Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-10T12:56:00Z No. of bitstreams: 1 PDF - Paula Mikacia Umbelino Silva.pdf: 967411 bytes, checksum: db8bafc94a0ee4204e4d1abd04e384eb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T12:56:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Paula Mikacia Umbelino Silva.pdf: 967411 bytes, checksum: db8bafc94a0ee4204e4d1abd04e384eb (MD5) Previous issue date: 2016-04-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The production of solid waste has diversified sharply in their qualitative and quantitative aspects, causing major environmental impacts due to the improper disposal of this waste in the environment, thus altering the quality of soil, water bodies and air. On average about 50% of municipal solid waste is a putrescible organic fraction, which is subject to fermentation, and the remaining 50% corresponds to recyclable materials and inert waste. Anaerobic digestion is an alternative that stands out for the treatment of organic waste, due to the production o f methane as a final product, and is considered a renewable source of energy. This study analyzed the hydrolytic process in anaerobic co - digestion of vegetable waste (VW) and anaerobic sludge from sanitary sewage (ASSS), at room temperature and with total solids of 4% in anaerobic batch reactor, monitored at three experimental stages. The experimental system was designed and installed in monitored on Station Experimental of Biological Treatments of Sewage from the State University of Paraiba in Campina Grande, PB. The substrate used in the reactor feed was prepared from VW mixture along with ASSS, coming from UASB. The products of anaerobic biostabilization process that were in semi-solid form were monitored weekly for a total period of 198 days. For all three experimental stages, the analyzed results indicated that occurred: reductions in pH; solubilization of the CODTotal and NTK; and increased production of the CODFiltered, VFA and N-NH4 . Therefore, the conditions of room temperature and low total solids favored hydrolytic process the substrate. / A produção de resíduos sólidos tem se diversificado acentuadamente em seus aspectos qualiquantitativos, causando grandes impactos ambientais em função da disposição inadequada destes resíduos no meio ambiente, alterando assim a qualidade dos solos, corpos aquáticos e do ar. Em média, cerca de 50% dos resíduos sólidos urbanos corresponde a fração orgânica putrescível, que é passível de fermentação e os 50% restantes corresponde aos materiais recicláveis e resíduos inertes. A digestão anaeróbia é uma alternativa que se destaca para o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos, devido à produção de metano como produto final, sendo considerada uma fonte de energia renovável. Neste estudo foi analisado o processo hidrolítico na codigestão anaeróbia de resíduos sólidos vegetais (RSV) e lodo anaeróbio de esgoto sanitário (LAES), em condições de temperatura ambiente e com concentração de sólidos totais de 4%, em reator anaeróbio de batelada, monitorado em três etapas experimentais. O sistema experimental foi projetado e instalado na Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgoto Sanitário da Universidade Estadual da Paraíba, em Campina Grande, PB. O substrato utilizado na alimentação do reator foi preparado a partir da mistura de RSV juntamente com LAES, oriundo de reator UASB. Os produtos resultantes do processo de bioestabilização anaeróbia que se encontravam na forma semi-sólida foram monitorados semanalmente, no período total de 198 dias. Para as três etapas experimentais, os resultados analisados indicaram que ocorreu: reduções nos valores de pH; solubilização de DQOTotal e NTK; e aumento da produção de DQOFiltrada, AVG e N-NH4 . Portanto, as condições de temperatura ambiente e a baixa concentração de sólidos totais favoreceram o processo hidrolítico do substrato.

