A ocorrência da redução biológica do sulfato resulta na formação de um produto indesejado, o sulfeto de hidrogênio, que pode ser removido sob condições limitadas de oxigênio. Os fatores que podem afetar a oxidação do sulfeto não estão bem elucidados e o processo de microaeração é pouco utilizado devido a limitações tecnológicas. Desta forma a oxidação química e bioquímica do sulfeto foi estudada em duas configurações de reatores que utilizam membrana polimérica porosa (membrana de silicone) como alternativa para microaeração. As configurações apresentam duas formas de microaeração, por pressão interna (Reator de membrana Submersa-RMS) e outra externa (Reator de Membrana Externa-RME) com aeração por troca atmosférica. Foram realizados ensaios de transferência de massa para determinação do coeficiente volumétrico global de transferência (KLa). Os resultados médios obtidos para o KLa foram de 0,10 h-1 para o RMS e 0,154 h-1 para o RME, confirmando a microaeração do meio. Os reatores foram operados a fim de avaliar a oxidação do sulfeto a enxofre elementar por via química e bioquímica em diferentes faixas de pH, pressão (para o RMS) e velocidade no interior da membrana (para o RME) por meio de planejamento fatorial. A oxidação química apresentou alta conversão do sulfeto a enxofre com percentual médio de 91,3% no RMS e 79,2% no RME e percentual médio de conversão a sulfato de 2,3% no RMS e 15,7% no RME. A oxidação bioquímica no RME apresentou valores médios de conversão de sulfeto a enxofre de 41,6% e de 52,8% para a conversão a sulfato. A oxidação de efluente de reator sulfetogênico também foi avaliada atingiu valores médios de 48,7% para a conversão a enxofre elementar 46,7% para a conversão de sulfeto a sulfato. O estudo das variáveis demonstrou que a variável que influenciou a oxidação foi o pH. A configuraçõa RMS apresentou problemas operacionais inviabilizando seu uso. O uso de membranas apresentou viabilidade de controle da microaeração através das variáveis operacionais, raio e espessura da membrana. Desta forma, devido à viabilidade operacional e os resultados obtidos, as configurações se mostraram uma alternativa viável a conversão do sulfeto a enxofre elementar. / The occurrence of biological sulfate reduction results in the formation of unwanted hydrogen sulfide, which can be removal under oxygen-limiting conditions. Detailed knowledge of this process remains unclear and the micro aeration process was prevented by technological limitations. For these reasons, the chemical and biological oxidation of sulfide was studied in two configurations of reactors using porous polymer membrane (silicon membrane) as an alternative to micro aeration. The configurations present two forms of micro-aeration by internal pressure (Submerged Membrane Reactor- SMR) and an external one (External Membrane Reactor EMR) with aeration by air exchange. The micro aeration was evaluated through the global oxygen mass transfer coefficient (KLa). The average results obtained for KLa were 0.10 h-1 for SMR and 0.154 h-1 for EMR, confirming the micro aeration. The settings were operated to evaluate the chemical and biochemical oxidation of sulfide to elemental sulfur by different variables: pH, pressure (for SMR) and flow/membrane area (for EMR) through factorial design. The chemical oxidation showed high sulfide conversion to sulfur, with mean value of 91.3% in SMR and 79.2% in EMR and conversion to sulfate of 2.3% in SMR and 15.7% in EMR. The biochemical oxidation in EMR showed mean values of sulfide conversion to sulfur of 41.6% and 52.8% for sulfate. The oxidation of sulfidogenic reactor effluent was evaluated and obtained mean values of 48.7% for conversion to elemental sulfur and 46.7% to sulfate. The variable studies showed that the variable pH is significantly for sulfide oxidation. The SMR presented operational problems invalidating their use. The use of membranes, showed a high viability due to its ability to micro aeration especially because of the operating variables, radius and membrane thickness. In general the reactors were efficient due the low sulfate yields. Thus the reactors proved are viable settings to the conversion of sulfide to elemental sulfur.

