Tierärztl. Hochsch., Diss., 2003--Hannover.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-16Bitstream added on 2014-06-13T20:13:56Z : No. of bitstreams: 1 carvalho_tc_me_bauru.pdf: 1455325 bytes, checksum: 053cfc895afa978f2f62d3e163703a58 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A perspectiva de aumento da produção de álcool combustível causa preocupação com relação à destinação da vinhaça, subproduto da destilação do etanol de cana. A vinhaça é um poluente com alto teor de orgânicos e inorgânicos e que precisa ser tratada. Atualmente, a utilização da vinhaça in natura no solo é comum, porém, há controvérsias sobre salinização do solo e contaminação de aquíferos subterrâneos. Dentre os processos de tratamento da vinhaça, encontram-se na literatura científica, vários trabalhos a respeito da fertirrigação e digestão anaeróbica, mas não a respeito da evaporação da vinhaça, que pode ser realizada através de evaporadores tipo filme descendente. o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de redução da quantidade de vinhaça através da evaporação, o que não descarta a utilização da vinhaça concentrada como fertilizante. Para isto, elaborou-se o balanço de massa e energia de uma planta de múltiplos efeitos de evaporação de vinhaça localizada na cidade de Potirendaba, São Paulo. Os resultados obtidos foram comparados com os dados da planta. A unidade de evaporação tem capacidade de processar cerca de 100m³/h de vinhaça e recupera cerca de 80 m³/h de água para o processo de usina. o balanço foi elaborado através de um software comercial (Sugars ) sendo que os resultados obtidos pela simulação refletiram os dados coletados na planta. Os coeficientes de transferência de calor e a área dos evaporadores foram calculados a partir de correlações da literatura. Analisou-se também recuperação de água em uma usina fictícia que produz 1.000 m³/dia de etanol, visando avaliar a evaporação de vinhaça como possível tecnologia a ser empregada para se atingir os requerimentos da resolução nº 88 da Secretaria de Estado do Meio Ambiente, que determina o consumo de água nas usinas em até 1 m³ por... / The perspective of increase in ethanol fuel production causes a worry about the vinasse destiny, an industrial waste ethanol distillation. The vinasse is a pollutant with high concentrations in organic compounds and it needs to te treated. Nowadays, the use of vinasse in natura in the soil is a common practice; however there are controversies about increase in the salts concentration in soil and water table contamination. Among vinasse treatment processes, there are several scientific approaches about vinasse evaporation, that can be carry on in falling film evaporators. Te proposal of this work was to study the decrease in the vinasse amount with the evaporation process, what does not eliminate the use of concentrated vinasse as a fertilizer. For this, it was elaborated the mass and energy balance for a multiple effect evaporation plant of vinasse based in Potorendaba city, São Paulo State. The obtained results were compared with the plant data. The evaporation plant has a process capacity of around to 100 m³/h and it recovers around to 80 m³/h of water to the mill process. The balance will be obtained through process modeling and simulation software (Sugars), it being the results agreed with the plant information. The heat transfer coefficients and the areas for the evaporators were calculated from literature correlations. It also was analyzed the water recovery of a fictitious sugar and ethanol mill that produces 1,000 m³/day of ethanol, in order to evaluate the vinasse evaporation as possible technology to be employed to attend the requirements of the law number 88 of Environment State Department, which determines a maximum water consumption of 1 m³ per tons of sugar cane processed. Finally, it was analyzed the potential reduction of vinasse transport cost by tank trucks