A expansão do setor sucroenergético favoreceu o desenvolvimento da tecnologia de etanol de segunda geração (2G). No entanto, este é um processo que leva à geração de altíssimos volumes de resíduos, bem como o processo de primeira geração (1G). O principal deles é a vinhaça, que também apresenta elevado potencial poluidor. Nesse contexto, vê-se, portanto, a necessidade de se dar uma finalidade adequada ao resíduo. A digestão anaeróbia se tornou uma tecnologia muito disseminada e valorizada em outros países. Isso se deve às vantagens em gestão de resíduos e na geração de energia proporcionadas por essa tecnologia. O potencial de aplicação da vinhaça para produção de biogás é enorme, dado que é um resíduo muito rico em matéria orgânica e de grande disponibilidade no Brasil. A digestão anaeróbia precisa também ser desenvolvida para o resíduo do processo de etanol 2G, pois espera-se que as características da vinhaça gerada sejam diferentes. É importante a investigação da influência que a composição da vinhaça 2G pode ter sobre o processo da digestão anaeróbia e produção de biogás, e este foi o principal objetivo deste trabalho. Para isso, realizou-se inicialmente a caracterização de vinhaça 1G e de vinhaça 2G obtidas para o experimento deste estudo. A composição das duas vinhaças apresentou as principais diferenças para as concentrações de DQO, ácidos orgânicos (sobretudo o ácido acético), compostos fenólicos e sulfato. Foram obtidas concentrações de DQO de 30.732,80 mg O2 L-1 e 19.038,13 mg O2 L-1 para vinhaça 1G e vinhaça 2G, respectivamente. As concentrações de ácido acético e compostos fenólicos totais foram, respectivamente, 88,14% e 84,10% maiores na vinhaça 2G do que na vinhaça 1G. A concentração de sulfato na vinhaça 2G foi 28,11% menor que a concentração obtida na vinhaça 1G. A avaliação de processo de produção de biogás foi realizada em dois reatores metanogênicos, um utilizando vinhaça 1G como substrato e outro, utilizando vinhaça 2G. Os processos foram monitorados segundo a produção de biogás por DQO removida, produção de ácidos orgânicos, alcalinidade, remoção de compostos fenólicos, remoção de ânions e retenção de sólidos. Os efluentes dos reatores metanogênicos também foram caracterizados segundo o teor de cátions. O processo com vinhaça 2G teve produção de biogás quatro vezes maior que o processo com vinhaça 1G. Foram obtidos valores médios de 0,32 Lbiogás DQOremov-1 para o processo com vinhaça 2G e 0,08 Lbiogás DQOremov-1 para o processo com vinhaça 1G. De acordo com o monitoramento dos processos por alcalinidade e concentração de ácidos orgânicos, o processo com vinhaça 2G também se mostrou mais eficiente do que o processo com vinhaça 1G no que diz respeito ao consumo de matéria orgânica. A remoção de compostos fenólicos totais teve eficiência média de 56,96% para o processo utilizando vinhaça 2G, enquanto que o processo com vinhaça 1G não foi capaz de removê-los. Infere-se que a elevada concentração de ácido acético na vinhaça 2G tenha contribuído para o processo de produção de biogás. A alta disponibilidade de acetato favorece a atividade metabólica de arqueas metanogênicas, o que é fundamental para o equilíbrio químico da conversão de matéria orgânica em biogás. / The Sucroenergetic sector expansion has favored the development of second generation ethanol technology. However, the process leads to the production of large amounts of residues, as well as the first generation process. The main residue is the vinasse, which is very pollutant. In this context it becomes clear the need of giving an appropriate application for vinasse. Anaerobic digestion has turned into a very disseminated and very well accepted technology in many countries, which is mainly due to its results as an efficient waste management and energy generation. Vinasse has a great potential for biogas production through anaerobic digestion, since it is a residue with high organic matter and in large availability in Brazil. Such technology has to be developed also for the residues obtained through second generation ethanol process. With a different process, it is expected that residues composition might also be different. It is important to look into the influence that second generation vinasse composition may bring to anaerobic digestion. The purpose of this study was to investigate the effects of second generations vinasse composition over the biogas production process. Before experiments, first and second generation vinasses were characterized. The most remarkable differences for vinasses composition were obtained for COD concentration, organic acids concentration (specially for acetic acid), phenolic compounds and sulphate. COD concentrations were 30,732.80 mg O2 L-1 and 19,038.13 mg O2 L-1 for first generation vinasse and second generation vinasse, respectively. Acetic acid and total phenolic compounds were, respectively, 88.14% and 84.10% higher for second generation vinasse than those found for first generation vinasse. Sulphate concentration for second generation vinasse was 28.11% lower than first generation vinasse\'s concentration. Biogas production process was evaluated for two different methanogenic reactors: first generation vinasse was used as substrate for one reactor and second generation vinasse was used as substrate for the second one. Processes were monitored according to biogas production by removed COD, organic acids production, alkalinity, phenolic compounds removal, anions removal and solids retention. Both reactors had their effluents characterized by cations content. In the process carried out with second generation vinasse the biogas production was four times higher than in the process carried out with first generation vinasse. The average values were 0.08 Lbiogas CODremoved-1 and 0.32 Lbiogas CODremoved-1 for first and second generation, respectively. Considering processes monitoring by alkalinity and organic acids concentrations, the process carried out with second generation vinasse was more efficient in regards to organic matter consumption. The average efficiency for total phenolic compounds removal was 56.96% for the process using second generation as substrate. On the other hand, the process with first generation vinasse was not capable of consuming them. The results obtained in this study suggest that the high acetic acid concentration in second generation vinasse have contributed to biogas production. High acetate availability promotes archaeas metabolic activity, which is fundamental for chemical balance in converting organic matter into biogas.

