Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-07-04T04:04:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346684.pdf: 2350862 bytes, checksum: 8bbe75d404810298f8e97cc29796e7ca (MD5) Previous issue date: 2017 / Os reatores operados em bateladas sequenciais com biomassa granular aeróbia são objeto de muitos estudos atuais. Seu uso para tratamento de esgoto sanitário ainda é um desafio devido às variações nas cargas aplicadas. O presente trabalho avaliou a granulação natural da biomassa em um reator piloto, operado em bateladas sequenciais (RBSG), para tratamento de esgoto sanitário. O estudo foi dividido em três estratégias operacionais, com ciclos compostos por fases de: enchimento, anóxica, aeróbia, descarte e repouso. Trabalhou-se com variações no tempo dos ciclos: 4 (estratégias I e II) e 6 horas (estratégia III) e da fase anóxica: 13, 30 e 90 minutos nas estratégias I, II e III, respectivamente. O tratamento efetuado pelo reator foi monitorado por meio de análises físico-químicas e biológicas. Os grânulos foram avaliados via análises de granulometria, sedimentabilidade e análises microbiológicas, como microscopia óptica, FISH (fluorescence in situ hibridization) e sequenciamento de DNA. O RBSG tratou o esgoto sanitário, produzindo um efluente dentro das exigências nacionais de padrões de lançamento de efluentes (CONAMA 430/2011). Observou-se nitrificação parcial com acúmulo de nitrito; a biodesfosfatação ocorreu na estratégia III. A concentração de biomassa no reator variou entre 1,0 e 1,2 g L-1, onde mais de 60% era granular (80% na estratégia III), com grânulos de diâmetros médios compreendidos entre 200 e 400µm. A razão IVL30/IVL10 variou entre 0,74 e 0,89, evidenciando boa sedimentabilidade da biomassa. Contudo, a queda na temperatura do reator mostrou-se como um dos fatores que favorecem a desintegração dos grânulos. As populações bacterianas identificadas nas três estratégias foram similares, com destaque para os gêneros Pseudomonas sp., Comamonas sp. e Pseudoxanthomonas sp. encontrados em abundância relativa de 17%, 19% e 45%, respectivamente. Os quais se destacam por serem produtores de substâncias extras poliméricas, fundamentais para a granulação, e nos processos de nitrificação e desnitrificação. O desenvolvimento dos grânulos no RBSG ocorreu de forma natural, sem inoculação. As características do lodo granular aeróbio e o desempenho do reator no tratamento de esgoto sanitário melhoraram com o aumento da fase anóxica.<br> / Abstract : The sequencing batch reactors with aerobic granular biomass are object of many current studies. Its use for sewage treatment is still a challenge due to the applied organic loads variations. The present study evaluated the natural granulation of the biomass in a sequencing batch reactor (GSBR) in a pilot scale for sanitary sewage treatment. The study was divided into three operational strategies. The cycles composed by phases of: filling, anoxic, aerobic, sedimentation, withdraw and idle. The time cycles were 4 hours for strategies I and II, and 6 hours for strategy III; during anoxic phases the time phase was: 13, 30 and 90 minutes for strategies I, II and III, respectively. The treatment carried out by the reactor was monitored through physical-chemical and biological analyzes. The granules were evaluated through particle size, settleability and microbiological analyzes, such as optical microscopy, FISH (fluorescence in situ hybridization) and DNA sequencing. The GSBR treated sanitary sewage, producing an effluent within the Brazilian requirements of effluent discharge standards (CONAMA 430/2011). Partial nitrification with nitrite accumulation was observed; biological phosphorus removal occurred during strategy III. The concentration of biomass in the reactor varied between 1.0 and 1.2 g L-1, with more than 60% of the biomass considered as granular sludge (80% in strategy III), presenting average diameter granules between 200 and 400µm. SVI30 / SVI10 ratio varied between 0.74 and 0.89, showing good settleability of the biomass. However, the