O objetivo desse projeto de pesquisa foi avaliar a redução do sulfato e promover a remoção do sulfeto, por via de conversão a enxofre elementar, em reatores combinados anaeróbio/microaerado. Para tanto foram utilizados três sistemas com objetivos específicos. A primeira configuração foi um reator anaeróbio de leito fixo e ordenado integrado a um reator microaerado com membrana externa (ABFSB-RME) com o qual se avaliou a influência do tempo de detenção hidráulica (TDH) e da presença de biomassa aderida na remoção do sulfeto. A segunda configuração avaliada foi um reator UASB com um reator microaerado de membrana helicoidal externa (UASB-RMHE), com o qual se avaliou a formação de biofilme no interior da membrana e a alteração do pH para a remoção do sulfeto em sua fase gasosa. A terceira configuração foi um reator anaeróbio de leito fixo e ordenado combinado a um reator microaerado com membrana helicoidal e submersa ao meio liquido (ABFSB-RMHS) com a finalidade de avaliar a remoção do sulfeto com aplicação de fluxo de ar no interior da membrana e avaliar a influência do TDH na eficiência de conversão do sulfeto. Os resultados indicam que a troca periódica das membranas tem influência na eficiência da conversão do sulfeto para o sistema ABFSB-RME. O sistema UASB-RMHE apresentou dados de remoção de sulfeto estáveis durante 35 dias, com remoção de até 90%, porém a retro lavagem da membrana é essencial para o aumento da vida útil do sistema A alteração do pH provocou a deslocamento de equilíbrio do sulfeto, e apresentou remoção do sulfeto no biogás de 98% para pH 7,5 e 50% para pH 7,0. O sistema ABFSB-RMHS propiciou remoção estável de sulfeto e a formação em camadas de enxofre elementar ao redor da membrana que se rompiam permitindo, assim, a sedimentação e recuperação do material sólido. Os resultados obtidos na pesquisa mostraram que os sistemas apresentam viabilidade e potencial no tratamento de águas ricas em compostos de enxofre e para a recuperação de enxofre elementar, além de apresentar versatilidade por meio de variáveis operacionais, com as quais se podem obter o controle e aperfeiçoamento do sistema. / The aim of this research study is to evaluate the reduction of sulfate and promote the removal of sulfide by conversion to elemental sulfur in anaerobic/micro-aerobic reactors. Therefore, were used three reactors settings combined with specific aims. The first configuration is an anaerobic fixed-structured bed reactor integrated to a micro-aerobic with external membrane reactor (ABFSB-RME) to evaluate the influence of HRT and the presence of biomass adhered to the removal of sulfide. The second configuration evaluated was an UASB reactor with a micro-aerobic reactor with external and helically wound membrane (UASB-RMHE), in which the biofilm formation within the membrane and the change in pH for the removal of sulfide in a gaseous phase were evaluated. The third configuration was a combination of an anaerobic fixed-structured bed reactor to a micro-aerobic reactor with helically wound and submerged membrane (ABFSB-RMHS) in order to evaluate the removal of sulfide with air flow application within the membrane and to evaluate the influence of hydraulic retention time (HRT) in sulfide removal efficiency. The results indicate that the periodic exchange membranes have influence on the conversion efficiency of the sulfide to ABFSB-RME system. The UASB-RMHE system showed a stable sulfide removal efficiency for 35 days, with removal of up to 90%, but the backwashing of the membrane is essential for increasing the life of the system. The pH changing caused the equilibrium displacement of the sulfide and removal of sulfide introduced into the biogas 98% and 50% and pH 7.5 and pH 7.0. The ABFSB-RMHS removal system has provided stable sulfide removal and sulfur formed around the membrane layers were broken allowing sedimentation and recovering the solid material. The results of the study showed that the systems are versatile and which, by means of the operating variables, can be improved viability and presenting potential in the treatment of water rich in sulfur compounds and for the recovery of elemental sulfur.

O objetivo desse projeto de pesquisa foi avaliar a redução do sulfato e promover a remoção do sulfeto, por via de conversão a enxofre elementar, em reatores combinados anaeróbio/microaerado. Para tanto foram utilizados três sistemas com objetivos específicos. A primeira configuração foi um reator anaeróbio de leito fixo e ordenado integrado a um reator microaerado com membrana externa (ABFSB-RME) com o qual se avaliou a influência do tempo de detenção hidráulica (TDH) e da presença de biomassa aderida na remoção do sulfeto. A segunda configuração avaliada foi um reator UASB com um reator microaerado de membrana helicoidal externa (UASB-RMHE), com o qual se avaliou a formação de biofilme no interior da membrana e a alteração do pH para a remoção do sulfeto em sua fase gasosa. A terceira configuração foi um reator anaeróbio de leito fixo e ordenado combinado a um reator microaerado com membrana helicoidal e submersa ao meio liquido (ABFSB-RMHS) com a finalidade