A produção de etanol no Brasil é baseada na extração do caldo de cana-de-açúcar para fermentação e destilação, enquanto o bagaço é queimado nas caldeiras para a cogeração de energia. Embora, este processo aproveite de modo geral toda a biomassa disponível, também gera grande quantidade de resíduo, conhecido como vinhoto ou vinhaça, que ao ser utilizado na fertirrigação pode causar diversos problemas ambientais. Além disso, a necessidade de expandir a produção de biocombustíveis gera uma grande problemática com relação à utilização de terras destinadas à produção de alimentos. Nesse sentido, a produção de etanol de segunda geração (2G) surge como alternativa para aumentar a produtividade do bioetanol, mantendo a mesma área de cana plantada, mas trazendo consigo a problemática do aumento da vinhaça gerada. Tendo em vista os desafios criados em torno desta temática, foi desenvolvido um modelo onde se empregou o tratamento biológico anaeróbio de vinhaça para a produção de metano a ser utilizado como fonte de energia em uma usina autônoma de etanol. O bagaço que seria queimado para este fim foi então conduzido para a produção de etanol 2G, aumentando a produtividade deste combustível. Utilizando a ferramenta Solver, do software Excel, foi possível obter com este modelo até 23 L t-1cana de etanol 2G sem comprometer a autossuficiência energética da planta, de modo que os 9,82 m³ t-1cana de metano produzido pela biodigestão possibilitou o redirecionamento de 17% do bagaço para a produção deste combustível. Desta forma seria possível obter, uma receita anual de até R$ 58 mi. Além do aumento da produtividade, este modelo também previu a redução de impactos ambientais causados pela aplicação da vinhaça no solo, como a prevenção de emissões de cerca de 33.000 tN2O safra-1, e a geração de valor econômico com a venda de produtos e créditos de carbono, que poderiam custear a operação da biodigestão na unidade. / The ethanol production process is commonly performed in Brazil by extracting the sugarcane juice for fermentation and distillation, while the bagasse is burned in boilers for energy cogeneration. Although these processes generally utilize all the available biomass, it also generates large amount of residue, known as stillage or vinasse, which when used in fertigation is responsible for many environmental problems. Moreover, the need to expand biofuel production generates a considerable problem regarding the land use for food production. In this sense, the production of second generation (2G) ethanol is an alternative to increase bioethanol productivity while maintaining the same area of planted ​​cane, but bringing the problem of the vinasse generation increase. In view of the challenges created around this issue, a model was developed considering the biological anaerobic treatment of vinasse for the production of methane to be used as a source of energy in an autonomous plant ethanol. The bagasse supposed to be burned for this purpose was then conducted to produce 2G ethanol, increasing the productivity of the fuel. Using the Solver tool of Excel software, it was possible to obtain with this model up to 23 L t-1cane 2G ethanol without compromising the energy self-sufficiency of the plant, so that 9.82 m³ t-1cane of methane produced by digestion allowed liberation of 17% of bagasse from cogeneration to produce this fuel. Thus, it would be possible to obtain an annual income of up to R $ 58 mi. In addition to increased productivity, this model also foresee the reduction of environmental impacts caused by the application of vinasse in the soil, such as preventing emissions of around 33.000 tN2O season-1, and the generation of economic value by selling products and carbon credits that could fund the operation of biodigestion in the unit.

