Orientador: Tsunao Matsumoto / Resumo: A aplicação do Reator de Biofilme Aerado em Membrana (MABR) no tratamento de esgotos apresenta como desafio o controle da espessura ótima do biofilme uma vez que elevadas espessuras impedem a transferência de oxigênio e de substratos paras as camadas que compõem o biofilme, findando no decaimento do desempenho do MABR. O objetivo central deste trabalho foi analisar o efeito da velocidade de recirculação sobre a eficiência de remoção de nutrientes e carbono orgânico, em um MABR operado em batelada sequencial com esgoto doméstico bruto. Com um volume de 20 L, o MABR continha um módulo de membranas com 0,08 m2m-3 de área específica, operando com ciclo de batelada de 12 horas. Foram monitorados os seguintes parâmetros: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, nitrogênio amoniacal, nitrogênio total, nitrato, nitrito, DQO, fósforo e SSV. A taxa de remoção de amônia alcançada foi de até 75,17% e 62,5% na remoção de Nitrogênio Total para a velocidade de 11 cm/s. Nesta pesquisa houve pouca remoção do fósforo. Na remoção de carbono orgânico foram alcançadas eficiências em torno de 80% nas velocidades de recirculação de 6,3 e 11 cm/s. Assim, a melhor velocidade de recirculação para operação do MABR nas condições apresentadas neste trabalho, seria uma velocidade intermediária a 6,3 e 11 cm/s, na qual ocorreriam tanto a nitrificação e desnitrificação, pela permanência da camada anóxica, e a oxidação pelas heterótrofas. / Mestre

Submitted by Tatiana Santos da Silva null (tatianaengambiental@gmail.com) on 2017-04-27T16:58:43Z No. of bitstreams: 1 2017_Tatiana Santos da Silva.pdf: 2674148 bytes, checksum: 550a2730ada1290262c2c460de534577 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-05-02T17:11:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ts_me_ilha.pdf: 2674148 bytes, checksum: 550a2730ada1290262c2c460de534577 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T17:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ts_me_ilha.pdf: 2674148 bytes, checksum: 550a2730ada1290262c2c460de534577 (MD5) Previous issue date: 2017-03-02 / A aplicação do Reator de Biofilme Aerado em Membrana (MABR) no tratamento de esgotos apresenta como desafio o controle da espessura ótima do biofilme uma vez que elevadas espessuras impedem a transferência de oxigênio e de substratos paras as camadas que compõem o biofilme, findando no decaimento do desempenho do MABR. O objetivo central deste trabalho foi analisar o efeito da velocidade de recirculação sobre a eficiência de remoção de nutrientes e carbono orgânico, em um MABR operado em batelada sequencial com esgoto doméstico bruto. Com um volume de 20 L, o MABR continha um módulo de membranas com 0,08 m2m-3 de área específica, operando com ciclo de batelada de 12 horas. Foram monitorados os seguintes parâmetros: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, nitrogênio amoniacal, nitrogênio total, nitrato, nitrito, DQO, fósforo e SSV. A taxa de remoção de amônia alcançada foi de até 75,17% e 62,5% na remoção de Nitrogênio Total para a velocidade de 11 cm/s. Nesta pesquisa houve pouca remoção do fósforo. Na remoção de carbono orgânico foram alcançadas eficiências em torno de 80% nas velocidades de recirculação de 6,3 e 11 cm/s. Assim, a melhor velocidade de recirculação para operação do MABR nas condições apresentadas neste trabalho, seria uma velocidade intermediária a 6,3 e 11 cm/s, na qual ocorreriam tanto a nitrificação e desnitrificação, pela permanência da camada anóxica, e a oxidação pelas heterótrofas.

