FREITAS NETO, M. A. Remoção de nitrito, nitrato e amônia de efluentes de indústrias petrolíferas através de reatores biológicos inoculados com “Aspergillus niger”. 2005. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-06-08T18:36:36Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_mafreitasneto.pdf: 845871 bytes, checksum: 3b2dd0932a47a69f308f96fbfcb40ea7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-25T17:29:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_mafreitasneto.pdf: 845871 bytes, checksum: 3b2dd0932a47a69f308f96fbfcb40ea7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T17:29:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_mafreitasneto.pdf: 845871 bytes, checksum: 3b2dd0932a47a69f308f96fbfcb40ea7 (MD5) Previous issue date: 2005 / The purpose of this research was to evaluate the removal of nitrogen compounds found in petroleum industry wastewater, by employing a biologic process with fungi. During 156 days, two aerobic biologic reactors with fungi (BRF), with immobilized biomass and continuous up flow were built and operated. Both reactors were made in acrylic and presented identical dimensions height 60 cm, 10 cm diameter and 4,5 L liquid volume. The first reactor (R1) had polyamide bed as support medium and the second one (R2) used polyurethane foam. Initially, the reactors containing the wastewater were inoculated with 2 x 106 spores.mL-1, of Aspergillus niger AN 400. They remained in rest, with no aeration, for 24 h mycelium growth. After this period, the aeration and recirculation of the effluent started and here mointained for one week. The recirculation was then suspended and it was initiated the reactors feeding with wastewater and the parameters monitoring. The research was divided in four phases, with different HRT and different glucose concentrations (except phase I) as primary source of carbon. In phase I, the reactors were operated for 35 days with 8h HRT and with no addition of primary source of carbon. Good nitrite removal efficiencies were observed, with mean values of 82% and 89%, for R1 and R2, respectively. For nitrate, the mean values were 53% for R1 and 55% for R2. In relation to ammonia, the mean values in effluent concentration were: R1, 10,31 mg N-NH3.L-1 and R2, 10,62 mg N-NH3.L-1, which were higher than the affluent values, with a mean value of 7,87 mg N-NH3.L-1. In phase II, the reactors were operated for 59 days with HRT of 8h and 0,5 g/L of glucose were added to the affluent. The mean values of ammonia removal were 57% for R1 and 51% for R2. Nitrite, values were 82% and 84% for R1 and R2 respectively, nitrate 70% for R1 and 80% for R2. In phase III, the HRT was reduced to 4h and the addition of glucose was sustained. In this phase, the reactors were operated for 38 days. The removal values observed for ammonia were 54% for R1 and 57% and R2. In relation to nitrite, these values were 90% and 76% for R1 and R2 respectively and for nitrate the values were 63% and 62% for R1 and R2. In phase IV, reactors were operated for 24 days, with HRT of 4h and addition of 1,0 g.L-1 of glucose to the affluent. The removal values obtained for ammonia were 48% and 53% for R1 and R2, and for nitrate these values were 76% and 79% for R1 and R2. In relation to nitrite, the mean value of the effluent was 0,04 mg N-NO2.L-1 for both reactors, twice the value of the affluent (0,02 mg N-NO2.L-1). In this research, it was observed an alternation between production and removal of ammonia and nitrite however the reactors when operated in phase II and III showed efficient in the removal of nitrite, nitrate and ammonia present in petroleum industry wastewater. / A proposta desta pesquisa foi avaliar a remoção de compostos nitrogenados presentes em águas residuárias de indústrias petrolíferas, empregando processo biológico com fungos. Foram montados e operados durante 156 dias, em escala de laboratório, dois reatores biológicos aeróbios com fungos (RBF), com biomassa imobilizada e fluxo contínuo ascendente. Os dois reatores eram constituídos de acrílico e apresentavam dimensões idênticas com 60 cm de altura, 10 cm de diâmetro e volume útil de 4,5 L, sendo que o primeiro reator (R1) teve como meio suporte manta agulhada de poliamida, e o segundo reator (R2) espuma de poliuretano. Inicialmente, os reatores contendo a água residuária a ser estudada foram inoculados com 2 x 106 esporos/mL, de Aspergillus niger AN 400, e deixados em repouso, sem aeração por 24h para crescimento do micélio. Após esse período iniciou-se a aeração e a recirculação do efluente dos reatores que foi mantida por uma semana. Em seguida a recirculação foi suspensa, iniciou-se a alimentação dos reatores com a água residuária e os parâmetros de interesse passaram a ser monitorados. A pesquisa foi dividida em 4 fases, nas quais foram aplicados diferentes TDH e concentrações variadas de glicose (exceto fase I) como fonte primária de carbono. Na fase I os reatores foram operados durante 35 dias com TDH de 8h, sem adição de fonte primária de carbono. Foi observada, boa eficiência de remoção de nitrito, com valores médios de 82%, e 89%, para R1 e R2, respectivamente. Para Nitrato as remoções foram de 53% para o R1 e de 55% para o R2. Com relação à amônia, os valores