Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-02-06T19:18:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO__ENGCIVIL_UFPE_TALITA_2016.pdf: 2406601 bytes, checksum: e0d2f49464f0d875b06470d5e47b1d5b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-06T19:18:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO__ENGCIVIL_UFPE_TALITA_2016.pdf: 2406601 bytes, checksum: e0d2f49464f0d875b06470d5e47b1d5b (MD5) Previous issue date: 2016-12-07 / CNPQ / Os resíduos sólidos orgânicos representam mais de 50% dos resíduos sólidos gerados no Brasil, que aliado ao principal subproduto gerado nas estações de tratamento de esgoto e nas indústrias, o lodo, podem ser co-digeridos e intensificar a geração de biogás e metano, tornando-se uma importante fonte de alternativa energética, além de reduzir os impactos ambientais decorrentes das disposições inadequadas destes resíduos e das emissões dos gases de efeito estufa. Deste modo, esta pesquisa possui como objetivos a análise da geração de biogás e metano na co-digestão do resíduo alimentar com lodo anaeróbio (doméstico e industrial) em duas proporções de substrato/inóculo (1:11 e 1:6); além da análise da influência das cascas cítricas e ácidas no processo de digestão anaeróbia; e o estudo da variabilidade destes lodos e a sua influência na co-digestão, através da realização de ensaios de Potencial Bioquímico do Metano (BMP). A partir dos resultados obtidos, foi constatado o aumento da geração de biogás proporcionada pela adição do lodo, evidenciando a sinergia proporcionada pela complementariedade das características dos substratos envolvidos. Entretanto, em termos de geração de metano, foi constatada a acidificação e a inibição da atividade metanogênica nos biorreatores contendo resíduo, que pode ter sido favorecido pela predominância das características do substrato utilizado, como um pH ácido, alta relação C/N, elevada presença de amido e lipídeos que podem ter favorecido o acúmulo de ácidos graxos voláteis e a acidificação do meio; bem como a baixa alcalinidade dos inóculos utilizados, que não forneceram o tamponamento suficiente. Observou-se também que adição de cascas cítricas e ácidas proporcionou um leve aumento no volume acumulado de biogás e metano em relação à co-digestão sem a adição das casas, provavelmente em decorrência da melhora da relação C/N do meio. É possível verificar ainda a variabilidade dos lodos oriundos de diferentes origens e a similaridade (em termos de volume acumulado de biogás) dos lodos provenientes da mesma origem, apesar de terem sido coletados em épocas diferentes. Com este trabalho foi possível analisar a influência das características dos substratos na digestão anaeróbia; a importância da sua caracterização prévia no intuito de evitar possíveis falhas no processo; bem como a relevância do tamponamento do sistema e a carga orgânica adequada para evitar a acidificação do meio e a inibição da formação de metano. / The solid organic waste represents more than 50% of the solid waste generated in Brazil, that associated with the main byproduct generated in sewage treatment stations and industries, the sludge, can be co-digested and increase the generation of biogas and methane, making it an important source of alternative energy, besides reducing environmental impacts due the inadequate provisions of this waste and emissions of greenhouse effect gases. The objective of this research was to analyze the biogas and methane generation in the co-digestion of food waste with anaerobic sludge (domestic and industrial), in two substrate/inoculum ratios (1:11 and 1:6); as well as the analysis of the influence of the citric and acid peels in the anaerobic digestion process; and the study of the variability of these sludges in the co-digestion, through the conduction of Potential Biochemical Methane (PBM) tests. From the obtained results, it was observed the increase of biogas generation provided by the addition of sludge, indicateng the synergy provided by the complementary characteristics of the substrates involved. However, in terms of methane generation, it was observed the acidification and inhibition of the methanogenic activity in the bioreactors containing residue, probably due to the predominance of their characteristics, such as acidic pH, high C/N ratio, high presence of starch and lipids that may have favored the accumulation of volatile fatty acids and the acidification of the environment; as well as the low alkalinity of the inoculants used, which did not provide sufficient buffering. It was observed that the addition of citrus and acid peels provided a level of increase in the accumulated volume of biogas and methane in relation to the co-digestion without the addition of the peels, probably due to the improvement in the C/N ratio of the medium. It’s possible to verify the variability of sludge from different sources, and the similarity (in terms of cumulative volume of biogas) of the sludges from the same source, despite being collected at different times. With this project, it was possible to analyze the influence of the characteristics of substrates in anaerobic digestion; the importance of its previous characterization in order to avoid possible failures in the process; as well as the relevance of buffering the system and the appropriate organic load to avoid acidification of the environment and inhibition of methane formation.

