O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de acelerar o processo de digestão anaeróbia da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos domésticos em sistemas de duas fases, com taxas crescentes de recirculação de lixiviado, variando a taxa de recirculação de lixiviado em função da concentração de ácidos voláteis. Para tanto, foram operados dois sistemas de reatores, cada um composto por um reator de sólidos, que continha o resíduo sólido a ser tratado e um filtro anaeróbio de fluxo ascendente, que tratava o lixiviado do primeiro, antes que esse lixiviado fosse recirculado ao reator de sólidos. Um dos sistemas teve sua taxa de recirculação aumentada a intervalos constantes, enquanto que no outro o momento do aumento da taxa foi função da concentração de ácido propiônico no sistema. O trabalho teve ainda dois objetivos secundários: avaliar a validade de comparar os resultados dos dois sistemas, operados em paralelo, em função das características dos resíduos sólidos e dos procedimentos adotados para coleta e preparação do substrato e para o carregamento dos reatores; e avaliou-se a possibilidade de utilizar filtros anaeróbios para recuperar reatores acidificados. Durante o desenvolvimento do experimento, foram monitorados os seguintes parâmetros: DQO (não filtrada e filtrada), pH, alcalinidade, série de sólidos, nitrogênio total Kjeldahl, nitrogênio amoniacal, ácidos voláteis e composição do biogás. Foram realizados ainda exames qualitativos da microbiota que se desenvolveu nos reatores, através de microscopia óptica de fluorescência e contraste de fase. Os resultados obtidos permitiram concluir que: a) os procedimentos testados para o carregamento dos reatores de sólidos permitiram a comparação de resultados entre os sistemas; b) os filtros foram capazes de recuperar reatores acidificados; e c) a utilização da concentração de ácido propiônico para determinar o momento da variação da taxa de recirculação permitiu acelerar o processo, embora de forma restrita, para a escala de reatores utilizada. / The purpose of this dissertation was to evaluate the possibility of accelerating the process of anaerobic digestion of the organic fraction of domestic municipal solid waste, in two-stage systems, with increasing leachate recirculation rate, through the use of volatile acids as determining parameter of the moment in which the rate must be varied. To do so, two systems of reactors were operated, each being composed by a solids reactor, which contained the solid waste intended to be treated, and an upflow anaerobic filter, which treated the leachate of the first reactor, before recirculation. One of the systems had its recirculation rate increased at constant spells of time, while, in the other system, the moment of the increase in the recirculation rate was a function of the concentration of propionic acid in the system. This study had yet two secondary purposes: evaluating the validity of comparing the results from the two systems of reactors, operated in parallel, in view of the characteristics of solid waste and the adopted procedures for collecting and preparing the substrate, as well as for the loading of reactors; and evaluating the possibility of using anaerobic filters to recover acidified reactors. The following parameters were measured during the process: COD (filtered and non-filtered), pH, alkalinity, solids, Kjeldahl nitrogen, ammonium nitrogen, volatile acids and biogas composition. The development of microorganisms in the reactors was observed qualitatively, using optical microscopy. It was possible to reach the following conclusions: a) the tested procedures allow the comparison of results between the systems; b) the filters are capable of recovering acidified reactors; and c) the employment of the concentration of propionic acid to determine the moment of increase of leachate recirculation rate is capable of accelerating the process, though in a restricted way, for the scale of reactors used.