drop in the reactor temperature proved to be one of the factors favoring the disintegration of the granules. The bacterial populations identified in the three strategies were similar, with emphasis on the genera Pseudomonas sp., Comamonas sp. and Pseudoxanthomonas sp. found in relative abundance of 17%, 19% and 45%, respectively. They are notable for being producers of extracellular polymeric substances, fundamental for sludge granulation, and for nitrification and denitrification processes. The development of the granules in GSBR occurred naturally, without any inoculation. The characteristics of the aerobic granular sludge and the performance of the reactor in the sanitary sewage treatment were improved with the anoxic phase increase.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2633_Dissertação, Subtil, E.L - FINAL.pdf: 3237230 bytes, checksum: f6812f817e7ac05f29389f57827b5b0b (MD5) Previous issue date: 2007-06-28 / sulfeto pelas Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS) através de um processo denominado redução desassimilatória do íon SO42-.Em geral, a redução de sulfato em sistemas anaeróbios destinados ao tratamento de esgotos sanitários é um processo considerado indesejável, dado que a formação de sulfeto causa uma série de problemas como toxicidade, corrosão, odor, aumento da DQO efluente, além de diminuir a qualidade e quantidade do biogás. No presente trabalho, avaliou-se a redução de sulfato e sua relação com a geração de sulfeto dissolvido (S2-, HS- e H2S) em um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) tratando esgoto sanitário em escala real. O reator operou com uma vazão afluente de 86,4 m3.d-1 e uma Carga Orgânica Volumétrica de 0,73 Kg DQOtotal/m3.d. Os valores médios no afluente do reator da Demanda Química de Oxigênio (DQO) total e filtrada, sulfato, sulfeto e Número Mais Provável (NMP) de BRS foram, respectivamente, 235 mg O2/L, 168 mg O2/L, 151 mg SO4 2-/L, 1,4 mg S2-/L e 1,2 x 105 NMP BRS/mL. A Eficiência de remoção de DQO total foi de 53% e de DQO filtrada igual a 49%. Durante todo o experimento foi verificada redução de sulfato no reator, com uma redução média de 24%. No entanto, a concentração de sulfeto dissolvido no reator não foi superior 5,0 mg/L, não representando risco à metanogênese. A biomassa de BRS no reator foi de 7,6 x 105 NMP/mL e a DQO consumida por essas bactérias representaram 13% da DQO total removida. O modelo cinético de primeira ordem apresentou-se bem ajustado para descrever as velocidades globais de consumo de sulfato e produção de sulfeto, com valores de K1 para sulfato igual a - 0,064 h-1 e 0,276 h-1 para sulfeto dissolvido. Os coeficientes de correlação para os dados de sulfato e sulfeto estiveram acima dos 92% e a reprodução dos dados foram boas, sendo as taxas máximas para redução de sulfato e produção de sulfeto dissolvido de 9,67 mg SO4 2-/L.h-1 e 1,03 mg S2-/L.h-1 respectivamente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-21T06:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 198118.pdf: 2298216 bytes, checksum: e4b13dd361851ae74318de8adfc70d92 (MD5) / Os incômodos odorantes provenientes de diversas fontes proporcionam um impacto real sobre as pessoas e o seu bem estar. Entre estas fontes, destacam-se as estações de tratamento de águas residuárias, que através do processo anaeróbio geram compostos mal odorantes. Com o objetivo de evitar que os odores presentes nos processos anaeróbios inviabilizem sua aplicação, no tratamento de efluentes, tem-se desenvolvido pesquisas com a finalidade de tratar os odores gerados nesses processos. Partindo dessa premissa, o presente trabalho tem como objetivo, avaliar as emissões provenientes de diferentes fontes de mal odores, utilizando como alternativa tecnológica um biofiltro. A parte experimental foi dividida em duas fases: na primeira, avaliou-se o comportamento de um biofiltro com leito de composto orgânico, no tratamento dos gases provenientes de um reator anaeróbio do tipo tanque séptico, e na segunda, avaliou-se um biofiltro com leito de turfa no tratamento