Um reator anaeróbio compartimentado, com cinco compartimentos, alimentado com efluente sintético simulando água residuária de laticínios, com eficiência de aproximadamente 90% de remoção de matéria orgânica, foi utilizado no presente estudo para acompanhar mudanças na comunidade microbiana, sua adaptação e produção metanogênica na mineralização de ácidos graxos de cadeia longa (AGCL). O reator foi operado por 270 dias com três fases distintas e essas com diferentes temperaturas (25°C e 37°C) e TDHs (72h e 24h). Três diferentes amostras foram retiradas, uma no 50º dia com TDH de 72 horas a 25°C, uma segunda no 150º dia ainda com TDH de 72 horas agora com temperatura controlada por termostato de 37ºC e uma no 270º dia com TDH de 24 horas a 37°C. Ao final da operação do reator amostras dos dois primeiros compartimentos foram retiradas a fim de calcular suas atividades metanogênicas específica (AME). Abordagem do gene RNAr 16S foi realizada pelas técnicas PCR-DGGE, com primers específicos para os Domínios Archaea e Bacteria o que possibilitou o acompanhamento da diversidade microbiana encontrada ao longo dos compartimentos nas diferentes fases e relacioná-la com a medida de atividade metanogênica específica (AME). A comunidade microbiana presente no ABR alimentado com concentrações crescentes de matéria orgânica sofreu modificações importantes, sendo as mais verificadas no Domínio Bacteria. Análises de AME evidenciaram que o lodo advindo do primeiro compartimento do reator, a despeito de ter sido exposto à maior carga de AGCL, teve sua capacidade de produção de metanagênica acetoclástica aumentada. O estudo permitiu constatar a capacidade de adaptação do lodo às diferentes condições operacionais, e ainda permitiu inferir que tais modificações foram importantes na elevada taxa de remoção de matéria orgânica observada no sistema. / An Anaerobic Baffled reactor, with five chambers, with high organic matter removal efficiencies (around 90%), fed with synthetic substrate simulating dairy wastewaters, was used in the present study in order to follow the microbial community changes along its operational period. The modifications were followed in order to access the sludge capability of mineralization of long chain fat acids (LCFA). The reactor was operated for 270 days during which, was subjected to rising organic loading rates, due to hydraulic detention time diminution (from 24 to 72 hours). Three different samples were dropped, one on the 50th day, with HDT of 72 hours over 25°C, a second sample in the 150th day with HDT of 72 hours but now with temperature controlled with termostate at 37°C and the last sample in day 27 with HDT of 24 hours at 37°C. Three periods were elected for sludge collection, when the samples were subjected to PCR/DGGE with specific primers for Archaea and Bacteria Domains, allowing the microbial community diversity access. The study was complemented with specific methanogenic activity assays, conducted in the inoculum samples and in the samples form the reactor after 270 days of operation. The microbial community presented important modifications along the reactor operation, being the more evident, the presented by de Bacteria Domain. The sludge from the first chamber, despite have been subjected to the higher LCFA loadings, showed the higher SMA values. The study allowed the verification of the adaptation capability of the anaerobic sludge, inferring that the observed modifications were important maintain the high organic matter efficiencies observed in the system.

O presente trabalho avaliou a geração de biogás em um reator de duas fases, operado em bateladas sequencias, com resíduos coletados no CEAGESP de São Paulo-SP. O reator com volume efetivo de 10,7 L, era composto por um biofiltro anaeróbio em sua parte inferior, seguido por um separador de gases e posteriormente por um depósito de resíduos a digerir na parte superior. O inóculo era proveniente do fundo de uma lagoa de lixiviados do aterro de São Carlos-SP. O experimento foi conduzido em temperatura controlada em 30 ± 2 ºC nas Etapas 1, 2 e 3. A Etapa 1 consistiu na ativação e adaptação da biomassa, utilizando-se etanol e posteriormente resíduo orgânico do CEAGESP. A Etapa 2 consistiu na operação anaeróbia do sistema com resíduo