O presente trabalho constou da concepção de um reator anaeróbio em regime de batelada com circulação da fase aquosa contendo biomassa imobilizada em espuma de poliuretano. O reator foi operado em ciclos de 8 h e mantido a 30 ± 1ºC tratando água residuária sintética elaborada à base de glicose, com concentração de aproximadamente 500 mgDQO/L. O estudo hidrodinâmico realizado com velocidade superficial de recirculação entre 0,16 e 0,80 cm/s indicou que o tempo de mistura obtido em todas as condições pode ser considerado desprezível quando comparado ao tempo total do ciclo, e também permitiu considerar o comportamento do escoamento no leito como o de um reator pistonado. O desempenho do reator no tratamento da água residuária foi avaliado para a condição sem circulação e também para velocidades superficiais de recirculação entre 0,03 e 0,30 cm/s. Os resultados obtidos indicaram que o reator apresentou desempenho satisfatório e boa estabilidade, apresentando eficiências de até 96% de remoção da matéria orgânica. O aumento da velocidade superficial de recirculação diminuiu a resistência a transferência de massa na fase líquida, ocasionando um aumento de 115% na velocidade global de reação, estimada através do ajuste dos valores experimentais da concentração de substrato ao modelo de primeira ordem. / A new configuration of an anaerobic bioreactor with external circulation of the liquid phase wherein the biomass was immobilized on a polyurethane foam matrix is proposed. 8-hours cycles were cartied out at a temperature of 30 ± 1°C treating glucose synthetic wastewater at a concentration around 500 mg/L. A hydrodynamic study performed at 0.16 to 0.80 cm/s showed that the obtained mixture time is insignificant compared to the total cycles time, and the flow through the polyurethane foam bed can be represented by a plug flow. The reactor\'s performance assessed without circulation and with circulating liquid superficial velocity between 0.03 and 0.30 cm/s. The reactor attained operating stability and a COD removal efficiency of 96% was achieved. The increase in the liquid superficial velocity decreases the liquid resistance mass transfer, resulting in an increase of 115% in the global reaction velocity, estimated through the fit of a first model equation on the substrate concentration experimental values.

Trabalho de investigação desenvolvido na Delft University of Technology / Tese de Mestrado Integrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4560.pdf: 1880275 bytes, checksum: 259fd9d9b3aeb99130c54c0ee0f5af82 (MD5) Previous issue date: 2012-05-31 / This study aimed to test a pilot recirculating aquaculture system (RAS) and to evaluate in this system the effects of the stocking density on the production of species of surubim pintado , Pseudoplatystoma corruscans, and its hybrid with P. reticulatum regarding the effect of stocking density and water renewal rate on the hybrid production. The study lasted for 84 days. The physical and chemical conditions in the RAS was evaluated by measuring water consumption (223,6 L/kg of fish produced), temperature (25,8±0,7ºC), dissolved oxygen (5,33±0,04 mg/L O2 in the water inlet to culture tanks), pH (6,75±0,25), total alkalinity (40,0±20,6 mg/L CaCO3), carbon dioxide (16,6±6,1 mg/L CO2), total suspended solids (8,0±4,2 mg/L TSS), total ammonia nitrogen (0,18±0,10 mg/L NH3-N), nitrite (0,163±0,090 mg/L NO2-) and nitrate (58,0±9,7 mg/L NO3-). To evaluate the fish performance, two experiments were conducted simultaneously. In experiment 1, densities of 40, 80 and 120 fish.m-3 (approximately 8.5, 17 and 25.5 kg.m-3) for the pure and the hybrid lineages were tested using a 3 x 2 factorial design (three densities and two lineages). In experiment 2, only the hybrid lineage was used, and three stocking densities were tested: 20, 40 and 60 fish.m-3 (approximately 9, 18 and 27 kg.m-3) and two water renewal rates (1 L/kg.min-1 and 0,5 L/kg.min-1), using a 3 x 2 factorial design (three densities and two water renewal rates). Fish were fed with extruded food (40% crude protein) at a rate of 2.5% of the body weight per day. For both experiments, daily specific growth rate (SGR), final weight, biomass gain, final density, food conversion, final weight and dissolved oxygen levels at the tank outlet are discussed. In experiment 1, both lineages showed to be adapted to the RAS, but the hybrid lineage had a better performance than the