de avaliar a remoção do sulfeto com aplicação de fluxo de ar no interior da membrana e avaliar a influência do TDH na eficiência de conversão do sulfeto. Os resultados indicam que a troca periódica das membranas tem influência na eficiência da conversão do sulfeto para o sistema ABFSB-RME. O sistema UASB-RMHE apresentou dados de remoção de sulfeto estáveis durante 35 dias, com remoção de até 90%, porém a retro lavagem da membrana é essencial para o aumento da vida útil do sistema A alteração do pH provocou a deslocamento de equilíbrio do sulfeto, e apresentou remoção do sulfeto no biogás de 98% para pH 7,5 e 50% para pH 7,0. O sistema ABFSB-RMHS propiciou remoção estável de sulfeto e a formação em camadas de enxofre elementar ao redor da membrana que se rompiam permitindo, assim, a sedimentação e recuperação do material sólido. Os resultados obtidos na pesquisa mostraram que os sistemas apresentam viabilidade e potencial no tratamento de águas ricas em compostos de enxofre e para a recuperação de enxofre elementar, além de apresentar versatilidade por meio de variáveis operacionais, com as quais se podem obter o controle e aperfeiçoamento do sistema. / The aim of this research study is to evaluate the reduction of sulfate and promote the removal of sulfide by conversion to elemental sulfur in anaerobic/micro-aerobic reactors. Therefore, were used three reactors settings combined with specific aims. The first configuration is an anaerobic fixed-structured bed reactor integrated to a micro-aerobic with external membrane reactor (ABFSB-RME) to evaluate the influence of HRT and the presence of biomass adhered to the removal of sulfide. The second configuration evaluated was an UASB reactor with a micro-aerobic reactor with external and helically wound membrane (UASB-RMHE), in which the biofilm formation within the membrane and the change in pH for the removal of sulfide in a gaseous phase were evaluated. The third configuration was a combination of an anaerobic fixed-structured bed reactor to a micro-aerobic reactor with helically wound and submerged membrane (ABFSB-RMHS) in order to evaluate the removal of sulfide with air flow application within the membrane and to evaluate the influence of hydraulic retention time (HRT) in sulfide removal efficiency. The results indicate that the periodic exchange membranes have influence on the conversion efficiency of the sulfide to ABFSB-RME system. The UASB-RMHE system showed a stable sulfide removal efficiency for 35 days, with removal of up to 90%, but the backwashing of the membrane is essential for increasing the life of the system. The pH changing caused the equilibrium displacement of the sulfide and removal of sulfide introduced into the biogas 98% and 50% and pH 7.5 and pH 7.0. The ABFSB-RMHS removal system has provided stable sulfide removal and sulfur formed around the membrane layers were broken allowing sedimentation and recovering the solid material. The results of the study showed that the systems are versatile and which, by means of the operating variables, can be improved viability and presenting potential in the treatment of water rich in sulfur compounds and for the recovery of elemental sulfur.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-03-13T19:06:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação - Osmar de Menezes - Depósito na biblioteca.pdf: 1593558 bytes, checksum: 0a7ec427b40865addd51e28a72a1f092 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T19:06:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação - Osmar de Menezes - Depósito na biblioteca.pdf: 1593558 bytes, checksum: 0a7ec427b40865addd51e28a72a1f092 (MD5) Previous issue date: 2017-01-20 / FACEPE / O escopo do presente estudo foi avaliar o desempenho da microaeração, contínua e intermitente, quanto à remoção do corante tetra-azo Direct Black 22 e de seus subprodutos tóxicos, utilizando reatores em bateladas sequenciais. O aparato experimental consistiu de três reatores independentes (R1, R2 e R3) trabalhando com ciclos anaeróbios-microaerados distintos. Os reatores foram operados em temperatura mesofílica (37 ± 1°C), tiveram volume útil de 5 L e 50% de volume de troca. O lodo anaeróbio de um reator UASB piloto tratando efluente têxtil real foi utilizado como inóculo (2,5 gSSV/L no licor misto). O efluente sintético era composto por macro e micronutrientes, NaCl (1000 mg/L), NaHCO3 como tampão (1200 mg/L), corante tetra-azo Direct Black 22 e etanol como fonte de carbono (1200 mgDQO/L). Os reatores tiveram tempo de ciclo de 24 h, distribuídos em: enchimento (15 min), reação (23 h), sedimentação (30 min) e esvaziamento (15 min). A reação em R1 foi completamente anaeróbia. R2 combinou condições anaeróbias (12 h) e microaeradas (11 h). Em R3, a reação foi dividida em 12 h de anaerobiose seguidas de 11 h de microaeração intermitente (30 min a cada 2 h). O fluxo de ar distribuído em R2 e R3 durante a microaeração foi de 0,25 ± 0,05 L/min. A operação durou 107 dias. No estado de equilíbrio estacionário aparente, a remoção média de corante em R1, R2 e R3 foi de 81,4; 75,5 e 76,8%, respectivamente. A de DQO foi de 76,4; 