de gases mal odorantes provenientes de um digestor de lodos e de uma fonte sintética de gases mal odorantes. Foi avaliada a eficiência dos biofiltros quantificando os compostos odorantes através de análises químicas, a eficiência de desodorização foi avaliada através de análise olfatométrica com um júri de pessoas. O período de monitoramento do biofiltro com leito de composto orgânico foi em torno de 140 dias, com aplicação de duas velocidades superficiais de gás (60 e 40 m3.m-2.h-1). O biofiltro com leito de turfa foi monitorado durante aproximadamente 350 dias, onde foram aplicadas sete velocidades superficiais de gás (27, 53, 38, 44, 66, 84 e 100 m3.m-2.h-1). As concentrações médias de gás sulfídrico obtidas no biofiltro com composto orgânico variaram de 0,304 a 0,0242 mg.m-3 para a entrada e 0,194 a 0,0171 mg.m-3 para a saída, chegando a apresentar eficiência de remoção de 98% para o referido composto. Contudo, ao final do experimento a eficiência média ficou em torno de 50%. Em relação à amônia, as concentrações de entrada para o biofiltro apresentaram

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-20T01:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195993.pdf: 2107148 bytes, checksum: c28216ab9877df81f38498a1befdabdb (MD5) / O resíduo produzido em estações de tratamento de esgoto, denominado genericamente de lodo de esgoto, é um problema de âmbito mundial. Estes resíduos necessitam de uma destinação final segura, ambientalmente, sanitariamente e economicamente viável. Visando principalmente a minimização da produção do lodo de esgoto, foi realizado este trabalho que avalia o aumento da biodegradabilidade e da biodisponibilidade do lodo de esgoto anaeróbio estabilizado através do aumento da temperatura da massa de lodo, com a utilização do biogás gerado em Estação de Tratamento de Esgoto por processo anaeróbio tipo Reator Anaeróbio de Leito Fluidificado (RALF), em escala piloto. Também foram avaliadas a higienização e as características de drenabilidade e desaguamento do lodo após o tratamento térmico. O tratamento térmico inviabilizou os ovos de helmintos nos limites da Instrução Normativa do IAP e da EPA após 72 horas de tratamento, após 120 horas de tratamento lodo foi completamente higienizado. Verificou-se uma diminuição nas características de desaguamento do lodo após o tratamento térmico, quando disposto em leito de secagem. A biodegradabilidade do lodo foi avaliada através de diversos parâmetros. No presente estudo observou-se que nos parâmetros de produção de metano e da taxa de solubilização da DQO ocorreu um aumento e um posterior decréscimo dos valores, sendo que para a produção de metano o maior aumento verificado foi de 75,4% e ocorreu na amostra que permaneceu durante 72 horas sob efeito da temperatura dentro do termohidrolisador. Para a taxa de solubilização da DQO o maior aumento verificado foi de 837% ocorrido na amostra de 120 horas. Quanto ao teor de proteína, verificou-se um decréscimo seguido de um aumento, onde a maior queda observada foi de 22% na amostra de 120 horas. Também foi observado uma ruptura das estruturas floculentas do lodo após o tratamento térmico. A quantidade de água livre existente no lodo diminuiu, devido à liberação do conteúdo celular dos flocos de lodo, que se solubilizou com a água livre. O tamanho médio das partículas de lodo após tratamento térmico diminuiu, demonstrando o rompimento de grandes estruturas flocosas e das paredes celulares. Após o retorno do lodo termohidrolisado ao RALF ocorreu uma queda na eficiência do mesmo. Uma hora após o retorno do lodo foi visualizado um escurecimento no efluente final, devido à solubilização do lodo termohidrolisado no efluente. Um dia após o retorno do lodo ocorreu uma estabilização do sistema, aumentando novamente a eficiência do RALF. Foram obtidos dados importantes para o entendimento das características do lodo após o tratamento térmico em baixas temperaturas (60-70ºC), principalmente em relação à biodegradabilidade e biodisponibilidade do lodo, sua higienização e suas características de desaguamento e drenabilidade, mostrando que o experimento foi eficiente no objetivo proposto.