médios das concentrações nos efluentes, foram: R1 igual a 10,31mgN-NH3 /L, e R2 igual a 10,62 mgN-NH3 /L, as quais foram superiores aos de entrada, com valor médio de 7,87 mgN-NH3 /L. Na fase II os reatores foram operados durante 59 dias com TDH de 8h, com adição de 0,5g de glicose/L ao afluente. Os valores médios de remoção de amônia foram iguais a 57% e 51% para R1 e R2 respectivamente, de nitrito foram 82% para R1 e 84% para R2, e para nitrato os valores de remoção foram de 70% para R1 e 80% para R2. Na fase III o TDH foi reduzido para 4h, manteve-se a adição de 0,5g de glicose/L, ao afluente, sendo que os reatores operaram durante 38 dias. Foram observados valores de remoção de amônia de 54%, e 57% para R1 e R2, respectivamente e para nitrito, estes valores foram de 90%, e 76% para R1 e R2 e para nitrato os valores foram de 63% e 62% para R1 e R2. Na fase IV os reatores foram operados durante 24 dias, com TDH de 4h e adição de 1,0g de glicose/L ao afluente. A remoção de amônia foi de 48% e 53% para R1 e R2, nitrato 76% e 79% para R1 e R2. Em relação ao nitrito, o valor médio no efluente foi de 0,04 mgN-NO2 /L para os dois reatores, sendo o dobro do valor do afluente 0,02 mgN-NO2 /L. Nesta pesquisa os reatores R1 e R2, quando operados nas fases II e III, mostraram-se eficientes na remoção de nitrito, nitrato e amônia de efluentes de indústrias petrolíferas.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5100_1.pdf: 1414667 bytes, checksum: adaa042e8a901926ad1151535e3a2641 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Uma sulfatase (EC 3.1.6.1.), heparina específica, foi identificada no fígado do molusco Aplysia cervina, largamente encontrado na costa nordestina do Brasil. Esta enzima foi purificada por precipitações sucessivas com sulfato de amônio e acetona e por cromatografia de afinidade em Heparina-Sepharose CL-6B. Algumas das propriedades físico-químicas e cinéticas desta preparação purificada 89,7 vezes (rendimento de 5,37%) foram investigadas usando o p-nitrofenil sulfato (pNFS) como substrato. Seus valores ótimos de pH e temperatura foram 5,0 e 45oC, respectivamente. Ela reteve mais de 90% de sua atividade quando incubada por 15 minutos a 45ºC enquanto que perdeu 60% a 55ºC. Seu Km foi igual a 3,71 ± 0,41 mM. Sua atividade foi estimulada por MgCl2, CaCl2 e FeCl2 e inibida por Na2S2O3, Na2SO4, KCl, C6H5Na3O7 (citrato de sódio), HgCl2, Na2HPO4 e NaH2PO4. Heparina de baixa massa molecular competiu com o pNFS pelo centro ativo da enzima mais do que a de massa molecular elevada. Esta enzima foi covalentemente imobilizada ao Dacron e a uma rede semi-interpenetrada de polisiloxano e álcool polivinílico (POS/PVA), ambos magnetizados, resultando em derivados com atividade específica e retenção de 3,17 unidades/mg proteína, 1,85 unidades/mg proteína, 36,5% e 21,23%, respectivamente. Estas preparações foram removidas facilmente da mistura de reação por um campo magnético e foram reutilizadas diversas vezes sem perda de suas atividades. Elas foram mais termoresistentes do que a enzima solúvel e apresentaram o mesmo pH ótimo, temperatura ótima e Km aparente. O derivado sintetizado com o Dacron ferromagnético apresentou uma vida útil mais elevada do que aquele em POS/PVA. O MgCl2, CaCl2 e EDTA ativaram ambos os derivados de sulfatase insolúveis em água enquanto que Na2HPO4 e NaH2PO4 e a heparina inibiram. A ação pelos outros íons variou de acordo com o suporte

Orientador: Cintia Duarte de Freitas Milagre / Banca: Jean leandro dos Santos / Banca: Alvaro Takeo Omori / Resumo: O presente trabalho teve como principal objetivo es tudar a atividade catalítica de soroalbumina bovina (BSA) em reações formadoras de uma nova ligação C-C: Reações aldólica, de Henry e Morita-Baylis-Hillman (MBH). Em todos os casos a BSA atuou como catalisador, visto que quando as rea ções foram realizadas sem sua presença, não houve formação dos produtos desejados . Os rendimentos obtidos para as reações aldólica (37%), Henry (80%) e MBH ( 73%), variaram de bons a moderados e não foi observada enantiosseletividade para nenhuma das reações estudadas. As soroalbuminas são proteínas que forma m muita emulsão dificultando os processos downstream na separação dos produtos e materiais de partida. Visando minimizar este inconveniente, a BSA foi sub metida à imobilização em M- CLEA ( magnetic cross-linking enzyme aggregates ) utilizando nanopartículas magnéticas de óxido de ferro. Nestes casos, o bioca talisador pôde ser facilmente retirado do meio reacional com aplicação de um camp o magnético externo. Esta metodologia afetou diretamente no rendimento da rea ção de Henry, passando de 80% para 89%. Porém, para as outras reações a melho ria no rendimento não foi tão expressiva. A imobilização também não foi eficaz pa ra o aumento dos excessos enantioméricos. Até o momento para a reação de MBH com os substratos utilizados, não há relatos na literatura para a síntese do adut o desejado catalisado pela BSA. Sendo assim, optamos por realizar um planejamento f atorial completo dessa reação visando otimizar as condições reacionais bem como o s rendimentos. As variáveis estudadas foram: temperatura, concentração do bioca talisador e condição do biocatalisador (livre ou imobilizado). Os resultado s obtidos