FARIAS FILHO, A. L. Utilização de reatores aeróbios como pós-tratamento de lixiviado antigo tratado por lagoas de estabilização. 2010. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-22T13:55:44Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_alfariasfilho.pdf: 1242877 bytes, checksum: 070051f4c3080bfb2c9c020a546f6e6f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-22T17:11:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_alfariasfilho.pdf: 1242877 bytes, checksum: 070051f4c3080bfb2c9c020a546f6e6f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_alfariasfilho.pdf: 1242877 bytes, checksum: 070051f4c3080bfb2c9c020a546f6e6f (MD5) Previous issue date: 2010-08-03 / The system of stabilization ponds, which is often present in landfills, is usually not efficient to meet environmental standards for disposal of treated leachate on surface waters. This study evaluated the use of submerged aerated reactor (SAR) and sequencing batch reactor (SBR) as post-treatment options for old leachate pre-treated in waste stabilization ponds. The leachate collection took place at the outflow of the last stabilization pond of the treatment system (two anaerobic em series, followed by a facultative pond) located in West Metropolitan Landfill (ASMOC), Caucaia municipality, metropolitan region of Fortaleza, Ceará state. A physical-chemical characterization of the leachate effluent was performed to verify the compliance to reach disposal standards. The SAR was operated in five phases, being divided between synthetic wastewater and leachate, the latter tested with and without dilution. We evaluated the effect of adding an external carbon source, ethanol, for the phase in which the reactor was fed with leachate without dilution. SBR was made of acrylic, in a cylindrical shape with a working volume of 5.0 L and the total time cycle of 24 hours was initially studied. The total time cycles of 12 and 48 hours were also evaluated in the SBR performance, as well as the effect of adding ethanol as carbon source. The reactors were installed at the Laboratory of Sanitation (Labosan) of the Department of Hydraulic and Environmental Engineering (DEHA), Federal University of Ceará (UFC). They were operated in the mesophilic range, with temperature near 27 ° C. Regarding the treated leachate, the physical-chemical characterization confirmed its recalcitrance and complexity, indicating that only the stabilization ponds did not fully meet the standards of disposal. The presence of recalcitrant and toxic compounds in the leachate influent to the SAR during the investigation period decreased COD removal, showing an inhibitory effect on the microorganisms present in the inoculum. However, in another research phase, both the SAR and SBR were stable and efficient on COD and ammonia removals, even when undiluted leachate was used. The addition of ethanol as external carbon source was beneficial to meet the microbial metabolic needs, increasing both the overall efficiency of SAR and SBR in terms of organic matter removal (COD) and operational stability. The SAR and SBR were also quite efficient in the nitrification process. The study with SBR with cycle times of 12, 24 and 48 h showed no considerable difference amongst the constituent removals, so that 12 h was considered as optimal time cycle in order to minimize the costs with reactor volume and aeration time. As a general conclusion of the experiment we can say that the aerobic biological treatment, using either submerged aerated reactor (SAR) or sequencing batch reactors (SBR), can be considered a good alternative for post-treatment of old leachate pre-treated in stabilization ponds, but still requires operational adjustments and associations with physical-chemical or advanced oxidation processes for accomplish all discharge standards. / Os sistemas de lagoas de estabilização, bastante presentes em aterros sanitários normalmente não são suficientes para o atendimento aos padrões ambientais de descarte de lixiviado tratado em águas superficiais. Este trabalho avaliou o emprego das tecnologias aeróbias do tipo reator aerado submerso (RAS) e reator em batelada seqüencial (RBS) como opções de pós-tratamento para lixiviado antigo pré-tratado em lagoas de estabilização. A coleta do lixiviado se deu na saída da última lagoa de estabilização do sistema de tratamento de lixiviado (duas anaeróbias em série, seguidas de uma facultativa) localizadas no Aterro Sanitário Metropolitano Oeste (ASMOC), município de Caucaia, Região Metropolitana de Fortaleza, estado do Ceará. Inicialmente foi realizada uma caracterização físico-química do lixiviado efluente e verificação do