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2221_1.pdf: 2371522 bytes, checksum: 9b67c46d0bc4b0334a8cd7bd509bbadb (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O alquilbenzeno linear sulfonato (Linear Alkylbenzene Sulfonate LAS) é um dos tensoativos aniônicos mais utilizados na indústria de produtos de limpeza. Isto se deve à alta eficiência na remoção de sujeiras e ao alto grau de biodegradabilidade aeróbia desse produto. Vários trabalhos comprovam uma excelente biodegradação do LAS, em torno de 99%, em ambientes aeróbios, inclusive toda a rota de degradação. Entretanto, as pesquisas ainda não obtiveram um consenso entre os resultados encontrados em ambientes anaeróbios. Alguns trabalhos interpretam a remoção do LAS como uma atividade de baixa taxa de degradabilidade, outros sugerem reações de adsorção ou degradação parcial. No Brasil, a concepção de sistemas de tratamento de esgotos depende diretamente dos custos de implantação, operação e manutenção. Portanto, os sistemas anaeróbios são muito atrativos por se adequarem nestas condições e apresentarem alta eficiência de remoção de matéria orgânica. Os objetivos deste trabalho foram verificar a influência do LAS, em diferentes concentrações, na atividade metanogênica específica da biomassa anaeróbia, uma vez que este composto é encontrado nos esgotos brutos; verificar o grau de degradabilidade do LAS em reatores anaeróbios, como única fonte de matéria orgânica; e verificar a influência da matéria orgânica na remoção do LAS pelos reatores anaeróbios, através dos processos de adsorção ou biodegradação. Para a realização deste trabalho, foram montados três experimentos. O primeiro experimento foi de toxicidade metanogênica, com a utilização de ácidos graxos voláteis (AGV) como substrato, com DQO de 3000 mg/L e LAS nas concentrações de 0, 10, 30, 50, 75 e 100 mg/L. O segundo experimento foi de biodegradabilidade, com o LAS como a única fonte de carbono, nas concentrações de 10, 30, 50, 75 e 100 mg/L. O terceiro experimento consistiu na comparação de três testes de biodegradabilidade, nos quais foi testada a presença e ausência de LAS (com uma concentração de 10 mg/L), além da água residuária sintética (ARS com DQO de 500 mg/L). Segundo os resultados obtidos, o LAS apresentou uma interferência negativa na atividade metanogênica específica, em torno de 30 %, em concentrações abaixo de 10 mg/L. Por outro lado, em concentrações de LAS na faixa de 10 a 50 mg/L, a interferência na atividade metanogênica específica permaneceu em torno de 60% e em concentrações acima de 75 mg/L, essa interferência aumentou para 96 %. Quando o LAS foi considerado como única fonte de carbono, observou-se que a taxa de remoção foi diretamente proporcional à concentração do LAS, ou seja, um aumento na concentração de LAS correspondia a um aumento na taxa de biodegradação. Entretanto, a produção de metano foi baixa, e isso sugere uma biodegradação incompleta. Os resultados também mostraram que a presença de um co-substrato (ARS) pode não interferir na biodegradabilidade do LAS, mas pode influenciar a velocidade de sorção e dessorção dos homólogos do LAS. Isto é, a presença de um co-substrato favorece uma maior flutuação na concentração do LAS na biomassa e sobrenadante

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341506.pdf: 1977502 bytes, checksum: 9f6c159191d7596528c9c1f79d3b3783 (MD5) Previous issue date: 2016 / O excesso de resíduos gerados pela população mundial aliado à escassez de local apropriado para o seu tratamento e destinação final faz do resíduo sólido urbano (RSU) um grande problema para o meio ambiente assim como para as entidades governamentais. Uma opção ao tratamento do RSU é a utilização de reatores anaeróbios. A finalidade dos biodigestores é criar um ambiente ideal para o desenvolvimento da cultura microbiana para que a fração orgânica seja degradada, sendo os resultados da fermentação anaeróbia o biofertilizante e o biogás. Com o objetivo de