Levando-se em consideração a importância econômica que a indústria sucroalcooleira e do biodiesel representam para o Brasil, bem como a posição de destaque do país neste cenário econômico mundial, uma gestão adequada do efluente gerado pelas indústrias torna-se fundamental. A fim de minimizar os impactos ambientais associados, tendo em vista que um litro de etanol produzido gera até quinze litros de vinhoto e que cada tonelada de biodiesel gera cem quilos de glicerol, tecnologias disponíveis podem ser utilizadas, como no caso de processos anaeróbios. Este estudo avaliou doze experimentos em processo anaeróbio em escala laboratorial utilizando efluente de vinhoto e glicerol pós tratamento por processo de acidogênese, oriundo da indústria sucroalcooleira e do biodiesel. Foram determinados parâmetros de produção de metano, entre outros aspectos. Os três reatores dos quatro experimentos que apresentaram resultados mais significativos em termos de produção de metano no período de tempo monitorado, utilizando somente vinhoto residual, foram o V4.3, V2.3 e o V3.3, em volumes de 6.241 mL, 6.087 mL e 4.845 mL, respectivamente. Já nos experimentos utilizando também glicerol, os resultados apresentaram produções máximas de metano de 8.687 mL, 7.990 mL e 6.640 mL, para relações de proporções de vinhoto e glicerol de 80/20, 60/40 e 20/80, respectivamente. / Taking into account the economic importance that the sugar-alcohol industry and biodiesel represent for Brazil, as well as the country's leading position in this world economic scenario, adequate management of the effluent generated by the industries becomes fundamental. In order to minimize the associated environmental impacts, given that one liter of ethanol produced generates up to fifteen liters of vinasse and that each ton of biodiesel generates one hundred kilos of glycerol, available technologies can be used, as in the case of anaerobic processes. This study evaluated twelve experiments in anaerobic process in laboratory scale using effluent of vinasse and glycerol post treatment by acidogenesis process, coming from the sugar-alcohol industry and biodiesel. Methane production parameters were determined, among other aspects. The three reactors of the four experiments that presented the most significant results in terms of methane production in the monitored time period, using only residual vinasse, were V4.3, V2.3 and V3.3, in volumes of 6,241 mL, 6,087 mL and 4,845 mL, respectively. In the experiments using also glycerol, the results presented maximum methane yields of 8,687 mL, 7,990 mL and 6,640 mL, for vinasse and glycerol ratios of 80/20, 60/40 and 20/80, respectively.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KelianaDantasSantos.pdf: 895385 bytes, checksum: 3acd95bf0a090afc60f2e59780dde652 (MD5) Previous issue date: 2007-02-22 / The environmental conditions in Brazil have been contributing to the development of anaerobic systems in the treatment of wastewaters, especially UASB reactors Upflow Anaerobic Sludge Blanket. In the anaerobic digestion, the organic nitrogen is reduced, to ammonium form, which is not degraded in those conditions. The method more used for nitrogen removal is the biological treatment by nitrification and denitrification. The nitrification is an aerobic process, accomplished by autotrophic bacteria that promote the oxidation of ammonia to nitrite and nitrate. The second stage of the treatment, named denitrification, is a process in which anaerobic bacteria reduce nitrite and nitrate to molecular nitrogen. The classic biological process, for removal of nutrients, use three reactors - Bardenpho System, therefore, this work intends an alternative system, where the anaerobic digestion and the denitrification happen in the same reactor, in this system, is reduced for two, the number of reactors. This work had as objective evaluates the performance of the UASB reactor, in terms of removal efficiency, of bath COD and nitrogen. It was verified that the anaerobic digestion process was not affected, the removal efficiency of organic material expressed in COD, in all the phases, was 71%, removal already expected for a reactor of this type. It was also observed that the denitrification process happened, the removal nitrate efficiencies were, in the first phase, 90% and in the following ones, 50%. Therefore, the denitrification process in reactor UASB is viable. / As condições ambientais do Brasil, principalmente o clima por apresentar altas temperaturas, têm contribuído para o desenvolvimento de sistemas anaeróbios no tratamento de águas residuárias, especialmente reatores UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket,. No processo de digestão anaeróbia, o nitrogênio orgânico é reduzido para a forma amoniacal, a qual não é degradada nessas condições. Nos sistemas de tratamento de águas residuárias, o método mais frequentemente utilizado para remoção de nitrogênio é o tratamento biológico por nitrificação e desnitrificação. A nitrificação é um processo aeróbio, realizado por bactérias autotróficas que promovem a oxidação da amônia para nitrito e nitrato. Na segunda etapa do tratamento, desnitrificação, as bactérias facultativas anaeróbias reduzem nitrito e nitrato a nitrogênio molecular. No processo biológico clássico, para remoção de nitrogênio e fósforo, são necessários três reatores - Sistema Bardenpho. Nesta pesquisa, propõe-se um sistema alternativo, onde a metanização e a desnitrificação acontecem no mesmo reator, sendo o número de reatores, desse sistema, reduzido para dois. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um reator UASB, em termos de eficiência de remoção, de DQO e de compostos de nitrogênio. Verificou-se que o processo de metanização não foi prejudicado, pois, a eficiência de remoção de material carbonáceo expresso em DQO, em todas as fases, foi de 71%, remoção já esperada por um reator deste tipo. Também se observou que efetivamente ocorreu o processo de desnitrificação, visto que as eficiências de remoção de nitrato foram, na primeira fase, de 90% e nas seguintes, em média 50%. Portanto, o processo de desnitrificação em reator UASB é viável.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:20:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Mateus Cunha Mayer.pdf: 1482093 bytes, checksum: 6ef7ab7f3428e39fcb866641ec5568e6 (MD5) Previous issue date: 2013-04-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Municipal solid waste are produced daily from commercial, industrial and domestic sectors, thus becoming one of the biggest environmental problems nowadays. There are several techniques for treatment of solid waste, mainly organic fraction, which is liable to biological degradation. Anaerobic digestion has been widely used for this purpose. One of the most important stages of anaerobic digestion is hydrolysis, which promotes the breakdown of organic polymer complex to simple molecules by extracellular enzymes. Prior preparation of inoculum is an example of pre-treatment that can increase the efficiency of anaerobic process, achieving higher yields in the production of biogas and further biostabilized final compound.This study aimed to evaluate the conduct of different inoculum in anaerobic digestion of food waste, analyze the soluble fraction of each treatment, determine the kinetic constant of biodegradation and quantify the production of biogas. The experimental system was installed and monitored premises Experiment Station Biological Treatment of Sewage from the State University of Paraiba, Campina Grande. The substrate used in the experiment was added to the inoculum and fed to different reactors (leachate, UASB effluent, adapted leachate and adapted UASB), composing the treatments. The adapted leachate and UASB inoculum were pre-treated under anaerobic conditions for four months before starting the experiment. One of the treatments was studied as a blank test without the addition of inoculum.Soluble fractions were analyzed for each treatment from weekly collection of the liquid sample. The biogas volume quantification was performed daily using manometric system. After 104 days of monitoring, it was observed that among the conditions studied, the treatment process to better answered biological solubilization was that containing leachate, getting larger value of biodegradation kinetics constant. The biogas production obtained low variation of results, with unit values of 0.13 L and accumulated volumes around 9.5 L in treatments studied. / Os resíduos sólidos urbanossão produzidos diariamente a partir de setores comerciais, industriais e domésticos, constituindo-se em um dos maiores problemas ambientais da atualidade. Existem diversas técnicas de tratamento de resíduos sólidos, principalmente, a fração orgânica, que é passível de degradação biológica.A digestão anaeróbia vem sendo amplamente utilizada para tal finalidade. Uma das etapas mais importantes constituintes da digestão anaeróbia é a hidrólise, que promove a quebra de complexos poliméricos orgânicos a moléculas mais simples,através de enzimas extracelulares. A preparação prévia de inóculosé um exemplo de pré-tratamento que pode aumentar a eficiência da partida do processo anaeróbio, obtendo-se maiores rendimentos na produção de biogás e um composto final mais bioestabilizado. Esse estudo teve como objetivos avaliar o comportamento de diferentes inóculos na digestão anaeróbia de resíduos alimentícios, analisar a fração solúvel de cada tratamento, determinar a constante cinética de biodegradação e quantificara produção de biogás. O sistema experimental foi instalado e monitorado nas dependências da Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários da Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande. O substrato utilizado no experimento foi adicionado a diferentes inóculos e alimentado aos reatores (lixiviado, efluente UASB, lixiviado adaptado e UASB adaptado), compondo os tratamentos estudados. Os inóculos lixiviado e UASB adaptados foram pré-tratados em condições anaeróbias durante quatro meses antes da partida do experimento. Um dos tratamentos foi estudado como prova em branco, sem a adição de inóculo. Foram analisadas as frações solúveis de cada tratamento a partir da coleta semanal de amostra líquida. A quantificação do volume de biogás gerado foi realizada diariamente utilizando sistema manométrico. Após 104 dias de monitoramento, observou-se que,dentre as condições estudadas, o tratamento que melhor respondeu ao processo de solubilização biológica foi o que continha lixiviado, obtendo maior valor da constante cinética de biodegradação. A produção de biogás obteve baixa variação dos resultados, com valores unitários da ordem de 0,13 L e volumes acumulados em torno de 9,5 L nos tratamentos estudados.