79,5 e 81,4%, respectivamente. R1 apresentou acúmulo de aminas aromáticas (efluente final com unidade toxicológica de 88,15 em Vibrio fischeri). Os reatores microaerados atingiram remoções iguais de aminas aromáticas e seus efluentes não apresentaram ecotoxicidade aguda quantificável. A presença cíclica do oxigênio em R2 e R3 inibiu a metanogênese com maior intensidade que o acúmulo de aminas aromáticas tóxicas em R1. Por outro lado, a descoloração redutiva do DB22 foi acelerada nestes reatores pelo favorecimento do transporte de equivalentes redutores. A microaeração intermitente se destacou como uma alternativa para a economia do processo de aeração, com eficiências de remoção de corante, DQO e toxicidade no mesmo nível da contínua. / The scope of this study was to evaluate the performance of continuous and intermittent micro-aeration in terms of tetra-azo dye Direct Black 22 and its toxic by-products removal efficiency, using sequencing batch reactors. The experimental set-up consisted of three independent reactors (R1, R2 and R3) working with distinct anaerobic-micro-aerated cycles. The reactors were essayed at mesophilic conditions (37 ± 1 °C), with a working volume of 5 L and 50% of volume exchange. Anaerobic sludge from a pilot scale UASB reactor treating real textile wastewater was used as inoculum (2.5 gVSS/L in the mixed liquor). The synthetic effluent was composed of macro- and micro-nutrients solution, NaCl (1 g/L), NaHCO3 (1200 mg/L) as buffer, tetra-azo dye Direct Black 22 (65 mg/L) and ethanol (1200 mgCOD/L) as electron donor. In each reactor, the cycle time was 24 h, distributed in: filling (15 min), reaction (23 h), settling (30 min) and drawling (15 min). The reaction in R1 was completely anaerobic. R2 combined anaerobic (12 h) and micro-aerated (11 h) conditions in the reaction time, while in R3 the reaction time was composed of 12 h of anaerobic reaction, followed by 11 hours of intermittent micro-aeration (30 min of micro-aeration every 2 h). An air flow of 0.25 ± 0.05 L/min was distributed in R2 and R3 during the micro-aerated phases. The reactors were operated for 107 days. At apparent steady state conditions, the average of dye removal for R1, R2 and R3 was 81.4, 75.5 and 76.8%, respectively. The corresponding COD removal efficiency was 76.4, 79.5 and 81.4%, respectively. R1 showed accumulation of aromatic amines (final effluent toxicological unit 88.15 in Vibrio fischeri). R2 and R3 reached equal removal of aromatic amines and their effluents showed no quantifiable acute ecotoxicity. The cyclical presence of oxygen in R2 and R3 resulted in a more intense inhibition of methanogenesis than the accumulation of toxic aromatic amines in R1. On the other hand, reductive discoloration of DB22 was accelerated in these reactors due the preference in the transport of reducing equivalents. Intermittent microaeration stood out as an energy saving alternative for the aeration process, with dye, COD and toxicity removal efficiency at the same level of continuous micro-aeration.

A ocorrência da redução biológica do sulfato resulta na formação de um produto indesejado, o sulfeto de hidrogênio, que pode ser removido sob condições limitadas de oxigênio. Os fatores que podem afetar a oxidação do sulfeto não estão bem elucidados e o processo de microaeração é pouco utilizado devido a limitações tecnológicas. Desta forma a oxidação química e bioquímica do sulfeto foi estudada em duas configurações de reatores que utilizam membrana polimérica porosa (membrana de silicone) como alternativa para microaeração. As configurações apresentam duas formas de microaeração, por pressão interna (Reator de membrana Submersa-RMS) e outra externa (Reator de Membrana Externa-RME) com aeração por troca atmosférica. Foram realizados ensaios de transferência de massa para determinação do coeficiente volumétrico global de transferência (KLa). Os resultados médios obtidos para o KLa foram de 0,10 h-1 para o RMS e 0,154 h-1 para o RME, confirmando a microaeração do meio. Os reatores foram operados a fim de avaliar a oxidação do sulfeto a enxofre elementar por via química e bioquímica em diferentes faixas de pH, pressão (para o RMS) e velocidade no interior da membrana (para o RME) por meio de planejamento fatorial. A oxidação química apresentou alta conversão do sulfeto a enxofre com percentual médio de 91,3% no RMS e 79,2% no RME e percentual médio de conversão a sulfato de 2,3% no RMS e 15,7% no RME. A oxidação bioquímica no RME apresentou valores médios de conversão de sulfeto a enxofre de 41,6% e de 52,8% para a conversão a sulfato. A oxidação de efluente de reator sulfetogênico também foi avaliada atingiu valores médios de 48,7% para a conversão a enxofre elementar 46,7% para a conversão de sulfeto a sulfato. O estudo das variáveis demonstrou que a variável que influenciou a oxidação foi o pH. A configuraçõa RMS apresentou problemas operacionais inviabilizando seu uso. O uso de membranas apresentou viabilidade de controle da microaeração através das variáveis operacionais, raio e espessura da membrana. Desta forma, devido à viabilidade operacional e os resultados obtidos, as