beneficiar as características de funcionamento de um biodigestor, foi realizado o tratamento anaeróbio dos resíduos orgânicos (RSO) do restaurante universitário da UFSC utilizando a co-digestão com resíduos de jardinagem (RJ), alimentação semi-contínua, temperatura mesofílica (35°C) e cargas orgânicas de 1,0, 2,0 e 4,0 Kg de STV/m3/dia. Dentre os principais resultados verificou-se a máxima eficiência de conversão de sólidos em biogás (6,4%), concentração de 64% de metano no biogás, PEM de 0,45LCH4/g STVremovido e remoção de DQO superior a 60% para a carga de 2,0 Kg de STV/m3/dia. Ocorreu a acidificação do meio (pH = 4) quando a carga aplicada subiu para 4,0 Kg de STV/m3/dia assim como o aumento da concentração de CO2 (máximo de 74%) no biogás. Devido à heterogeneidade do substrato e ineficiência do sistema de agitação, através do balanço de massa, foi constatado o acúmulo de ST, STV e DQO no biodigestor piloto. Quando operado com a carga orgânica aplicada de 2,0 Kg de STV/m3/dia o sistema se mostrou eficiente para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos, atingindo valores superiores a 90% de remoção de sólidos e produção média de biogás de 9,8L/d.<br> / Abstract: The excess of municipal solid waste (MSW) generated by the world population combined with the lack of an appropriate place for their treatment and disposal is a major problem for government entities. One option for the treatment of the organic fraction of MSW is the use of anaerobic reactors. The purpose of these digesters is to create an ideal environment for the development of microbial cultures where the organic fraction is completely degraded, and the results of anaerobic fermentation are biofertilizer and biogas. In order to optimize the operating characteristics of a biodigester, this study attempts to make the anaerobic treatment of organic wastes from the UFSC's restaurant leftovers using co-digestion with garden waste (GW), and applying a semi-continuous feeding system, mesophilic temperature conditions (35°C) and organic loads of 1.0, 2.0 and 4.0 kg VS/m3/day. The main results of the study indicate that the maximum conversion efficiency of solids into biogas (6.4%), the highest concentration of methane (64%), SPM of 0,45LCH4/g STVremoved and the maximum COD removal( 60%) were reached for the load of 2.0 Kg VS/m3/day. It occurred the acidification of the medium (pH = 4) when the applied load increased to 4.0 kg VS/m3/day, also increasing CO2 concentration from biogas. Due to the heterogeneity of the substrate and inefficiency of the agitation system, TS, VTS and COD (obtained by mass balance) accumulated in the pilot-scale digester. When operated with the organic load of 2.0 kg VS/m3/day, the system proved to be efficient for the treatment of organic solid waste, reaching values greater than 90% removal of solids and average production of biogas 9,8L / d.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319257.pdf: 3110311 bytes, checksum: bc8d5ded629f613adc4419c7036a0558 (MD5) Previous issue date: 2013 / O rápido crescimento populacional resultou no aumento da demanda de alternativas viáveis para sistemas de esgotamento sanitário em localidades desprovidas desse serviço. Neste estudo, objetivou-se verificar o desempenho de reatores em bateladas sequenciais (RBS) e determinar a composição da comunidade microbiana responsável pela remoção de matéria orgânica e nutrientes. Para tanto, dois reatores em bateladas sequenciais (RBS1 e RBS2), integrantes de sistemas descentralizados de tratamento, em escala real, alimentados com esgoto sanitário, foram operados com baixa concentração de oxigênio dissolvido (0,3-0,7 mg L-1) e diferentes razões C/N. Os reatores apresentaram variações na carga aplicada ao longo do monitoramento (Etapa II 0,5 e 0,4 kg m-3 d-1 para os RBS 1 e 2, respectivamente; e na Etapa III variou entre 0,2 e 3,4 kg m-3 d-1 no RBS2) não interferindo contudo na sua eficiência. As eficiências de remoção foram superiores a 80% para DQOS e DQOT; 60% para N-NH4+, 70% para SST e 80% para SSV. Verificou-se que as