do CEAGESP com lodo já adaptado. Na Etapa 3, verificou-se o efeito da aeração no compartimento de resíduos. Na Etapa 4, avaliou-se a influência da temperatura na digestão anaeróbia e com isto foi possível a obtenção do coeficiente de Arrhenius. Na Etapa 5, comparou-se o sistema de duas fases com um segundo reator anaeróbio, com configuração parecida com a convencional. Os resultados obtidos de todas as etapas na geração de biogás no reator de duas fases foram de 0,44; 0,44; 0,47 m3 /Kg SV e as eficiências de remoção de Sólidos Voláteis foram de 82,1%; 84,5% e 84,8% nas Etapa 1, 2 e 3, respetivamente, com um tempo de ração de 14 d nas três etapas. As concentrações de metano foram de 68,4; 67,1 e 66,6%, respectivamente. Na Etapa 4, os resultados da geração de biogás foram de 0,36; 0,38; 0,41; 0,41 m3 biogás/Kg SV nas temperaturas 25,6 ºC; 28,9 ºC; 34,0 ºC e 38,1 ºC, respetivamente. Denotando que a temperatura é um fator importante na geração de biogás em digestão anaeróbia. No reator convencional, a geração de biogás foi de 0,32 m3 biogás/Kg SV. / The present work evaluated the biogas generation in a two-phase reactor, operated in batch sequences, with residues collected at CEAGESP in São Paulo-SP. The reactor with an effective volume of 10.7 L was composed of an anaerobic biofilter in its lower part, followed by a gas separator and later by a deposit of waste to digest in the upper part. The inoculum was from the bottom of a leachate pond in the São Carlos-SP landfill. The experiment was conducted at a temperature of 30 ± 2 º C in Steps 1, 2 and 3. Step 1, consisted of the activation and adaptation of the biomass using ethanol and then organic waste from CEAGESP. Step 2, consisted of the anaerobic operation of the system with residue of the CEAGESP with already adapted sludge. In Step 3, the effect of aeration on the waste compartment was verified. In Step 4, the influence of temperature on the anaerobic digestion was evaluated and with this it was possible to obtain the Arrhenius coefficient. In Step 5, the two-phase system was compared with a second anaerobic reactor, with the same configuration as conventional. The results of all stages in the biogas generation in the two-phase reactor were 0.44; 0.44; 0.47 m3 / Kg SV and the removal efficiencies of Volatile Solids were 82.1%; 84.5% and 84.8% in Step 1, 2 and 3 respectively; and a feed time were of 14 d in the three steps. Consequently, the percentage of methane was 68.4; 67.1 and 66.6%. In stage 4 the results in the biogas generation were 0.36; 0.38; 0.41; 0.41 m3 biogas / Kg SV at temperatures 25.6 ° C; 28.9 ° C; 34.0 ° C and 38.1 ° C respectively. In the conventional reactor the biogas generation was 0.32 m3 biogas / Kg SV.

A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a remoção de alquilbenzeno sulfonado linear (LAS), presente na composição do detergente em pó doméstico e caracterizar os microrganismos do domínio Bacteria do reator anaeróbio de leito fluidificado. Para tal foi utilizado um reator anaeróbio de leito fluidificado contendo areia como material suporte contendo biofilme maduro. O reator foi operado com TDH de 15 horas. A alimentação consistiu em substrato sintético, com etanol e extrato de levedura, como co-substratos, e detergente em pó comercial. O reator foi operado em 7 etapas diferentes: (I) circuito fechado para adaptação do biofilme maduro a nova água residuária, (II) sistema aberto e a alimentação com substrato sintético, (III) acréscimo de solução redutora de sulfeto de sódio, (IV) nova imobilização e adaptação da biomassa em sistema fechado, (V) circuito aberto e variação da concentração de co-substratos na alimentação em função da estabilização e aumento da eficiência de remoção de DQO, (VI) estabilização da remoção de matéria orgânica,(VII) adição de detergente em pó comercial. Os seguintes parâmetros físico-químicos foram monitorados: pH, alcalinidade, ácidos voláteis, sulfato, sulfeto, DQO, sólidos suspensos totais e concentração de LAS afluente e efluente. Remoção de 48% de LAS foi verificada após 231 dias de operação. A presença do surfactante não alterou significativamente a remoção de DQO, cujos valores foram 87,2 ± 5,4% e 85,8 ± 4,9%, antes e depois da adição de LAS, respectivamente. Por meio do balanço de massa