mostraram que a variável com maior influência na reação, é a concentração do biocatalisador. A conversão obtida passou de 30% para 40% utilizando 2,2... / Abstract: This work aimed to study the catalytic activity of bovine serum albumin (BSA) in reactions that form a new C-C bond: aldol reactions, Henry and Morita-Baylis-Hillman (MBH). In all cases BSA served as the catalyst, whe reas when the reactions were carried out without their presence there was no for mation of the desired products. The yields obtained for aldol reactions (37%), Henr y (80%) and MBH (73%), ranged from good to moderate enantioselectivity and was no t observed for any of the studied reactions. The serum albumins are proteins that for m the much emulsion difficulting downstream processes in separation of the products and starting materials. To minimize this inconvenience, the BSA was subjected to immobilization in M-CLEA (magnetic cross-linking enzyme aggregates) using ma gnetic nanoparticles of iron oxide. In these cases the biocatalyst could be easi ly removed from the reaction medium by applying an external magnetic field. This methodology directly affect the yield of the Henry reaction, from 80% to 89%. Howev er, for other reactions the improvement of yields was less pronounced. The immo bilization was also not effective for improving the enantiomeric excess. So far for the MBH reaction with the worked substrates, there are no reports in the lite rature for the synthesis of the desired adduct catalyzed by BSA. So we decided to s tudy a full factorial design of this reaction to optimize the reaction conditions a nd yields. The variables studied were: temperature, the biocatalyst concentration an d biocatalyst conditions (free and immobilized). The concentration of biocatalyst was the major factor with interference in all reactions. The conversion increased from 30% to 40% using 2.2 μ mol of BSA. Then we perform a study of catalyst concentration t o optimize this parameter. The conversion increased to 73% when they were used 3.7 μ mol immobilized biocatalyst. To evaluate the retention... / Mestre

O presente trabalho teve como objetivo o aproveitamento da matéria-prima residual óleo fúsel como fonte de baixo custo de álcool isoamílico para a síntese de ésteres com diferentes propriedades pela rota enzimática. Utilizou-se como proposta a esterificação do óleo fúsel com ácidos carboxílicos de diferentes tamanhos de cadeia carbônica mediada pela enzima lipase em processos descontínuo ou contínuo, visando obter produtos com propriedades aromáticas, emulsificantes e lubrificantes. A lipase selecionada de Rhizopus oryzae foi posteriormente imobilizada em diferentes suportes sílica-β-ciclodextrina (SiO2- βCD), sílica-hidroxietilcelulose (SiO2-HEC) ou co-polímero de estireno de divinilbenzeno (STY-DVB) e utilizada como biocatalisador para mediar as reações de esterificação do óleo fusel com os ácidos caprílico, láurico e oleico. Entre os suportes testados, apenas a sílica-hidroxietilcelulose (SiO2-HEC) apresentou resultados insatisfatórios em função da elevada afinidade desta matriz em adsorver a água formada como subproduto na reação de esterificação. Para cada par de óleo fúsel e ácido carboxílico, as condições adequadas para obtenção dos produtos alvos foram estabelecidas e os produtos resultantes analisados de acordo com a finalidade proposta. No caso do caprilato de isoamila, as condições reacionais foram determinadas por planejamento experimental, indicando que a formação do éster foi influenciada somente pela variável razão molar ao nível de 95% de confiança. O modelo matemático proposto permitiu prever as condições que favorecem o alcance de elevados rendimentos de formação do éster, sendo a reação maximizada (82% em 24 h) para meios reacionais constituídos de óleo fúsel e ácido caprílico na razão molar de 1:1,5 e temperatura de 45 ºC. O perfil sensorial do éster foi confirmado com auxílio do nariz eletrônico. Com relação ao laurato de isoamila foi possível estabelecer o processo em regime continuo utilizando a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em STY-DVB operando o sistema com concentrações elevadas do substrato que forneceu produtividades elevadas (1598,68 ± 135,79 μmol g-1 min-1) do éster com excelente capacidade de dispersão de pigmentos que pode ser utilizado na formulação de cosméticos com rotulagem de produto natural. Finalmente, com relação ao éster oleato de isoamila, foi constatado limitado desempenho da lipase Rhizopus oryzae imobilizada em STY-DVB devido baixa atividade sintética deste biocatalisador para ácidos carboxílicos insaturados. Mesmo assim, foi possível obter produtividades volumétricas da ordem de 286, 20 ± 18,46 μmol g-1 min-1, utilizando uma configuração de reator de leito empacotado em dois estágios acoplado a uma coluna extratora de água. As propriedades do produto formado atenderam as especificações recomendas para uso como biolubrificante. Desta forma, o presente projeto de tese demonstrou a potencialidade da aplicação do óleo fusel como fonte de baixo custo do álcool isoamílico na obtenção ésteres com propriedades adequadas para uso como aroma, emulsificante e lubrificante. O aproveitamento deste resíduo não somente retira um composto indesejado