remoções de matéria orgânica e nitrogênio ocorriam nas primeiras horas do ciclo, indicando que o sistema funciona eficientemente em ciclos com duração inferior a 4 horas. A microscopia evidenciou um lodo concentrado composto por amebas nuas e tecadas, ciliados e rotíferos. A biomassa era formada por um consórcio microbiano comumente relatado em sistemas de tratamento por lodos ativados. Houve ocorrência de bactérias nitrificantes dos gêneros Nitrospira e Nitrosomonas e organismos acumuladores de fosfato em ambos os reatores. Os gêneros Thiobacillus, Desulfovibrio e organismos acumuladores de glicogênio foram detectados no RBS2, assim como observada elevada incidência de organismos acumuladores de fosfato desnitrificantes (média =70%). A temperatura mostrou-se determinante nos processos de nitrificação. Mudanças na composição bacteriana do lodo foram verificadas ao longo do tempo em ambos os reatores, vinculadas aos fatores operacionais e às variações da qualidade do afluente, com diminuição da diversidade e frequência constante dos grupos nos períodos de alta carga. Houve correlação entre alguns grupos encontrados em períodos de alta e baixa carga. Os resultados reforçam a premissa de que RBS podem se adaptar às mudanças de cargas aplicadas (orgânica e de nutrientes), com aclimatação gradual da biomassa. <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-11T04:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342216.pdf: 4903930 bytes, checksum: 1fc2c99e8741f3c06ecb224e2cea7e83 (MD5) Previous issue date: 2016 / O aproveitamento energético do biogás é uma maneira de minimizar as emissões de gases de efeito estufa, como o gás metano, e explorar uma fonte de energia renovável. A utilização do biogás gerado no tratamento de efluentes líquidos em reatores anaeróbios tipo UASB, se integra nessa proposta de boa prática em ETE. A melhoria na eficiência energética e aproveitamento de biogás em sistemas de tratamento com reator UASB dependem de um maior conhecimento sobre o comportamento da produção de biogás e de medidas no âmbito construtivo e operacional. Neste contexto, o objetivo geral desse estudo foi avaliar o potencial de geração de biogás para fins energéticos em reatores anaeróbios tipo UASB/RALF em escala plena a partir de medições Os objetivos específicos deste trabalho foram: a) Analisar em tempo real a vazão e composição do biogás; b) Estabelecer as relações unitárias de produção específica de biogás para cada ETE e correlacionando-as com as condições operacionais e ambientais; c) Estimar o potencial de geração de energia. Para atingir os objetivos propostos foram realizadas medições em seis estações de tratamento de esgoto durante doze meses através de medidores online das concentrações de DQO, das vazões de esgoto e de biogás, e da qualidade do biogás. Os resultados mostraram que para reatores UASB a concentração de metano média variou de 70 a 80%, CO2 de 6 a 12% e de H2S de 1300 a 2100 ppm, e que estas não sofreram grandes variações durante o ano. A vazão de biogás teve um comportamento periódico e variável de acordo com as diferentes condições operacionais, apresentando redução após eventos significativos de chuva. De maneira geral as relações unitárias de produção de biogás apresentaram valores inferiores ao esperado, indicando perdas de biogás. Os valores obtidos variaram de 81 a 142 NL de CH4/kgDQOrem, com eficiências de remoção de DQO de 63 a 88%. Os reatores com boa vedação atingiram valores de produção específica de biogás de 17 l/hab.d, 89 l/m3 de esgoto e 179 l/kg DQOremovida. A geração de energia elétrica específica para esse caso foi de 17,8 kWh/hab.ano. As demais estações apresentaram valores inferiores devido a maiores perdas de biogás.