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Produ??o e purifica??o de enzimas quitosanol?ticas produzidas por microrganismo isolado no Nordeste Brasileiro

Araujo, Nathalia Kelly de 23 March 2015 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-17T17:10:52Z No. of bitstreams: 1 NathaliaKellyDeAraujo_TESE.pdf: 3179382 bytes, checksum: 1d9cd507dd602cf235e6a9d53983b99a (MD5) / Approved for entry into archive by Monica Paiva (monicalpaiva@hotmail.com) on 2017-02-17T17:24:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 NathaliaKellyDeAraujo_TESE.pdf: 3179382 bytes, checksum: 1d9cd507dd602cf235e6a9d53983b99a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T17:24:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NathaliaKellyDeAraujo_TESE.pdf: 3179382 bytes, checksum: 1d9cd507dd602cf235e6a9d53983b99a (MD5) Previous issue date: 2015-03-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Uma cepa produtora de quitosanase foi isolada e identificada como Bacillus cereus C-01. A partir disso a purifica??o da enzima e sua caracteriza??o bioqu?mica foram estudadas. Para purifica??o foi utilizado a resina da linha streamline Dietilaminoetil (DEAE) e coluna de vidro (2,6 cm x 30,0 cm) em sistema de Adsor??o em Leito Expandido (ALE). As condi??es para a purifica??o da quitosanase foram otimizadas estatisticamente atrav?s de um Planejamento Composto Central. As vari?veis que influenciaram significativamente os par?metros fator de purifica??o (P) e rendimento da enzima (Y) foram determinadas. As an?lises estat?sticas mostraram que as melhores condi??es para o m?ximo P foram 150 cm.h-1 (velocidade de aplica??o da amostra/carga), 6,0 cm de altura do leito fixo e 7,36 cm de altura do distribuidor. Em condi??es otimizadas, a enzima mostrou ligar-se a resina na mesma medida usando caldo clarificado e n?o clarificado (0,32 e 0,3 U/g adsorvente, respectivamente). A fra??o recuperada ap?s a elui??o exibiu 31% de rendimento com um aumento de 1,35 vezes na atividade espec?fica em rela??o ao inicial. Se analisada apenas fra??o elu?da com NaCl 0,3 M ? poss?vel encontrar um fator de purifica??o de 1,75. A enzima purificada apresentou estabilidade entre as temperaturas de 30-55?C durante 60 minutos, pH de 5-8 por 24 horas, e apresentou m?xima atividade em pH 5,5 e temperatura de 55?C. Os ?ons de Cu2+, Fe2+ e Zn2+ foram inibit?rios para a quitosanase. Em contraste, a enzima foi significativamente ativada por Mn2+. Os resultados demonstraram que ? poss?vel purificar m?ltiplas prote?nas, a partir de um extrato bruto sem qualquer pr?-tratamento, com um processo de purifica??o econ?mico e de um ?nico passo. / Uma cepa produtora de quitosanase foi isolada e identificada como Bacillus cereus C-01. A partir disso a purifica??o da enzima e sua caracteriza??o bioqu?mica foram estudadas. Para purifica??o foi utilizado a resina da linha streamline Dietilaminoetil (DEAE) e coluna de vidro (2,6 cm x 30,0 cm) em sistema de Adsor??o em Leito Expandido (ALE). As condi??es para a purifica??o da quitosanase foram otimizadas estatisticamente atrav?s de um Planejamento Composto Central. As vari?veis que influenciaram significativamente os par?metros fator de purifica??o (P) e rendimento da enzima (Y) foram determinadas. As an?lises estat?sticas mostraram que as melhores condi??es para o m?ximo P foram 150 cm.h-1 (velocidade de aplica??o da amostra/carga), 6,0 cm de altura do leito fixo e 7,36 cm de altura do distribuidor. Em condi??es otimizadas, a enzima mostrou ligar-se a resina na mesma medida usando caldo clarificado e n?o clarificado (0,32 e 0,3 U/g adsorvente, respectivamente). A fra??o recuperada ap?s a elui??o exibiu 31% de rendimento com um aumento de 1,35 vezes na atividade espec?fica em rela??o ao inicial. Se analisada apenas fra??o elu?da com NaCl 0,3 M ? poss?vel encontrar um fator de purifica??o de 1,75. A enzima purificada apresentou estabilidade entre as temperaturas de 30-55?C durante 60 minutos, pH de 5-8 por 24 horas, e apresentou m?xima atividade em pH 5,5 e temperatura de 55?C. Os ?ons de Cu2+, Fe2+ e Zn2+ foram inibit?rios para a quitosanase. Em contraste, a enzima foi significativamente ativada por Mn2+. Os resultados demonstraram que ? poss?vel purificar m?ltiplas prote?nas, a partir de um extrato bruto sem qualquer pr?-tratamento, com um processo de purifica??o econ?mico e de um ?nico passo.
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S?ntese e caracteriza??o de adsorvente pelicular para Adsor??o em Leito Expandido (ALE)

Elp?dio, Cinthia Meirelly de Ara?jo 03 February 2016 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-05-08T18:42:12Z No. of bitstreams: 1 CinthiaMeirellyDeAraujoElpidio_DISSERT.pdf: 4353427 bytes, checksum: 62f438ac4ae7fb4d67e844f0f38cd0a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Monica Paiva (monicalpaiva@hotmail.com) on 2017-05-08T18:46:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CinthiaMeirellyDeAraujoElpidio_DISSERT.pdf: 4353427 bytes, checksum: 62f438ac4ae7fb4d67e844f0f38cd0a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T18:46:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CinthiaMeirellyDeAraujoElpidio_DISSERT.pdf: 4353427 bytes, checksum: 62f438ac4ae7fb4d67e844f0f38cd0a1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-03 / O objetivo do presente trabalho ? sintetizar e caracterizar um adsorvente pelicular adequado ao processo de Adsor??o em Leito Expandido (ALE). O composto sintetizado possui um n?cleo composto de esferas de zirc?nia estabilizadas com ?tria e recobertas por uma matriz insol?vel de agarose. Nos ensaios para obten??o das part?culas revestidas foi utilizado um sistema agitado com temperatura controlada. A prote?na modelo (Albumina de Soro Bovino - BSA) foi utilizada como adsorbato durante os ensaios. Uma triagem dos corantes reativos (ligantes) Azul Brilhante de Remazol RN, Remazol Azul Turquesa G 133% e Remazol Amarelo Ouro RGB Concentrado foi feita variando-se o pH para encontrar o ligante com maior capacidade de adsor??o e a melhor condi??o para operar o processo. O corante Remazol Amarelo Ouro RGB Concentrado foi selecionado, visto que apresentou um bom desempenho (26,02 mg/g adsorvente) e se mostrou mais est?vel em pH 4,5 a 5,0. A an?lise morfol?gica das part?culas revestidas foi realizada por microscopia ?ptica e mostrou que a espessura do adsorvente pelicular ? aproximadamente 5 ?m. A distribui??o de tamanho realizada em Granul?metro Cilas mostrou que a maioria das part?culas adsorventes possui di?metro entre 112 - 300 ?m, cujo di?metro m?dio foi 197,54 ?m e 202,25 ?m, para a esfera sem e com cobertura, respectivamente. A densidade ligante mostrou que a quantidade de BSA adsorvida ? maior quando a rela??o corante/adsorvente (?g/mg) ? maior. O estudo cin?tico da part?cula