pure lineage. In experiment 2, the highest water renewal rate resulted in a better performance, and an increase in density improved the final production. / O objetivo deste trabalho foi testar um sistema piloto de recirculação de água (SRA) e avaliar neste sistema o efeito da densidade de estocagem no cultivo de surubins puros, Pseudoplatystoma corruscans, e do seu híbrido (P. reticulatum x P. corruscans) e o efeito da densidade de estocagem e da taxa de renovação de água no cultivo do híbrido. O trabalho teve duração de 84 dias. O SRA foi avaliado através das medições de consumo de água (223,6 L/kg de peixe produzido), temperatura (25,8±0,7ºC), oxigênio dissolvido (5,33±0,04 mg/L de O2 na água de abastecimento dos tanques de cultivo), pH (6,75±0,25), alcalinidade total (40,0±20,6 mg/L CaCO3), gás carbônico (16,6±6,1 mg/L CO2), sólidos suspensos totais (8,0±4,2 mg/L SST), nitrogênio amoniacal total (0,18±0,10 mg/L NH3-N), nitrito (0,163±0,090 mg/L NO2-) e nitrato (58,0±9,7 mg/L NO3-). Para avaliação do desempenho dos peixes, foram realizados dois experimentos simultaneamente. No experimento 1 foram testadas as densidades de 40, 80 e 120 peixes/m3 (aproximadamente 8,5, 17 e 25,5 Kg/m³) para as linhagens pura e híbrida, num delineamento em fatorial 3 × 2 (três densidades e duas linhagens). No experimento 2 foi utilizada somente a linhagem híbrida, tendo sido testadas 3 densidades de estocagem, 20, 40 e 60 peixes/m3 (aproximadamente 9, 18 e 27 Kg/m³) e duas taxas de renovação de água (1 L/kg.min-1 e 0,5 L/kg.min-1), num delineamento em fatorial 3 × 2 (três densidades de estocagem e duas taxas de renovação de água). A alimentação dos peixes nos dois experimentos foi realizada com ração extrusada (40% de proteína bruta) na proporção de 2,5% da biomassa, ministrada diariamente. Para os dois experimentos foram discutidos dados de taxa de crescimento específico diária, peso final, ganho de biomassa, densidade final produzida, conversão alimentar, peso final e níveis de oxigênio dissolvido na saída dos tanques. No experimento 1, foi observado que as duas linhagens se adaptaram ao SRA, porém a linhagem híbrida teve melhor desempenho que a linhagem pura. No experimento 2, a maior taxa de renovação de água proporcionou melhor desempenho e o aumento de densidade, incrementando a produção final.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-17Bitstream added on 2014-06-13T19:38:25Z : No. of bitstreams: 1 sanchezortiz_ia_me_ilha.pdf: 1847784 bytes, checksum: c206c32f94a2aa37f63cc5e192dfd7c6 (MD5) / Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) / O presente projeto de pesquisa avaliou o desempenho de remoção de nitrogênio num sistema de tratamento biológico das águas residuárias de produção intensiva de Tilápia Nilótica com recirculação utilizando decantador horizontal e um reator aeróbio de leito fluidizado com circulação em tubos concêntricos. Utilizou-se como material suporte carvão ativado granular com densidade aparente de 1,64g/cm3 e tamanho efetivo de 0,34mm numa concentração de 80g/L. Foram avaliadas as velocidades de circulação e as expansões de quatro configurações de reatores com diâmetro externo constante de 250mm e diâmetros internos variáveis de 100, 125, 150 e 200mm. O reator utilizado no sistema de tratamento possui um volume efetivo de 113L e diâmetro interno de 100mm. O sistema foi inoculado durante três semanas com água do Lago do Ipê do município de Ilha Solteira SP e foi feita a avaliação ao longo de oito semanas com reposição semanal de 55% do volume total de água do sistema; o período de detenção hidráulica no reator foi de 11,9 minutos. Durante o projeto foram monitorados os seguintes parâmetros: sólidos totais, suspensos voláteis e fixos, cor aparente, OD, pH, condutividade, temperatura, potencial redox, amônia, amônio, turbidez, DQO, DBO, nitrogênio total, fósforo total. Os resultados mostraram que as remoções médias de nitrogênio amoniacal total, DBO, DQO, fósforo e nitrogênio total foram de 27%, 47%, 75%, 38% e 24% respectivamente. O sistema de tratamento avaliado mostrou-se como uma alternativa efetiva para o reuso da água no sistema de recirculação capaz de manter as características de qualidade da água dentro dos valores recomendáveis para criação das Tilápias e dos valores permitidos pela legislação brasileira para lançamento de efluentes com exceção do fósforo. / This research project evaluated the nitrogen removal efficiency