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-09-04T18:13:04Z No. of bitstreams: 1 Tamiris_Tonello2017.pdf: 1063307 bytes, checksum: d80fc677c2b209daeed59666a3b6e67a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T18:13:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tamiris_Tonello2017.pdf: 1063307 bytes, checksum: d80fc677c2b209daeed59666a3b6e67a (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Energy demand has been met, for the most part, by non-renewable sources of energy, mainly from fossil fuels. These fuels tend to become extinct, so that, in order to guarantee economic, social, and ecological progress,it is necessary to look for renewable alternatives for the generation of energy. Bio-hydrogen production resulting from the biological method stands out due to the possibility of its obtaining from residue. Therefore, this work has the objective of evaluating the efficiency of anaerobic sequential batch reactor with immobilized biomass (AnSBBR) for the production of bio-hydrogen from cassava starch wastewater (CSW). The AnSBBR used in the tests presents mechanical agitation system and total and useful volumes of 6.0 and 4.3 L, respectively. The reactor was kept in a controlled temperature chamber (30 °C). Four experimental conditions (I, II, III, and IV) were carried out in a fed batch with organic volumetric loads (9.0, 13.5, 18.0, and 18.0 g-total sugars L-1d-1) for cycle durations of 4; 4; 3; and 2 h, respectively.Conditions I, II, and IV were inoculated with sludge from an anaerobic reactor from CSW, and condition III was with auto-fermented inoculum. It was found that the inoculum from the anaerobic reactor of the cassava starch effluent influenced the production of biogas in AnSBBR reactors. Condition II showed total sugar conversion of 84%, hydrogen molar productivity of 35.8 mLH2 m-3d-1 and hydrogen yield related to total sugar applied and removed of 2.42 and 4.6 molH2 Kg total sugars-1, respectively. In condition III (18 g-total sugars L-1d-1 and TDH of 3 h) with auto-fermented inoculum, there was no hydrogen production; however, it presented 98.47% of total sugar conversion throughout the operation. As for the intermediate products, there was an increase of acetic, butyric, and propionic acids in the reactor. However, the lactic acid did not increase, probably due to consumption by microorganisms, except in condition IV. / A demanda energética vem sendo atendida, em sua maior parte, por fontes de energia não renováveis advindas, principalmente, de combustíveis fósseis. Esses combustíveis tendem a se extinguir, de forma que se faz necessário, para garantir os avanços econômico, social e ecológico, buscar alternativas renováveis para a geração de energia.A produção de bio-hidrogênio, resultante do método biológico, se mostra de interesse pela possibilidade da sua obtenção a partir de resíduos.Diante disso, esse trabalho teve por objetivo avaliar a influência da carga orgânica na produção de bio-hidrogênio, a partir de água residuária de fecularia de mandioca (ARF) em reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais com biomassa imobilizada (AnSBBR). O AnSBBR utilizado nos ensaios apresenta sistema de agitação mecânica e volume total e útil de 6,0 e 4,3L, respectivamente. O reator foi mantido em câmara com temperatura controlada (30 °C). Foram realizadas quatro condições experimentais (I, II, III e IV) em batelada alimentada com cargas orgânicas volumétricas de 9,0; 13,5; 18,0 e 18,0 g-carboidratos totais.L-1d-1), nos tempos de ciclo de 4; 4; 3 e 2 h, respectivamente. As condições I, II e IV foram inoculadas com lodo de um reator anaeróbio tratado termicamente, e a condição III com inóculo obtido por autofermentação da ARF. Concluiu-se que o inóculo proveniente do reator anaeróbio influenciou na produção de biogás em reatores AnSBBR. A condição II apresentou a conversão de açúcar total de 84%, a produtividade molar de hidrogênio de 35,8 molH2 m-3d-1 e o rendimento de hidrogênio em relação ao açúcar total aplicado e removido de 2,42 e 4,6 molH2 Kg-carboidratos totais-1, respectivamente. Na condição III (18 g-carboidratos totais L-1d-1e TDH de 3 h) com inóculo autofermentado não houve produção de hidrogênio; no entanto, houve conversão de açúcar total de 98,47% ao longo da operação. Quanto aos produtos intermediários, ocorreu aumento dos ácidos acético, butírico e propiônico no reator. Todavia, o ácido lático não aumentou, provavelmente devido ao consumo pelos micro-organismos, exceto na condição IV.