verificou-se que 42,4% do LAS adicionado no reator foram removidos por degradação biológica, 0,9% ficaram adsorvidos na biomassa e 4,5% adsorvido na biomassa efluente. Clones relacionados aos Filos Proteobacteria, Synergistetes e Fusobacteria foram obtidos, tanto em amostras do material suporte, quanto do separador de fases do reator, sendo que o Filo Verrucomicrobia foi obtido, somente, em amostras do copo do reator. Os filos Bacteroidetes e Firmicutes foram verificados somente em amostras da areia. / The present research intends to evaluate the removal of linear alkylbenzene sulphonate (LAS), a component present in the manufacturing of domestic detergent powder and characterize the microorganisms of Bacteria domain of the anaerobic fluidized bed reactor. In this case, an anaerobic fluidized bed reactor was employed, with sand containing mature biofilm as support material. The reactor was operated with a 15 hour HRT. Feeding consisted of synthetic substrate and commercial detergent powder, with ethanol and yeast extract as co-substrates. The reactor was operated in 7 different steps: (I) the circuit was kept closed for adaptation of mature biofilm to the new wastewater, (II) the system was opened and food was provided, consisting only of synthetic substrate, (III) a reducing solution of sodium sulfide was added, (IV) the system was closed for new immobilization and biomass adaptation, (V) the circuit was opened and the concentration of co-substrates of food was altered according to the stabilization and the increase of COD removal efficiency, (VI) there was stabilization of organic matter removal, (VII) commercial detergent powder was added. The following physicochemical parameters were monitored: pH, alkalinity, volatile acids, sulphate, sulphide, COD, total suspended solids and LAS concentration. The removal of 48% of LAS was observed after 231 days of operation. The presence of surfactant did not significantly affect COD removal: its values before and after LAS addition were 87.2 ± 5.4% and 85.8 ± 4.9%, respectively. The mass balance showed that 42.4% of the LAS added to the reactor was removed by biological degradation, 0.9% was adsorbed in the biomass and 4.5% was adsorbed in the effluent biomass. Clones belonging to the Phyla Proteobacteria, Synergistetes and Fusobacteria were obtained, both in the samples in the support material and in the samples in the reactor phases separator. Phylum Verrucomicrobia was found only in samples in the reactor phases separator. Phyla Bacteroidetes and Firmicutes were found only in samples of sand.

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.

O presente trabalho avaliou a geração de biogás em um reator de duas fases, operado em bateladas sequencias, com resíduos coletados no CEAGESP de São Paulo-SP. O reator com volume efetivo de 10,7 L, era composto por um biofiltro anaeróbio em sua parte inferior, seguido por um separador de gases e posteriormente por um depósito de resíduos a digerir na parte superior. O inóculo era proveniente do fundo de uma lagoa de lixiviados do aterro de São Carlos-SP. O experimento foi conduzido em temperatura controlada em 30 ± 2 ºC nas Etapas 1, 2 e 3. A Etapa 1 consistiu na ativação e adaptação da biomassa, utilizando-se etanol e posteriormente resíduo orgânico do CEAGESP. A Etapa 2 consistiu na operação anaeróbia do sistema com resíduo do CEAGESP com lodo já adaptado. Na Etapa 3, verificou-se o efeito da aeração no compartimento de resíduos. Na Etapa 4, avaliou-se a influência da temperatura na digestão anaeróbia e com isto foi possível a obtenção do coeficiente de Arrhenius. Na Etapa 5, comparou-se o sistema de duas fases com um segundo reator anaeróbio, com configuração parecida com a convencional. Os resultados obtidos de todas as etapas na geração de biogás no reator de duas fases foram de 0,44; 0,44; 0,47 m3 /Kg SV e as eficiências de remoção de Sólidos Voláteis foram de 82,1%; 84,5% e 84,8% nas Etapa 1, 2 e 3, respetivamente, com um tempo de ração de 14 d nas três etapas. As concentrações de metano foram de 68,4; 67,1 e 66,6%, respectivamente. Na Etapa 4, os resultados da geração de biogás foram de 0,36; 0,38; 0,41; 0,41 m3 biogás/Kg SV nas temperaturas 25,6 ºC; 28,9 ºC; 34,0 ºC e 38,1 ºC, respetivamente. Denotando que