do meio ambiente, mas também permite a geração de diferentes produtos de interesse industrial, constituindo-se, assim, em um forte apelo ambiental. / The aim of the present work was to investigate the feasibility of using fusel oil as a source of low cost feedstock based on isoamyl alcohol for the synthesis of esters with different properties by enzymatic route. For this, it was proposed to perform the esterification reaction of fusel oil with carboxylic acids with different sizes of carbonic chain mediated by the enzyme lipase under batch or continuous runs, in order to obtain products with aromatic, emulsifying and lubricant properties. Rhizopus oryzae lipase immobilized on different supports silica-β-cyclodextrin (SiO2-βCD), silica-hydroxyethylcellulose (SiO2- HEC) or co-polymer of styrene divinylbenzene (STY-DVB) were chosen as biocatalysts to mediate the esterification reactions of fusel oil with caprylic, lauric and oleic acids. Among the supports tested, only the silica hydroxyethylcellulose (SiO2-HEC) provided unsatisfactory results due to its high affinity to adsorb the water generated as byproduct. For each pair of fusel oil and carboxylic acid, appropriate conditions for obtaining the target product were established, and the resulting product further analyzed according to its proposed use. In the case of isoamyl caprylate, reaction conditions were determined by factorial design, indicating that the ester formation was influenced only by the molar ratio at 95% of confidence level. The proposed mathematical model allowed predicting the conditions that favor the achievement of high yields of ester formation, being maximized (82% in 24 h) with substrate consisting of fusel oil and caprylic acid at molar ratio of 1:1.5 and temperature of 45°C. The sensory profile of the ester was confirmed with help of the electronic nose. With respect to isoamyl laurate it was possible to establish a stable process under continuous flow using Rhizopus oryzae lipase immobilized on STY-DVB feeding the reactor with high substrate concentrations, providing high ester productivity (1598.68 ± 135.79 g-1 μmol min-1) with excellent dispensability of pigments that can be used in cosmetic formulation label as natural product. Finally, with regards to the isoamyl oleate, the performance of Rhizopus oryzae lipase immobilized on STY-DVB was limited due to its low activity towards unsaturated carboxylic acids. Still, it was possible to obtain volumetric productivity of about 286. 20 ± 18.46 μmol g-1 min-1 using two-stage packed bed reactor coupled with a water column extraction. The properties of the formed product meet the specifications recommend for use as biolubricant. In this way, this work demonstrated the feasibility of applying the fusel oil as a source of low-cost isoamyl alcohol to obtain esters with appropriate properties for use as flavor, emulsifier or lubricant. The use of this waste material not only removes unwanted compounds from the environment, but also allows the generation of different products of industrial interest, thus having a strong environmental appeal.

Este trabalho de doutorado apresenta os resultados da avaliação de duas configurações diferentes de reatores com biomassa imobilizada em matrizes cúbicas de poliuretano, denominados reator misto radial de leito fixo (RMRLF), utilizado para o tratamento de esgoto sanitário peneirado e reator aeróbio-anaeróbio horizontal de leito fixo (RAAHLF) para o pós-tratamento de efluente de reator de manta de lodo tipo upflow anaerobic sludge blanket (UASB) tratando esgoto sanitário. O estudo avalia duas propostas de tratamento para remoção biológica de matéria orgânica e nitrogênio por meio do acompanhamento do desempenho dos reatores sob diferentes condições operacionais, quais sejam: variação na carga orgânica aplicada, diferentes dosagens de solução alcalina e variação na taxa de aplicação de ar comprimido para o fornecimento de oxigênio dissolvido aos reatores na etapa de nitrificação. Foram desenvolvidos ensaios para obtenção de dados sobre o comportamento hidrodinâmico no RMRLF, dados sobre transferência e consumo de oxigênio dissolvido e viabilidade da utilização de biogás como doador de elétrons para a desnitrificação autótrofa. Os principais parâmetros de desempenho foram avaliados através de análises físico-químicas das amostras e a observação dos microrganismos envolvidos no processo. O RMRLF operou durante todo o período dos experimentos com a temperatura do líquido no seu interior variando entre o valor mínimo de 14 'GRAUS' Celsius até máximo de 30 'GRAUS' Celsius. Os valores da demanda química de oxigênio (DQO) no efluente do reator mantiveram média inferior a 50 mg/L. A remoção de nitrogênio como nitrato aumentou em 75% após o início do fornecimento do 'H IND.2'S' por meio da injeção de biogás. O RAAHLF operou com a temperatura do líquido no seu interior variando entre mínimo de 14 'GRAUS' Celsius e máximo de 26 'GRAUS' Celsius. Os valores de DQO no efluente, em média, foram inferiores a 66 mg/L e a remoção de nitrato foi incrementada em 87% após o fornecimento do 'H IND.2'S' pela injeção de biogás na câmara anóxica do reator. Os resultados demonstram o potencial destes reatores como alternativa para o tratamento