Um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em escala piloto, foi utilizado para tratamento anaeróbio da vinhaça, resíduo proveniente da produção de açúcar e álcool de cana-de-açúcar. O reator foi inoculado com lodo granulado, oriundo de reator UASB tratando resíduo de abatedouro de aves; e submetido ao aumento gradativo de carga orgânica volumétrica (COV) até atingir 10 kgDQO.m3.dia-1. O aumento da COV ocorreu através do ajuste da vazão e, portanto, do aumento da velocidade ascensional do sistema. O objetivo deste estudo foi avaliar e acompanhar o efeito que tais mudanças operacionais provocam na manta de lodo granular. As análises físicas, químicas e biológicas foram realizadas no inóculo e na manta de lodo, durante o incremento da COV (2,5, 5,0, 7,5 e 10 kgDQO.m-3.dia-1). Foi estudada a distribuição de dimensão, a resistência mecânica, a composição de metais e estrutura microbiana dos grânulos. Os grânulos do inóculo e do reator UASB variaram de 0,4 a 5 mm. O inóculo apresentou maior frequência de grânulos entre 2,1 e 2,5 mm. Com a introdução da COV e aumento da velocidade ascensional, verificou-se diminuição dos tamanhos dos grânulos. Nas COV de 2,5 e 5,0 kgDQO.m-3.dia-1 a maior frequência de grânulos foi de 1,6 a 2,0 mm e nas COV de 7,5 e 10 kgDQO.m-3.dia-1 foi de 0,4 a 1 mm. A análise de resistência mecânica aplicada aos grânulos causou diminuição no tamanho dos mesmos em todas as situações analisadas. O teste estatístico ANOVA revelou que as amostras foram estatisticamente diferentes, confirmando que o aumento de COV e a agitação aplicada aos grânulos no teste de resistência modificou as características do lodo granular. Os metais presentes na vinhaça não causaram impacto tóxico aos microrganismos no reator. As análises microbiológicas mostraram grande diversidade microbiana nos grânulos em todas as situações analisadas. Nas COV mais baixas (2,5 e 5,0 kgDQO.m-3.dia-1) as Methanosaetas se mantiveram no centro do grânulo, mas nas COV mais altas elas afloraram na superfície granular. Verificou-se que o aumento da COV diversificou os tipos de bactérias e selecionou a população de arqueia adaptada às novas condições. De forma geral, os resultados apontam que a tecnologia UASB é adequada ao tratamento de vinhaça de alta carga orgânica devido à boa adaptação dos grânulos às condições operacionais. / A pilot scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) was used for anaerobic treatment of vinasse. The reactor was inoculated with granular sludge from an UASB reactor treating poultry slaughterhouse wastewater. A gradual increase of the volumetric organic loading rate (OLR) up to 10 Kg COD.m3.day-1 was imposed. The increasing of the OLR occurred by increasing the flow rate and, thus, from increasing the upflow velocity. The aim of this study was to evaluate and monitor the effect that such operational changes cause in the granular sludge blanket. The physical, chemical and biological analyzes were performed in the inoculum and the sludge blanket, during the increase in OLR (2.5, 5.0, 7.5 and 10 Kg COD. 3.day-1). Size distribution, mechanical strength, metal composition and microbial structure of the granules were studied. The granules from the inoculum and from the UASB reactor varied from 0.4 to 5.0 mm. The inoculum presented greater frequency of granules, between 2.1 and 2.5 mm. The OLR and up flow velocity increase resulted in a decrease of granule sizes. For OLR of 2.5 and 5.0 kgCOD.m3.day-1 the highest frequency of granules was 1.6 to 2.0 mm and for OLR of 7.5 and 10 kgCOD.m3.day-1 it was 0.4 to 1.0 mm. The mechanical strength analysis applied to granules caused a reduction in the size for all analyzed situations. The ANOVA statistical test showed that the samples were statistically different; confirming that the increase in OLR and agitation applied to granules in the strength test modified the characteristics of the granular sludge. The metal content present in the vinasse caused no toxic impact on microorganisms in the reactor. Microbiological analyses showed great microbial diversity in granules in all situations. In the lower OLR (2.5 and 5.0 kgCOD.m3.day-1) the Methanosaetas remained in the center, but in the higher OLR they seemed to emerge on the surface of the granules. Through molecular biological tests, it was found that increasing the OLR diversified the types of bacteria and selected the adapted Archaea population to the new conditions. Overall, the results indicate that the UASB technology is suitable for the treatment of high organic load rate vinasse because of the good adaptation of granules to the operational conditions.