a temperatura é um fator importante na geração de biogás em digestão anaeróbia. No reator convencional, a geração de biogás foi de 0,32 m3 biogás/Kg SV. / The present work evaluated the biogas generation in a two-phase reactor, operated in batch sequences, with residues collected at CEAGESP in São Paulo-SP. The reactor with an effective volume of 10.7 L was composed of an anaerobic biofilter in its lower part, followed by a gas separator and later by a deposit of waste to digest in the upper part. The inoculum was from the bottom of a leachate pond in the São Carlos-SP landfill. The experiment was conducted at a temperature of 30 ± 2 º C in Steps 1, 2 and 3. Step 1, consisted of the activation and adaptation of the biomass using ethanol and then organic waste from CEAGESP. Step 2, consisted of the anaerobic operation of the system with residue of the CEAGESP with already adapted sludge. In Step 3, the effect of aeration on the waste compartment was verified. In Step 4, the influence of temperature on the anaerobic digestion was evaluated and with this it was possible to obtain the Arrhenius coefficient. In Step 5, the two-phase system was compared with a second anaerobic reactor, with the same configuration as conventional. The results of all stages in the biogas generation in the two-phase reactor were 0.44; 0.44; 0.47 m3 / Kg SV and the removal efficiencies of Volatile Solids were 82.1%; 84.5% and 84.8% in Step 1, 2 and 3 respectively; and a feed time were of 14 d in the three steps. Consequently, the percentage of methane was 68.4; 67.1 and 66.6%. In stage 4 the results in the biogas generation were 0.36; 0.38; 0.41; 0.41 m3 biogas / Kg SV at temperatures 25.6 ° C; 28.9 ° C; 34.0 ° C and 38.1 ° C respectively. In the conventional reactor the biogas generation was 0.32 m3 biogas / Kg SV.

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.

Orientador: Marney Pascoli Cereda / Resumo: A pesquisa objetivou analisar o desempenho da digestão anaeróbia da manipueira em reator metanogênico, onde os afluentes foram anteriormente estabilizados a pH entre 5,5 e 6,0, com calcário dolomítico e NaOH, como referência, na fase acidogênica. Foram realizados quatro experimentos, cada um durou 3 TRH de 3 dias cada, desprezando-se o primeiro TRH. Nos dois primeiros experimentos, a manipueira foi estabilizada com NaOH, e após a estabilização, em um dos experimentos, foi diluída com água na proporção de 1:1 e em outro, não houve diluição. Nos outros dois experimentos, a manipueira foi estabilizada com calcário e diluída também nas duas concentrações como com NaOH, na proporção 1:1 com água e sem diluição. A fase acidogênica foi estabilizada em batelada e, como reatores foram utilizados o reator A com NaOH e o B com calcário. O reator metanogênico foi do tipo fluxo ascendente e leito fixo. O material de construção dos reatores foi PVC (cloreto de polivinila), com forma cilíndrica. A temperatura foi mantida entre 27o C (fase acidogênica) e 32o C (fase metanogênica). Como principais resultados, obteve-se uma relação entre acidez volátil/alcalinidade do reator metanogênico próxima a 1,0 em todos os experimentos e o pH efluente acima de 7,5, melhor rendimento de biogás com manipueira estabilizada com calcário e diluída 1:1 de 0,71 L gás.gCOTdestruída -1 apresentando a melhor taxa de redução final de cianeto total de 100%. No experimento em que a manipueira foi estabilizada com calcário e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The research objectified to analyze the efficiency of the cassava wastewater anaerobic digestion in methanogenic reactor with inffluent previous stabilized pH between 5.5 and 6.0, with limestones and NaOH, as reference in the acidogenic phase. There were four experiments evaluated, each one lasted 3 HRT of 3 days each. The first HRT was not evaluated. In the two first experiments, the wastewater was stabilized with NaOH and after one was diluted in the rate 1:1 (wastewater:water) and the other without dilution. In the others two experiments, the wastewater was stabilized with limestones and diluted also in the same concentrations as it was achieved with NaOH, in the rate 1:1 (wastewater:water) and without dilution. The acidogenic phase was stabilized in batch. The reactors were A with NaOH