e pós-tratamento de esgoto sanitário com resultados promissores de remoção de matéria orgânica e nitrogênio. / This work presents results of the evaluation of two different immobilized biomass reactor configurations, referred as radial flow anaerobic/aerobic immobilized biomass reactor (RAAIB) utilized for the treatment of the sanitary screened wastewater and horizontal aerobic/anaerobic immobilized biomass reactor (HAAIB) for the post-treatment of an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) treating sanitary wastewater. This study evaluates the two proposals for the biological organic matter and nitrogen removal by the evaluation of the reactors performance under several operational conditions, such as organic matter load variation, alkalinity solution feeding, variation on the compressed air supply for the nitrification step and biogas supply for the denitrification process. Assays were developed in order to obtain data on the hydrodynamic behavior in the RAAIB reactor, oxygen transfer and consumption and the viability of use biogas as electron donor for the autotrofic denitrification. The main performance parameters were measured thru physical-chemical analysis and microscopic observations. The RAAIB reactor was operated during all the experiment period with its liquid temperature varying from 14 'DEGREES' Celsius to 30 'DEGREES' Celsius. The chemical oxygen demand (COD) values in the effluent presented a mean value below 50 mg/L. The nitrogen as nitrate removal efficiency incresead up to 75% after supplying 'H IND.2'S' thru biogas injection. The HAAIB reactor operated with temperatures varying from 14 'DEGREES' Celsius to 26 'DEGREES' Celsius. The COD values in the effluent presented a concentration value lower than 66 mg/L and the nitrate removal increased 87% after supplying 'H IND.2'S' thru the biogas injection in the anoxic reactor. The collected data proved the viability of the use of these reactors as an alternative for the treatment and post-treatment of sanitary wastewater due to the promising results obtained in the assays performed in the reactors.

Resíduos de formaldeído são descarregados de diversas formas no ambiente, resultantes de muitos processos industriais, e de seu uso como conservantes. A pesquisa por tecnologias adequadas para o tratamento de formaldeído aponta processos físico-químicos e biológicos, com atenção especial para os processos anaeróbios por constituírem sistemas compactos e de baixo consumo energético. No entanto, algumas lacunas presentes na pesquisa sobre tratamento anaeróbio de formaldeído e alguns pontos de discordância devem ser esclarecidos. Em muitos casos, esses resíduos são descartados de forma intermitente, motivando a opção por processos em batelada. Nesse contexto, o presente estudo avaliou a degradação de formaldeído em reator anaeróbio operado em bateladas seqüenciais, contendo biomassa imobilizada em espuma de poliuretano. O desempenho do reator foi monitorado para várias concentrações afluentes de formaldeído, variando de 31,6 a 1104,4 mg/L. Os resultados obtidos indicaram excelente estabilidade do reator e eficiência de remoção de formaldeído acima de 99%. Entretanto foi constatado acúmulo de matéria orgânica no efluente devido à presença de ácidos orgânicos, principalmente acético e propiônico. Essa constatação levanta um questionamento importante sobre a rota anaeróbia de degradação do formaldeído, que pode diferir substancialmente do que foi registrado na literatura. Os ácidos gerados não foram degradados pela biomassa exposta ao formaldeído, contudo poderiam ser facilmente removidos com a utilização de um reator em série com inoculo adaptado à remoção de ácidos orgânicos. / Formaldehyde residues are discharged into the environment in several different ways, as a result of several industrial processes, as well as its use as a preservative. Research for suitable technologies for treatment of formaldehyde points to physical-chemical and biological processes, with special attention to anaerobic processes, once they represent compact systems with low energy requirements. Nevertheless, some blank spaces still remaining in the research regarding anaerobic treatment of formaldehyde must be filled, and some points of disagreement must be clarified. In several cases, formaldehyde residues are discharged intermittently, favoring the choice of batch processes. In this context, the present study evaluated the degradation of formaldehyde in an anaerobic sequencing batch reactor, containing biomass immobilized in polyurethane foam matrices. Reactor performance was monitored for different influent formaldehyde concentrations, ranging from 31.6 to 1104.4 mg/L. Results obtained indicate excellent reactor stability and efficiency in formaldehyde removal above 99%. However, accumulation of organic matter was observed in the effluent, due to presence of non-degraded organic acids, especially acetic and propionic. This observation poses an important question regarding the anaerobic route of formaldehyde degradation, which might differ substantially from that reported in literature. The degradation of the generated products could occur in another reactor in serie containing biomass adapted to organic acids removal.