Orientador: Celso Luíz da Silva / Banca: Carlos Eduardo Vaz Rossell / Banca: Geraldo Luiz Palma / Resumo: A perspectiva de aumento da produção de álcool combustível causa preocupação com relação à destinação da vinhaça, subproduto da destilação do etanol de cana. A vinhaça é um poluente com alto teor de orgânicos e inorgânicos e que precisa ser tratada. Atualmente, a utilização da vinhaça "in natura" no solo é comum, porém, há controvérsias sobre salinização do solo e contaminação de aquíferos subterrâneos. Dentre os processos de tratamento da vinhaça, encontram-se na literatura científica, vários trabalhos a respeito da fertirrigação e digestão anaeróbica, mas não a respeito da evaporação da vinhaça, que pode ser realizada através de evaporadores tipo filme descendente. o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de redução da quantidade de vinhaça através da evaporação, o que não descarta a utilização da vinhaça concentrada como fertilizante. Para isto, elaborou-se o balanço de massa e energia de uma planta de múltiplos efeitos de evaporação de vinhaça localizada na cidade de Potirendaba, São Paulo. Os resultados obtidos foram comparados com os dados da planta. A unidade de evaporação tem capacidade de processar cerca de 100m³/h de vinhaça e recupera cerca de 80 m³/h de água para o processo de usina. o balanço foi elaborado através de um software comercial (Sugars ) sendo que os resultados obtidos pela simulação refletiram os dados coletados na planta. Os coeficientes de transferência de calor e a área dos evaporadores foram calculados a partir de correlações da literatura. Analisou-se também recuperação de água em uma usina fictícia que produz 1.000 m³/dia de etanol, visando avaliar a evaporação de vinhaça como possível tecnologia a ser empregada para se atingir os requerimentos da resolução nº 88 da Secretaria de Estado do Meio Ambiente, que determina o consumo de água nas usinas em até 1 m³ por... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The perspective of increase in ethanol fuel production causes a worry about the vinasse destiny, an industrial waste ethanol distillation. The vinasse is a pollutant with high concentrations in organic compounds and it needs to te treated. Nowadays, the use of vinasse "in natura" in the soil is a common practice; however there are controversies about increase in the salts concentration in soil and water table contamination. Among vinasse treatment processes, there are several scientific approaches about vinasse evaporation, that can be carry on in falling film evaporators. Te proposal of this work was to study the decrease in the vinasse amount with the evaporation process, what does not eliminate the use of concentrated vinasse as a fertilizer. For this, it was elaborated the mass and energy balance for a multiple effect evaporation plant of vinasse based in Potorendaba city, São Paulo State. The obtained results were compared with the plant data. The evaporation plant has a process capacity of around to 100 m³/h and it recovers around to 80 m³/h of water to the mill process. The balance will be obtained through process modeling and simulation software (Sugars), it being the results agreed with the plant information. The heat transfer coefficients and the areas for the evaporators were calculated from literature correlations. It also was analyzed the water recovery of a fictitious sugar and ethanol mill that produces 1,000 m³/day of ethanol, in order to evaluate the vinasse evaporation as possible technology to be employed to attend the requirements of the law number 88 of Environment State Department, which determines a maximum water consumption of 1 m³ per tons of sugar cane processed. Finally, it was analyzed the potential reduction of vinasse transport cost by tank trucks / Mestre

A vinhaça, água residuária do processo, apresenta em sua composição DQO de 20 a 100 g DQO.L-1 e um ótimo potencial de produção de biogás por meio da digestão anaeróbia. Para avaliar a capacidade de produção de biogás, foram realizados experimentos sob o efeito gradual da carga orgânica volumétrica (COV) e da relação A/M, avaliando a etapa metanogênica. Como no processo de fabricação do etanol é adicionado ácido sulfúrico para evitar a contaminação bacteriana, foi avaliado a interferência da adição de diferentes concentrações de sulfetos no processo em valore de pH 7,0 e 7,5. O fermentador foi alimentado com Na2S.9H2O, variando a concentração do íon S2- de 0 a 1000 mg.L-1. Para obter uma boa eficiência na produção de metano, a etapa acidogênica também foi avaliada. Para isso, se manteve as mesmas concentrações de biomassa e substrato, porém, ajustando os valores de pH em 5,0, 5,5, 6,0 e 6,5. Na etapa metanogênica uma satisfatória redução da elevada