and B with limestones. The methanogenic reactor was up flow and fixed bed and the built material was PVC (polivinil chloride), cylindrical shape. The temperature was 27oC (acidogenic phase) and 32oC (methanogenic phase). The main results of the methanogenic reactor were volatile acidity/alcalinity rate near 1.0 in all the experiments and pH effluent above 7.5. The most biogas yield was achieved with wastewater stabilized with limestones and diluted 1:1 of 0.7 L biogas.g TOCdestroyed -1 and the best final reduction of total cyanide of 100%. In the experiment in that the wastewater was stabilized with limestones and without dilution in the inffluent of the methanogenic reactor, it was observed better reduction rates to: total organic carbon reduction of 56.48%, total solids reduction of 45.30%, volatile solids of 55.43%. The necessary amount of neutralizante for stabilization was of 2.3 kg of NaOH per 100 liters and 2.9 kg of lime per 100 liters. Economicament, the evaluation of the variable cost with the neutralizante of the cassava wastewater anaerobic digestion... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Coorientador: Fernando de Almeida Borges / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonca Costa / Banca: Karina Paes Bürger / Resumo: Tendo em vista as más condições sanitárias nos países em desenvolvimento e especificamente no Brasil, onde ainda nos dias atuais, encontram-se altos índices de morte de crianças por diarreia. O trabalho em questão visa contribuir com soluções que viabilizem a sustentabilidade ambiental quanto ao tratamento e a disposição desses esgotos sanitários, fomentando a utilização de técnologias viáveis e eficientes. Dessa forma, objetivou-se avaliar o tratamento da rede coletora da Cooperativa dos Plantadores de cana do Oeste do Estado de São Paulo - Copercana, por meio da utilização da biodigestão anaeróbia visando a recilcagem energética e orgânica das águas residuárias humanas. Além de definir a destinação mais adequada, seja por adubação de solo ou o descarte adequado em corpos d'água. O biodigestor tubular é responsável pelo tratamento de todoo esgoto produzido na cooperativa, que possui 150 funcionários. O tempo de retenção no biodigestoré de 25 dias e o período de avaliação foi de Agosto - Dezembro de 2012 (18 semanas, com 54 coletas, o que representa 108 amostras). A vazão média do efluente foi de 224L h-1 atingindo seu pico no mês de Outubro com 900 L h-1. Não foi observada a preseça de ovos de helmintos. O sistema se mostrou eficiente quanto a redução no número de micro-organismos indicadores de contaminação fecal atingindo 93,63% para os Coliformes totais e 88,48% para os C. termotolerantes. A DQO e nitrogênio não apresentaram índices de redução satisfatório, 55,20 e 44,37%, respectivamente. O teor de fósforo embora tenha sido reduzido eficientemente 82,15%, foi observado em excesso no afluente, atingindo média de 374,28 mg L-1. A produção de biogás foi constante durante todo o período, composto, em média, por aproximadamente 73% de metano e 10% de dióxido de carbono. A presença de nutrientes levou a intensificação ... / Abstract: Based on the poor sanitary conditions in developing countries, in this case, specifically Brazil, even today, has high rates of death from diarrhea in children. The work in question aims to contribute to solutions that enable environmental sustainability regarding the treatment and disposal of these wastewater, promoting the use of viable and efficient technologies. Thus, this study aimed to evaluate the sewage system of Cane Growers Cooperative of Western São Paulo State - Copercana through the use of anaerobic digestion for energy and organic recycling of wastewater human. In addition, define the most appropriate destination, either by soil fertilization or proper disposal into water bodies. The tubular digester is responsible for handling all the sewage system produced in cooperative that serves 150 staff, with a time retention of 25 days, being evaluated during the period of August - December 2012, a total of 18 weeks, with 54 collections, which represents 108 samples. The average flow rate of the effluent was 224L h-1 peaking in October of 900 L h-1. It was not observed the presence of helminth eggs. The system proved to