imobilizada mostrou o decaimento padr?o. A isoterma de adsor??o mostrou que pela equa??o de Langmuir a capacidade de adsor??o m?xima (qm) da BSA com a part?cula revestida imobilizada com o corante reativo Remazol Amarelo Ouro RGB Concentrado ? igual a 102,328 mg/mL de adsorvente. Palavras-chave: adsor??o em leito expandido, cromatografia por afinidade, adsorvente pelicular. / O objetivo do presente trabalho ? sintetizar e caracterizar um adsorvente pelicular adequado ao processo de Adsor??o em Leito Expandido (ALE). O composto sintetizado possui um n?cleo composto de esferas de zirc?nia estabilizadas com ?tria e recobertas por uma matriz insol?vel de agarose. Nos ensaios para obten??o das part?culas revestidas foi utilizado um sistema agitado com temperatura controlada. A prote?na modelo (Albumina de Soro Bovino - BSA) foi utilizada como adsorbato durante os ensaios. Uma triagem dos corantes reativos (ligantes) Azul Brilhante de Remazol RN, Remazol Azul Turquesa G 133% e Remazol Amarelo Ouro RGB Concentrado foi feita variando-se o pH para encontrar o ligante com maior capacidade de adsor??o e a melhor condi??o para operar o processo. O corante Remazol Amarelo Ouro RGB Concentrado foi selecionado, visto que apresentou um bom desempenho (26,02 mg/g adsorvente) e se mostrou mais est?vel em pH 4,5 a 5,0. A an?lise morfol?gica das part?culas revestidas foi realizada por microscopia ?ptica e mostrou que a espessura do adsorvente pelicular ? aproximadamente 5 ?m. A distribui??o de tamanho realizada em Granul?metro Cilas mostrou que a maioria das part?culas adsorventes possui di?metro entre 112 - 300 ?m, cujo di?metro m?dio foi 197,54 ?m e 202,25 ?m, para a esfera sem e com cobertura, respectivamente. A densidade ligante mostrou que a quantidade de BSA adsorvida ? maior quando a rela??o corante/adsorvente (?g/mg) ? maior. O estudo cin?tico da part?cula imobilizada mostrou o decaimento padr?o. A isoterma de adsor??o mostrou que pela equa??o de Langmuir a capacidade de adsor??o m?xima (qm) da BSA com a part?cula revestida imobilizada com o corante reativo Remazol Amarelo Ouro RGB Concentrado ? igual a 102,328 mg/mL de adsorvente. Palavras-chave: adsor??o em leito expandido, cromatografia por afinidade, adsorvente pelicular.
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Reator de leito expandido em escala plena com zonas anaeróbia e aeróbia sobrepostas: remoção conjunta de matéria orgânica e nutrientes e estudo do comportamento microbiológico do biofilme, por respirometria e microsensor de OD / Full scale expanded bed reactor with overlaid anaerobic and aerobic zones: joint removal of organic matter and nutrients and the study of microbiological biofilm behavior and DO microsensor

Siman, Renato Ribeiro 15 June 2007 (has links)
A presente pesquisa teve a intenção de desenvolver reator biológico de 159 \'M POT.3\' de volume total, com leito de carvões granulares (ativado e antracito) expandido e parcialmente aerado, para promover remoções de matéria orgânica e nutrientes (N e P) do esgoto sanitário, devido a manutenção de ambientes anaeróbio e aeróbio, estratificados ao longo da altura do reator e ao longo do biofilme cultivado em seu interior. Para avaliar o impacto das modificações operacionais no comportamento biológico dos microrganismos presentes no reator, foram aplicados métodos para análise das atividades nitrificante (ANE), desnitrificante (ADE) e metanogênica (PME), embasados em testes respirométricos padrões descritos na literatura. A estratificação reacional também foi estudada dentro de filmes biológicos com a ajuda de microsensores amperométricos de OD em testes de bancada. Assim, após 451 dias de operação, foi possível verificar remoções médias de \'DQO IND.F\', NTK e fosfato total de, respectivamente 78%, 56% e 42%, quando o reator foi operado por 66 dias com tempo de detenção hidráulica médio de 8,8 h, injetor de oxigênio puro, instalado após placa de orifício em linha de recirculação aerada, a qual funcionava pressurizada (3 a 4 bar) e com razão média de recirculação igual a 3, comparada à vazão de alimentação. Para o restante do período, no qual foram aplicadas taxas de carregamentos volumétricos médios de 0,74 \'+ OU -\' 0,28 kg\'DQO IND.F\'/\'M POT.3\'.dia; 0,17 \'+ OU -\' 0,07 kg NTK/\'M POT.3\'.dia e 0,05 \'+ OU -\' 0,02 kg\'PO IND.4\'POT.-3\'/\'M POT.3\'.dia, o sistema demonstrou remoções médias de 65 \'+ OU -\' 20% para \'DQO IND.F\', 25 \'+ OU -\' 21% para o NTK e 48 \'+ OU -\' 18% para o fosfato total, mesmo operado com tempo de retenção celular médio de 15 \'+ OU -\' 7 dias. Os testes respirométricos foram sensíveis para avaliar a atividade microbiana do material biológico coletado ao longo do reator, com os quais foram verificados PME médio de 0,25 mL\'CH IND.4\'/gSVT.h, para as amostras de material biológico coletado na região anaeróbia, ao fundo do reator; ANE variando entre 1,3 a 4,4 mg\'O IND.2\'/gSVT.h, para as amostras coletadas na região aeróbia, intermediária ao reator; e ADE variando entre 0,024 e 5,20 mg\'N IND.2\'/gSVT.h, para amostras coletadas, respectivamente, no fundo e no topo do reator. As análises do material líquido também corroboram com a idéia de estratificação dos ambientes aeróbio, no fundo do reator, e micro-aerado, em sua região intermediária superior, apontando para região com alto potencial de ocorrerem nitrificação e desnitrificação conjuntas no topo da sua zona reativa. O microsensor amperométrico de OD com ponta entre 10 e 30 \'mü\'m de diâmetro, confeccionados em laboratório especializado, se mostrou sensível para a observação do gradiente de concentração de oxigênio dissolvido dentro de filme biológico, suficientes para a formação de regiões aeróbia e anaeróbia em seu interior, cuja informação pode ser útil para a aprimoramento de reatores com biofilme, projetados para remoções combinadas de matéria orgânica e nutrientes. Entretanto, quando se pretende definir parâmetros cinéticos ou de transferência de massa, maior rigor deve ser dispensado na definição dos locais para a aplicação do sensor, nos quais sejam reduzidos os efeitos da heterogeneidade do agregado microbiano no ajuste da modelagem matemática aplicada aos pontos experimentais / The current research aimed the development of a 159 \'M POT.3\' total volume biological reactor, with a expanded and partially aerated granular coal bed (activated and anthracite), to promote organic matter and nutrients (N and P) removal from wastewater due to the maintenance of anaerobic and aerobic environments, stratified throughout the height of the reactor and also all over the biofilm cultivated in its interior. Methods for the analyses of specific nitrifying activities (ENA), denitrifying (EDA) and methanogenic (EMA) were applied to assess the impact of the operational modifications in the biological behavior of microorganisms present in the reactor, based on standard respirometric tests found in literature. The reactional stratification was also studied inside the biological films with the help of DO microsensors in batch tests. Thus, after 451 of operation it was possible to verify mean \'COD IND.F\', TNK and phosphate removal of 78%, 56% and 42%, respectively, when the reactor was operated for 66 days with average hydraulic detention time of 8.8 h, pure oxygen injector which was installed after the aerated recirculation line which was working pressurized (3 to 4 bar) and with mean recirculation ratio equal to 3, when compared to the feeding flow. For the rest of the period where mean volumetric loading rates of 0.74 \'+ OR -\' 0.28 kg\'COD IND.F\'/\'M POT.3\'.day; 0.17 \'+ OR -\' 0.07 kgTNK/\'M POT.3\'.day and 0.05 \'+ OR -\' 0.02 kg\'PO IND.4\'POT.