atendimento aos padrões de descarte. O RAS foi operado em cinco fases, sendo divididas entre esgoto sintético e lixiviado, este último testado com e sem diluição. Avaliou-se o efeito da adição de fonte externa de carbono, etanol, para a fase em que o reator era alimentado com lixiviado sem diluição. O RBS foi confeccionado em acrílico, em formato cilíndrico, com um volume útil de 5,0L, sendo inicialmente estudado o tempo de operação de cada ciclo de 24 horas. Posteriormente, foram avaliados no RBS os tempos totais de ciclo de 12 e 48 horas, além do efeito da adição de etanol no desempenho do reator. Os reatores foram instalados no Laboratório de Saneamento (Labosan) do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental (DEHA) da Universidade Federal do Ceará (UFC). Eles foram operados na faixa mesofílica, com temperatura ambiente próxima de 27ºC. Em relação ao lixiviado tratado, os valores encontrados na caracterização físico-química confirmam a recalcitrância e complexidade do lixiviado, indicando que apenas as lagoas de estabilização, não atendem plenamente os padrões de descarte. A presença de compostos recalcitrantes e tóxicos no lixiviado afluente ao RAS durante um dos períodos de investigação causou diminuição na remoção de DQO, mostrando efeito inibitório nos microrganismos presentes no inóculo. Entretanto, em outra fase de investigação, tanto o RAS quanto o RBS se mostraram eficientes e estáveis na remoção de DQO e nitrogênio amoniacal, mesmo tratando lixiviado sem diluição. A adição de etanol como fonte externa de carbono foi benéfica para suprir as necessidades metabólicas microbianas, fazendo aumentar tanto a eficiência global do RAS e RBS em termos de remoção de matéria orgânica (DQO), assim como na estabilidade operacional dos mesmos. O RAS e o RBS foram também bastante eficientes no processo de nitrificação. O estudo no RBS com os tempos de ciclo de 12, 24 e 48 h revelaram que não houve diferença entre os tempos em relação à remoção dos constituintes analisados, fazendo com que se considerasse 12 h como tempo ótimo de ciclo, de forma a minimizar os custos com volume do reator e tempo de aeração. Como conclusão geral do experimento pode-se dizer que o tratamento biológico aeróbio, tanto utilizando reatores aerados submerso (RAS) quanto reatores em batelada seqüencial (RBS), pode ser considerado uma boa alternativa para o pós-tratamento de lixiviado antigos provenientes de sistemas de lagoas de estabilização, mas ainda requer adequações operacionais ou associações com processos físico-químicos ou de oxidação avançados para o enquadramento de todos os constituintes.

A reoxigenação de água residuária é tratada na literatura técnica de maneira análoga à reoxigenação na água limpa; os efeitos do consumo de oxigênio pela população bacteriana ativa são quantificados pela introdução dos parâmetros alfa e beta. Alfa corrige o coeficiente volumétrico de transferência de massa do oxigênio e beta corrige a concentração de saturação do oxigênio dissolvido na água. Com o presente estudo pretende-se tornar explícitos os parâmetros cinéticos envolvidos no processo, de modo a fornecer base conceitual para um melhor entendimento do fenômeno. A pesquisa é feita a partir de trabalho experimental, seguido de modelagem matemática conceitual. No entanto, no lugar dos microrganismos como sumidouro de oxigênio dissolvido foi utilizado o borbulhamento sub-superficial de gás nitrogênio, em processo de stripping. Um processo físico, portanto, substitui o processo bioquímico no papel de retirar o oxigênio dissolvido no seio líquido. O modelo matemático proposto ajustou-se bem aos dados experimentais, sendo que a sua validação pôde ser obtida através das análises estatísticas realizadas. / The reoxygenation in wastewater is seen in the technical literature in an analogous way as the reoxygenation of clean water. The effects of the oxygen consumed by active bacteria population are quantified with the introduction of the parameters alpha and beta. Alpha corrects for the volumetric mass transfer coefficient and beta corrects for the dissolved oxygen saturation concentration. The present research intends to make explicit the kinetic of the process, in order to supply conceptual support to a better understanding of the phenomenon. The research is done through experimental work, followed by conceptual, mathematical modeling. Stripping with nitrogen is used as an oxygen sink instead of microorganisms. Thus, a physical process replaces the biochemical process. The proposed mathematical model fitted well to the experimental data, and its validation could be obtained through the statistical analyses done.