in a biological treatment system of an intensive Nile Tilapia laboratory facility with recirculation by a rectangular sedimentation tank and a three phase aerobic fluidized bed internal-loop airlift reactor. Granular activated carbon was used as support particles with density of 1,64g/cm3 and effective size of 0,34mm in a concentration of 80g/L. Liquid circulation velocities and gas holdup were evaluated in four different reactor configurations with a 250mm constant external diameter and internal variable diameters of 100, 125, 150 and 200mm. On the evaluated reactor the effective volume was 113L and the internal diameter 100mm. The system was inoculated during three weeks with natural water from Ipê Lake localized in Ilha Solteira’s SP municipality and was evaluated in an eigth week period with a 55% weekly total water exchange rate; reactor´s hydraulic detention time was 11,9 minutes. During the study were measured the next parameters: total, suspended, volatile and fixed solids, apparent color, DO, pH, conductivity, temperature, oxidation reduction potential, ammonia, turbidity, COD, BOD, total nitrogen, total phosphorous. Results showed that average removal rates of total ammonia nitrogen, BOD, COD, phosphorus and total nitrogen were 27%, 47%, 75%, 38% and 24% respectively. Evaluated treatment system showed as an effective alternative for water reuse in the recirculation system capable of maintain water quality characteristics within the recommended values for fish farming and meeting the Brazilian standards for final effluent discharges with exception of phosphorous values.

O tratamento físico-químico da água em ETAs convencionais gera resíduos, denominados de lodo de ETA, cuja destinação constitui um desafio sob os aspectos econômicos, técnicos e ambientais. A disposição deste resíduo pelas ETAs do Brasil tem sido os corpos d’água, portanto, sob a ótica da minimização de impactos ambientais e economia de água, o trabalho avalia a possibilidade de reutilização do lodo de um decantador de alta taxa (DATx), através do procedimento de recirculação. A pesquisa foi desenvolvida com dados da ETA Renato de Freitas, Uberlândia – MG, que apresenta configuração de estação convencional. A caracterização da água de lavagem dos filtros (ALF) foi utilizada como parâmetro norteador para o equacionamento das descargas do lodo do DATx, uma vez que, a recirculação da ALF é uma prática adotada em ETAs. Para isto, foi avaliada a turbidez do lodo do DATx durante a abertura da válvula de descarga para os tempos de operação de 6, 12 e 24 h. Definido o tempo de operação do DATx, para descarga do lodo, foi proposto um pré-tratamento por ensaios de sedimentação, seguido dos ensaios de recirculação do lodo bruto e clarificado, nas taxas de 2 e 4%, em jarras de Jar Test. O equacionamento do DATx mostrou que após um tempo de 6 h de operação o lodo apresenta turbidez (39 UNT) aproximada ao valor encontrado na ALF (45 UNT) e ausência dos protozoários, Giardia spp. e Cryptosporidium spp. Para a taxa de 2%, a recirculação com lodo bruto ou clarificado produziu uma água decantada com valores de turbidez remanescente inferiores a 2,8 UNT. Enquanto, a taxa de 4%, a não clarificação do lodo, conduziu ao maior valor de turbidez remanescente (9 UNT). Os resultados ainda demonstraram ser possível obter redução na dosagem de coagulante de 4 a 13%, mantendo a qualidade da água decantada / The physico-chemical treatment of water in conventional ETAs generates waste, called ETA sludge, whose destination is a challenge under the economic, technical and environmental aspects. The disposal of this residue by Brazilian ETAs has been the water bodies, therefore, from the point of view of the minimization of environmental impacts and water economy, the work evaluates the possibility of reuse of the sludge from a high rate decanter (DATx), through the recirculation procedure. The research was developed with data from ETA Renato de Freitas, Uberlândia - MG, which presents a conventional station configuration the characterization of the filter wash water (ALF) was used as the guiding parameter for the DATx sludge discharges, since recirculation of the ALF is a practice adopted in ETAs. For this, the turbidity of the DATx sludge during the opening of the discharge valve was evaluated for the operating times of 6, 12 and 24 h. Once the DATx operating time was reached, a pretreatment was proposed for