Os objetivos deste trabalho foram avaliar o desempenho do reator anaeróbio operado em batelada seqüencial quando submetido ao aumento progressivo da concentração de glicose e estimar os parâmetros cinéticos da degradação da glicose. Inicialmente o reator foi operado com ciclos de 8 horas, tratando glicose nas concentrações, aproximadas, de 500, 1000 e 2000 mg/L. Não foi detectada glicose no efluente nas três condições. O reator operou de maneira estável, tratando aproximadamente 500 mg/L de glicose, com eficiência na remoção da DQO filtrada entre 93% e 97%. Na operação com concentrações de glicose no afluente próximas de 1000 mg/L e 2000 mg/L, observou-se instabilidade operacional, principalmente devido à produção de polímeros extracelulares (EPS) que comprometeram a hidrodinâmica e a transferência de massa no sistema. Os valores médios da concentrações de ácidos voláteis no efluente foram de 159 ± 72 mg/L e 374 ± 92 mg/L, respectivamente. Aos perfis de concentração de glicose foi ajustado modelo de primeira ordem, enquanto que um modelo modificado, contemplando concentração residual de matéria orgânica, foi ajustado aos perfis temporais de DQO. Para verificar a formação do EPS, operou-se o reator com 3 horas de ciclo nas concentrações, aproximadas, de 500 e 1000 mg/L. Esta fase teve como objetivo verificar a hipótese, segundo a qual, a produção de EPS seria resultado da exposição da biomassa a baixas concentrações de matéria orgânica por longo período. Dessa forma, reduzindo o tempo de ciclo, a exposição a baixas concentrações também seria reduzida. No entanto, embora o reator tenha operado com relativa estabilidade, verificou-se formação de grande quantidade de EPS logo na primeira condição operacional, com aproximadamente, 500 mg/L de glicose no afluente, indicando que a hipótese não estava correta. / The main objectives of this study were to evaluate the performance of the anaerobic sequencing batch reactor when subjected to a progressive increasing of the influent glucose concentration and estimate the kinetic parameters of glucoses degradation. Initially the reactor was operated with 8-hour cycles, treating glucose at concentrations of 500, 1000 and 2000 mg/L. Glucose was not detected in the effluent in all these three conditions. The reactor showed operating stability treating glucose concentration of approximately 500mg/L, with efficiencies between 93% to 97% in the filtrated COD removal. In the operation with glucose concentrations of 1000 mg/L and 2000 mg/L, approximately, it could be noticed an operational instability, caused mainly by a production of extracellular polymers (EPS) leading to hydrodynamic and mass transfer problems in the reactor. The mean values of volatile acids concentration in the effluent were about 159 ± 72mg/L and 374 ± 92mg/L, respectively. A first order model was adjusted to glucose concentration profiles, and a modified model, including a residual concentration of substrate, was adjusted to COD temporal profiles. To verify the EPS formation, the reactor was operated with 3-hour cycle in the concentrations of 500 and 1000 mg/L This stage had the objective of verifying if the EPS production would result from the exposure of the biomass to low concentration of substrate for a long period of time. Thus, reducing the time cycle, the exposure to low concentrations would also be reduced. Nevertheless, even with the reactor operating with relative stability, the hypotheses could not be verified due the formation of a large amounts of EPS right in the first operational condition with approximately to 500 mg/L of glucose in the influent, showing that the hypothesis was not right.

Os objetivos deste trabalho foram avaliar o desempenho do reator anaeróbio operado em batelada seqüencial quando submetido ao aumento progressivo da concentração de glicose e estimar os parâmetros cinéticos da degradação da glicose. Inicialmente o reator foi operado com ciclos de 8 horas, tratando glicose nas concentrações, aproximadas, de 500, 1000 e 2000 mg/L. Não foi detectada glicose no efluente nas três condições. O reator operou de maneira estável, tratando aproximadamente 500 mg/L de glicose, com eficiência na remoção da DQO filtrada entre 93% e 97%. Na operação com concentrações de glicose no afluente próximas de 1000 mg/L e 2000 mg/L, observou-se instabilidade operacional, principalmente devido à produção de polímeros extracelulares (EPS) que comprometeram a hidrodinâmica e a transferência de massa no sistema. Os valores médios da concentrações de ácidos voláteis no efluente foram de 159 ± 72 mg/L e 374 ± 92 mg/L, respectivamente. Aos perfis de concentração de glicose foi ajustado modelo de primeira ordem, enquanto que um modelo modificado, contemplando concentração residual de matéria orgânica, foi ajustado aos perfis temporais de DQO. Para verificar a formação do EPS, operou-se o reator com 3 horas de ciclo nas concentrações, aproximadas, de 500 e 1000 mg/L. Esta fase teve como objetivo verificar a hipótese, segundo a qual, a produção de EPS seria resultado da exposição da biomassa a baixas concentrações de matéria orgânica por longo período. Dessa forma, reduzindo o tempo de ciclo, a exposição a baixas concentrações também seria reduzida. No entanto, embora o reator tenha operado com relativa estabilidade, verificou-se formação de grande quantidade de EPS logo na primeira condição operacional, com aproximadamente, 500 mg/L de glicose no afluente, indicando que a hipótese não estava correta. / The main objectives of this study were to evaluate the performance of the anaerobic sequencing batch reactor when subjected to a progressive increasing of the influent glucose concentration and estimate the kinetic parameters of glucoses degradation. Initially the reactor was operated with 8-hour cycles, treating glucose at concentrations of 500, 1000 and 2000 mg/L. Glucose was not detected in the effluent in all these three conditions. The reactor showed operating stability treating glucose concentration of approximately 500mg/L, with efficiencies between 93% to 97% in the filtrated COD removal. In the operation with glucose concentrations of 1000 mg/L and 2000 mg/L, approximately, it could be noticed an operational instability, caused mainly by a production of extracellular polymers (EPS) leading to hydrodynamic and mass transfer problems in the reactor. The mean values of volatile acids concentration in the effluent were about 159 ± 72mg/L and 374 ± 92mg/L, respectively. A first order model was adjusted to glucose concentration profiles, and a modified model, including a residual concentration of substrate, was adjusted to COD temporal profiles. To verify the EPS formation, the reactor was operated with 3-hour cycle in the concentrations of 500 and 1000 mg/L This stage had the objective of verifying if the EPS production would result from the exposure of the biomass to low concentration of substrate for a long period of time. Thus, reducing the time cycle, the exposure to low concentrations would also be reduced. Nevertheless, even with the reactor operating with relative stability, the hypotheses could not be verified due the formation of a large amounts of EPS right in the first operational condition with approximately to 500 mg/L of glucose in the influent, showing that the hypothesis was not right.