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e também o primeiro do mundo na produção de açúcar e etanol, o biocombustível mais utilizado como alternativa energética no país (BRASIL, 2017). No entanto, esse processo produtivo precisa considerar os subprodutos gerados, principalmente a vinhaça, que se não tratada e disposta corretamente podem causar problemas ambientais sérios. Sendo um efluente com alta carga orgânica, a vinhaça concentra potencial substancial para geração de bioenergia como o metano. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da concentração de sulfato, advindo da utilização de ácido sulfúrico para manutenção da pureza das cepas fermentativas e incorporado à vinhaça, na produção de metano. Para tanto, testes em batelada foram feitos com relações DQO/Sulfato diferentes. As respostas obtidas no planejamento experimental fatorial 22 com ponto central, utilizando a demanda química de oxigênio (DQO) e sulfato como os fatores, foram a produção de metano, a eficiência de remoção de matéria orgânica e a eficiência de remoção de sulfato ao longo dos ciclos de operação. As faixas estudadas foram de 4,6 a 2,0 gDQO.L-1 e 0,3 a 2,3 gSO4-2.L-1. Dessa forma, para o intervalo de concentrações testadas, a quantidade de matéria orgânica foi o fator mais importante para a produção de metano, e foi constatado que o sulfato possuiu efeito negativo em sua produção. Para a eficiência de remoção de matéria orgânica, a interação dos fatores foi a mais significativa, mostrando que a participação das bactérias redutoras de sulfato foi positiva, aumentando a eficiência de remoção. Com relação à eficiência de remoção do sulfato, apenas a concentração de sulfato foi significativa para a remoção do mesmo, quanto maior a concentração menor foi a eficiência de remoção observada. A maior produção de metano ocorreu na condição 4,6 gDQO.L-1 e 0,3 gSO4-2.L-1, DQO/SO42- de 12,5, em que a eficiência de remoção de matéria orgânica foi de 80% e a de sulfato foi de 89%. A biomassa desenvolveu as rotas metanogênica e sulfetogênica, sendo a metanogênica responsável pela maior eficiência de remoção (85% do total). Sequenciamento Illumina MiSeq 16S rRNA foi feito no inóculo utilizado nos experimentos, indicando a presença abundante das bactérias capazes de produzir acetato (54,75%), dentre elas o gênero Desulfofaba (Bactéria Redutora de Sulfato Oxidativa Incompleta, 7,08%), mostrando uma predisposição da rota metanogênica pela via do acetato ser a predominante. / Brazil is the world\'s largest producer of sugarcane and the world\'s leading producer of sugar and ethanol, the most used biofuel as an energy alternative in the country (BRASIL, 2017). However, this productive process needs to consider the by-products generated, especially the vinasse, which if not treated and disposed properly can cause serious environmental problems. Being an effluent with high organic load, vinasse concentrates potential for bioenergy generation as methane. The objective of this work was to evaluate the influence of the sulfate concentration, resulting from the use of sulfuric acid to maintain purity of fermentative strains and incorporated into vinasse, in the production of methane. For that, batch tests were done with different COD/SO42- ratios. The responses obtained in the 22 design of experiment with central point, using the chemical oxygen demand (COD) and sulfate, as the factors were the methane production, the organic matter removal efficiency and the sulfate removal efficiency along the cycles of operation. The ranges studied were 4.6 to 2.0 gDQO.L-1 and 0.3 to 2.3 gSO42-.L-1. Therefore, for the range of concentrations tested, the amount of organic matter was the most important factor for the production of methane, and it was verified that the sulfate had a negative effect on its production. For the removal efficiency of organic matter, the interaction of the factors was the most significant, showing that the participation of the sulfate reducing bacteria was positive, increasing the removal efficiency. Regarding the sulfate removal efficiency, only the sulfate concentration was significant for the removal of itself, the higher the concentration the lower the observed removal efficiency. The highest methane production occurred in the condition 4.6 gDQO.L-1 and 0.3 gSO4-2.L-1, COD/SO42- of 12.5, where the removal efficiency of organic matter was 80% and sulfate was 89%. The biomass developed the methanogenic and sulfetogenic routes, being the methanogenic responsible for the greater removal efficiency (85% of the total). Sequencing Illumina MiSeq 16S rRNA was done in the inoculum used in the experiments, indicating the abundant presence of bacteria capable of producing acetate (54.75%), among them the genus Desulfofaba (Incomplete Oxidative Sulfate Reducing Bacteria, 7.08%), showing a predisposition of the methanogenic route through the acetate route is the predominant one.