sedimentation tests, followed by the crude and clarified sludge recirculation tests, at 2 and 4% rates, in Jar Test jars. The DATx equation showed that after a 6 hour operation the sludge presented turbidity (39UNT) approximately to the value found in ALF (45 UNT) and absence of protozoa, Giardia spp. and Cryptosporidium spp. At the rate of 2%, recirculation with crude or clarified sludge yielded decanted water with remaining turbidity values below 2.8 NTU. Meanwhile, the 4% rate, the non-clarification of the sludge, led to the highest remaining turbidity value (9 UNT). The results showed that it is possible to obtain a reduction in the coagulant dosage of 4 to 13%, maintaining the quality of the water decanted / Dissertação (Mestrado)

O presente trabalho teve, por objetivo principal, analisar a remoção de sulfato em águas de drenagem ácida de minas em dois tipos de reatores anaeróbios, um com crescimento granular (UASB) e outro com biomassa aderida (RAHLF). Estudos anteriores publicados na literatura apresentam resultados positivos quanto ao tratamento anaeróbio de drenagem ácida de minas, entretanto, na maioria deles, é aplicado um tratamento preliminar à água residuária antes do tratamento principal. Esse trabalho avaliou a operação de reatores anaeróbios sem prévio tratamento da drenagem ácida sob diferentes variáveis. Para o reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), foram analisadas as variáveis relação DQO/\'SO IND.4\'POT.2-\', correção do pH afluente, carga de sulfato aplicada e a recirculação da fase líquida. Os resultados mostraram que a redução da carga de sulfato aplicada foi o fator determinante para os bons resultados de remoção, encontrados ao longo da operação dos reatores (70% de remoção de sulfato e 75% de remoção de DQO). A relação DQO/\'SO IND.4\'POT.2-\' também foi importante e quando utilizada a relação estequiométrica de 0,67, a eficiência de remoção de sulfato atingiu níveis superiores a 70% com pequeno acúmulo de ácido acético no efluente. Para a operação do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), as variáveis analisadas foram o volume da manta de lodo, a relação DQO/\'SO IND.4\'POT.2-\', a carga de sulfato aplicada e a recirculação da fase líquida. Como para o RAHLF, a redução da carga de sulfato aplicada foi essencial para o melhor funcionamento do UASB. A relação DQO/\'SO IND.4\'POT.2-\' de 1,0 promoveu melhora na eficiência do reator, quando comparada à relação estequiométrica e a recirculação no reator só foi positiva quando realizada com água de abastecimento, tendo o reator entrado em colapso quando a recirculação foi realizada com o efluente tratado. / The main objective of this work was to evaluate the sulfate removal from acid mine drainage in two types of anaerobic reactors, one with a granular sludge (UASB) and another with immobilized biomass (HAIB reactor). Previous published studies have showed positive results for the anaerobic treatment of acid mine drainage, however, in most of them, it was applied a pre-treatment operation. This study evaluated the operation of anaerobic reactors without pre-treatment of the acid mine drainage under different parameters. The parameters COD/\'SO IND.4\'POT.2-\' ratio, correction of affluent pH, sulfate loading and recirculation of the liquid phase were tested for horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor. The results showed that the decrease in the sulfate loading was a determining factor for the successful sulfate removal found throughout the operation of the reactors. The COD/\'SO IND.4\'POT.2-\' ratio was also important and the removal efficiency of sulfate reached levels above 70% with a small accumulation of acetic acid in the effluent when using stoichiometric ratio of 0.67. For the operation of the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, the parameters were the volume of the sludge blanket, the COD/\'SO IND.4\'POT.2-\' ratio, the sulfate loading and the recirculation of the liquid phase. Similarly ti the HAIB reactor, reducing the sulfate load was essential for obtaining better results. The COD/\'SO IND.4\'POT.2-\' ratio of 1.0 showed a improved sulfate removal efficiency for the UASB reactor when compared to stoichiometric ratio at 0.67 ant the recirculation in this reactor was only positive when carried out with tap water. The UASB reactor collapsed when recirculation was carried out whit the treated effluent.