configurações se mostraram uma alternativa viável a conversão do sulfeto a enxofre elementar. / The occurrence of biological sulfate reduction results in the formation of unwanted hydrogen sulfide, which can be removal under oxygen-limiting conditions. Detailed knowledge of this process remains unclear and the micro aeration process was prevented by technological limitations. For these reasons, the chemical and biological oxidation of sulfide was studied in two configurations of reactors using porous polymer membrane (silicon membrane) as an alternative to micro aeration. The configurations present two forms of micro-aeration by internal pressure (Submerged Membrane Reactor- SMR) and an external one (External Membrane Reactor EMR) with aeration by air exchange. The micro aeration was evaluated through the global oxygen mass transfer coefficient (KLa). The average results obtained for KLa were 0.10 h-1 for SMR and 0.154 h-1 for EMR, confirming the micro aeration. The settings were operated to evaluate the chemical and biochemical oxidation of sulfide to elemental sulfur by different variables: pH, pressure (for SMR) and flow/membrane area (for EMR) through factorial design. The chemical oxidation showed high sulfide conversion to sulfur, with mean value of 91.3% in SMR and 79.2% in EMR and conversion to sulfate of 2.3% in SMR and 15.7% in EMR. The biochemical oxidation in EMR showed mean values of sulfide conversion to sulfur of 41.6% and 52.8% for sulfate. The oxidation of sulfidogenic reactor effluent was evaluated and obtained mean values of 48.7% for conversion to elemental sulfur and 46.7% to sulfate. The variable studies showed that the variable pH is significantly for sulfide oxidation. The SMR presented operational problems invalidating their use. The use of membranes, showed a high viability due to its ability to micro aeration especially because of the operating variables, radius and membrane thickness. In general the reactors were efficient due the low sulfate yields. Thus the reactors proved are viable settings to the conversion of sulfide to elemental sulfur.

PESSÔA, Sávia Gavazza dos Santos, também é conhecida em citações bibliográficas por: GAVAZZA, Sávia / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-27T20:47:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Denise Mary Santana Marcelino .pdf: 3765084 bytes, checksum: aa15044eb1883a027b86671a3a7934ab (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-20T18:59:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Denise Mary Santana Marcelino .pdf: 3765084 bytes, checksum: aa15044eb1883a027b86671a3a7934ab (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-20T18:59:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Denise Mary Santana Marcelino .pdf: 3765084 bytes, checksum: aa15044eb1883a027b86671a3a7934ab (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da zona microaerada em reator UASB no tratamento de corantes azo. O Experimento 1 foi composto por reatores UASB idênticos, um convencional (R1) e outro com zona microaerada (R2). O efluente sintético era composto por macro e micronutrientes, NaCl, NaHCO₃, Sulfato, DQO (amido/etanol) e corantes Direct Black 22 (tetra-azo) e Direct Blue 71 (triazo). Os reatores foram operados com TDH de 24 h em três fases: FI (amido e corante DB22), FII (etanol e corante DB22), e FIII-A e B (etanol e corantes DB22 e DB71). Ao término das fases foram realizados perfis espaciais. Em relação a cor, a zona microaerada não favoreceu a eficiência de remoção de DB22 na FI, com médias de 75 e 73%, porém favoreceu na FII, com médias de 66 e 71%, em R1 e R2, respectivamente. Em FIII-B, o desempenho de R1 (73% para DB22 e 88% para DB71) foi superior ao R2 (59% para DB22 e 81,5% para DB71), devido a autoxidação de aminas aromáticas que ocorreu em R2. As aminas aromáticas foram acumuladas em R1 e completamente (FI e FII) ou parcialmente (FIII) removidas em R2. Em relação a DQO, a zona microaerada em FI e FII não favoreceu a eficiência de remoção em R2, no entanto, na FIII favoreceu R2 (88% em FIII-A e 84% em FIII-B). A remoção de sulfato foi mais eficiente em R1 (71,5, 83, 73 e 85% em FI, FII, FIII-A e FIII-B, respectivamente), enquanto parte do sulfeto, formado anaerobiamente, foi oxidado a sulfato (ciclo fútil) e/ou enxofre elementar na zona microaerada de R2. A toxicidade (por Vibrio fischeri) foi removida em R2 na FII, porém na FIII-B a microaeração não foi suficiente para promover a degradação total das aminas aromáticas, em decorrência do alto teor de corantes aplicado. O Experimento 2 foi composto por reatores em batelada, R1b (convencional) e R2b (com microaeração), afim de determinar as constantes cinéticas da degradação de corantes azo, DQO e sulfato. Os maiores valores de kcorante foram observados no estágio anaeróbio (0 – 12 h) do reator microaerado (R2b), porém as maiores taxas de remoção foram obtidas no reator anaeróbio (R1b), ao término do ciclo (0 – 24 h), devido a autoxidação das aminas aromáticas em R2b. As eficiências de DB22 foram de 75, 70 e 70% em FI, FII e FIII-B, e 85% de DB71 em FIII-B, e DQO com eficiências de remoção