Introdução: Dentre os distúrbios relacionados à alimentação, o aumento do colesterol e, conseqüentemente, a incidência de doenças cardiovasculares, representa um importante problema de Saúde Pública. A proteína do amaranto reduz o colesterol plasmático, possivelmente pela presença de peptídeos bioativos, liberados durante sua digestão parcial. Objetivo: Verificar a ocorrência de peptídeos hipocolesterolemizantes após digestão in vitro do isolado protéico de amaranto. Métodos: Proteína isolada do amaranto foi submetida à digestão enzimática in vitro por duas metodologias distintas. Os peptídeos menores que 3000 Da foram injetados em espectrômetro de massa para sua identificação. Resultados: Foi obtido isolado protéico com grau de pureza acima de 90%. O isolado protéico e a farinha integral apresentaram a mesma quantidade de aminoácidos essenciais e de aminoácidos presentes nas seqüências dos peptídeos de interesse. O isolamento protéico também não promoveu alterações nas principais frações moleculares. As estruturas terciária e quaternária provavelmente foram alteradas, pois houve redução da solubilidade protéica. O grupo dissulfeto é um dos responsáveis pela ocorrência de agregados, entretanto outras ligações também podem estar envolvidas. Essas forças podem interferir no acesso aos sítios de clivagem das ligações peptídicas e dificultar a ação enzimática. Devido ao aumento da força iônica do meio obteve-se alto grau de hidrólise em ambos os métodos enzimáticos. A digestão protéica resultou em fragmentos que, em sua maioria, apresentaram pesos moleculares inferiores a 30 kDa. O perfil peptídico, para a maior parte das amostras, mostrou-se complexo, com difícil separação de picos. A amostra hidrolisada que apresentou menor grau de hidrólise e menor quantidade de picos no cromatograma continha um dos peptídeos hipocolesterolemizantes procurados, o fragmento IAEK. Conclusões: O isolado protéico de amaranto apresenta pelo menos um peptídeo hipocolesterolemizante quando submetido às digestões enzimáticas in vitro estudadas, similares à digestão in vivo. / Introduction: Among the problems associated to food habits, the increase of cholesterol levels, and thus the incidence of cardiovascular diseases represents an important problem for Public Health. The amaranth protein reduces the blood cholesterol levels, possibly due to the presence of peptides released during its incomplete digestion. Objective: To verify the occurrence of hypocholesterolemic peptides after in vitro digestion of amaranth protein isolate. Methods: Amaranth protein isolate was submitted to in vitro enzymatic digestion by two distinct methodologies. Peptides smaller than 3000 Da were injected in mass spectrometer for identification. results: Protein isolate presented a high purity degree, above 90%. The fat extraction and the protein isolation were efficient and did not modify significantly amaranth chemical composition, preserving the quantities of essential amino acids present in the sequence of the investigated peptides. Protein isolation did not promote changes in the main molecular fractions. The tertiary and quaternary structures were probably altered, given that protein solubility decreased. Disulfide bonds are responsible for aggregate arrangement; however, other bonds probably occurred and were also responsible for the decrease in solubility. These bonds may interfere in enzymatic hydrolysis, impeding the enzymes to cleave the peptide bonds. It was obtained a great hydrolysis degree in both enzymatic methods because ionic strength of the solution was high. Most of the protein digestion fragments presented molecular weight lower than 30kDa, demonstrating the efficiently of both digestion methods. Peptide mixture, for most samples, presented a complex profile and difficulties in peaks separation. The hydrolyzed sample that presented the lowest hydrolysis degree and the lowest quantity of peaks in chromatogram presented one of the hypocholesterolemic peptides, the sequence IAEK. Conclusions: The amaranth protein isolate presents at least one hypocholesterolemic peptide when submitted to the studied in vitro enzymatic digestion that is similar to in vivo digestion