A proposta desta pesquisa foi avaliar a utilização de um sistema combinado de filtro anaeróbio (FAN) com filtro aeróbio (FAE) submerso ligados em série, ambos usando espuma de poliuretano como meio suporte e com fluxo ascendente, como alternativa para remoção matéria orgânica (DQO) e compostos nitrogenados em efluentes de refinarias de petróleo, além da redução da toxicidade do efluente ao micro crustáceo Mysidopsis juniae. O experimento durou 324 dias e foi divido em duas etapas. Inicialmente, o sistema foi operado por 129 dias sem recirculação entre os filtros e nesta etapa houve acréscimo de 12% nas concentrações de amônia no FAN e remoção de 80% no FAE. Quando se usou bicarbonato de sódio para alcalinizar o afluente ao sistema para manter o pH no FAE na neutralidade e alcalinidade acima de 107 mg\'CA\'CO IND.3\'/L, pôde-se alcançar remoções de amônia próxima a 100%. Quanto à remoção de DQO, o filtro anaeróbio removeu 40% e o aeróbio 65%. Em síntese, na primeira etapa o sistema removeu 80% de DQO, 89% de amônia e 35% de nitrogênio. A segunda etapa durou 195 dias e houve recirculação do efluente do filtro aeróbio para o filtro anaeróbio. Nesta etapa, o pH foi mantido na neutralidade e a recirculação foi feita de duas formas. A primeira com recirculação direta entre os filtros a uma razão (R) de reciclo de 2,0 resultou em 43% de remoção de amônia no FAN e 97% no FAE e com esta forma de reciclo houve 62,6% de remoção de nitrogênio total no sistema. A segunda forma de recirculação foi direcionar parte do efluente do filtro aeróbio ao reservatório do afluente ao sistema com R igual a 1,0 resultando em produção de amônia no FAN em 10% e remoção no FAE de, aproximadamente, 100%. Independentemente da forma de recirculação a remoção de DQO foi de 67% e 56% no filtro anaeróbio e aeróbio, respectivamente. A remoção de nitratos no FAN foi de 93% e foi independente da forma de reciclo. Houve 42,5% de remoção de nitrogênio no sistema. Na segunda etapa obtiveram-se as melhores remoções de DQO, amônia e nitrogênio, porém, tanto o afluente quanto o efluente final apresentou CL50 de 0,83% ao microcrustáceo M. juniae, assim, ambas as formas do efluente estão em desacordo com a resolução CONAMA 357/05. Os gêneros Aeromonas, Serratia e Pseudomonas foram dominantes no FAE ao fim da pesquisa. / The purpose of this study was to evaluate the use of a combined system comprised of an anaerobic filter (ANF) and a submerged aerobic filter (SAF) connected in series, both using polyurethane foam as support media and operated in a upflow mode, as an alternative for removing organic matter (COD) and nitrogen compounds in effluents from oil refineries, as well as reducing effluent toxicity to micro crustacean Mysidopsis juniae. The experiment lasted 324 days and was divided into two stages. Initially, the system was operated for 129 days without recirculation between the filters. During this stage, there was an increase of 12% on the ammonia content in the ANF followed by a removal of 80% in the SAF. When sodium bicarbonate was used to alkalize the influent to maintain the pH in the ANF close to neutral and alkalinity above 107 mg\'CA\'CO IND.3\'/L, the removal efficiency of ammonia reached values close to 100%. Regarding to COD removal, the ANF removed 40% and SAF removed 65%. In summary, in the first stage of the research the system removed 80% of COD, 89% of ammonia and 35% of nitrogen. The second stage lasted 195 days and there was a recirculation line from the SAF to the ANF. In this step, the pH was maintained close to neutral and recirculation was done in two different ways. In the first, the recirculation flow was conducted from the SAF direct to the ANF at a rate of 2.0, which resulted in 43% removal of ammonia in the ANF and 97% in the SAF. Moreover, with this form of recycling 62.6% of the total nitrogen was removed from the system. The second way was to direct part of the effluent of the SAF to the tank that contained the influent of the ANF. In this case, the recirculation rate was 1.0, and resulted in a production of 10% of ammonia in the ANF and removal of approximately 100% in the SAF. Independently of the way used for recirculation, the COD removal efficiencies was 67% and 56% in ANF and SAF, respectively. The removal of nitrate in the ANF was 93% and was independent of the form of recycling. There was a 42.5% removal of nitrogen in the system. In the second stage occurred the best removals of COD, ammonia and nitrogen. However, both the affluent and the effluent had LC50 of 0.83% to microcrustacean M. juniae. Therfore, both forms of the effluent are in disagreement with the Brazilian law Resolução CONAMA 357/05. The Aeromonas, Serratia and Pseudomonas were dominant in the SAF at the end of research.

