biomechanical variables (i.e. mechanical work and running kinematics ) . Pairwise Person correlations were calculated between all the biomechanical vari ables and AC as well as supramaximal effort performance to verify correlations and a multiple stepwise regression analysis were calculated in order to obtain the best predictor of AC and supramaximal effort performance. An ANOVA two way was used to verify the reliability of mechanical work calculations and to verify differences in biomechanical variables along the supramaximal effort (divided in four - time periods) . The major findings of the study were : 1) The swing time (SwT) and the step frequency (SF) were found to be associated with metabolic variables in the runners and only the internal work (W [int] ) in physical active . Pairwise regression analysis revealed that these variables explained 52.6% and 42.4% of the variability in AC . 2) In addition, regarding the supramaximal performance, the potential energy ( E PE ) explains 47.2% of the variability in runners and SwT explains 40.8% of the variability in physical active. 3) the re test had a learning effect among runners because they used 27.42% less mechanical w ork in the valid test. It is possible to conclude that SF is the best predictor of AC in runners and the W [int] is the best predictor of AC in physical actives. The familiarization affects the mechanical work according to running experience. However, mecha nical work expenditure may need more than two trials to stabilized.

Orientador: Marcelo Loureiro Garcia / Banca: Adriana Ferreira Maluf Braga / Banca: Bruna de Souza Moraes / Resumo: Os processos de coagulação-floculação surgem como uma alternativa para o pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, normalmente caracterizados pela presença de matéria orgânica e cor residual. O presente trabalho buscou ajustar os melhores parâmetros de coagulação, mistura rápida, floculação e sedimentação para vinhaça anaerobicamente tratada e, dessa forma, verificar se o efluente final admite reuso, com ênfase na aplicação agrícola. Os coagulantes testados foram: solução de amido 2% (m/v) e cloreto férrico 40% sendo que as faixas das dosagens de coagulante testadas foram, respectivamente, 1 a 120 mg.L-1 e 1 a 25 g.L-1. Para as condições testadas, os resultados obtidos mostraram a ineficiência da solução de amido como coagulante para esse efluente. Para os ensaios realizados utilizando-se cloreto férrico como coagulante, os parâmetros otimizados foram: dosagem de solução de cloreto férrico 40% (1,6 g.L-1), gradiente e tempo de mistura rápida (325 rpm; 10 s), gradiente e tempo de floculação (65 rpm; 20min) e tempo de sedimentação (20 min). Dentre os parâmetros, apenas a dosagem de coagulante e o tempo de sedimentação influenciaram significativamente (α=5%) o desempenho do processo. A correção do pH do afluente não se mostrou satisfatória para o desempenho do tratamento. Os resultados indicaram que os processos de coagulação/floculação são mais eficazes quando aplicados à vinhaça metanizada em comparação às vinhaças acidificada e bruta. A partir dos resultados obtido... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Coagulation-flocculation processes emerge as an alternative to the post-treatment of effluent streams from anaerobic reactors, usually characterized by residual organic matter and color. This study aimed to adjust the best coagulation, rapid mixing, flocculation and sedimentation parameters applied to anaerobically treated vinasse and thus check whether the final effluent allows reuse, with emphasis on agricultural application. Solutions of starch 2% (m/v) and ferric chloride 40% were tested as coagulants, with dosages ranging from 1 to 120 mg.L-1 and 1 to 25 g.L-1, respectively. For the conditions tested, the results indicated the ineffectiveness of the starch solution as a coagulant for this effluent. For the tests performed with ferric chloride as coagulant, the optimal parameters were: ferric chloride solution dosage 40% (1.6 g.L-1), rapid mixing gradient and time (325 rpm, 10 s), flocculation gradient and time (65 rpm; 20 min) and settling time (20 min). Among the parameters, only coagulant dosage and settling time significantly (α=5%) impacted the performance of the process. The correction of the influent pH was not satisfactory for the performance of treatment. The results indicated that the coagulation/flocculation processes are most effective when applied to methanized compared to acidified and raw vinasses. From the results obtained, analyses were performed to verify the possibility of reuse of treated effluent in fertigation, observing that higher volumes of treat... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Jorge de Lucas Júnior / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Banca: Silvana Martinez Baraldi Artoni / Resumo: O objetivo do estudo foi avaliar o uso de três tipos de cama de frango e sua ação na produção de biogás. Foram utilizados 720 pintos de corte da linhagem Cobb 500®, distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado, com três tratamentos e oito repetições com 30 aves cada. Os tratamentos consistiram de diferentes tipos de cama: T1: cama de maravalha; T2: cama de casca de amendoim; T3: cama de capim napier. As características avaliadas nos frangos foram: desempenho, rendimento de carcaça e de partes e densitometria óssea. Para as camas determinou-se a produção, a composição química e os potenciais de produção de biogás de cama (biodigestores do tipo contínuo e batelada) de frangos de corte. As camas e as excretas alimentaram os biodigestores com quatro repetições por tratamento. Foi realizada a análise de variância dos dados e em caso de significância estatística foi adotado o procedimento de comparação das médias pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade. Não houve diferença significativa (p<0,05) entre os tratamentos para nenhuma das características de desempenho das aves (ganho de peso, peso médio, consumo de ração e conversão alimentar). O tratamento com cama de maravalha quando comparado aos demais tratamentos apresentou diferença significativa com relação ao rendimento da coxa e sobrecoxa e também para as características densitométricas. Foram também observados os maiores valores para a composição mineral óssea e a densidade mineral óssea. Para o teor de minerais, a cama de casca de amendoim apresentou o maior teor de nitrogênio e o capim napier o maior teor de potássio, diferindo significativamente dos demais tratamentos. O tratamento em se que utilizou a cama de maravalha apresentou valores maiores e significativos (P<0,05) para FDN, FDA e Lignina. A maior produção de biogás e de metano foi obtida nos biodigestores semi-contínuos abastecidos com capim napier, observando se ... / Abstract: The purpose of the study was to evaluate the use of three types of poultry litter and its effect on biogas production. 720 broiler chicks Cobb 500 ® line were distributed in a completely randomized design with 3 treatments and 8 replicates of 30 birds each were utilized. Treatments consisted of different bed types: T1: Shavings; T2: Bark Peanut; T3: Napier grass. The characteristics evaluated were: performance, carcass and parts, bone densitometry, production, chemical composition and potential of biogas production from poultry litter (digesters continuous type and batch). The poultry litter and excreta were distributed in digesters with 4 replicates per treatment. Analysis of variance was performed and in case of statistical significance was adopted procedure for comparison of means by Tukey test at 5% probability. There was no significant difference (p <0.05) between treatments for any of the performance characteristics of birds (GP, PM, RC and AC). Treatment with shavings when compared to the other treatments showed significant difference with respect to the income of the thigh and drumstick and also for densitometric characteristics showed higher values for bone mineral content and bone mineral density. For the mineral content, the Double Peanut Bark the highest level of Nitrogen and Napier grass the highest level of potassium, differing significantly from the other treatments. The treatment that used the shavings had higher and significant values (P <0.05) for NDF, ADF and lignin. The higher production of biogas and methane was obtained in semi-continuous digesters supplied with napier grass, observing mean values of 0.00319 and 0.13762 m³ kg, respectively. The potential for methane production was significantly different between treatments peanut shell and napier grass in relation to treatment with wood shavings, which has the potential of producing 0.2346 m³ / kg VS added. For treatment in digesters of the batch type napier ... / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-06T17:29:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1233220 bytes, checksum: 7f43bb4187e92aec5ddfb949809b685c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T17:29:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1233220 bytes, checksum: 7f43bb4187e92aec5ddfb949809b685c (MD5) Previous