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2018-03-08T17:31:16Z No. of bitstreams: 2 Kesia_Frigo2017.pdf: 1127031 bytes, checksum: eb8d084e7cf0e47d5e96562b707635f3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-08T17:31:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Kesia_Frigo2017.pdf: 1127031 bytes, checksum: eb8d084e7cf0e47d5e96562b707635f3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The waste from the production of swine and inadequate management of these wastes pose a major risk to the environment. With the need to modernize treatment techniques for pig manure using microorganisms and biodigesters, this study aims to verify the influence on the treatment of swine manure when applied a biological modulator and its efficiency in the biodegradability of organic matter submitted in biodigesters. A completely randomized experimental design with two treatments and six replicates was used. The treatments were composed of the untreated shed waste and the shed waste with the treatment. The treatment constituted in the application of the biological modulator in the bays where the animals were installed. From these conditions, two batches were conducted according to the time of 45 and 93 days of confinement of the animals. The results showed that the presence of the biological modulator in the swine manure did not affect the anaerobic digestion in a significant way, the biogas production and biodegradability of the organic matter were not affected. / Os dejetos resultantes da produção de suínos e o manejo inadequado destes resíduos representam um grande risco ao meio ambiente. Com a necessidade de modernizar as técnicas de tratamento para os dejetos suínos utilizando microrganismos e biodigestores este estudo tem por objetivo verificar a influência no tratamento dos dejetos suínos quando aplicado um modulador biológico e a sua eficiência na biodegrabilidade da matéria orgânica submetidos em biodigestores. Utilizou-se um delineamento experimental inteiramente casualizado, com dois tratamentos e seis repetições. Os tratamentos foram compostos dos dejetos do barracão sem tratamento e os dejetos do barracão com o tratamento. O tratamento constituiu na aplicação do modulador biológico nas baias onde os animais estavam instalados. A partir destas condições, conduziram-se duas bateladas em função do tempo de 45 e 93 dias de confinamento dos animais. Os resultados demostraram que a presença do modulador biológico nos dejetos suínos não afetou a digestão anaeróbica de forma significativa, não foi prejudicado a produção de biogás e a biodegrabilidade da matéria orgânica.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Izabela Regina Costa _Araujo.pdf: 2798947 bytes, checksum: 10a0bad3f765462b54bb964dd971203c (MD5) Previous issue date: 2015-02-19 / Researches have shown that among several ways of treating cassava starch wastewater, anaerobic process has been considered a simple and economical option that combines the high content of organic matter conversion to biogas production. On the other hand, biogas is a potential energy resource that can be used to supply part of the energy demands from industrial plants. Thus, this trial aimed at evaluating an anaerobic reactor with fixed bed up-flow, regarding the removal of organic load in wastewater from cassava starch extraction as well as biogas production. So, volumetric organic loads (VOC) of 2.5; 5.0; 8.0 and 10.0 g.L-1.d-1 were tested in a 2.82 L volume reactor. A support medium of polypropylene rings filled with polyurethane foam was used. The monitored parameters regarding the reactor effluent were: pH, volatile acidity (VA), total alkalinity (TA), VA/TA ratio, total solid concentrations (TS), volatile solids (VS), total suspended solids (TSS), volatile suspended solids (VSS), total chemical oxygen demand (TCOD), soluble chemical oxygen demand (SCOD) and organic acids. The reactor performance was tested in relation to removals of solids, organic load, as well as biogas and methane production. As the most important results, it was observed that the reactor remained constant concerning pH, total removal of VSS and removals of TCOD and SCOD. While, there were also lactic, butyric, propionic and acetic acids in the studied effluent, although acetic acid was recorded in higher concentrations. Biogas production average was 3.8 L.d-1, the average of specific biogas production was 0.156 L.gCODconsumed-1, but VOC answer was 10.0 g.L-1.d-1, being the greatest results for both of them. Methane percentage in biogas ranged from 66 to 84% and the specific methane production ranged from 0.01 to 0.36 Lg-1. The highest values were obtained in VOC - 2.5 and 10.0 g.L-1d-1, respectively. The removal of medium TS, VS, TSS and VSS were 72, 80, 63 and 92%, respectively. The average removals of TCOD and SCOD were 98.7 and 97.9 respectively, therefore, the highest removal rates were obtained for 10.0 and 2.5 VOC g.L-1.d-1. Thus, it can be concluded from this trial that it is possible to produce biogas with a methane percentage higher than 80% (maximum) and remove the organic loading rate by more than 90% (maximum) according to tested configuration systems with wastewater from cassava starch industry. Furthermore, the highest biogas productions were obtained for the highest VOC, while it was observed a bias on biogas production with VOC increase as well as the specific production of methane. / Dentre as diversas formas existentes de tratar os efluentes da indústria de fécula de mandioca, o processo anaeróbio é considerado uma alternativa simples e econômica, que alia o elevado grau de conversão da matéria orgânica à produção do biogás. O biogás, por sua vez, é um recurso energético potencial que pode ser utilizado para suprir parte das demandas energéticas das unidades industriais. Nesse sentido, estabeleceu-se como objetivo deste trabalho avaliar um reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente, em