-3\'/\'M POT.3\'.day were applied the system demonstrated average removal of 65 \'+ OR -\' 20% for \'COD IND.F\', 25 \'+ OR -\' 21% for TNK and 48 \'+ OR -\' 18% for total phosphate, even when it operated with mean cellular retention time of 15 \'+ OR -\' 7 days. The respirometric tests were sensible enough to assess the microbial activity from the biological material collected throughout the reactor, and where mean PME of 0.25 mL\'CH IND.4\'/gSVT.h was verified for the samples of biological material collected in the anaerobic region, at the bottom of the reactor; ANE varying between 1.3 to 4.4 mg\'O IND.2\'/gSVT.h, for the samples collected in the aerobic region, reactor\'s intermediary; and ADE varying between 0.024 to 5.20 mg\'N IND.2\'/gSVT.h, for samples collected at the bottom and the top of the reactor, respectively. The analyses of the liquid material also support the idea of stratification of the aerobic environments, at the bottom of the reactor, and micro-aerated, in its superior intermediate region, pointing to the region as a high potential of occurring joint nitrification and denitrification at the top of the reactive zone. The DO amperometric microsensor, with tip between 10 and 30 \'mü\'m of diameter, produced in a special laboratory, is sensible to the determination of dissolved oxygen concentration gradient inside biological film, sufficient for the formation of anaerobic and aerobic regions in its interior, this information can be useful to the improvement of biofilm reactors, projected for the combined removal of organic matter and nutrients. However, when the definition of kinetic parameters or mass transference is intended more strictness must be applied when choosing the locals for microsensor application, where the effects of the microbial aggregate heterogeneity is reduced in the adjustment of the mathematical modeling applied to the experimental points.
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Avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível / Granulated tread of scrap tires as support for the development of biofilms in an expanded bed anaerobic reactor

Niciura, Cristiano Luchesi 24 June 2005 (has links)
A presente pesquisa teve como objetivo a avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada (BPIT) como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível (RALEx), em escala plena, com volume de 32m3, empregado no tratamento de esgoto sanitário. A utilização desse material como suporte apresentou-se como proposta inovadora, com grande potencial de aplicação. Para partida do sistema foram utilizados 6,0m3 de lodo proveniente do reator UASB da Estação de Tratamento de Esgoto Jardim das Flores de Rio Claro – SP, tendo sido alcançado o equilíbrio dinâmico aparente após 80 dias de operação. A BPIT mostrou-se eficiente como recheio do RALEx, tendo em vista que promoveu remoção média de 70% de matéria orgânica, em termos de DBO (amostras não filtradas), quando operado com tempo de detenção hidráulico médio de 3,2h, velocidade ascensional média de 5,7m/h (sem recirculação do efluente), e carga orgânica volumétrica média de 5,4kgDQO/m3.dia. A remoção média de sólidos em suspensão no sistema foi de 65% (com teor residual no efluente de 95mg/L) e a porcentagem de metano no biogás manteve-se próxima a 65%. Assim como os demais reatores anaeróbios, verificou-se que a remoção de nitrogênio e fósforo no RALEx foi relativamente baixa, com valores inferiores a 10%. Avaliou-se também a perda de carga no leito de BPIT, obtendo-se valores extremamente baixos para todas as granulometrias testadas, em torno de 4cm/m de leito, e determinou-se a velocidade mínima de fluidificação em 39m/h. Nos ensaios preliminares, verificou-se que o diâmetro equivalente das partículas de BPIT foi de 4,3mm, com coeficiente de desuniformidade de 1,61 e massa específica de 1,14g/cm3. A BPIT mostrou-se competitiva também no aspecto econômico, tendo em vista que o custo de aquisição foi 12,8 vezes inferior ao do carvão ativado granular e 1,6 vezes superior ao da areia (materiais comumente utilizados como recheio de RALEx). / The present research had as objective the assessment of granulated tread of scrap tires (GTST) as support for the development of biofilms in an expanded bed anaerobic reactor (EBAR), in full scale, with a total volume of 32m3, employed for wastewater treatment. The use of this material as support was presented as an innovating proposal, with a high application potential. To start up the system 6.0m3 of sludge coming from the UASB reactor from Jardim das Flores Wastewater Treatment Plant, Rio Claro – SP, were used. The apparent dynamic equilibrium was reached 80 days after operating start up. GTST showed itself as efficient in the packing of the EBAR, where it removed an average of 70% of organic matter, in terms of BOD (non-filtered samples), when operated with hydraulic detention time of 3.2h, mean ascension velocity of 5.7m/h (without effluent re-circulation), and mean volumetric organic load of 5.4kgCOD/m3.day. The mean suspended solids removal in the system was of 65% (with 95mg/L of residual content in the effluent) and the percent of methane in biogas was close to 65%. Likewise in other anaerobic reactors, it was seen that nitrogen and phosphorous removal in the EBAR was relatively low, with values below 10%. Headloss was also assessed in the bed of the GTST, where extremely low values were obtained for all tested granulometry, around 4cm/m in the bed. In the preliminary essays, it was verified that the equivalent diameter of GTST particles was of 4.3mm, with disuniformity coefficient of 1.61 and specific mass of 1.14g/cm3. GTST was also competitive in the economical aspect, where the acquisition cost was 12.8 times lower than granular activated carbon and 1.6 times higher than sand (materials commonly used as EBAR packing material).