<br> / Abstract : The energy recovery of biogas is way of minimizing the greenhouse gas emissions such as methane and explore a renewable energy source. The use of the biogas generated by wastewater anaerobic treatment in UASB reactors integrates in this proposal of good practices in WWTP. The energy efficiency improvement and the recovery of biogas in WWTP with UASB reactors depend of a better knowledge of the biogas production behavior and of constructional and operational measurements. The specific aims of this study were a) To quantify the biogas flow and composition; b) To establish unitary yields of specific biogas production for each WWTP, correlating them to the operational and environmental conditions; c) To estimate the energy potential of each WWTP analyzed. In order to achieve this goals, six wastewater treatment plants with UASB reactors were monitored during 12 months by online measurements of COD, wastewater and biogas flow, and biogas quality. The results showed that the average CH4 concentration ranged from 70 to 80%, the CO2 from 6 to 12% and the H2S from 1300 to 2100 ppm, and didn?t show much variation during the year. The biogas flow had a periodic and variable behavior according to the different operational conditions, decreasing after heavy rainfall. In general, the specific biogas production yields were lower than expected, indicating biogas losses. The values obtained ranged from 81 to 142 NL of CH4/kgCODremoved and the COD removal efficiencies from 63 to 88%. The well sealed reactors achieved biogas production yields of 17 L/inhab.day, 89 L/m3wastewater e 179 l/kg CODremoved. In this case, the unitary electrical energy potential was 17,8 kWhel/inhab.year. The others WWTP presented lower values due to higher biogas losses.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da velocidade ascensional de recirculação e da estratégia de alimentação na eficiência de um reator anaeróbio com biomassa imobilizada operado em bateladas seqüenciais tratando efluentes provenientes de um laticínio de pequeno porte. Avaliaram-se três condições operacionais com valores de velocidade de 0,2 m.h-1, 3,8 m.h-1 e 6,4 m.h-1, com tempo de ciclo de 48 horas. Finda esta etapa, avaliou-se a influência do volume tratado na eficiência do sistema. Nesta avaliação, o tempo de ciclo foi de 24 horas e estudaram-se duas condições experimentais, nas quais diariamente o reator era alimentado com 50% e 67% de seu volume. O reator, com volume total de 1000 L, foi instalado em área próxima ao laticínio. O suporte (\"biobob\") utilizado para imobilização da biomassa foi um enchimento plástico preenchido com espuma de poliuretano. A alimentação foi feita com efluentes oriundos do laticínio escola da Prefeitura do Campus USP Pirassununga - PUSP-P com carga orgânica variável, de acordo com suas atividades. O monitoramento do reator foi realizado através de análises de demanda química de oxigênio (DQO) em amostras filtradas em membrana de poro 1,2 &micro;m e brutas, nitrogênio total Kjedahl e amoniacal, alcalinidade a bicarbonat o e ácidos voláteis totais. Verificada a estabilidade do sistema, realizaram-se amostragens temporais para medida de concentração de substratos e metabólitos intermediários. A biomassa oriunda do inóculo e do reator nas três primeiras condições experimentais foi analisada através de exames de microscopia de contraste de luz e fluorescência, análises de biologia molecular e atividade metanogênica específica. O período total de monitoramento no estudo da influência da velocidade ascensional de recirculação fo i de 570 dias. As eficiências médias de remoção de matéria orgânica em amostras brutas foram 82 &plusmn; 11 %; 84 &plusmn; 9%; 87 &plusmn; 9 %, quando as velocidades foram de 0,2 m.h-1, 3,8 m.h-1 e 6,4 m.h-1, respectivamente. As eficiências médias de remoção de matéria orgânica em amostras filtradas foram 82 &plusmn; 9%; 83 &plusmn; 13 %; 87 &plusmn; 9 %, quando as velocidades foram de 0,2 m.h-1, 3,8 m.h-1 e 6,4 m.h-1, respectivamente. Não foram verificadas diferenças significativas entre as eficiências de remoção de matéria orgânica à medida que a velocidade ascensional aumentou, todavia percebeu-se diminuição no desvio padrão de tal parâmetro, favorecimento no processo de geração e consumo de ácidos e aumento na velocidade de conversão da matéria orgânica. Os resultados das análises de biologia molecular demonstraram que a