Este trabalho de doutorado apresenta os resultados da avaliação de duas configurações diferentes de reatores com biomassa imobilizada em matrizes cúbicas de poliuretano, denominados reator misto radial de leito fixo (RMRLF), utilizado para o tratamento de esgoto sanitário peneirado e reator aeróbio-anaeróbio horizontal de leito fixo (RAAHLF) para o pós-tratamento de efluente de reator de manta de lodo tipo upflow anaerobic sludge blanket (UASB) tratando esgoto sanitário. O estudo avalia duas propostas de tratamento para remoção biológica de matéria orgânica e nitrogênio por meio do acompanhamento do desempenho dos reatores sob diferentes condições operacionais, quais sejam: variação na carga orgânica aplicada, diferentes dosagens de solução alcalina e variação na taxa de aplicação de ar comprimido para o fornecimento de oxigênio dissolvido aos reatores na etapa de nitrificação. Foram desenvolvidos ensaios para obtenção de dados sobre o comportamento hidrodinâmico no RMRLF, dados sobre transferência e consumo de oxigênio dissolvido e viabilidade da utilização de biogás como doador de elétrons para a desnitrificação autótrofa. Os principais parâmetros de desempenho foram avaliados através de análises físico-químicas das amostras e a observação dos microrganismos envolvidos no processo. O RMRLF operou durante todo o período dos experimentos com a temperatura do líquido no seu interior variando entre o valor mínimo de 14 'GRAUS' Celsius até máximo de 30 'GRAUS' Celsius. Os valores da demanda química de oxigênio (DQO) no efluente do reator mantiveram média inferior a 50 mg/L. A remoção de nitrogênio como nitrato aumentou em 75% após o início do fornecimento do 'H IND.2'S' por meio da injeção de biogás. O RAAHLF operou com a temperatura do líquido no seu interior variando entre mínimo de 14 'GRAUS' Celsius e máximo de 26 'GRAUS' Celsius. Os valores de DQO no efluente, em média, foram inferiores a 66 mg/L e a remoção de nitrato foi incrementada em 87% após o fornecimento do 'H IND.2'S' pela injeção de biogás na câmara anóxica do reator. Os resultados demonstram o potencial destes reatores como alternativa para o tratamento e pós-tratamento de esgoto sanitário com resultados promissores de remoção de matéria orgânica e nitrogênio. / This work presents results of the evaluation of two different immobilized biomass reactor configurations, referred as radial flow anaerobic/aerobic immobilized biomass reactor (RAAIB) utilized for the treatment of the sanitary screened wastewater and horizontal aerobic/anaerobic immobilized biomass reactor (HAAIB) for the post-treatment of an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) treating sanitary wastewater. This study evaluates the two proposals for the biological organic matter and nitrogen removal by the evaluation of the reactors performance under several operational conditions, such as organic matter load variation, alkalinity solution feeding, variation on the compressed air supply for the nitrification step and biogas supply for the denitrification process. Assays were developed in order to obtain data on the hydrodynamic behavior in the RAAIB reactor, oxygen transfer and consumption and the viability of use biogas as electron donor for the autotrofic denitrification. The main performance parameters were measured thru physical-chemical analysis and microscopic observations. The RAAIB reactor was operated during all the experiment period with its liquid temperature varying from 14 'DEGREES' Celsius to 30 'DEGREES' Celsius. The chemical oxygen demand (COD) values in the effluent presented a mean value below 50 mg/L. The nitrogen as nitrate removal efficiency incresead up to 75% after supplying 'H IND.2'S' thru biogas injection. The HAAIB reactor operated with temperatures varying from 14 'DEGREES' Celsius to 26 'DEGREES' Celsius. The COD values in the effluent presented a concentration value lower than 66 mg/L and the nitrate removal increased 87% after supplying 'H IND.2'S' thru the biogas injection in the anoxic reactor. The collected data proved the viability of the use of these reactors as an alternative for the treatment and post-treatment of sanitary wastewater due to the promising results obtained in the assays performed in the reactors.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5001_1.pdf: 34036 bytes, checksum: 3fc4da888e5a35c2dd64d8f0c0367a6a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / A lectina de sementes de Cratylia mollis (Cra) reconhece glicose/manose e apresenta propriedades similares a concanavalina A, Con A, uma lectina já bastante caracterizada de sementes de Canavalia ensiformes. A lectina de folha de Bauhinia monandra (BmoLL), específica para galactose, tem sido purificada através de fracionamento com sulfato de amônia e cromatografia de afinidade em gel de guar. O potencial eletroquímico para Cra, Con A e BmoLL foi obtido através de técnicas potenciostáticas usando uma solução salina como suporte para controle da distribuição de cargas entre o eletrodo de calomelano saturado e o eletrodo de platina como eletrodo de trabalho, em um meio aerado. O potencial eletroquímico positivo determinado para Cra (+94 mV) e Con A (+88 mV) indicou uma alta sensibilidade dos eletrodos utilizados. O potencial eletroquímico de interação foi investigado com a Cra imobilizada sobre contas de vidro ativadas com 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES). Este potencial descreveu um comportamento linear em relação ao aumento da concentração com um alto coeficiente de correlação (r = 0,9969). BmoLL imobilizada apresentou um potencial eletroquímico positivo deinteração com diferentes concentrações de galactose (0, 50, 100, 150 e 200 mM). Um sistema amperométrico foi desenvolvido para caracterizar a especificidade de ligação a carboidratos da Cra. Medidas foram realizadas na faixa de concentração de 0 550 mM de glicose, frutose ou sacarose. Os resultados observados sugeriram que uma maior área de superfície do eletrodo aumenta a estabilização na interface da dupla camada elétrica interface. O sistema eletroquímico foi desenvolvido para avaliar as trocas de cargas nas superfícies de Cra e BmoLL livres ou imobilizadas quando estas lectinas interagem com carboidratos