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoFelipePSilva.pdf: 1750362 bytes, checksum: d5954e3ba25ab6d54527f7566b0d47ac (MD5) Previous issue date: 2015-03-11 / The swine farming is an important Brazilian agricultural business. The activity held in confinement generates a large volume of wastewater that may be treated by anaerobic digestion. To use the biogas generated in the process, it is necessary better knowledge through the variables involved. The objective of this study was the evaluation of biogas production parameters, power generation, generator set performance in biogas conversion into electricity and the avoided cost of electricity from of the farm. Biogas parameters were monitored as methane content, digester production, and the engine consumption in generation of electricity. Monitoring was realized with the use of instruments and storage of information in a database. The results indicated an average daily production of 443 m3.dia-1, with an average of 0.10 m3 of biogas per pig and 68% of methane content. The average electricity generation was 324,5 kWh.dia-1, and efficiency of the generator set was 17% with a power of 70 kW and an average of 6,5 hours of daily operation. The avoided cost by self-consumption of electricity generated was R$ 13,718.20, and during the monitoring 70.5 MWh of electricity was generated, of which 26.6 MWh were exported to the distribution network. / A suinocultura é uma importante atividade no negócio agropecuário brasileiro. A atividade realizada em confinamento gera um grande volume de efluentes que pode ser tratado por meio da digestão anaeróbia. Para aproveitamento do biogás gerado neste processo, é necessário um melhor conhecimento através das variáveis envolvidas. O objetivo deste estudo foi a avaliação dos parâmetros de produção de biogás, geração de energia elétrica, desempenho do grupo gerador na conversão de biogás em energia elétrica e o custo evitado de energia elétrica da propriedade rural. Foram monitorados parâmetros de concentração, produção e consumo biogás; e geração de energia elétrica O monitoramento foi realizado com a utilização de instrumentos e posterior armazenamento das informações em banco de dados. Os resultados encontrados indicaram uma produção diária média de 443 m3, com uma média de 0,10 m3 de biogás por suíno e uma concentração média de 68% de metano. A geração de energia elétrica média foi de 324,5 kWh.dia-1, e a eficiência do grupo gerador foi de 17% com uma potência média ativa de 70 kW e operação diária de 6,5 horas. O custo evitado pelo autoconsumo da energia elétrica na propriedade gerada foi de R$ 13.718,20, e durante o período monitorado houve uma geração total de energia elétrica de 70,5 MWh, dos quais 26,6 MWh foram exportados para a rede de distribuição da concessionária local.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudinei.pdf: 2960967 bytes, checksum: 9d19185b777a99f89f11718066e20baa (MD5) Previous issue date: 2016-04-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of alternative energy sources is driven by the aim of minimizing environmental degradation in order to avoid that natural resources are depleted and slow the advance of global warming caused by emissions of greenhouse gases. Much has been researched about new energy sources, among which may be cited as the main: solar energy, wind energy, hydropower and biomass. The biogas from the biological treatment is distinguished by its increasing use to be a source of clean energy with a great social, financial and environmental return to humanity. To enhance this production of biogas, area researchers see performing various combinations, to evaluate or how best to combine any type of waste and succeed in increasing biogas production, consequently use in the energy sector. Thus, this work presents the objective analysis of the Total Solids removal rate, using the APHA methodology, 2012; Analysis of Higher Calorific Value using calorimeter; Analyze Biogas composition, by a Gas Chromatograph and analysis of biogas production using swine manure, silage medium grain corn, sorghum and pasture ground ruziziensis following a Factorial Planning 23, resulting in higher cumulative production to combination of swine wastewater 90% + Brachiária ruziziensis 10%, with 37.2 liters of biogas in seven weeks. Analyzing - the potential production per kilogram of matter, the highest result was the combination of ARS (80%) + Silage corn (10%) + Brachiária (10%), with 22 L.kg-1. Upon analyzing the result of production per kilogram of total solids, the result of the combination is greater production ARS (90%) + Brachiaria (10%), with approximately 561 L.Kg ST-1. / A utilização de fontes alternativas de energia é impulsionada pelo intuito de minimizar a degradação ambiental de forma a evitar que os recursos naturais se esgotem e diminuir o avanço do aquecimento global causado pelas emissões dos gases de efeito estufa. Muito se tem pesquisado a respeito de novas fontes energéticas, dentre elas podem ser citadas como principais: energia