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Avalia??o de m?todos de rompimento celular e de diferentes metais imobilizados em resina Streamline Chelating para purifica??o do ant?geno 503 de Leishmania i. chagasi

Leit?o, Ana Laura Oliveira de S? 08 February 2017 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-02T19:56:10Z No. of bitstreams: 1 AnaLauraOliveiraDeSaLeitao_DISSERT.pdf: 2567835 bytes, checksum: 8d09f5d4c4935ef58bb6215cd5a73b5f (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-06T00:09:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnaLauraOliveiraDeSaLeitao_DISSERT.pdf: 2567835 bytes, checksum: 8d09f5d4c4935ef58bb6215cd5a73b5f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T00:09:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaLauraOliveiraDeSaLeitao_DISSERT.pdf: 2567835 bytes, checksum: 8d09f5d4c4935ef58bb6215cd5a73b5f (MD5) Previous issue date: 2017-02-08 / Com o desenvolvimento da ind?stria biotecnol?gica, ? crescente o interesse por ant?genos recombinantes purificados para obten??o de vacinas. Por?m, para essa aplica??o esses ant?genos precisam apresentar um elevado grau de pureza, e por isso ? de grande relev?ncia o desenvolvimento de t?cnicas que permitam a redu??o do n?mero de opera??es unit?rias necess?rias ao processo de purifica??o, permitindo ainda uma elevada recupera??o e proporcionando uma maior economia na obten??o dos bioprodutos. A Adsor??o em Leito Expandido (ALE) vem se destacando como uma alternativa prop?cia para o downstream processing, pois ? uma t?cnica cromatogr?fica de modo simples e de baixo custo, que integra as etapas de clarifica??o, concentra??o, purifica??o em uma ?nica opera??o. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar os m?todos de rompimento celular e os diferentes metais imobilizados em resina Streamline chelating para purifica??o do ant?geno 503 de Leishmania i. chagasi por ALE bem como remover os lipopolissacar?deos (LPS) liberados durante a etapa de rompimento celular. Primeiramente, foi avaliado qual o melhor m?todo de rompimento celular para obten??o da prote?na intracelular. As estrat?gias estudadas utilizando lisozima, p?rolas de vidro, ureia e EDTA foram avaliadas atrav?s de quatro planejamentos experimentais. Em seguida, foram realizados testes de adsor??o em batelada, utilizando-se cinco ?ons met?licos (Cu2+, Ni2+, Zn2+, Co2+ e Fe3+) nas concentra??es de 0,1, 0,5 e 0,8 mol/L acoplados na resina Streamline chelating, escolhendo-se o metal que apresentou melhor adsor??o do ant?geno para os ensaios usando ALE. Posteriormente, foi estimada a quantidade m?nima de tensoativo Triton X-114 necess?ria na etapa de lavagem da ALE para remo??o do LPS, a fim de obter-se o ant?geno 503 livre desse contaminante. E por fim, foram realizados ensaios de ALE visando recuperar e purificar a prote?na de interesse. Para os ensaios usando ALE utilizou-se uma coluna de 2,6 cm de di?metro por 30 cm de altura, acoplada a uma bomba perist?ltica. Com os planejamentos experimentais realizados para avalia??o do rompimento celular, observou-se que maiores quantidades de prote?nas totais e do ant?geno 503 liberadas foram obtidas para o m?todo da ureia e que o ?nico fator significativo para esse planejamento foi a concentra??o, correspondente a 8,0 M. Como resultado para a triagem do ?on met?lico, o cobre (Cu2+) foi o metal que apresentou maior capacidade de adsor??o do ant?geno 503, apresentando valores de capacidade de adsor??o de 0,102, 0,128 e 0,111 mg/mL de adsorvente para as concentra??es de 0,1, 0,5 e 0,8 mol/L, respectivamente. Tem-se ainda que para as tr?s condi??es analisadas (0,01, 0,05 e 0,1 % de Triton X-114) na etapa de lavagem da ALE o percentual de remo??o de LPS foi elevado e que a concentra??o m?nima utilizada (0,01 %) j? foi suficiente para a remo??o de 99,70 % deste contaminante. Para o teste de ALE utilizando elui??o isocr?tica (0,6 M de imidazol) os resultados obtidos mostraram baixa recupera??o (3,0 %) do ant?geno 503. Avaliou-se ent?o a elui??o em degrau, inicialmente em dois passos, aplicando-se 0,6 mol/L e, em seguida, 1,0 mol/L de imidazol. Por?m, esta estrat?gia ainda n?o foi eficiente para recuperar a prote?na de interesse. Um novo ensaio foi realizado, com um total de tr?s passos de elui??o, utilizando 0,3 e 0,6 mol/L. Esse ?ltimo teste mostrou uma recupera??o de 15,0 % da prote?na de interesse e um fator de purifica??o de, aproximadamente, 3,0. Portanto, a t?cnica cromatogr?fica de afinidade por ?ons met?licos imobilizados (IMAC) mostrou ser uma alternativa eficiente na recupera??o e purifica??o do ant?geno 503 a partir do homogeneizado de E. coli n?o clarificado. / Due to the development of biotechnology industry, there is a growing interest in purified recombinant antigens to obtain vaccines. However, for this application these antigens require a high degree of purity, thus, it is of great relevance the development of techniques that allow the reduction in the number of unitary operations required for the purification process, this would also allow a high recovery and a greater saving in obtaining bioproducts. The Expanded Bed Adsorption (EBA) has shown as a suitable alternative for downstream processing, once it is a simple and low cost chromatographic technique that integrates clarification, concentration and purification in a single operation. This study aims at evaluating the methods of cell disruption and the different metals immobilized in Streamline Chelating resin for purification of Leishmania i. chagasi 503 antigen by EBA as well as removing the lipopolysaccharides (endotoxin) released during the stage of cell disruption. Firstly, the best method of cell disruption to obtain intracellular protein was evaluated. The strategies studied using lysozyme, glass beads, urea and EDTA were evaluated through four experimental designs. Then, batch adsorption tests were carried out using five metal ions (Cu2+, Ni2+, Zn2+, Co2+ and Fe3+) at concentrations of 0.1, 0.5 and 0.8 M coupled in the Streamline chelating resin, selecting the metal that showed the best adsorption of the antigen for the assays using EBA. Then, the minimum amount of Triton X-114 tensioactive required in the EBA wash stage for LPS removal was estimated in order to obtain the 503 antigen free of this contaminant. Finally, EBA assays were performed in order to recover and purify the protein of interest. EBA experiments were carried out using a column of 2.6 cm in diameter (30 cm height), coupled to a peristaltic pump. The experimental plannings carried out to evaluate cell disruption, showed that higher amounts of total proteins and 503 antigen released were obtained for the urea method and that the only significant factor for this planning was the concentration corresponding to 8.0 M. As a result of the metal ion screening, copper (Cu2+) was the metal with the highest adsorption capacity of 503 antigen, presenting adsorption capacity values of 0.102, 0.128 and 0.111 mg / mL of adsorbent at concentrations of 0.1, 0.5 and 0.8 M, respectively. For the three analyzed conditions (0.01, 0.05 and 0.1% Triton X-114) in the EBA washing stage, the percentage of LPS removal was high and the minimum concentration used (0.01%) was enough to remove 99.70% of this contaminant. For the EBA test using isocratic elution (0.6 M imidazole) the results obtained showed a low recovery (3.0 %) of the 503 antigen. The step elution was then evaluated, initially in two steps, applying 0.6 M and then 1.0 M imidazole. However, this strategy has not yet been effective in recovering the protein of interest. A new assay was performed, with a total of three elution steps, using 0.3 and 0.6 M. This test showed that a recovery of 15.0% of the protein of interest and a purification factor of 3.0. Therefore, the immobilized metal ion affinity chromatography (IMAC) technique has been shown to be an efficient alternative in the recovery and purification of the 503 antigen from the homogenized E. coli unclarified.