Made available in DSpace on 2015-05-07T14:49:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 541873 bytes, checksum: fdcc605bea14b02147b0c484cd440a14 (MD5) Previous issue date: 2006-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The research was realized in four phases. In the 1st phase, interviews were accomplished with proprietors of car-washes with the objective of knowing your environmental and social impacts. In the 2nd phase synthetic effluents of car-washes were treated during 147 days in batch anaerobic reactors with five different oil and detergent concentrations. In the 3rd phase six reactors were monitored in batch form, during 20 days, with substrate containing high oil concentrations (0,5 to 2,5 g.l-1) and surfactants concentrations (5,0g.L-1). These treatments were realized with purpose to verified the relation between oil concentration and inhibition of the biologic activity. In the 4th phase six batch anaerobic reactors, with different proportions of the surfactant, were monitored during 35 days. The concentrations of organic matter influent and effluent were analyzed in all the treatments and in the sludge were determined solid concentration. Daily the biogas produced was measures and characterized. In the 2nd phase the average removal of soluble COD was about 82%, for a monitoring period of 18 days. For raw COD during 100 days of operation the average removal was approximately 76% and the production of methane was directly proportional the substrate concentrations. It was verified that the anaerobic biological activity occurs in surfactant concentration below 0,5 g.L-1, and starting from that concentration it begins to happen inhibition of the process / O presente trabalho foi desenvolvido em quatro fases. A primeira fase teve o objetivo de levantar dados sobre os impactos ambientais e sociais causados pelos lava-jatos. Para tanto, foram realizadas entrevistas com seus proprietários. Na segunda fase, foram tratados anaerobiamente, durante 147 dias, em reatores de batelada, efluentes sintéticos de lava-jatos com cinco diferentes concentrações de óleo e detergente. Na terceira fase, foram monitorados seis reatores anaeróbios, em regime de batelada, durante 20 dias, com substratos contendo altas concentrações de óleo (0,5 a 2,5 g.L-1) e surfactantes (5,0 g.L-1). Estes tratamentos tiveram por finalidade verificar se, com o aumento da concentração de óleo, haveria inibição da atividade biológica. Na quarta fase, foram realizados, anaerobiamente, em reatores de batelada, durante 35 dias, seis experimentos com diferentes concentrações de surfactante para verificar que concentração inibiria o processo biológico anaeróbio. Para todos os tratamentos foram analisadas as concentrações de matéria orgânica (DQO) afluente e efluente, bem como as concentrações de sólidos do lodo. Diariamente, foram realizadas leituras do volume e da composição do biogás. Como resultados da segunda fase, verificaram-se remoções de DQO solúvel média de 82% aos 18 dias e para DQO bruta em torno de 76% para os cinco tratamentos, durante 100 dias de operação. A produção de metano foi diretamente proporcional às concentrações dos substratos. Constatou-se que a atividade biológica anaeróbia ocorre numa concentração de surfactante de até aproximadamente 0,5 g.L-1, sendo que a partir daí, começa a ocorrer inibição do processo

A reoxigenação de água residuária é tratada na literatura técnica de maneira análoga à reoxigenação na água limpa; os efeitos do consumo de oxigênio pela população bacteriana ativa são quantificados pela introdução dos parâmetros alfa e beta. Alfa corrige o coeficiente volumétrico de transferência de massa do oxigênio e beta corrige a concentração de saturação do oxigênio dissolvido na água. Com o presente estudo pretende-se tornar explícitos os parâmetros cinéticos envolvidos no processo, de modo a fornecer base conceitual para um melhor entendimento do fenômeno. A pesquisa é feita a partir de trabalho experimental, seguido de modelagem matemática conceitual. No entanto, no lugar dos microrganismos como sumidouro de oxigênio dissolvido foi utilizado o borbulhamento sub-superficial de gás nitrogênio, em processo de stripping. Um processo físico, portanto, substitui o processo bioquímico no papel de retirar o oxigênio dissolvido no seio líquido. O modelo matemático proposto ajustou-se bem aos dados experimentais, sendo que a sua validação pôde ser obtida através das análises estatísticas realizadas. / The reoxygenation in wastewater is seen in the technical literature in an analogous way as the reoxygenation of clean water. The effects of the oxygen consumed by active bacteria population are quantified with the introduction of the parameters alpha and beta. Alpha corrects for the volumetric mass transfer coefficient and beta corrects for the dissolved oxygen saturation concentration. The present research intends to make explicit the kinetic of the process, in order to supply conceptual support to a better understanding of the phenomenon. The research is done through experimental work, followed by conceptual, mathematical modeling. Stripping with nitrogen is used as an oxygen sink instead of microorganisms. Thus, a physical process replaces the biochemical process. The proposed mathematical model fitted well to the experimental data, and its validation could be obtained through the statistical analyses done.