de 85, 69 e 62%, respectivamente. Não houve contribuição expressiva em FII e FIII-B do oxigênio na remoção de DQO, sendo observado um aumento do k0 após a microaeração em R2b apenas na FIII-B. Em relação ao sulfato, as maiores taxas de remoção foram atingidas na FI (80% em R1b e 62% em R2b). / This study aimed to evaluate the influence of a micro-aerated zone in an UASB reactor, during the treatment of azo dyes. Experiment 1 was composed of identical UASB reactors, one conventional (R1) and the other with micro-aerated zone (R2). The synthetic wastewater was composed by macro- and micro-nutrients, NaCl, NaHCO3, Sulfate, COD (starch/ethanol) and the dyes Direct Black 22 (tetra-azo) and Direct Blue 71 (triazo). The reactors were operated with 24 h TDH in three phases: PI (starch and dye DB22), PII (ethanol and dye DB22), and PIII-A and B (ethanol and dyes DB22 and DB71). At the end of the phases, spatial profiles were performed. In relation to color, the micro-aerated zone did not favor the efficiency of removal of DB22 in the PI, with means of 75 and 73%, but favored in the PII, with averages of 66 and 71% in R1 and R2, respectively. In PIII-B, the performance of R1 (73% for DB22 and 88% for DB71) was higher than R2 (59% for DB22 and 81.5% for DB71), due to the aromatic amines autoxidation detected in R2. Aromatic amines accumulated in R1, whereas they were completely (PI and PII) or partially (PIII) removed in R2. However, PIII favored R2 (88% in PIII-A and 84% in PIII-B) in relation to COD, the micro-aerated zone in PI and PII did not favor removal efficiency in R2. The sulfate removal was more efficient in R1 (71.5, 83, 73 e 85% in PI, PII, and PIII, respectively), while part of the sulfide, anaerobically formed, was oxidized to sulfate (futile cycle) and/or elemental sulfur in the micro-aerated zone of R2. The toxicity (by Vibrio fischeri) was removed in R2 in the PII, but in PIII-B the micro-aeration was not enough to promote the total degradation of aromatic amines due to the higher dye content applied in this phase. Experiment 2 was composed of batch reactors, R1b (conventional) and R2b (with micro-aeration), in order to determine the kinetic constants of azo, COD and sulfate dye degradation. The highest values of kdye were observed in the anaerobic stage (0 - 12 h) of the micro-aerated reactor (R2b), but the highest removal rates were obtained in the anaerobic reactor (R1b) at the end of the cycle (0 - 24 h), due to the aromatic amines autoxidation in R2b. The DB22 efficiencies of 75, 70 and 70% in PI, PII and PIII-B, and 85% of DB71 in PIII-B, and COD with removal efficiencies of 85, 69 and 62 %, respectively. There was no expressive contribution in PII and PIII-B of the oxygen in COD removal, with an increase of k₀ after micro-aeration in R2b only in PIII-B. Regarding sulfate, the highest removal rates were achieved in PI (80% in R1b and 62% in R2b).

Atualmente, os processos de remoção biológica de nitrogênio e fósforo tem especial importância no âmbito brasileiro e mundial. Dentre os processos existentes, o Processo UCT Modificado é um dos principais processos capazes de realizar estas atividades. Este processo tem por característica básica possuir uma câmara anaeróbia para formação de ácidos orgânicos voláteis e duas câmaras anóxicas para a etapa de desnitrificação. Com o intuito de avaliar possíveis melhorias neste processo, operou-se uma planta piloto nos moldes de um UCT modificado porém com a câmara anaeróbia chicaneada e em uma segunda etapa introduziu-se microaeração nas câmaras anóxicas. Foi mantida idade do lodo em 10 dias e relação Alimento/microrganismos (A/M) entre 0,18 e 0,40 kg DBO5,20/kgSSV d. De acordo com os resultados obtidos não foi possível observar gerações de AOVs (ácido orgânico voláteis) na câmara anaeróbia. Com relação à atividade de microaeração das câmaras anóxicas foram observadas melhoras no processo de remoção biológica de nitrogênio se compara à operação sem microaeração. Em termos de remoção de matéria orgânica os resultados mostraram eficiências semelhantes a outros autores que desenvolveram sistemas semelhantes ao aqui estudado. / Now a days, nitrogen and phosphorus removal processes have been having a particular importance to Brazil and all the World. Considering the existing processes, Modified UCT is one of the main technologies capable of achieving this taks. This process has the characteristic of having one anaerobic tank aimed at producing volatile fatty acids (VFAs) and two anoxic tanks for denitrification. This paper tried to evaluate possible improvements in this process, operated a pilot plant with a compartmented anaerobic tank and later introduced microaeration to the anoxic tanks. Slugde age was maintained in 10 days and food/microorganisms rate (F/M) was maintained between 0,18 and 0,40 kg BOD/kg VSS d. According to the results, there was no clue of VFAs formation in the anaerobic tank. After the introduction of microaeration to the anoxic tanks it was shown an improvement in nitrogen removal. In terms of organic removal rates the plant had similar efficiency to other authors metioned in this paper.