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Reator de leito expandido em escala plena com zonas anaeróbia e aeróbia sobrepostas: remoção conjunta de matéria orgânica e nutrientes e estudo do comportamento microbiológico do biofilme, por respirometria e microsensor de OD / Full scale expanded bed reactor with overlaid anaerobic and aerobic zones: joint removal of organic matter and nutrients and the study of microbiological biofilm behavior and DO microsensor

Renato Ribeiro Siman 15 June 2007 (has links)
A presente pesquisa teve a intenção de desenvolver reator biológico de 159 \'M POT.3\' de volume total, com leito de carvões granulares (ativado e antracito) expandido e parcialmente aerado, para promover remoções de matéria orgânica e nutrientes (N e P) do esgoto sanitário, devido a manutenção de ambientes anaeróbio e aeróbio, estratificados ao longo da altura do reator e ao longo do biofilme cultivado em seu interior. Para avaliar o impacto das modificações operacionais no comportamento biológico dos microrganismos presentes no reator, foram aplicados métodos para análise das atividades nitrificante (ANE), desnitrificante (ADE) e metanogênica (PME), embasados em testes respirométricos padrões descritos na literatura. A estratificação reacional também foi estudada dentro de filmes biológicos com a ajuda de microsensores amperométricos de OD em testes de bancada. Assim, após 451 dias de operação, foi possível verificar remoções médias de \'DQO IND.F\', NTK e fosfato total de, respectivamente 78%, 56% e 42%, quando o reator foi operado por 66 dias com tempo de detenção hidráulica médio de 8,8 h, injetor de oxigênio puro, instalado após placa de orifício em linha de recirculação aerada, a qual funcionava pressurizada (3 a 4 bar) e com razão média de recirculação igual a 3, comparada à vazão de alimentação. Para o restante do período, no qual foram aplicadas taxas de carregamentos volumétricos médios de 0,74 \'+ OU -\' 0,28 kg\'DQO IND.F\'/\'M POT.3\'.dia; 0,17 \'+ OU -\' 0,07 kg NTK/\'M POT.3\'.dia e 0,05 \'+ OU -\' 0,02 kg\'PO IND.4\'POT.-3\'/\'M POT.3\'.dia, o sistema demonstrou remoções médias de 65 \'+ OU -\' 20% para \'DQO IND.F\', 25 \'+ OU -\' 21% para o NTK e 48 \'+ OU -\' 18% para o fosfato total, mesmo operado com tempo de retenção celular médio de 15 \'+ OU -\' 7 dias. Os testes respirométricos foram sensíveis para avaliar a atividade microbiana do material biológico coletado ao longo do reator, com os quais foram verificados PME médio de 0,25 mL\'CH IND.4\'/gSVT.h, para as amostras de material biológico coletado na região anaeróbia, ao fundo do reator; ANE variando entre 1,3 a 4,4 mg\'O IND.2\'/gSVT.h, para as amostras coletadas na região aeróbia, intermediária ao reator; e ADE variando entre 0,024 e 5,20 mg\'N IND.2\'/gSVT.h, para amostras coletadas, respectivamente, no fundo e no topo do reator. As análises do material líquido também corroboram com a idéia de estratificação dos ambientes aeróbio, no fundo do reator, e micro-aerado, em sua região intermediária superior, apontando para região com alto potencial de ocorrerem nitrificação e desnitrificação conjuntas no topo da sua zona reativa. O microsensor amperométrico de OD com ponta entre 10 e 30 \'mü\'m de diâmetro, confeccionados em laboratório especializado, se mostrou sensível para a observação do gradiente de concentração de oxigênio dissolvido dentro de filme biológico, suficientes para a formação de regiões aeróbia e anaeróbia em seu interior, cuja informação pode ser útil para a aprimoramento de reatores com biofilme, projetados para remoções combinadas de matéria orgânica e nutrientes. Entretanto, quando se pretende definir parâmetros cinéticos ou de transferência de massa, maior rigor deve ser dispensado na definição dos locais para a aplicação do sensor, nos quais sejam reduzidos os efeitos da heterogeneidade do agregado microbiano no ajuste da modelagem matemática aplicada aos pontos experimentais / The current research aimed the development of a 159 \'M POT.3\' total volume biological reactor, with a expanded and partially aerated granular coal bed (activated and anthracite), to promote organic matter and nutrients (N and P) removal from wastewater due to the maintenance of anaerobic and aerobic environments, stratified throughout the height of the reactor and also all over the biofilm cultivated in its interior. Methods for the analyses of specific nitrifying activities (ENA), denitrifying (EDA) and methanogenic (EMA) were applied to assess the impact of the operational modifications in the biological behavior of microorganisms present in the reactor, based on standard respirometric tests found in literature. The reactional stratification was also studied inside the biological films with the help of DO microsensors in batch tests. Thus, after 451 of operation it was possible to verify mean \'COD IND.F\', TNK and phosphate removal of 78%, 56% and 42%, respectively, when the reactor was operated for 66 days with average hydraulic detention time of 8.8 h, pure oxygen injector which was installed after the aerated recirculation line which was working pressurized (3 to 4 bar) and with mean recirculation ratio equal to 3, when compared to the feeding flow. For the rest of the period where mean volumetric loading rates of 0.74 \'+ OR -\' 0.28 kg\'COD IND.F\'/\'M POT.3\'.day; 0.17 \'+ OR -\' 0.07 kgTNK/\'M POT.3\'.day and 0.05 \'+ OR -\' 0.02 kg\'PO IND.4\'POT.-3\'/\'M POT.3\'.day were applied the system demonstrated average removal of 65 \'+ OR -\' 20% for \'COD IND.F\', 25 \'+ OR -\' 21% for TNK and 48 \'+ OR -\' 18% for total phosphate, even when it operated with mean cellular retention time of 15 \'+ OR -\' 7 days. The respirometric tests were sensible enough to assess the microbial activity from the biological material collected throughout the reactor, and where mean PME of 0.25 mL\'CH IND.4\'/gSVT.h was verified for the samples of biological material collected in the anaerobic region, at the bottom of the reactor; ANE varying between 1.3 to 4.4 mg\'O IND.2\'/gSVT.h, for the samples collected in the aerobic region, reactor\'s intermediary; and ADE varying between 0.024 to 5.20 mg\'N IND.2\'/gSVT.h, for samples collected at the bottom and the top of the reactor, respectively. The analyses of the liquid material also support the idea of stratification of the aerobic environments, at the bottom of the reactor, and micro-aerated, in its superior intermediate region, pointing to the region as a high potential of occurring joint nitrification and denitrification at the top of the reactive zone. The DO amperometric microsensor, with tip between 10 and 30 \'mü\'m of diameter, produced in a special laboratory, is sensible to the determination of dissolved oxygen concentration gradient inside biological film, sufficient for the formation of anaerobic and aerobic regions in its interior, this information can be useful to the improvement of biofilm reactors, projected for the combined removal of organic matter and nutrients. However, when the definition of kinetic parameters or mass transference is intended more strictness must be applied when choosing the locals for microsensor application, where the effects of the microbial aggregate heterogeneity is reduced in the adjustment of the mathematical modeling applied to the experimental points.