solar, energia eólica, energia hídrica e biomassa. O biogás, proveniente do tratamento biológico, se destaca pelo seu uso crescente por ser uma fonte de energia limpa com um grande retorno social, financeiro e ambiental para humanidade. Para potencializar essa produção de biogás, pesquisadores da área veem realizando diversas combinações, para avaliar qual ou quais as melhores formas de combinar algum tipo de resíduo e obter sucesso no aumento da produção de biogás, consequentemente utilização no setor energético. Desta forma, este trabalho apresenta por objetivo analise da taxa de remoção de Sólidos Totais, utilizando a metodologia de APHA, 2012; Análise de Poder Calorífico Superior, utilizando Calorímetro; Analise de Composição do Biogás, por meio de um Cromatógrafo Gasoso e analise da produção de biogás utilizando dejeto suíno, silagem de milho de meio grão, sorgo sacarino e braquiária Ruziziensis triturados, seguindo um Planejamento Fatorial 23, tendo como resultado de maior produção acumulada à combinação de Água Residuária de Suinocultura 90% + Braquiária Ruziziensis 10%, com 37,2 litros de biogás em sete semanas. Analisando se o potencial de produção por quilo de matéria, o maior resultado foi à combinação de ARS (80%) + Silagem Milho (10%) + Braquiária (10%), com 22 L.kg-1. Ao ser analisado o resultado de produção por quilo de Sólidos Totais, o resultado de maior produção é na combinação ARS (90%) + Braquiária (10%), com aproximadamente 561 L.Kg-1 ST.

A grande evolução no tratamento dos resíduos sólidos orgânicos foi obtida com a Biometanização ou, simplesmente, Digestão Anaeróbia, que ao tratar a fração orgânica produz um composto que pode ser utilizado como condicionador do solo e propicia a recuperação da energia com a utilização do metano produzido no biogás. Esta pesquisa se propôs a analisar a técnica de biometanização, avaliando a influência do lodo e da serragem no tratamento anaeróbio da FORSU em biometanizadores de 50 L e 5 L, operados sob regime batelada e temperatura mesofílica por 150 e 78 dias, respectivamente. Foram analisadas amostras de chorume, do biogás e do digestato (material sólido obtido pós-tratamento, com a abertura dos biometanizadores). Na primeira etapa, quatro reatores de 50 L foram operados com alto teor de sólidos, sob condições distintas: reator 1 - controle (preenchido somente com FORSU); reator 2 (preenchido com FORSU, 5% de lodo e serragem); reator 3 (preenchido com FORSU, 10% de lodo e serragem); reator 4 (preenchido com FORSU e serragem). Com o monitoramento do processo foi possível concluir que a manutenção de um pH ácido, mesmo nos biometanizadores com adição de lodo, propiciou uma condição ácida que foi responsável por inibir a biometanização em todos os tratamentos, que apresentaram baixa remoção de matéria orgânica e ausência de produção de metano. Com isso, iniciou-se a segunda etapa da pesquisa, onde foram operados três reatores de 5 L com baixo teor de sólidos, com o intuito de testar dois tipos de lodos e elevar a porcentagem de inoculação, nas seguintes configurações: reator ETE 1 - preenchido com FORSU, lodo de esgoto e serragem (proporção 3:1:1); ETE 2 preenchido com FORSU, lodo de esgoto e serragem (proporção 2:2:1) e DACAR preenchido com FORSU, lodo do tratamento anaeróbio de efluente de avícula e serragem(proporção 2:2:1). Após 78 dias de operação, constatou-se que maiores proporções de inóculo e uma temperatura mais elevada (30 a 35ºC) favoreceram o pH, a alcalinidade, a umidade, a degradação da matéria orgânica e a produção de metano, observada no reator ETE 2. Contudo, as condições operacionais adotadas e os fatores ambientais não foram adequadas para o sucesso da biometanização. Não houve uma redução significativa de matéria orgânica e a produção de metano foi constatada somente em um dos reatores da segunda etapa. / The major evolution in the treatment of organic solid waste has been achieved by biomethanization, or simply Anaerobic Digestion. When treating the organic fraction, biomethanization produces a compound that can be used as a soil conditioner and provides energy recovery through the use of methane in the biogas produced. This dissertation reports on an analysis of the biomethanization technique and evaluates the influence of sludge and sawdust on the anaerobic treatment of OFMSW in 50 L and 5 L reactors operating under batch regime and mesophilic temperatures for 155 and 78 days, respectively. Slurry samples of biogas and digestato (solid material obtained after treatment with the opening of reactors) were analyzed. In the first stage, four 50 L reactors were operated with high