A proposta desta pesquisa foi avaliar a utilização de um sistema combinado de filtro anaeróbio (FAN) com filtro aeróbio (FAE) submerso ligados em série, ambos usando espuma de poliuretano como meio suporte e com fluxo ascendente, como alternativa para remoção matéria orgânica (DQO) e compostos nitrogenados em efluentes de refinarias de petróleo, além da redução da toxicidade do efluente ao micro crustáceo Mysidopsis juniae. O experimento durou 324 dias e foi divido em duas etapas. Inicialmente, o sistema foi operado por 129 dias sem recirculação entre os filtros e nesta etapa houve acréscimo de 12% nas concentrações de amônia no FAN e remoção de 80% no FAE. Quando se usou bicarbonato de sódio para alcalinizar o afluente ao sistema para manter o pH no FAE na neutralidade e alcalinidade acima de 107 mg\'CA\'CO IND.3\'/L, pôde-se alcançar remoções de amônia próxima a 100%. Quanto à remoção de DQO, o filtro anaeróbio removeu 40% e o aeróbio 65%. Em síntese, na primeira etapa o sistema removeu 80% de DQO, 89% de amônia e 35% de nitrogênio. A segunda etapa durou 195 dias e houve recirculação do efluente do filtro aeróbio para o filtro anaeróbio. Nesta etapa, o pH foi mantido na neutralidade e a recirculação foi feita de duas formas. A primeira com recirculação direta entre os filtros a uma razão (R) de reciclo de 2,0 resultou em 43% de remoção de amônia no FAN e 97% no FAE e com esta forma de reciclo houve 62,6% de remoção de nitrogênio total no sistema. A segunda forma de recirculação foi direcionar parte do efluente do filtro aeróbio ao reservatório do afluente ao sistema com R igual a 1,0 resultando em produção de amônia no FAN em 10% e remoção no FAE de, aproximadamente, 100%. Independentemente da forma de recirculação a remoção de DQO foi de 67% e 56% no filtro anaeróbio e aeróbio, respectivamente. A remoção de nitratos no FAN foi de 93% e foi independente da forma de reciclo. Houve 42,5% de remoção de nitrogênio no sistema. Na segunda etapa obtiveram-se as melhores remoções de DQO, amônia e nitrogênio, porém, tanto o afluente quanto o efluente final apresentou CL50 de 0,83% ao microcrustáceo M. juniae, assim, ambas as formas do efluente estão em desacordo com a resolução CONAMA 357/05. Os gêneros Aeromonas, Serratia e Pseudomonas foram dominantes no FAE ao fim da pesquisa. / The purpose of this study was to evaluate the use of a combined system comprised of an anaerobic filter (ANF) and a submerged aerobic filter (SAF) connected in series, both using polyurethane foam as support media and operated in a upflow mode, as an alternative for removing organic matter (COD) and nitrogen compounds in effluents from oil refineries, as well as reducing effluent toxicity to micro crustacean Mysidopsis juniae. The experiment lasted 324 days and was divided into two stages. Initially, the system was operated for 129 days without recirculation between the filters. During this stage, there was an increase of 12% on the ammonia content in the ANF followed by a removal of 80% in the SAF. When sodium bicarbonate was used to alkalize the influent to maintain the pH in the ANF close to neutral and alkalinity above 107 mg\'CA\'CO IND.3\'/L, the removal efficiency of ammonia reached values close to 100%. Regarding to COD removal, the ANF removed 40% and SAF removed 65%. In summary, in the first stage of the research the system removed 80% of COD, 89% of ammonia and 35% of nitrogen. The second stage lasted 195 days and there was a recirculation line from the SAF to the ANF. In this step, the pH was maintained close to neutral and recirculation was done in two different ways. In the first, the recirculation flow was conducted from the SAF direct to the ANF at a rate of 2.0, which resulted in 43% removal of ammonia in the ANF and 97% in the SAF. Moreover, with this form of recycling 62.6% of the total nitrogen was removed from the system. The second way was to direct part of the effluent of the SAF to the tank that contained the influent of the ANF. In this case, the recirculation rate was 1.0, and resulted in a production of 10% of ammonia in the ANF and removal of approximately 100% in the SAF. Independently of the way used for recirculation, the COD removal efficiencies was 67% and 56% in ANF and SAF, respectively. The removal of nitrate in the ANF was 93% and was independent of the form of recycling. There was a 42.5% removal of nitrogen in the system. In the second stage occurred the best removals of COD, ammonia and nitrogen. However, both the affluent and the effluent had LC50 of 0.83% to microcrustacean M. juniae. Therfore, both forms of the effluent are in disagreement with the Brazilian law Resolução CONAMA 357/05. The Aeromonas, Serratia and Pseudomonas were dominant in the SAF at the end of research.