A digestão anaeróbia é uma potencial solução para a destinação dos grandes volumes de vinhaça gerada em biorrefinarias de cana-de-açúcar. A alta concentração de matéria orgânica presente na vinhaça é uma questão importante a ser considerada, uma vez que as populações microbianas anaeróbias, principalmente metanogênicas, são sensíveis a sobrecargas orgânicas. Uma série de configurações de reatores, bem como diferentes estratégias de partida e operação tem sido aplicadas ao tratamento de vinhaça, como a recirculação do efluente tratado, a qual é usualmente empregada para prevenir eventos de sobrecarga orgânica. O objetivo deste estudo foi determinar a influência da recirculação de efluentes em reatores anaeróbios compartimentados (RAC) tratando águas residuárias concentradas, uma vez que a literatura não é conclusiva sobre os efeitos da recirculação neste tipo de reator. Para atingir esse objetivo, foi utilizada uma abordagem dupla: experimental e modelagem matemática. Um RAC com 4 compartimentos em série em escala de bancada foi alimentado com vinhaça de cana-de-açúcar (DQO = 18,0 g/L) e monitorado durante 273 dias. Os parâmetros cinéticos e de transferência de massa do reator foram obtidos e utilizados para criar um modelo matemático para a conversão da matéria orgânica no software Matlab®. Tanto os dados operacionais como os parâmetros cinéticos mostraram que a elevada concentração de DQO fez com que o RAC não se comportasse como um sistema de duas fases, bem como a recirculação não resultasse em melhorias relevantes de desempenho. O modelo matemático concordou com os dados operacionais e mostrou que, em termos de capacidade de conversão, o uso de elevadas taxas de recirculação não é necessário para um adequado desempenho do RAC, uma vez que a cinética bioquímica observada não foi expressivamente limitada pela concentração de substrato. / Anaerobic digestion is a potential approach to handle the large volume of vinasse generated in sugarcane biorefineries. The high concentration of organic matter present in vinasse is an important issue to be considered, since anaerobic microbial populations, mainly methanogens, are sensitive to organic overloads. A serie of reactors configurations, as well as different startup and operating strategies, have been applied to the treatment of vinasse, so that the recirculation of the treated effluent is usually used to prevent organic overloading events. The aim of this study was to determine the influence of effluent recirculation in anaerobic baffled reactors (ABR) treating high concentrated wastewater, since literature is not conclusive about its effects. To achieve this aim an experimental and mathematical modeling dual approach was employed. A bench-scale ABR with four serial baffleds was fed with sugarcane vinasse (COD = 18,0 g/L) and monitored for 273 days. Kinetic and mass transfer parameters were obtained and used to create a mathematical model for the organic matter conversion in Matlab®. Both the operating data and the kinetic parameters showed that at high COD concentrations the ABR does not behave as a two-stage system, as well as recirculation did not result in relevant performance improvements. The mathematical model agreed with the operational data and showed that, in terms of conversion capacity, the use of high recirculation ratios is not necessary for suitable ABR performance, since the observed biochemical kinetics were not high limited by the concentration of substrate.

O presente trabalho constou da concepção de um reator anaeróbio em regime de batelada com circulação da fase aquosa contendo biomassa imobilizada em espuma de poliuretano. O reator foi operado em ciclos de 8 h e mantido a 30 ± 1ºC tratando água residuária sintética elaborada à base de glicose, com concentração de aproximadamente 500 mgDQO/L. O estudo hidrodinâmico realizado com velocidade superficial de recirculação entre 0,16 e 0,80 cm/s indicou que o tempo de mistura obtido em todas as condições pode ser considerado desprezível quando comparado ao tempo total do ciclo, e também permitiu considerar o comportamento do escoamento no leito como o de um reator pistonado. O desempenho do reator no tratamento da água residuária foi avaliado para a condição sem circulação e também para velocidades superficiais de recirculação entre 0,03 e 0,30 cm/s. Os resultados obtidos indicaram que o reator apresentou desempenho satisfatório e boa estabilidade, apresentando eficiências de até 96% de remoção da matéria orgânica. O aumento da velocidade superficial de recirculação diminuiu a resistência a transferência de massa na fase líquida, ocasionando um aumento de 115% na velocidade global de reação, estimada através do ajuste dos valores experimentais da concentração de substrato ao modelo de primeira ordem. / A new configuration of an anaerobic bioreactor with external circulation of the liquid phase wherein the biomass was immobilized on a polyurethane foam matrix is proposed. 