solids content and under different conditions: Reactor 1 - control (filled only with OFMSW); Reactor 2 (filled with OFMSW, 5% sludge and sawdust); Reactor 3 (filled with OFMSW, 10% sludge and sawdust); Reactor 4 (filled with OFMSW and sawdust). The monitoring of the process enabled the maintenance of an acidic pH, even in reactors filled with sludge, and led to an acidic condition responsible for the inhibition of biomethanization in all treatments, which showed low organic matter removal and no production of methane. In the second stage of the study, three 5 L reactors were operated with low solids content for the testing of two types of sludge and increase in the percentage of inoculation, according to the following configurations: ETE 1 reactor - filled with OFMSW, sewage sludge and sawdust (3: 1: 1 ratio); ETE 2 - filled with OFMSW, sewage sludge and sawdust (2: 2: 1 ratio) and DACAR - filled with OFMSW, sludge from the anaerobic treatment of poultry effluent and sawdust (2: 2: 1 ratio). After 78 days of operation, higher proportions of inoculum and a higher temperature (30 to 35ºC) favored pH, alkalinity, degradation of organic matter and production of methane, observed in reactor ETE 2. However, the operating conditions adopted and environmental factors were not suitable for the success of biomethanization. No significant reduction in the organic matter was achieved and methane was produced only in one of the reactors of the second stage.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-10-18T12:56:20Z No. of bitstreams: 1 Douglas Ferreira Velho_.pdf: 2524832 bytes, checksum: dd171e639a007511b6cceb2258575af8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-18T12:56:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Douglas Ferreira Velho_.pdf: 2524832 bytes, checksum: dd171e639a007511b6cceb2258575af8 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Comitesinos - Comitê de Gerenciamento da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos / FUNDEPE - Fundação Universitária para Desenvolvimento do Ensino e da Pesquisa / Petrobras - Petróleo Brasileiro S. A. / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / O crescente aumento na geração de resíduos sólidos urbanos, somado às formas inadequadas de tratamento e disposição contribuem de forma direta e significativa com a problemática ambiental. Diante deste cenário, se faz necessário o desenvolvimento de alternativas que permitam outros benefícios além da disposição final apropriada. A digestão anaeróbia é uma alternativa viável e economicamente interessante para tratamento da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos. Considerando que em nosso país a fração orgânica é predominante nos resíduos sólidos urbanos, correspondendo em média a mais de 40% na composição, ao mesmo tempo que reduz o volume de resíduos enviados para os aterros sanitários, o processo gera produtos como o biogás e biofertilizante para uso agrícola. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a tratabilidade da fração orgânica dos resíduos sólidos domésticos provenientes do preparo e pós consumo das refeições de um restaurante universitário em um reator operado por batelada e qualificar as características do biofertilizante gerado. Para atingir este objetivo, a pesquisa foi realizada em três etapas, sendo que na etapa inicial foram realizadas quatro bateladas nas quais foram analisadas a proporção adequada de resíduos e inóculo para partida do reator sem que ocorresse acidificação. A segunda etapa consistiu na realização de seis bateladas, nas quais foram monitorados os principais parâmetros de operação e a terceira etapa onde foram avaliados os parâmetros químicos, físicos e microbiológicos do biofertilizante gerado ao final dos ensaios da segunda etapa. Os resultados da primeira etapa apontaram que a proporção de 6:1 em termos de sólidos totais voláteis, sendo lodo proveniente de um reator UASB e resíduos sólidos putrescíveis respectivamente, apresentaram uma partida adequada do sistema, sem que ocorresse acidificação, com o pH variando entre 6,9 e 7,7. Na segunda fase o monitoramento dos principais parâmetros de operação permitiu que no decorrer dos ensaios a proporção em termos de STV fosse reduzida, chegando a 1:1 de inóculo e substrato respectivamente, na batelada 10, portanto permitindo o tratamento de uma quantidade maior de resíduos em relação aos ensaios iniciais. Os resultados obtidos no monitoramento apontaram que o pH manteve-se dentro da faixa considerada ideal entre 6,0 e 8,0, porém o período de vinte e dois dias adotado como tempo de retenção mostrou-se insuficiente para