Atualmente, os processos de remoção biológica de nitrogênio e fósforo tem especial importância no âmbito brasileiro e mundial. Dentre os processos existentes, o Processo UCT Modificado é um dos principais processos capazes de realizar estas atividades. Este processo tem por característica básica possuir uma câmara anaeróbia para formação de ácidos orgânicos voláteis e duas câmaras anóxicas para a etapa de desnitrificação. Com o intuito de avaliar possíveis melhorias neste processo, operou-se uma planta piloto nos moldes de um UCT modificado porém com a câmara anaeróbia chicaneada e em uma segunda etapa introduziu-se microaeração nas câmaras anóxicas. Foi mantida idade do lodo em 10 dias e relação Alimento/microrganismos (A/M) entre 0,18 e 0,40 kg DBO5,20/kgSSV d. De acordo com os resultados obtidos não foi possível observar gerações de AOVs (ácido orgânico voláteis) na câmara anaeróbia. Com relação à atividade de microaeração das câmaras anóxicas foram observadas melhoras no processo de remoção biológica de nitrogênio se compara à operação sem microaeração. Em termos de remoção de matéria orgânica os resultados mostraram eficiências semelhantes a outros autores que desenvolveram sistemas semelhantes ao aqui estudado. / Now a days, nitrogen and phosphorus removal processes have been having a particular importance to Brazil and all the World. Considering the existing processes, Modified UCT is one of the main technologies capable of achieving this taks. This process has the characteristic of having one anaerobic tank aimed at producing volatile fatty acids (VFAs) and two anoxic tanks for denitrification. This paper tried to evaluate possible improvements in this process, operated a pilot plant with a compartmented anaerobic tank and later introduced microaeration to the anoxic tanks. Slugde age was maintained in 10 days and food/microorganisms rate (F/M) was maintained between 0,18 and 0,40 kg BOD/kg VSS d. According to the results, there was no clue of VFAs formation in the anaerobic tank. After the introduction of microaeration to the anoxic tanks it was shown an improvement in nitrogen removal. In terms of organic removal rates the plant had similar efficiency to other authors metioned in this paper.

O principal objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o desempenho de um sistema experimental para pós-tratamento de reatores anaeróbios. Foram testados reator microaerado e reator com aeração intermitente, seguidos de flotação por ar dissolvido. Foram avaliadas condições para se obter nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo, em reator com baixa concentração de OD e em reator em que se alternaram fases aeróbia e anaeróbia. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas distintas: a Etapa I constituiu de ensaios preliminares, utilizando instalação em escala de laboratório, alimentados com efluente de reator anaeróbio compartimentado, composta de sistema de aeração com quatro reatores em paralelo, com capacidade de 11,5 L cada, operando em regime hidráulico contínuo, com concentrações de OD na faixa de 0,2 a 0,9 mg/L, em temperatura controlada de 30±2°C. Na Etapa I também foram operados reatores com aeração intermitente. Na Etapa II, empregou-se instalação para tratamento aeróbio, com capacidade de 100 L, seguida de flotador, em temperatura ambiente de 25±6°C, sendo operado um reator microaerado e outro com aeração intermitente; ambos foram alimentados com efluente de um reator anaeróbio de leito expandido. O sistema com aeração intermitente (&#952h: 6 h) mostrou-se estável, apresentando elevada remoção média de DQO (92%), de P-PO4-3 (90%) e de nitrogênio (sem utilização de fonte externa de carbono; apenas com recirculação adequada do lodo). Para &#952h médio de 8 h, nos ensaios com ciclos alternados de 2 h, com aeração e 4 h, sem aeração, foi obtida remoção máxima de P-PO4-3, de 95% para as amostras brutas e 97% para as amostras filtradas, com remoção média de 84%, e 88%, respectivamente. Considerando apenas os valores médios, registrou-se ligeira queda de remoção de P-PO4-3, e de DQO em relação ao período com &#952h médio de 6 h. Os resultados com aeração intermitente foram sensivelmente melhores em relação aos obtidos com microaeração. / The aim of this research the performance evaluation of a pilot system for post treatment of anaerobic reactors. Microaeration and intermittent aeration reactors, followed by dissolved air flotation (DAF) were examined. It was assessed the conditions to obtain nitrification, denitrification and phosphorus removal, in reactor operated with low concentration of OD and in a reactor operated were alternated aerobic and anaerobic phases were used. The research was developed in two different stages. The first one, constituted of preliminary test, using installation in laboratory scale, fed with effiuent of compartment anaerobic reactor. This system was composed of aeration system with four reactors in parallel, with 11,5 L each, operating in continuous flow, with concentrations of DO between 0.2 to 0.9 mg/L, in controlled temperature of 30±2 ºC. The reactors were also operated with intermittent aeration. In the second stage, an installation with 100L was used for aerobic treatment, followed by DAF, in room temperature of 25±6°C. One reactor was operated under microaeration and another with intermittent aeration. Both were fed with effiuent of an expanded bed anaerobic reactor. The system with intermittent aeration (&#952h: 6 h) shown stable, presenting high COD removal of (92%) and phosphorus removal (90%), without use of external carbon source; just with adapted recirculation of the sludge. For an average hydraulic retention time of 8 h, in the test with alternate cycles of 2 h with aeration and 4 h without aeration, it was obtained a maximum removal of P-PO4-3 equal 95% for the raw samples and 97% for the filtered samples, with average removal of 84%, and 88%, respectively. The results with intermittent aeration were significantely better in relation to the obtained with microaeration.