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Avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível / Granulated tread of scrap tires as support for the development of biofilms in an expanded bed anaerobic reactor

Cristiano Luchesi Niciura 24 June 2005 (has links)
A presente pesquisa teve como objetivo a avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada (BPIT) como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível (RALEx), em escala plena, com volume de 32m3, empregado no tratamento de esgoto sanitário. A utilização desse material como suporte apresentou-se como proposta inovadora, com grande potencial de aplicação. Para partida do sistema foram utilizados 6,0m3 de lodo proveniente do reator UASB da Estação de Tratamento de Esgoto Jardim das Flores de Rio Claro – SP, tendo sido alcançado o equilíbrio dinâmico aparente após 80 dias de operação. A BPIT mostrou-se eficiente como recheio do RALEx, tendo em vista que promoveu remoção média de 70% de matéria orgânica, em termos de DBO (amostras não filtradas), quando operado com tempo de detenção hidráulico médio de 3,2h, velocidade ascensional média de 5,7m/h (sem recirculação do efluente), e carga orgânica volumétrica média de 5,4kgDQO/m3.dia. A remoção média de sólidos em suspensão no sistema foi de 65% (com teor residual no efluente de 95mg/L) e a porcentagem de metano no biogás manteve-se próxima a 65%. Assim como os demais reatores anaeróbios, verificou-se que a remoção de nitrogênio e fósforo no RALEx foi relativamente baixa, com valores inferiores a 10%. Avaliou-se também a perda de carga no leito de BPIT, obtendo-se valores extremamente baixos para todas as granulometrias testadas, em torno de 4cm/m de leito, e determinou-se a velocidade mínima de fluidificação em 39m/h. Nos ensaios preliminares, verificou-se que o diâmetro equivalente das partículas de BPIT foi de 4,3mm, com coeficiente de desuniformidade de 1,61 e massa específica de 1,14g/cm3. A BPIT mostrou-se competitiva também no aspecto econômico, tendo em vista que o custo de aquisição foi 12,8 vezes inferior ao do carvão ativado granular e 1,6 vezes superior ao da areia (materiais comumente utilizados como recheio de RALEx). / The present research had as objective the assessment of granulated tread of scrap tires (GTST) as support for the development of biofilms in an expanded bed anaerobic reactor (EBAR), in full scale, with a total volume of 32m3, employed for wastewater treatment. The use of this material as support was presented as an innovating proposal, with a high application potential. To start up the system 6.0m3 of sludge coming from the UASB reactor from Jardim das Flores Wastewater Treatment Plant, Rio Claro – SP, were used. The apparent dynamic equilibrium was reached 80 days after operating start up. GTST showed itself as efficient in the packing of the EBAR, where it removed an average of 70% of organic matter, in terms of BOD (non-filtered samples), when operated with hydraulic detention time of 3.2h, mean ascension velocity of 5.7m/h (without effluent re-circulation), and mean volumetric organic load of 5.4kgCOD/m3.day. The mean suspended solids removal in the system was of 65% (with 95mg/L of residual content in the effluent) and the percent of methane in biogas was close to 65%. Likewise in other anaerobic reactors, it was seen that nitrogen and phosphorous removal in the EBAR was relatively low, with values below 10%. Headloss was also assessed in the bed of the GTST, where extremely low values were obtained for all tested granulometry, around 4cm/m in the bed. In the preliminary essays, it was verified that the equivalent diameter of GTST particles was of 4.3mm, with disuniformity coefficient of 1.61 and specific mass of 1.14g/cm3. GTST was also competitive in the economical aspect, where the acquisition cost was 12.8 times lower than granular activated carbon and 1.6 times higher than sand (materials commonly used as EBAR packing material).
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Aplicação de coagulantes no afluente de reator anaeróbio de leito expandido alimentado com esgoto sanitário. / Application of coagulants to anaerobic expanded bed reactor influent fed by domestic wastewater

Santos, Hélio Rodrigues dos 20 April 2001 (has links)
Os reatores anaeróbios de tratamento de esgoto possibilitam elevada remoção de matéria orgânica, com menor custo em comparação com os processos aeróbios. Entretanto, esses reatores geralmente são pouco eficientes na remoção de nutrientes e seu efluente pode apresentar valores relativamente elevados de DQO e de sólidos suspensos. Por isso, investigou-se a aplicação de cloreto férrico e auxiliares de floculação no afluente de um reator anaeróbio de leito expandido em escala real (Volume = 32 m3; TDH = 3,2 h), no intuito de elevar as eficiências de remoção de DQO, turbidez, fósforo e sólidos. Foram realizados testes de Atividade Metanogênica para avaliar a toxicidade do cloreto férrico ao lodo do reator, mas nenhum efeito tóxico foi detectado para concentrações de até 500 mg FeCl3/l. Em seguida, foram realizados testes em reator de bancada (jar test), quando foi investigado o uso de cloreto férrico (dosagens entre 40 e 200 mg/l) em conjunto com um polímero catiônico, um polímero aniônico e amido natural de batata (dosagens entre 0,5 e 2,0 mg/l), sendo obtidos os melhores resultados com cloreto férrico e polímero aniônico. As eficiências médias diárias de remoção no reator de leito expandido foram elevadas de 64% para 71%, para DQO; de 47% para 59%, para turbidez; de 17% para 31%, para fósforo; e de 52% para 77%, para SST, quando aplicadas dosagens de 40 mg/l de cloreto férrico e 1,0 mg/l de polímero aniônico. / Anaerobic reactors for wastewater treatment have high capacity in removing organic matter and lower costs in comparison with aerobic processes. Nevertheless, anaerobic reactors generally are less efficient in nutrient removal and their effluents may present relatively high COD and total suspended solid (TSS) concentrations. Hence, the application of ferric chloride (FeCl3) and flocculant aids to a full-scale (Volume = 32 m3; HRT = 3,2 h) anaerobic expanded bed reactor influent was investigated to improve removal of COD, turbidity, phosphorous and solids. Methanogenic activity tests were conducted to evaluate toxicity of ferric chloride against methanogenic anaerobic reactor sludge. Tests showed that no toxic effect occurred before concentrations of FeCl3 reached 500 mg/l. Conventional bench-scale jar tests were conducted and ferric chloride was tested in combination with a cationic polymer, an anionic polymer and natural potato starch. Best results were obtained when ferric chloride was employed with anionic polymer. Average daily removal rates were increased from 64% to 71% for COD, from 47% to 59% for turbidity, from 17% to 31% for phosphorous and from 52% to 77% for TSS when dosages close to 40 mg/l of ferric chloride and 1,0 mg/l of anionic polymer were applied to anaerobic expanded bed reactor influent.