issue date: 2004-04-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A biodigestão anaeróbia tem sido aplicada para o tratamento de efluentes de agroindústrias alimentícias e de bebidas, tanto em países desenvolvidos como naqueles em desenvolvimento. Contudo, a eficiência do processo de biodigestão anaeróbia é afetada por uma série de fatores que vão desde as condições ambientais, operação do sistema, natureza da matéria prima até ao desenho do biodigestor. Dentre os fatores mais importantes está a temperatura, pois o desenvolvimento dos microrganismos e conseqüentemente a produção de biogás é função da temperatura operacional do biodigestor, ou seja, a mesma temperatura afeta diretamente a dinâmica do processo. Todos os microorganismos produtores de metano são muito sensíveis a alterações de temperatura e qualquer mudança brusca que exceda a 3 °C afeta a produção. Dessa forma é preciso assegurar uma relativa estabilidade de temperatura e ainda a distribuição da mesma no volume de substrato, o mais uniforme possível. O mais importante é evitar variações bruscas, pois, do contrário, os microrganismos não sobrevivem e, portanto, a produção do biogás é interrompida. O objetivo geral do presente trabalho foi avaliar a eficiência de um trocador de calor em manter a temperatura do substrato constante e uniforme. Tal avaliação foi feita com base em parâmetros de eficiência do próprio processo de biodigestão anaeróbia tais como a redução da concentração de sólidos, de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e Demanda Química de Oxigênio (DQO) e, ainda, com base na produção de biogás. Para o estudo foi construído um biodigestor, modelo Indiano, com capacidade útil de 2,20 m 3 , no qual foi instalado um sistema de trocador de calor, tipo serpentina, para o aquecimento do substrato. Na operação considerou se a média aproximada de 6 dag.L -1 de sólidos totais no afluente, concentração considerada adequada a biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos. Com base no estudo desenvolvido pôde-se concluir que o sistema de aquecimento proposto foi insuficiente para manter a temperatura do substrato na faixa de temperatura ótima de biodigestão, apesar de tê-la mantido constante em aproximadamente 25 °C. Houve redução de 12,54% na concentração de sólidos totais, de 18,10% na concentração de sólidos voláteis e, de 3,3 e 3,64% , respectivamente, para DQO e DBO. / Anaerobic biodigestion has been used for treating effluents of food and beverage agro-industries in developed as well as developing countries. However, the efficiency of the anaerobic biodigestion process is affected by a number of factors ranging from environmental conditions, system operation, and raw material origin to the biodigester design. Temperature is among the most important factors, because the development of microorganisms and consequently biogas production is a function of the biodigester operational temperature, which means, that the same temperature affects directly the dynamics of the process. All methane-producer microorganisms are very sensitive to temperature alterations and any abrupt change that exceeds 3 °C affects the production. In that way, it is necessary to assure a relative temperature stability and also its distribution in the substrate volume as uniform as it is possible. The most important thing is to avoid abrupt variations because, otherwise, microorganisms will not survive and therefore biogas production is interrupted. The general objective of the present work was to evaluate the efficiency of a heat exchanger in keeping the substrate temperature constant and uniform. Such evaluation was carried out based on efficiency parameters of the anaerobic biodigestion process itself, such as solid concentration reduction, Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Chemical Oxygen Demand (COD) and, also biogas production. For the study, a 2,20 m3 work capacity biodigester, Indian-model, was built, having a serpentine-type heat exchange system installed in order to heat substrate. The approximate average of 6 dagL-1 total solids in the tributary was considered in the operation. This concentration is reckoned to be appropriate to swine waste anaerobic biodigestion. Based on the results obtained, it is concluded that the heating system proposed was deficient in keeping the substrate temperature within the range of optimum biodigestion, in spite of having kept it steady in approximately 25 °C. There was reduction of 12,54% in the total solids concentration, 18,10% in the volatile solids concentration, and 3,3 and 3,64% for COD and BOD respectively. / Dissertação importada do Alexandria