The oil production process is an activity that generates significant negative environmental impacts. The production water or produced water (PW) is the wastewater generated during the extraction of oil and stands out due to its high level of salinity and toxicity. Due to the large volume produced and their complex composition, the treatment of this waste presents a major challenge that requires the urgent need for accessible and efficient treatment techniques development and studies according to the economic reality of each region. In order to facilitate a biological treatment of the residue, it was diluted with Synthetic wastewater with a high sulfate concentration to stimulate anaerobic digestion via sulfidogenesis, since Sulphate Reducing Bacteria (SRB) have the characteristic of being resistant to saline environments. Therefore, an anaerobic reactor was used with suspended biomass, operated in sequential batch with cycles of 24 hours in laboratory scale. The reactor was operated with increasing proportions of PW (0%, 2% and 5%), with average chloride concentrations, respectively, 150 mg.L-1, 2.000 mg.L-1 and 4.800 mg.L-1 and COD/SO42- ratios ranging from 0.7 to 2.4. In the stimulation of sulfidogenesis phase the average COD removal efficiency was reduced by 72% (step without sulfate) to 51%, even without adding PW (COD/SO42- = 2.4 and chloride concentration of 150 mg.L- 1). When the system was fed with 2% of PW (COD / SO42- = 0.7 and chloride concentration 2,000 mg.L-1), the COD efficiency remained at 50% and only 15% of this was removed via sulfidogenesis. The proportion of 2% PW was maintained and the ratio COD/SO42- was raised to 1.5 and the average COD removal increased to 55%. By increasing the ratio of Apr to 5% (COD / SO42- = 1.8 and chloride concentration 4.800 mg.L-1) COD removal efficiency was 47%, and 68% of this was removed via sulfidogenesis. These results indicate the viability of using sulfate as an electron acceptor in the treatment of PW, given the occurrence of increase in the reduction of sulphate when the salinity was high, indicating that the effect of salinity stimulated the removal of COD via sulfidogenesis and inhibited via methanogenic. / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O processo de produção de petróleo é uma atividade geradora de significativos impactos ambientais negativos. A água de produção ou água produzida (APr) é o efluente gerado durante a extração do petróleo e destaca-se por apresentar alto teor de salinidade e toxicidade. Devido ao elevado volume produzido e à sua complexa composição, o tratamento desse resíduo apresenta-se como um grande desafio que requer a urgente necessidade do estudo e do desenvolvimento de técnicas de tratamento eficientes e acessíveis à realidade econômica de cada região. No intuito de viabilizar o tratamento biológico da APr, ela foi diluída em água residuária sintética com elevada concentração de sulfato, visando estimular a digestão anaeróbia via sulfetogênese, visto que as Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS) possuem a característica de serem resistentes a ambientes salinos. Para tanto, foi utilizado um reator anaeróbio com biomassa suspensa, operado em bateladas sequenciais com ciclos de 24 horas, em escala laboratorial. O reator foi operado com proporções crescentes de APr (0%, 2% e 5%), apresentando concentrações médias de cloretos de, respectivamente, 150 mg.L-1, 2.000 mg.L-1 e 4.800 mg.L-1 e razões DQO/SO42- variando de 0,7 a 2,4. Na fase de estímulo à sulfetogênese, a eficiência de remoção média de DQO foi reduzida de 72% (fase sem sulfato) para 51%, mesmo sem adição de APr (DQO/SO42- = 2,4 e concentração de cloretos de 150 mg.L-1). Quando o sistema foi alimentado com 2% de APr (DQO/SO42- = 0,7 e concentração de cloretos de 2.000 mg.L-1), a eficiência de DQO manteve-se em 50%, sendo que apenas 15% dessa era removida via sulfetogênese. Foi mantida a proporção de 2% de APr e a razão DQO/SO42- foi elevada para 1,5 e a remoção média de DQO aumentou para 55%. Ao elevar a proporção de APr para 5% (DQO/SO42- = 1,8 e concentração de cloretos de 4.800 mg.L-1), a eficiência média de remoção de DQO foi de 47%, sendo que 68% dessa foi removida via sulfetogênese. Esses resultados indicam a viabilidade do uso do sulfato como aceptor de elétrons no tratamento da APr, tendo em vista a ocorrência do aumento da redução de sulfato quando a salinidade foi elevada, demonstrando que o efeito da salinidade estimulou a remoção de DQO via sulfetogênese e inibiu a via metanogênica.