degradação e consequente remoção da matéria orgânica, sendo que apenas a batelada 10 mostrou-se eficiente na remoção de STV 8,1% e carbono orgânico total 33,5%. A análise física do biofertilizante gerado no final de cada ensaio apontou umidade acima do permitido pela legislação, sendo indicado apenas para uso via aspersão. Quimicamente o biofertilizante apresentou insuficiência de nitrogênio, evidenciada nas elevadas relações C:N iniciais e finais obtidas e carência de macronutrientes como fósforo cujos resultados ficaram abaixo de 1%, mínimo imposto pela legislação e potássio, elemento que não foi detectado na pelo equipamento utilizado. A qualidade sanitária do composto atendeu a legislação quanto a presença de ovos viáveis de helmintos, sendo que todos os ensaios apresentaram resultados inferiores a uma unidade/4g, porém apresentou resultados acima do limite estabelecido para coliformes termotolerantes. O teste de germinação confirmou a ausência da fitotoxidade dos produtos. / The increase in the generation of municipal solid waste, together with the inadequate forms of treatment and disposal contribute directly and significantly to the environmental problems. In this scenario, it is necessary to develop alternatives to other benefits in addition to the appropriate disposal. Anaerobic digestion is a viable alternative and economically interesting for the treatment of the organic fraction of municipal solid waste. Whereas in our country the organic fraction is predominant in urban solid waste, corresponding to an average of over 40% in the composition, at the same time reducing the volume of waste sent to landfills, the process generates products such as biogas and biofertilizers for agricultural use. This research aimed to evaluate the treatability of the organic fraction of household waste from the preparation and after consumption of meals from a university restaurant in a reactor operated by batch and qualify the characteristics of the generated biofertilizers. To achieve this goal, the research was conducted in three phases, with the initial phase were held four batches were analyzed in which the proportions of the waste and inoculum for starting the reactor without acidification occurred. The second stage consisted of six batches, which were monitored in the main operating parameters and the third stage where we evaluated the chemical, physical and microbiological biofertilizer generated at the end of the second stage trials. The first step results indicated that the ratio of 6: 1 in terms of total volatile solids, and sludge from a UASB reactor and solid waste putrescible respectively, showed a suitable starting system without occur acidification to pH between 6.9 and 7.7. In the second stage, the monitoring of key operating parameters allowed during the experiment the proportion in terms STV be reduced, reaching 1: 1 inoculum and substrate respectively in the batch 10, thus allowing treatment of a larger quantity of waste compared to the initial test. The results showed that monitoring the pH was maintained within the range considered optimal between 6.0 and 8.0, but the period twenty-two days adopted as the retention time was insufficient to degradation and subsequent removal of matter organic, and only the batch 10 was effective in removing STV 8.1% and 33.5% total organic carbon. Physical analysis of biofertilizers generated at the end of each test pointed humidity above those permitted by law and is intended only for use via spraying. Chemically biofertilizer showed nitrogen deficiency, evidenced in the high ratios C: Initial N and obtained final and lack of nutrients such as phosphorus whose results were below 1% minimum required by the legislation and potassium, an element that was not detected in the equipment used. The sanitary quality of the compound met the legislation for the presence of viable helminth eggs, and all tests showed lower results to a unit / 4G, but showed results above the limit for fecal coliforms. The germination test confirmed the absence of phytotoxicity of products.