O reator anaeróbio em batelada seqüencial é constituído por um frasco de vidro cilíndrico de volume total de cinco litros, envolvido por uma camisa de vidro, por onde escoa a água aquecida, permitindo a operação em temperatura controlada. A biomassa encontra-se imobilizada em partículas cúbicas de espuma de poliuretano (densidade aparente de 23 kg/\'M POT.3\', as quais estão colocadas em um cesto adaptado dentro do frasco cilíndrico. A mistura é promovida por três impelidores de 3,0 cm de diâmetro, distanciados 4,0 cm um do outro, situados ao longo do eixo vertical no centro do reator. O desempenho dessa nova configuração de reator anaeróbio foi avaliado sob diferentes condições os efeitos de transferência de massa nas fases sólida e líquida. Todos os ensaios foram efetuados à temperatura de 30 ± 1 grau Celsius. Cada batelada compreende três etapas: alimentação, reação e descarga. Para avaliar os efeitos da transferência de massa na fase sólida foram feitos quatro ensaios utilizando-se partículas cúbicas de espumas de poliuretano com tamanhos de 0,5 cm; 1,0 cm; 2,0 cm e 3,0 cm de lado, com impelidor tipo hélice e intensidade de agitação de 500 rpm, determinada através de um ensaio preliminar. Para avaliar os efeitos da transferência de massa nas fases sólida e líquida foram feitos experimentos com quatro tipos de impelidores: hélice, turbina plana, turbina inclinada e turbina curva, com intensidades de agitação na faixa de 100 rpm a 1100 rpm. Também foram realizados ensaios hidrodinâmicos para verificar o tempo de mistura e ensaio para verificar a condição de anaerobiose no sistema. A água residuária utilizada em todos os ensaios foi sintética com concentração de 530 ± 37 mg DQO/L. Em todas as condições estudadas o reator apresentou boa eficiência de remoção da matéria orgânica, em torno de 87%. A concentração efluente de ácidos voláteis totais manteve-se em 13 ± 9 mg HAc/L, alcalinidade a bicarbonato de 223 ± 14 mg Ca\'CO IND.3\'/L e pH entre 6,7 e 7,2. A transferência de massa na fase sólida não foi a etapa limitante na conversão da matéria orgânica, quando partículas de 0,5 cm a 2,0 cm de aresta foram usadas no reator anaeróbio em batelada seqüencial. A resistência à transferência de massa na fase sólida somente influenciou a taxa global de reação, quando foram usados tamanhos de partículas cúbicas de 3,0 cm de aresta. A resistência à transferência de massa na fase líquida não foi somente afetada pela intensidade de agitação, mas também pela eficiência da mistura obtida por cada tipo de impelidor. A mistura do líquido dentro do reator obtida pelo impelidor turbina plana foi a mais eficiente. O uso deste tipo de impelidor resultou em menores consumos de energia e ótimo desempenho do reator com baixas taxas de agitação. Os resultados deste estudo permitiram concluir que esta nova configuração não permite a manutenção de condição de anaerobiose estrita no meio, principalmente quando altas intensidades de agitação foram aplicadas e as limitações da eficiência do processo, neste sistema, estão relacionadas principalmente as resistências à transferência de massa do que restrições cinéticas bioquímicas. / The bench-scale anaerobic sequencing batch reactor consisted of a cylindrical glass flask with a total capacity of 5 liters. The reactor was surrounded by a water jacket that allowed the operation to proceed at a constant temperature throughout the experiment. The biomass was immobilized in 5-mm cubic particles of polyurethane foam (apparent density of 23 kg/\'M POT.3\') placed in a basket inside the cylindrical flask. The mixing was provided by three mechanical impellers with diameters of 3 cm, placed 4 cm apart along a vertical axis, at the center of the reactor. All experiments were conducted at the temperature of 30 Celsius degrees. Each batch consisted of three steps: feed, react and liquid withdrawal. The performance of this new reactor configuration was evaluated under different conditions of solid and liquid-phase mass transfer. In order to evaluate the effects of the solid-phase mass transfer, four experiments were carried out with cubical polyurethane foam particles of 0.5 cm, 1.0 cm, 2.0, cm and 3.0 cm side, and with propeller impellers rotating at 500 rpm, achieved by preliminary experiment. The effects of the liquid-phase mass transfer were evaluated through four experiments with four types of impellers: propeller, flat-blade, pitched-blade and curved-blade turbines, at agitation rates from 100 rpm and 1100 rpm. A hydrodynamic test was also carried out in order to verify the mixing time, energy consumption and occurrence of strict anaerobic activity in system. A low-strength synthetic substrate was used in all the experiments with a mean chemical oxygen demand (COD) of 530 ± 37 mg DQO/L. The influence of the solid and liquid-phase mass transfer on the reactor\'s performance was