8-hours cycles were cartied out at a temperature of 30 ± 1°C treating glucose synthetic wastewater at a concentration around 500 mg/L. A hydrodynamic study performed at 0.16 to 0.80 cm/s showed that the obtained mixture time is insignificant compared to the total cycles time, and the flow through the polyurethane foam bed can be represented by a plug flow. The reactor\'s performance assessed without circulation and with circulating liquid superficial velocity between 0.03 and 0.30 cm/s. The reactor attained operating stability and a COD removal efficiency of 96% was achieved. The increase in the liquid superficial velocity decreases the liquid resistance mass transfer, resulting in an increase of 115% in the global reaction velocity, estimated through the fit of a first model equation on the substrate concentration experimental values.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de acelerar o processo de digestão anaeróbia da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos domésticos em sistemas de duas fases, com taxas crescentes de recirculação de lixiviado, variando a taxa de recirculação de lixiviado em função da concentração de ácidos voláteis. Para tanto, foram operados dois sistemas de reatores, cada um composto por um reator de sólidos, que continha o resíduo sólido a ser tratado e um filtro anaeróbio de fluxo ascendente, que tratava o lixiviado do primeiro, antes que esse lixiviado fosse recirculado ao reator de sólidos. Um dos sistemas teve sua taxa de recirculação aumentada a intervalos constantes, enquanto que no outro o momento do aumento da taxa foi função da concentração de ácido propiônico no sistema. O trabalho teve ainda dois objetivos secundários: avaliar a validade de comparar os resultados dos dois sistemas, operados em paralelo, em função das características dos resíduos sólidos e dos procedimentos adotados para coleta e preparação do substrato e para o carregamento dos reatores; e avaliou-se a possibilidade de utilizar filtros anaeróbios para recuperar reatores acidificados. Durante o desenvolvimento do experimento, foram monitorados os seguintes parâmetros: DQO (não filtrada e filtrada), pH, alcalinidade, série de sólidos, nitrogênio total Kjeldahl, nitrogênio amoniacal, ácidos voláteis e composição do biogás. Foram realizados ainda exames qualitativos da microbiota que se desenvolveu nos reatores, através de microscopia óptica de fluorescência e contraste de fase. Os resultados obtidos permitiram concluir que: a) os procedimentos testados para o carregamento dos reatores de sólidos permitiram a comparação de resultados entre os sistemas; b) os filtros foram capazes de recuperar reatores acidificados; e c) a utilização da concentração de ácido propiônico para determinar o momento da variação da taxa de recirculação permitiu acelerar o processo, embora de forma restrita, para a escala de reatores utilizada. / The purpose of this dissertation was to evaluate the possibility of accelerating the process of anaerobic digestion of the organic fraction of domestic municipal solid waste, in two-stage systems, with increasing leachate recirculation rate, through the use of volatile acids as determining parameter of the moment in which the rate must be varied. To do so, two systems of reactors were operated, each being composed by a solids reactor, which contained the solid waste intended to be treated, and an upflow anaerobic filter, which treated the leachate of the first reactor, before recirculation. One of the systems had its recirculation rate increased at constant spells of time, while, in the other system, the moment of the increase in the recirculation rate was a function of the concentration of propionic acid in the system. This study had yet two secondary purposes: evaluating the validity of comparing the results from the two systems of reactors, operated in parallel, in view of the characteristics of solid waste and the adopted procedures for collecting and preparing the substrate, as well as for the loading of reactors; and evaluating the possibility of using anaerobic filters to recover acidified reactors. The following parameters were measured during the process: COD (filtered and non-filtered), pH, alkalinity, solids, Kjeldahl nitrogen, ammonium nitrogen, volatile acids and biogas composition. The development of microorganisms in the reactors was observed qualitatively, using optical microscopy. It was possible to reach the following conclusions: a) the tested procedures allow the comparison of results between the systems; b) the filters are capable of recovering acidified reactors; and c) the employment of the concentration of propionic acid to determine the moment of increase of leachate recirculation rate is capable of accelerating the process, though in a restricted way, for the scale of reactors used.