O principal objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o desempenho de um sistema experimental para pós-tratamento de reatores anaeróbios. Foram testados reator microaerado e reator com aeração intermitente, seguidos de flotação por ar dissolvido. Foram avaliadas condições para se obter nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo, em reator com baixa concentração de OD e em reator em que se alternaram fases aeróbia e anaeróbia. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas distintas: a Etapa I constituiu de ensaios preliminares, utilizando instalação em escala de laboratório, alimentados com efluente de reator anaeróbio compartimentado, composta de sistema de aeração com quatro reatores em paralelo, com capacidade de 11,5 L cada, operando em regime hidráulico contínuo, com concentrações de OD na faixa de 0,2 a 0,9 mg/L, em temperatura controlada de 30±2°C. Na Etapa I também foram operados reatores com aeração intermitente. Na Etapa II, empregou-se instalação para tratamento aeróbio, com capacidade de 100 L, seguida de flotador, em temperatura ambiente de 25±6°C, sendo operado um reator microaerado e outro com aeração intermitente; ambos foram alimentados com efluente de um reator anaeróbio de leito expandido. O sistema com aeração intermitente (&#952h: 6 h) mostrou-se estável, apresentando elevada remoção média de DQO (92%), de P-PO4-3 (90%) e de nitrogênio (sem utilização de fonte externa de carbono; apenas com recirculação adequada do lodo). Para &#952h médio de 8 h, nos ensaios com ciclos alternados de 2 h, com aeração e 4 h, sem aeração, foi obtida remoção máxima de P-PO4-3, de 95% para as amostras brutas e 97% para as amostras filtradas, com remoção média de 84%, e 88%, respectivamente. Considerando apenas os valores médios, registrou-se ligeira queda de remoção de P-PO4-3, e de DQO em relação ao período com &#952h médio de 6 h. Os resultados com aeração intermitente foram sensivelmente melhores em relação aos obtidos com microaeração. / The aim of this research the performance evaluation of a pilot system for post treatment of anaerobic reactors. Microaeration and intermittent aeration reactors, followed by dissolved air flotation (DAF) were examined. It was assessed the conditions to obtain nitrification, denitrification and phosphorus removal, in reactor operated with low concentration of OD and in a reactor operated were alternated aerobic and anaerobic phases were used. The research was developed in two different stages. The first one, constituted of preliminary test, using installation in laboratory scale, fed with effiuent of compartment anaerobic reactor. This system was composed of aeration system with four reactors in parallel, with 11,5 L each, operating in continuous flow, with concentrations of DO between 0.2 to 0.9 mg/L, in controlled temperature of 30±2 ºC. The reactors were also operated with intermittent aeration. In the second stage, an installation with 100L was used for aerobic treatment, followed by DAF, in room temperature of 25±6°C. One reactor was operated under microaeration and another with intermittent aeration. Both were fed with effiuent of an expanded bed anaerobic reactor. The system with intermittent aeration (&#952h: 6 h) shown stable, presenting high COD removal of (92%) and phosphorus removal (90%), without use of external carbon source; just with adapted recirculation of the sludge. For an average hydraulic retention time of 8 h, in the test with alternate cycles of 2 h with aeration and 4 h without aeration, it was obtained a maximum removal of P-PO4-3 equal 95% for the raw samples and 97% for the filtered samples, with average removal of 84%, and 88%, respectively. The results with intermittent aeration were significantely better in relation to the obtained with microaeration.