assessed by measuring COD temporal profiles along batch cycles. In all conditions studied the reactor achieved good efficiency, with mean removal of organic matter (COD) of 87%. The effluent mean TVA concentration was 13 ± 9 mg HAc/L, bicarbonate alkalinity was 223 ± 14 mg Ca\'CO IND.3\'/L and the pH values ranged from 6,7 e 7,2. The solid-phase mass transfer was not the limiting step in the organic matter conversion when 0.5 to 2.0-cm side bioparticles were used in the anaerobic sequencing batch reactor. Solid-phase mass transfer resistance only influenced the overall reaction rate when 3.0-cm cubic bioparticles were used. The liquid-phase mass transfer resistance was affected both by agitation and by efficiency of mixture provided by each type of impeller. Among the impellers assayed, the flat-blade one was the most efficient in providing the required mixing conditions. The use of this type impeller resulted in small energy consumption and excellent performance of the reactor with low agitation rate (N = 300 rpm). The results of this study also indicated that this new configuration did not provide conditions for the establishment of strict anaerobic conditions, mainly when high agitation rates were used. Anaerobic process efficiency limitations in this system were mainly related to mass transfer resistances rather than biochemical kinetic restrictions.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARIA_JOSE_COMANDANTE_COSTA.pdf: 1369694 bytes, checksum: 2b63fa3023c60448918ab6ae6b29a54f (MD5) Previous issue date: 2006-02-21 / The research was realized in four phases. In the 1st phase, interviews were accomplished with proprietors of car-washes with the objective of knowing your environmental and social impacts. In the 2nd phase synthetic effluents of car-washes were treated during 147 days in batch anaerobic reactors with five different oil and detergent concentrations. In the 3rd phase six reactors were monitored in batch form, during 20 days, with substrate containing high oil concentrations (0,5 to 2,5 g.l-1) and surfactants concentrations (5,0g.L-1). These treatments were realized with purpose to verified the relation between oil concentration and inhibition of the biologic activity. In the 4th phase six batch anaerobic reactors, with different proportions of the surfactant, were monitored during 35 days. The concentrations of organic matter influent and effluent were analyzed in all the treatments and in the sludge were determined solid concentration. Daily the biogas produced was measures and characterized. In the 2nd phase the average removal of soluble COD was about 82%, for a monitoring period of 18 days. For raw COD during 100 days of operation the average removal was approximately 76% and the production of methane was directly proportional the substrate concentrations. It was verified that the anaerobic biological activity occurs in surfactant concentration below 0,5 g.L-1, and starting from that concentration it begins to happen inhibition of the process. / O presente trabalho foi desenvolvido em quatro fases. A primeira fase teve o objetivo de levantar dados sobre os impactos ambientais e sociais causados pelos lava-jatos. Para tanto, foram realizadas entrevistas com seus proprietários. Na segunda fase, foram tratados anaerobiamente, durante 147 dias, em reatores de batelada, efluentes sintéticos de lava-jatos com cinco diferentes concentrações de óleo e detergente. Na terceira fase, foram monitorados seis reatores anaeróbios, em regime de batelada, durante 20 dias, com substratos contendo altas concentrações de óleo (0,5 a 2,5 g.L-1) e surfactantes (5,0 g.L-1). Estes tratamentos tiveram por finalidade verificar se, com o aumento da concentração de óleo, haveria inibição da atividade biológica. Na quarta fase, foram realizados, anaerobiamente, em reatores de batelada, durante 35 dias, seis experimentos com diferentes concentrações de surfactante para verificar que concentração inibiria o processo biológico anaeróbio. Para todos os tratamentos foram analisadas as concentrações de matéria orgânica (DQO) afluente e efluente, bem como as concentrações de sólidos do lodo. Diariamente, foram realizadas leituras do volume e da composição do biogás. Como resultados da segunda fase, verificaram-se remoções de DQO solúvel média de 82% aos 18 dias e para DQO bruta em torno de 76% para os cinco tratamentos, durante 100 dias de operação. A produção de metano foi diretamente proporcional às concentrações dos substratos. Constatou-se que a atividade biológica anaeróbia ocorre numa concentração de surfactante de até aproximadamente 0,5 g.L-1, sendo que a partir daí, começa a ocorrer inibição do processo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-16Bitstream added on 2014-06-13T20:16:37Z : No. of bitstreams: 1 cangani_mt_me_jabo_parcial.pdf: 133174 bytes, checksum: 