biomassa se modificou adaptando-se ao efluente, mas apresentando pouca variação entre as duas últimas condições operacionais. Quando o tempo de ciclo foi diminuído para 24 horas, e o sistema alimentado com 50% e 67% de seu volum e reacional, também não se verificou diferenças significativas em relação à eficiência de remoção de matéria orgânica, todavia a última condição operacional a que proporcionou maior volume de efluente tratado por dia. Conclui-se que o ASBBR foi eficiente, robusto e confiável para o tratamento de efluentes de laticínios nas condições de operações testadas. / The aim of the present study was to evaluate the influence of the recirculation rate and feed strategy on the efficiency of an Anaerobic Sequencing Batch Biofilm Reactor - ASBBR -treating effluents from a small dairy industry. Three operational conditions were studied in which the recirculation rate was 0.2 m.h-1, 3.8 m.h-1 e 6.4 m.h-1 and the cycle time was 48 h. When this assay was finished, the cycle time was decreased to 24 hours and two operational conditions were studied, in which the reactor was fed with 50% and 67% of its reaction volume, respectively. The reactor with total volume of 1000L was assembled in an area closed to the dairy. The biomass was immobilized in plastic supports containing polyurethane foam. The reactor was fed by effluents from the dairy school ( Prefeitura do Campus USP Pirassununga - PUSP-P) with organic loading rate variable according to the operations occurred in the plant. The system was monitored through chemical oxygen demand (COD) analyses, and measurements of nitrogen, alkalinity and volatile acids concentrations. When stability was verified, temporal profiles of substrate and metabolites concentrations were obtained. The biomass from the inoculum and from the reactor (operational conditions 1, 2 and 3) was analyzed through microscopic exams, molecular biology analyses and specific methanogenic activity assays. The monitoring period for the study of the influence of the recirculation rate lasted 570 days. The average efficiencies of organic matter removal were 82 &plusmn; 11 %; 84 &plusmn; 9%; 87 &plusmn; 9 %, when the velocities were 0.2 m.h-1, 3.8 m.h-1 e 6.4 m.h-1, respectively. The average efficiencies of organic matter removal in filtrated samples were 82 &plusmn; 9%; 83 &plusmn; 13 %; 87 &plusmn; 9 % when the velocities were 0.2 m.h-1, 3.8 m.h-1 e 6.4 m.h-1, respectively. Statistic differences were not verified; nevertheless it was possible to observe that the values of standard errors decreased, the production and consumption of the volatile acids improved and the rate of organic matter removal increased when the velocity was rose. The results from the molecular biology analyses showed that the biomass changed and adapted to the treatment conditions, presenting low variation along the last condition. When the cycle time was decreased to 24 hours, and the system was fed with 50% and 67%, statistic difference among the efficiencies were again not observed, nevertheless, the latter condition resulted in the highest daily treated volume. It was possible to conclude that the ASBBR was efficient, robust and reliable in treating dairy effluents at the practiced conditions.

Esta dissertação apresenta a metodologia para o Projeto de Engenharia de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente com Manta de Lodo para tratamento de esgoto sanitário. A metodologia desenvolvida apresenta os parâmetros de cálculo e os condicionamentos técnicos físicos envolvidos no projeto e construção da unidade de tratamento. O trabalho contém uma proposta de protocolo para o projeto, construção e operação do Reator UASB. / This disquisition presents a methodology for the Project of Anaerobic Reactors Engineering of Sludge Blanket for sanitary sewage treatment. The methodology developed presents the calculus parameters and physic technical involved in the project and construction in the treatment unit. The work contains a protocol propose for the project, construction and operation of UASB Reactor.