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Tratamento de esgoto sanitário em um reator de leito expandido em escala plena, operado com regiões anaeróbia e aeróbia sobrepostas / Treatment of sanitary wastewater in a full scale expanded bed reactor, operated with overlap anaerobic and aerobic regions

Rafael Ceribelli da Silva 26 June 2009 (has links)
A presente pesquisa teve como objetivo principal a avaliação do desempenho de um reator de leito expandido (159,0 \'M POT.3\'), em escala plena, operado sob condições anaeróbia e anaeróbia-aeróbia sobrepostas, tratando esgoto sanitário. Como objetivos específicos, foi avaliado o uso de areias comerciais para complementação do leito de partículas, bem como a distribuição do material suporte ao longo da altura do reator. Além disso, houve a simulação da flotação do efluente do sistema a fim de otimizar a eficiência na remoção de sólidos, visto pela ineficiência do sistema na separação dos sólidos biológicos. Dentre os materiais selecionados para compor o leito de partículas, foi escolhida a areia com tamanho médio dos grãos igual a 0,69 mm e massa específica de 2690 kg.\'M POT.-3\'. Esta pesquisa foi dividida em duas etapas experimentais, sendo que a primeira o sistema foi operado somente sob a condição anaeróbia, enquanto na segunda, o sistema foi submetido à condição anaeróbia e aeróbia sobrepostas. Para a primeira etapa, o sistema obteve maior eficiência na remoção de matéria orgânica, com TDH de 14 horas, quando foi removido 0,84 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia, sendo que foi aplicado 1,26 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia. As eficiências médias de remoção de DQObruta, DQOfilt, DBObruta, DBOfilt, SST e SSV foram de 65%; 64%; 80%; 70%; 58% e 69%. O efluente apresentou, em média, 245 mgDQObruta/L, 117 mgDQOfilt/L, 104 mgDBObruta/L, 76 mgDBOfilt/L; 88 mgSST/L e 69 mgSSV/L. O grau de amonificação obtido foi de 90%, evidenciando a potenciabilidade do sistema na conversão de matéria nitrogenado orgânico em amoniacal. Para a segunda etapa, a maior eficiência na remoção de matéria orgânica foi obtida com TDH de 16 horas, quando foi removido 0,29 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia, sendo que foi aplicado 0,84 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia. As eficiências médias de remoção de DQOfilt e DBOfiltr foram de 80% e 95%, respectivamente. O efluente apresentou, em média, 72 mgDQOfiltr/L, e 13 mgDBOfiltr/L. O grau de amonificação obtido foi de 85%, no entanto houve baixa eficiência na oxidação do \'N\'-amoniacal, no máximo 25%, sendo que as concentrações máximas no efluente foram de 4 mg\'N\'-\'NO IND.2\'POT.-\'/L e 2 mg\'NO IND.3\'POT.-\'/L, respectivamente. Em relação à distribuição do material suporte, foi verificada que a proporção de carvão ativado granular e carvão antracitoso foi superior em relação à areia, nos diferentes pontos de coleta, sendo que essa proporção tendeu a se reduzir ao longo das amostragens, além disso, foram verificadas que as características do fluxo não estão adequadas para proporcionar a fluidificação/expansão do leito de partículas. Os melhores resultados obtidos na simulação da flotação do efluente, quando foi aplicada recirculação com concentração de ar de 17,5 mgar/Lam, e velocidade ascensional de 10 cm/min. As eficiências de remoção de SST; SSF; SSV; DQO, cor e turbidez obtidas foram de 64; 82; 62; 62; 53 e 73%, respectivamente. O efluente flotado apresentou 63 mgSST/L; 5 mgSSF/L; 59 mgSSV/L; 127 mgDQObruta/L, 431 uC e 29 uT. / This present research had as main objective the evaluation of the performance of a full scale expanded bed reactor (159.0 \'M POT.3\'), operated under anaerobic and overlapping anaerobic-aerobic, treating sanitary wastewater. As specific objectives, it was evaluated using commercial sand to complement the bed of particles and distribution of material support along the height of reactor. Besides, it was simulated the flotation of the effluent system in order to optimize the efficient removal of solids, due to inefficiency of the system in the separation of biological solids. Among the materials selected to compose the bed of particles was chosen with the average size of sand grains equal to 0.69 mm and density of 2690 kg.\'M POT.-3\'. This research was divided into two experimental stages, the first being that the system was operated only under the anaerobic condition, while the second, the system was submited to anaerobic and aerobic conditions overlaped. For the first step, the system achieved greater efficiency in removing organic matter, with hydraulic detention time of 14 hours, when it was removed from 0.84 kgCODraw/\'M POT.3\'.day, which was applied 1.26 kgCOD/\'M POT.3\'.day. The mean removal efficiencies of DQOraw, DQOfiltered, BODraw, BODfiltered, TSS and VSS were 65%; 64%; 80%; 70%; 58% and 69%. The effluent had an average of 245 mgCODraw/L; 117 mgCODfiltered/L; 104 mgBODraw/L; 76 mgBODfiltered/L; 88 mgTSS/L and 69 mgVSS/L. The ammonification obtained was 90%, demonstrating the potencial of the system in the conversion of organic matter into ammonia nitrogen. For the second stage, the most efficient in the removal of organic matter was obtained with hydraulic detention time of 16 hours when it was removed from 0.29 kgCODraw/\'M POT.\'3.day, which was applied 0.84 kgCODraw/\'M POT.3\'.day. The mean removal efficiencies of CODfiltered and BODfiltered were 80% and 95%, respectively. The effluent had an average of 72 mgCODfiltered/L, and 13 mgBODfiltered/L. The ammonification obtained was 85%, however there was low efficiency in oxidation of ammonia-\'N\', at most 25%, and the maximum concentrations in the effluent were 4 mg\'N\'-\'NO IND.2\'POT.-\'/L and 2 mg\'N\'-\'NO IND.3\'POT.-\'/L, respectively. Regarding the distribution of material support, it was found that the proportion of activated granular carbon and anthracite carbon was higher on sand, in different points of collection, whereas this proportion tended to drop over the sample, moreover, was found that the characteristics of the flow are not adequate to provide fluidization/expansion of the bed of particles. The best results obtained in the simulation of the flotation of the effluent when it was applied with recirculation of air concentration of 17.5 mgair/Lsample, and ascension velocity of 10 cm/min. Removal efficiencies of TSS; FSS; VSS; COD, color and turbidity were obtained from 64; 82; 62; 62; 53 and 73%, respectively. The effluent had 63 mgTSS/L; 5 mgFSS/L; 59 mgVSS/L; 127 mgCODraw/L; 431 uC and 29 uT.