83fdce5233c859451850c9463579de75 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-10-03T16:24:40Z: cangani_mt_me_jabo_parcial.pdf,Bitstream added on 2014-10-03T16:27:37Z : No. of bitstreams: 2 cangani_mt_me_jabo_parcial.pdf.txt: 17021 bytes, checksum: 1f48b80f9f09d5f8fc41694b0c3c56ea (MD5) 000681838.pdf: 3677573 bytes, checksum: 863c1c839ba825e42ba039dd26564761 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-10-03T16:33:15Z: 000681838.pdf,Bitstream added on 2014-10-03T16:43:28Z : No. of bitstreams: 2 cangani_mt_me_jabo_parcial.pdf.txt: 17021 bytes, checksum: 1f48b80f9f09d5f8fc41694b0c3c56ea (MD5) 000681838.pdf: 3677573 bytes, checksum: 863c1c839ba825e42ba039dd26564761 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-10-03T16:48:55Z: 000681838.pdf,Bitstream added on 2014-10-03T16:49:46Z : No. of bitstreams: 1 000681838.pdf: 3677573 bytes, checksum: 863c1c839ba825e42ba039dd26564761 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-10-27T11:47:08Z: 000681838.pdf,Bitstream added on 2014-10-27T11:48:04Z : No. of bitstreams: 1 000681838.pdf: 3677573 bytes, checksum: 863c1c839ba825e42ba039dd26564761 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de dois conjuntos de reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) instalados em série. Os conjuntos I e II foram compostos por dois reatores UASB em série com volumes de 908 e 350 L e de 908 e 188 L, respectivamente. No conjunto II, foi realizado pós tratamento do efluente em um reator operado em batelada sequencial (RBS) com alimentação contínua, com volume de 3000 L. As cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no primeiro reator dos conjuntos I e II variaram de 8,36 a 9,95 g DQO total (L d)-1 e de 7,83 a 11,6 g DQO total (L d)-1, respectivamente. As eficiências médias de remoção de DQO total, nitrogênio Kjeldahl (NK), fósforo total (P-total) foram elevadas e variaram de 95 a 97% e de 97 a 99%, de 64 a 67% e de 53 a 69%, e de 80 a 87% e de 71 a 89%, nos conjuntos I e II, respectivamente. As eficiências também foram elevadas para os metais Cu, Fe, Mn e Zn nos conjuntos I e II e variaram de 80 a 91% e de 63 a 80%, de 59 a 80% e de 51 a 72%, de 89 a 97% e de 81 a 98%, de 87 a 98% e de 91 a 99%, respectivamente. A semeadura do milho, foi realizado na safrinha 2009 e na safra 2009/2010, ambos em sistema de plantio direto e convencional, para a confecção de silagem. Os valores do pH observados na silagem não diferiram entre os tratamentos nas duas épocas de semeadura e nos sitemas de plantio direto e convencional. A adubação do milho para confecção de silagem, com dejeto bruto de suíno, com dejetos tratados em sistema anaeróbio e com os dejetos do pós-tratamento, quando comparada com a adubação mineral, não apresentou resultados com diferenças significativas na silagem na maioria dos atributos avaliados. O reúso dos efluentes tratados e do dejeto bruto, não promoveu alterações na nutrição da planta, porém os efluentes... / This study evaluated the performance of two sets of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) installed in series. The sets I and II were composed of two UASB reactors in series with volumes of 908 and 350 L and 908 L and 188, respectively. In set II was conducted after the treatment of the effluent in a sequencing batch reactor (SBR) with continuous flux, with a volume of 3000 L. The volumetric organic loads (VOC) applied to the first reactor of the sets I and II ranged from 8.36 to 9.95 g total COD (L d) -1 and 7.83 to 11.6 g total COD (L d) -1, respectively. The average removal efficiencies of total COD, Kjeldahl nitrogen (NK), total phosphorus (total P) were high and ranged from 95 to 97% and 97 to 99%, 64 to 67% and 53 to 69% and 80 to 87% and 71 to 89% in clusters I and II, respectively. The efficiencies were also high for Cu, Fe, Mn and Zn in clusters I and II, and ranged from 80 to 91% and 63 to 80%, 59 to 80% and 51 to 72% from 89 to 97 and 81% to 98%, 87 to 98% and 91 to 99%, respectively. We carried out the swing of maize in the 2009 off-season and 2009/2010 season, both in no-tillage and conventional sistems for making silage. The pH values observed in the silage did not differ significantly between treatments in both seasons of swing and in the sistems of tillage and no-tillage. The fertilization of corn for silage making, with raw pig manure with waste treated in anaerobic system and the waste from the post-treatment compared to mineral fertilization, results showed no significant difference in silage in most parameters. The reuse of treated effluent and raw manure, did not promote changes in the nutrition of corn but the application of treated effluent increased concentrations of N readily available for plants in soil. Even in much larger doses applied compared to the raw waste, the treated effluent, promoted soil contamination by total coliforms and thermotolerant lower