BRAÚNA, C. H. C. Efeito do nitrato na descoloração redutiva de corante azo por lodo anaerobio mesofi­lico. 2007. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-22T17:52:21Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_chcbraúna.pdf: 1333917 bytes, checksum: b5d99c38fa4c4e4fe523dc1db377547d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-29T15:36:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_chcbraúna.pdf: 1333917 bytes, checksum: b5d99c38fa4c4e4fe523dc1db377547d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T15:36:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_chcbraúna.pdf: 1333917 bytes, checksum: b5d99c38fa4c4e4fe523dc1db377547d (MD5) Previous issue date: 2007-11-04 / The present investigation aimed to study the effect of nitrate on colour removal of dyes in anaerobic bioreactors supplemented or not with redox mediators. Two anaerobic bioreactors in parallel were operated at a hydraulic retention time (HRT) of 10 h, with ethanol as co-substrate. The contínuous flow experiment was divided in three steps after steady-state conditions were reached. In the first step, the reactors were fed with an affluent containing the azo dye Reactive Red 2 (RR2) tested in different concentrations. In the second step, one of the reactors was supplemented with the redox mediator AQDS, in order to evaluate its effect on the decolourisation process. Finally, in the third step of the experiment, both reactors (AQDS-supplemented and AQDS-free) received different concentrations of nitrate. The results showed that the reactors were efficient on colour removal, in which the compound ethanol was a good electron donor to sustain colour removal under anaerobic conditions. The redox mediator AQDS increased the decolourisation rates, but its effect was not so evident compared to the previous investigations. Contrary to the raised hypothesis that the nitrate addition could decrease decolourisation rates and catalytic properties of the redox mediators, no effect of nitrate was observed in the bioreactors, suggesting that the presence of nitrate in textile wastewaters will not decrease the capacity of anaerobic reactors supplemented or not with redox mediators to decolourize azo dyes. Finally, batch experiments evaluated the effect of an electron donor concentration gradient on colour removal, which indicated that the decolourisation rates were proportional to the concentration of ethanol tested and the redox mediator AQDS had a more evident effect on the colour removal kinetics. / A presente investigação teve como objetivo estudar o efeito do nitrato na remoção de cor de efluente têxtil em reatores anaeróbios suplementados ou não com mediadores redox. Dois reatores anaeróbios em paralelo foram operados com um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 10 horas, com etanol como co-substrato. O experimento em fluxo contínuo foi dividido em três etapas após a obtenção de condições estáveis de operação. Na primeira etapa, os reatores receberam o afluente contendo o corante azo Reactive Red 2 (RR2) em concentrações variadas. Na segunda fase, um dos reatores foi inoculado com o mediador redox AQDS para testar seu efeito na aceleração dos processos de remoção de cor. Finalmente na terceira fase do experimento, ambos os reatores (suplementado e livre de AQDS) foram inoculados com nitrato em concentrações variadas. Os resultados provaram que os reatores eram eficientes na remoção de cor, em que o composto etanol mostrou-se um eficiente doador de elétrons para sustentar a redução do corante azo sob condições anaeróbias. O mediador redox AQDS aumentou as taxas de redução do corante azo, mas o seu efeito não foi tão marcante comparado com os experimentos conduzidos anteriormente. Contrariamente às hipóteses levantadas de que a adição de nitrato poderia interferir nas taxas de remoção de cor e propriedades catalíticas do mediador redox, não foi verificado nenhum efeito deste composto. Tal observação sugeriu que a presença do nitrato em esgotos têxteis não diminuirá a capacidade dos reatores anaeróbios, suplementados ou não com mediador redox, em descolorir corantes azo. Finalmente, os experimentos em batelada avaliaram o efeito do gradiente de concentração do doador de elétrons (etanol) nas taxas de remoção de cor, os quais indicaram que as taxas eram proporcionais às concentrações de etanol testadas e que o mediador redox AQDS teve um efeito mais marcante na cinética de descoloração.