relação à remoção de carga orgânica da água residuária de extração de fécula de mandioca e à produção de biogás. Para isso, foram testadas as cargas orgânicas volumétricas (COV) de 2,5, 5,0, 8,0 e 10,0 g.L -1.d-1 em um reator de 2,82 L de volume útil. Utilizou-se meio suporte de anéis de polipropileno preenchidos com espuma de poliuretano. Os parâmetros monitorados no efluente do reator foram o pH, acidez volátil (AV), alcalinidade total (AT), razão AV/AT, concentrações de sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV), sólidos suspensos totais (SST), sólidos suspensos voláteis (SSV), demanda química por oxigênio total (DQOT) e demanda química por oxigênio solúvel (DQOS) e de ácidos orgânicos. A eficiência do reator foi avaliada em relação às remoções de sólidos e carga orgânica e à produção de biogás e de metano. Como principais resultados, observou-se que o reator manteve-se estável em relação aos parâmetros pH, remoção de SSV e remoções de DQOT e DQOS. Observou-se a presença de ácido lático, butírico, propiônico e acético no efluente, sendo o ácido acético em maiores concentrações. A produção média de biogás foi de 3,8 L.d-1 e a média da produção específica de biogás foi de 0,156 L.g-1DQOconsumida, sendo que, para ambos os maiores resultados foram obtidos para a COV 10,0 g.L-1.d-1. O percentual de metano no biogás variou de 66 a 84% e a produção específica de metano de 0,01 até 0,36 L.g-1 e os maiores valores foram obtidos nas COV 2,5 e 10,0 g.L-1.d-1, respectivamente. As remoções médias de ST, SV, SST e SSV foram de 72, 80, 63 e 92 %, respectivamente. As remoções médias de DQOT e DQOS foram de 98,7 e 97,9, respectivamente e as taxas de remoção mais altas foram obtidos para as COV 10,0 e 2,5 g.L-1.d-1 . Desta forma, conclui-se que é possível produzir biogás com percentuais de metano superiores a 80% (máximo) e remover a carga orgânica em mais de 90% (máximo), em sistemas com a configuração testada, utilizando água residuária de indústria de fécula de mandioca. Além disso, verificou-se que as maiores produções de biogás foram obtidas para as COV maiores e a tendência de aumento da produção de biogás com o aumento da COV, assim como a produção específica de metano.

O Brasil é o segundo maior produtor de etanol do mundo. Na safra 2015/16, foram produzidos 30,4 bilhões de litros. Na produção de etanol realizada no Brasil é gerado grande volume de vinhaça, cerca de 10 a 13 litros desse resíduo por litro de etanol produzido. Isso significa uma produção anual de cerca de 300 bilhões de litros desse material residual. Em função disso e do risco de contaminação ambiental por esse material, há necessidade de reduzir o volume desse resíduo. Com isso minimizar o custo com a gestão desse passivo ambiental. Isso pode ser feito mediante a concentração da vinhaça. Além disso, o mercado de energia elétrica tem se apresentado com uma boa oportunidade para o setor sucroenergético. Por esses motivos, o objetivo deste projeto foi a produção de metano a partir do uso de vinhaça concentrada. Para tal, a vinhaça concentrada foi obtida em uma usina no Estado de São Paulo que utiliza concentrador de vinhaça de múltiplos efeitos. Utilizaram-se dois reatores (R1 e R2) do tipo UASB (reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo) com capacidade para 50 L e volume reacional de 34,5 L cada. Os reatores foram operados à 38 ºC, com tempo de detenção hidráulica de 24 horas por 103 dias. O reator R1 recebeu cargas orgânicas volumétricas (COV) crescentes durante 9 fases (3,94; 3,5; 3,89; 4,66; 4,94; 5,33; 5,66; 6,08; 6,38 e 8,96 g DQO (L d)-1), com DQO afluente variando de 23.927 mg L-1 a 44.060 mgL-1. O reator R2 operou como tratamento controle, com COV variando entre 3,83 e 4,32 g DQO (L d)-1. A avaliação do processo de biodigestão anaeróbia foi realizada com base na produção de biogás, eficiência de remoção de DQO, pH, alcalinidade, concentração de ácidos voláteis totais (AVT), concentração de sólidos no lodo e atividade metanogênicas específica do lodo (AME). R1 mostrou-se mais eficiente, com pH e alcalinidade dentro da faixa ideal e efluente com menor concentração de AVT. O desempenho do processo mostrouse estável, atingindo eficiência máxima de remoção de DQO de 90% em R1. A maior produção volumétrica de biogás ocorreu concomitantemente com a maior produção específica de biogás, quando a DQO afluente foi de 42.003 mg L-1, a produção volumétrica de biogás foi de 135,24 L dia-1, e a produção de biogás em relação a DQO removida foi de 0,362 LbiogásgDQOremov-1. No fim do experimento, a AME de R1 foi de 1,19 gDQOCH4 gSTV.d-1, 40% superior a R2, que teve 0,85 gDQOCH4 gSTV.d-1. A alta eficiência de remoção de matéria orgânica e produção de biogás no reator alimentado com alta concentração de DQO foi obtida através da adaptação gradual do consórcio microbiano. / Brazil is the second largest producer of ethanol in the world. In the 2015/16 crop, 30.4 billion liters were produced. In Brazil\'s ethanol production, a large volume of vinasse is generated, about 10 to 13 liters of this residue per liter of ethanol produced. This means an annual output of about 300 billion liters of this waste material. Because of this and the risk of environmental contamination by this material, there is a need to reduce the volume of this waste. This will minimize the cost of managing this environmental liability. This can be done by concentrating the vinasse. In addition, the electricity market has presented itself with a good opportunity for the sugar-energy sector. For these reasons, the objective of this study was to produce methane from concentrated vinasse. For this purpose, concentrated vinasse was obtained from a mill that uses a multi-purpose vinasse concentrator in São Paulo State. Two reactors (R1 and R2) of UASB type (up-flow anaerobic sludge blanket) with capacity for 50 L and reactional volume of 34.5 L each one. The