be efficient for the reduction of micro-organisms fecal indicator reaching 93.63% for total Coliforms and 88.48% for C. thermotolerant. The COD and nitrogen did not presented satisfactory reduction rates, 55.20 and 44.37% respectively. Although the phosphorus content has been reduced efficiently 82.15% it was observed in excess on affluent, with an average of 374.28 mg L-1. The biogas production was constant during the entire period, composed, on average, by approximately 73% methane and 10% carbon dioxide. The presence of nutrients led to intensification of Eutrophication post digester and disposal of chemical reagents in the sinks may have led to an increase in the concentration of phosphorus in the influent. It is necessary to examine the sludge present in the bottom ... / Mestre

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Coorientador: Rose Maria Duda / Banca: José Tavares de Souza / Banca: Luciano dos Santos Rodrigues / Resumo: A digestão anaeróbia é uma alternativa de baixo custo para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com possibilidade de produção de energia. Neste trabalho foi utilizado um sistema de tratamento, em escala piloto, composto por reator um anaeróbio compartimentado (ABR) com duas câmaras, um filtro aerado submerso (FAS) e um reator de fluxo ascendente com manta de lodo (USB) anóxico para o tratamento de águas residuárias de suinocultura. Na primeira câmara do ABR foram aplicados tempos de detenção hidráulicos (TDH) de 40,6 a 10,6 h e carga orgânicas volumétricas (COV) de 4,8 a 37 g DQO (L d)-1. Os maiores valores para produção volumétrica de metano e a produção específica de metano no ABR foram de 0,843 L CH4 (L d)-1 e 0,254 L CH4 (g DQOtotal removida)-1 e a concentração de metano no biogás variou de 75 a 83%. No FAS e no USB anóxico foram utilizados TDH que variaram de 12,7 a 3,3 horas e de 10,8 a 2,8 horas, e COV variando de 5 a 18,7 g DQO (L d)-1 e 3,4 a 28,1 g DQO (L d)-1, respectivamente. No FAS foram utilizados 3 diferentes ciclos de aeração intermitente e foi utilizado anéis de plástico de conduíte como meio suporte. A produção de nitrito no FAS chegou a 171 mg L-1 durante o ensaio 4 e no biogás do USB obteve-se 37% de N2. A concentração de coliformes totais e termotolerantes no afluente alcançou valores 1,1x1012 e 2,4x1011 NMP(100 ml)-1, respectivamente Com a inclusão do pós-tratamento foi possível obter eficiências de remoção de DQOtotal, sólidos suspensos totais (SST), P-total, e coliformes totais e termotolerantes de até 85, 88, 77 e 5,07 log NMP (100 ml) -1, respectivamente para o sistema de tratamento. As maiores remoções de micronutrientes foi de 85% para Cu, 84% para Fe, 78 % para Mn e 90% para Zn / Abstract: Anaerobic treatment is a low cost alternative for treating swine wastewater, with the possibility of energy producing. In this work we used a treatment system , pilot scale , composed by anaerobic baffled reactor (ABR ) , submerged aerated filter (SAF ) and reactor upflow sludge blanket ( USB ) for the treatment of anoxic swine wastewater. ABR were applied hydraulic retention time (HRT) from 40.6 to 10.6 h and organic loading rate (OLR) from 4.8 to 37 g COD (L d)-1. The highest values for volumetric methane production and specific methane production in ABR were 0.843 L CH4 (L d)-1and 0.254 L CH4 (g total COD removed)-1 and the concentration of methane in the biogas ranged 75-83 %. In FAS and anoxic USB the HRT were used ranging from 12.7 to 3.3 and 10.8 to 2.8 hours, respectively , and OLR ranging from 5 to 18.7 g COD (L d)-1 and 3 4 to 28.1 g COD (L d)-1. FAS were used in three different cycles of intermittent aeration and used plastic rings conduit as packing material. The production nitrite in the FAS reached 171 mg L-1 in test 4 when the biogas produced in anoxic USB obtained 37 % N2. The concentration of thermotolerant and total coliforms in the affluent reached values 1.1 X1012and 2.4 x1011 MPN (100 ml) -1. With the inclusion of post- treatment was possible to obtain total COD removal efficiencies, Total suspended solids (TSS ) , total P , and total and fecal coliforms up to 85,88,77 and 5,07 log MPN (100 ml) -1, respectively. Removal of micronutrients has reached values higher than 85% for Cu, Fe 84 % to 78% to 90% Mn and Zn / Mestre