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-12-22T12:31:35Z No. of bitstreams: 1 Suelen Pavi_.pdf: 1636176 bytes, checksum: 0dd7b68d6b59964f41170ff034254b8d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T12:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suelen Pavi_.pdf: 1636176 bytes, checksum: 0dd7b68d6b59964f41170ff034254b8d (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / A digestão anaeróbia (DA) de resíduos é uma opção ambientalmente adequada para o tratamento de resíduos orgânicos e produção de biogás. Contudo, a eficiência do processo é influenciada por diversos fatores, incluindo a composição do substrato. Resíduos de hortifrutigranjeiros (RHF) apresentam propriedades físico-químicas adequadas para sua utilização como fonte energética. Porém, o alto teor de açúcares simples contido nas frutas e vegetais tende a acidificar o meio, inibindo a atividade dos microrganismos metanogênicos. A co-digestão com outros resíduos é uma alternativa para melhorar a estabilidade do processo. A fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) também possui grande potencial energético que pode ser recuperado, e quando em co-digestão com RHF, a produção de biogás pode ser aumentada. Nesse contexto, o presente estudo buscou avaliar a produção de biogás a partir da co-digestão da FORSU com RHF, visando estabelecer uma proporção ótima onde a produção de biogás é máxima, sem danos à estabilidade do processo. O estudo foi realizado em quatro fases, em regime de batelada a 35 °C, empregando lodo anaeróbio como inóculo na relação S/I de 1/1 em termos de sólidos totais voláteis (STV). A massa de STV adicionada nos reatores foi a mesma em todas as condições. Foram testados a FORSU (Fase I) e os RHF (Fase IV) como mono-substrato e a co-digestão desses resíduos nas relações FORSU/RHF de 1/1 (Fase II) e de 1/3 (Fase III) em termos de STV. Os parâmetros monitorados foram pH, teor de sólidos totais e voláteis, carbono orgânico total, alcalinidade, ácidos graxos voláteis, ácidos orgânicos voláteis e volume de biogás. O biogás foi caracterizado quanto a teores de metano. Os resíduos aplicados na co-digestão e o biossólido final foram caracterizados quanto ao pH, teores de sólidos totais e voláteis, carbono orgânico total, alcalinidade, ácidos graxos voláteis, ácidos orgânicos voláteis, nitrogênio total e amoniacal e fósforo total. O processo de DA manteve-se estável em todas as condições de alimentação. Os resultados revelaram que a produção de biogás foi maior nas bateladas onde a FORSU e os RHF foram aplicados em co-digestão, em relação às bateladas que utilizaram FORSU e RHF como mono-substrato. A relação FORSU/RHF de 1/3 produziu o maior volume de biogás e obteve o maior rendimento de metano em função dos STV de resíduos aplicados, sendo 493,46 NL/kgSTV e 393,64 NL/kgSTV, respectivamente. / Anaerobic digestion (AD) of waste is an environmentally sound option for the treatment of organic waste and produce biogas. However, the process efficiency is influenced by several factors, including the composition of the substrate. Fruit and vegetable waste (FVW) have suitable physicochemical properties for use as an energy source. However, the high content of simple sugars contained in fruits and vegetables tend to acidify, inhibiting the activity of methanogens. The co-digestion of wastes is an alternative to improve process stability. The organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) also has great energy potential that can be recovered, and when co-digestion with FVW, biogas production can be increased. In this context, this study aimed to evaluate the production of biogas from the co-digestion of OFMSW with FVW, to establish a great proportion where biogas production is maximum, without damage to the process stability. The study was conducted in four phases, batch system at 35 ° C, using anaerobic sludge as inoculum in the ratio S/I 1/1 in terms of the total volatile solids (VS). The VS mass added in the reactors was the same in all conditions. Were tested OFMSW (Phase I) and FVW (Phase IV) as mono- substrates and co-digestion of these wastes in relationships OFMSW/FVW 1/1 (Phase II) and 1/3 (Phase III) in terms of VS. The monitored parameters were pH, total and volatile solids, total organic carbon, alkalinity, volatile fatty acids, volatile organic acids and volume of biogas. Biogas was characterized as methane levels. Waste applied in co-digestion and the final biosolids were analyzed for pH, total and volatile solids content, total organic carbon, alkalinity, volatile fatty acids, volatile fatty acids, and total ammonia nitrogen and total phosphorus. The AD process remained stable in all power conditions. The results show that biogas production was higher in batches where OFMSW and FVW were applied by co-digestion in relation to batches that used OFMSW and FVW as mono-substrate. The relationship OFMSW/FVW of 1/3 produced the highest volume of biogas and obtained the higher yield of methane due to the VS applied to waste, being 493,46 NL/kgVS and 393,64 NL/kgVS respectively.

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

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