reactors were operated at 38 °C, with hydraulic retention time of 24 hours for 103 days. The reactor R1 received increasing organic load rate (OLR) during 9 phases (3.94, 3.5, 3.89, 4.66, 4.94, 5.33, 5.66, 6.08, 6.38 And 8.96 g COD (L d)-1), with affluent COD ranging from 23,927 mg L-1 to 44,060 mg L-1. The R2 reactor was operated as a control treatment, with OLR ranging from 3.83 to 4.32 g COD (L d)-1. The evaluation of the anaerobic biodigestion process was carried out based on biogas production, COD removal efficiency, pH, alkalinity, total volatile acid concentration (TVA), sludge solids concentration and sludge specific methanogenic activity (SMA). R1 showed to be more efficient, with pH and alkalinity within the ideal range and effluent with lower concentration of TVA. The process performance was stable, achieving maximum COD removal efficiency of 90% in R1. The higher volume of biogas production occurred concurrently with the higher specific biogas production, when the COD was 42.003 mg L-1, the volumetric biogas production was 135.24 L day-1, and the biogas production in relation to removed COD was 0.362 Lbiogas gCODremoved -1. At the end of the experiment, the SMA of R1 was 1.19 gCODCH4 gTVS.day-1, 40% higher than R2, which had 0.85 gCODCH4 gTVS.day-1. The high efficiency of organic matter removal and biogas production in the reactor fed with high COD concentration was obtained through the gradual adaptation of the microbial consortium.

Embora algumas estratégias alimentares tenham sido propostas para diminuir a emissão de metano (CH4) provenientes de ruminantes, poucas têm mostrado diminuição persistente, principalmente in vivo. O objetivo do presente estudo foi avaliar o uso de diferentes níveis de taninos como aditivo alimentar para ruminantes como mitigador das emissões de CH4 ruminal e dos dejetos. Utilizou-se o delineamento experimental quadrado latino 4x4 duplicado (4 períodos de 28 dias cada), em arranjo fatorial 2x4, sendo testados dois grupos distintos de bovinos (taurinos ou zebuínos) e quatro níveis de inclusão de taninos (extrato comercial de Acacia mearnsii, contendo 82,3% de taninos totais - equivalente em ácido tânico e 32,3% de taninos condensados - equivalente em leucocianidina) na dieta (0; 0,5; 1,0 e 1,5% da MS da dieta). Para avaliar a produção de CH4 dos dejetos utilizaram-se biodigestores anaeróbios experimentais do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os níveis utilizados do aditivo promoveram mudanças no comportamento de ruminação dos animais e apesar de causarem redução linear da digestibilidade dos nutrientes, mantiveram o equilíbrio entre a síntese e consumo de N-NH3 ruminal, reduziram linearmente a síntese de proteína microbiana e a produção de CH4 ruminal sem, contudo, reduzir a eficiência microbiana e a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), demonstrando que estes taninos interferem diretamente e indiretamente sobre as archeas metanogênicas. Através do modelo Broken-line encontrou-se o limiar de 0,72% de taninos na dieta como ponto de inflexão para iniciar a diminuição da produção de CH4 ruminal. O processo de biodigestão dos dejetos não foi modificado pelo uso dos taninos, no entanto, as velocidades das produções de CH4 e CO2 foram influenciadas pela composição dos dejetos dos diferentes grupos de bovinos avaliados, sendo mais acentuada para os taurinos, podendo ser um fator positivo para redução do tempo de biodigestão. A utilização de extrato de Acacia mearnsii até níveis de 1,5% da MS da dieta demonstrou ser uma opção segura como aditivo alimentar para bovinos de grupos distintos, com potencial para mitigação de CH4 ruminal sem afetar a eficiência de conversão nos processos de tratamento de resíduos, com potencial para minimização dos volumes de dejetos. / Although some dietary strategies have been proposed to reduce the emission of methane (CH4) from ruminants, few have shown persistent decline, mainly in vivo. The objective of the present study was to evaluate the use of different levels of tannins as feed additive for ruminants as a mitigator of ruminal CH4 and waste emissions. A double 4x4 Latin square experimental design (4 periods of 28 days each) was used in a 2x4 factorial arrangement, with two different groups of cattle (taurine or zebu) and four levels of tannins inclusion (commercial extract of Acacia mearnsii, containing 82.3% of total tannins - tannic acid equivalent, 32.3% of condensed tannins - leucocianidine equivalent) in the diet (0, 0.5, 1.0 and 1.5% of dietary DM). To evaluate the CH4 production of the wastes, anaerobic experimental batch biodigesters were used in a completely randomized design. The used additive levels promoted changes in rumination behavior of the animals and, although they caused linear reduction of nutrient digestibility, they maintained the balance between the synthesis and consumption of ruminal NH3-N, linearly reduced protein microbial synthesis and the ruminal CH4 production without, however, reducing the microbial efficiency and the short chain fatty acids production (SCFA), demonstrating that these tannins interfered directly and indirectly on the methanogenic archeas. Through the Broken-line model, the threshold of 0.72% of tannins in the diet was found as inflection point to initiate a decrease in ruminal CH4 production. The biodigestion process of the waste was not modified by the tannins use, however, the velocities of CH4 and CO2 production were influenced by the composition of the different bovines group evaluated, being more accentuated for the taurine, which can be a positive factor to reduce biodigestion time. The use of Acacia mearnsii extract up to 1.5% dietary DM levels proved to be a safe option as a feed additive for cattle of different groups, with potential for rumen CH4 mitigation without affecting conversion efficiency in waste treatment processes, with potential to minimize waste volumes.