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Tratamento de esgoto sanitário em um reator de leito expandido em escala plena, operado com regiões anaeróbia e aeróbia sobrepostas / Treatment of sanitary wastewater in a full scale expanded bed reactor, operated with overlap anaerobic and aerobic regions

Silva, Rafael Ceribelli da 26 June 2009 (has links)
A presente pesquisa teve como objetivo principal a avaliação do desempenho de um reator de leito expandido (159,0 \'M POT.3\'), em escala plena, operado sob condições anaeróbia e anaeróbia-aeróbia sobrepostas, tratando esgoto sanitário. Como objetivos específicos, foi avaliado o uso de areias comerciais para complementação do leito de partículas, bem como a distribuição do material suporte ao longo da altura do reator. Além disso, houve a simulação da flotação do efluente do sistema a fim de otimizar a eficiência na remoção de sólidos, visto pela ineficiência do sistema na separação dos sólidos biológicos. Dentre os materiais selecionados para compor o leito de partículas, foi escolhida a areia com tamanho médio dos grãos igual a 0,69 mm e massa específica de 2690 kg.\'M POT.-3\'. Esta pesquisa foi dividida em duas etapas experimentais, sendo que a primeira o sistema foi operado somente sob a condição anaeróbia, enquanto na segunda, o sistema foi submetido à condição anaeróbia e aeróbia sobrepostas. Para a primeira etapa, o sistema obteve maior eficiência na remoção de matéria orgânica, com TDH de 14 horas, quando foi removido 0,84 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia, sendo que foi aplicado 1,26 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia. As eficiências médias de remoção de DQObruta, DQOfilt, DBObruta, DBOfilt, SST e SSV foram de 65%; 64%; 80%; 70%; 58% e 69%. O efluente apresentou, em média, 245 mgDQObruta/L, 117 mgDQOfilt/L, 104 mgDBObruta/L, 76 mgDBOfilt/L; 88 mgSST/L e 69 mgSSV/L. O grau de amonificação obtido foi de 90%, evidenciando a potenciabilidade do sistema na conversão de matéria nitrogenado orgânico em amoniacal. Para a segunda etapa, a maior eficiência na remoção de matéria orgânica foi obtida com TDH de 16 horas, quando foi removido 0,29 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia, sendo que foi aplicado 0,84 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia. As eficiências médias de remoção de DQOfilt e DBOfiltr foram de 80% e 95%, respectivamente. O efluente apresentou, em média, 72 mgDQOfiltr/L, e 13 mgDBOfiltr/L. O grau de amonificação obtido foi de 85%, no entanto houve baixa eficiência na oxidação do \'N\'-amoniacal, no máximo 25%, sendo que as concentrações máximas no efluente foram de 4 mg\'N\'-\'NO IND.2\'POT.-\'/L e 2 mg\'NO IND.3\'POT.-\'/L, respectivamente. Em relação à distribuição do material suporte, foi verificada que a proporção de carvão ativado granular e carvão antracitoso foi superior em relação à areia, nos diferentes pontos de coleta, sendo que essa proporção tendeu a se reduzir ao longo das amostragens, além disso, foram verificadas que as características do fluxo não estão adequadas para proporcionar a fluidificação/expansão do leito de partículas. Os melhores resultados obtidos na simulação da flotação do efluente, quando foi aplicada recirculação com concentração de ar de 17,5 mgar/Lam, e velocidade ascensional de 10 cm/min. As eficiências de remoção de SST; SSF; SSV; DQO, cor e turbidez obtidas foram de 64; 82; 62; 62; 53 e 73%, respectivamente. O efluente flotado apresentou 63 mgSST/L; 5 mgSSF/L; 59 mgSSV/L; 127 mgDQObruta/L, 431 uC e 29 uT. / This present research had as main objective the evaluation of the performance of a full scale expanded bed reactor (159.0 \'M POT.3\'), operated under anaerobic and overlapping anaerobic-aerobic, treating sanitary wastewater. As specific objectives, it was evaluated using commercial sand to complement the bed of particles and distribution of material support along the height of reactor. Besides, it was simulated the flotation of the effluent system in order to optimize the efficient removal of solids, due to inefficiency of the system in the separation of biological solids. Among the materials selected to compose the bed of particles was chosen with the average size of sand grains equal to 0.69 mm and density of 2690 kg.\'M POT.-3\'. This research was divided into two experimental stages, the first being that the system was operated only under the anaerobic condition, while the second, the system was submited to anaerobic and aerobic conditions overlaped. For the first step, the system achieved greater efficiency in removing organic matter, with hydraulic detention time of 14 hours, when it was removed from 0.84 kgCODraw/\'M POT.3\'.day, which was applied 1.26 kgCOD/\'M POT.3\'.day. The mean removal efficiencies of DQOraw, DQOfiltered, BODraw, BODfiltered, TSS and VSS were 65%; 64%; 80%; 70%; 58% and 69%. The effluent had an average of 245 mgCODraw/L; 117 mgCODfiltered/L; 104 mgBODraw/L; 76 mgBODfiltered/L; 88 mgTSS/L and 69 mgVSS/L. The ammonification obtained was 90%, demonstrating the potencial of the system in the conversion of organic matter into ammonia nitrogen. For the second stage, the most efficient in the removal of organic matter was obtained with hydraulic detention time of 16 hours when it was removed from 0.29 kgCODraw/\'M POT.\'3.day, which was applied 0.84 kgCODraw/\'M POT.3\'.day. The mean removal efficiencies of CODfiltered and BODfiltered were 80% and 95%, respectively. The effluent had an average of 72 mgCODfiltered/L, and 13 mgBODfiltered/L. The ammonification obtained was 85%, however there was low efficiency in oxidation of ammonia-\'N\', at most 25%, and the maximum concentrations in the effluent were 4 mg\'N\'-\'NO IND.2\'POT.-\'/L and 2 mg\'N\'-\'NO IND.3\'POT.-\'/L, respectively. Regarding the distribution of material support, it was found that the proportion of activated granular carbon and anthracite carbon was higher on sand, in different points of collection, whereas this proportion tended to drop over the sample, moreover, was found that the characteristics of the flow are not adequate to provide fluidization/expansion of the bed of particles. The best results obtained in the simulation of the flotation of the effluent when it was applied with recirculation of air concentration of 17.5 mgair/Lsample, and ascension velocity of 10 cm/min. Removal efficiencies of TSS; FSS; VSS; COD, color and turbidity were obtained from 64; 82; 62; 62; 53 and 73%, respectively. The effluent had 63 mgTSS/L; 5 mgFSS/L; 59 mgVSS/L; 127 mgCODraw/L; 431 uC and 29 uT.

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