Com o aumento da produção de biodiesel para atender à legislação brasileira, está ocorrendo um aumento considerável na geração de glicerol, um resíduo líquido contendo cerca de 46 g\'CL POT.-\'/L e com elevada concentração de matéria orgânica (DQO média de 1.260 g/L). Apesar de ser bastante utilizado na indústria química, o teor de impurezas do glicerol oriundo de biodiesel limita o seu processamento industrial. Buscando agregar valor à este resíduo, utilizou-se um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket), em escala de laboratório (14,85 L de volume útil), para produzir metano visando geração de energia, tendo o glicerol residual como única fonte de substrato. Este glicerol residual foi obtido a partir da transesterificação de uma mistura de óleos de algodão e soja (2:3, v/v) em uma usina de biodiesel pertencente à Petrobrás S.A. Durante a operação, a COV foi aumentada gradualmente de 2,0 a 10,0 kgDQO/\'M POT.3\'.d e a diluição de glicerol residual no afluente foi reduzida de 1:1.500 até 1:5. O reator UASB foi capaz de remover, em média, 97,5% de matéria orgânica, apresentando 59% de \'CH IND.4\' no biogás, e relação AGV/Alc\'H\'CO IND.3\'POT.-\' abaixo de 0,3, mesmo com 14 g\'CL POT.-\'/L no interior do sistema. No entanto, foi necessário adicionar nutrientes em concentrações adequadas para evitar que o sistema entrasse em colapso. Os ensaios de toxicidade mostraram que o glicerol residual não é tóxico ao lodo anaeróbio, mas apresenta uma limitação inicial da metanogênese. O teste de biodegradabilidade anaeróbia indicou que o glicerol residual foi 65,9% biodegradável e o potencial de produção de metano alcançou 0,220 \'M POT.3\'CH IND.4\'/kg Glicerol. / The Brazilian legislation demands the use of biodiesel mixed with diesel in an increasing rate. This raise on biodiesel production implies also on an increase on generation of glycerol, which is a liquid or semi-solid waste with high concentration of salts (approximately 46.1 g\'CL POT.-\'/L) and organic matter (1260 gCOD/L in average). Despite being widely used in chemical industry, the residual glycerol contains impurities that limit its industrial processing. In order to add value to this residue, an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) at laboratory scale (14.85 L of working volume), fed with glycerol generated on biodiesel industry, was used to produce biogas, which can be used for power generation via methane. This wasted glycerin was produced by the transesterification process of a mixture of the cottonseed oil and soybean oil (2:3, v:v) in a Petrobras S/A biodiesel plant. During operation, the organic loading rate (OLR) was gradually increased from 2.0 to 10.0 kgCOD/\'M POT.3\'.d., and the dilution of residual glycerol in the influent was reduced from 1:1500 to 1:5. The UASB reactor was able to remove 97.5% of the organic matter, producing biogas with 59% of \'CH IND.4\', and VFA/Alk\'H\'CO IND.3\'POT.-\' ratio below 0.3, even with a very high concentration of chloride in the bulk liquid (14 g\'CL POT.-\'/L). However, it was necessary to add nutrients in adequate concentrations to prevent the system from collapsing. The toxicity tests showed that the residual glycerol used in the research was not toxic to the anaerobic sludge. The anaerobic biodegradability test indicated that the residual glycerol was 65.9% biodegradable and the biochemical methane production potential was 0.220 \'M POT.3\'CH IND.4\'/kg Glycerol.