carga orgânica presente na vinhaça foi alcançada, com eficiência de remoção entre 82,0% e 90,3% em processo mesofílico. Um ajuste polinomial foi realizado para avaliar a produção específica de metano, que variou de 379 mL CH4.h-1 a 872 mL CH4.h-1 e atividade metanogênica de 0,33 mmol CH4.gSVT-1 h-1 a 0,77 mmol CH4.gSVT-1 h-1. Para a etapa da sulfetogênese, o pH afetou consideravelmente o desempenho das arqueas metanogênicas, ocorrendo inibição mais acentuada para o pH 7,5. Na concentração mais baixa testada, de 50 mg S2-.L-1, foi observada inibição de 31,85% para pH 7,0 e de 67% para pH 7,5 e para a concentração mais elevada de 1000 mg S2-.L-1 a inibição foi de 59,75% e de 94,07% respectivamente. Na última etapa da acidogênese, maiores concentrações de ácido propiônico e acético foram alcançadas em pH 5,0 e 5,5, com 1374,66 e 1477,23 mg C3H6O2.L-1 e 993,05 e 767,80 mg CH3COOH.L-1. Maiores taxas de produção de AGV ocorreram em pH 6,5, alcançando para o ácido propiônico 8,82 mmol.d-1 gSVT-1 e 7,99 mmol.d-1 gSVT-1 para ácido acético. A produção acumulada de metano nas primeiras 60 horas atingiu 2210 mL, 5300 mL, 7210 mL e 7620 mL CH4, respectivamente para pH 5,0, 5,5, 6,0 e / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-07-12T18:44:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vanessa Verona Peruzzo.pdf: 3017795 bytes, checksum: 5aad4de95a823b85afe45b94c6cd1fc0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T18:44:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vanessa Verona Peruzzo.pdf: 3017795 bytes, checksum: 5aad4de95a823b85afe45b94c6cd1fc0 (MD5) Previous issue date: 2017-07-12 / Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello, CENPES. / The vinasse, wastewater of the process, presents in its composition a COD of 20 to 100 g COD.L-1 and an excellent biogas production potential through anaerobic digestion. To evaluate the biogas production capacity, experiments were carried out under the gradual effect of organic volumetric load (OVL) and A/M ratio, evaluating the methanogenic step. Considering that sulfuric acid is added to the ethanol production process to prevent bacterial contamination, the interference of the addition of different sulfide concentrations in the process at pH 7.0 and 7.5 was evaluated. The fermenter was fed with Na2S.9H2O, varying the concentration of the S2- ion from 0 to 1000 mg.L-1. In order to obtain good efficiency in the production of methane, the acidogenic step was also evaluated. For this, the same concentrations of biomass and substrate were maintained, however, the pH to was adjusted 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5. In the methanogenic stage a satisfactory reduction of the organic load present in the vinasse was achieved, with removal efficiency in the range of 82.0% and 90.3% for mesophilic process. A polynomial fit was performed to evaluate the specific production of methane, ranging from 379 mL CH4.h-1 to 872 mL CH4.h-1 and a methanogenic activity of 0.33 mmol CH4.gSVT-1 h-1 at 0.77 mmol CH4.g SVT-1 h-1. For the sulfetogenic stage, the pH considerably affected the performance of the methanogenic archaea, with a more pronounced inhibition at pH 7.5. The lowest concentration tested, 50 mg S2-.L-1, resulted in an inhibition of 31.85% inhibition pH 7.0 and 67% at pH 7.5. The highest concentration, 1000 mg S2-.L-1, the inhibition was 59.75% and 94.07% respectively. Higher concentrations of propionic and acetic acid were reached at pH 5.0 and 5.5, with 1374.66 and 1477.23 mg C3H6O2.L-1 and 993.05 and 767.80 mg CH3COOH.L-1. Higher rates of VFA production occurred at pH 6.5, yielding 8.82 mmol.d-1 gSVT-1 and 7.99 mmol.d-1 gSVT-1 for acetic acid for propionic acid. Cumulative methane production in the first 60 hours increased 2210 mL, 5300 mL, 7210 mL and 7620 mL CH4, respectively to pH 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5.

Um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em escala piloto, foi utilizado para tratamento anaeróbio da vinhaça, resíduo proveniente da produção de açúcar e álcool de cana-de-açúcar. O reator foi inoculado com lodo granulado, oriundo de reator UASB tratando resíduo de abatedouro de aves; e submetido ao aumento gradativo de carga orgânica volumétrica (COV) até atingir 10 kgDQO.m3.dia-1. O aumento da COV ocorreu através do ajuste da vazão e, portanto, do aumento da velocidade ascensional do sistema. O objetivo deste estudo foi avaliar e acompanhar o efeito que tais mudanças operacionais provocam na manta de lodo granular. As análises físicas, químicas e biológicas foram realizadas no inóculo e na manta de lodo, durante o incremento da COV (2,5, 5,0, 7,5 e 10 kgDQO.m-3.dia-1). Foi estudada a distribuição de dimensão, a resistência mecânica, a composição de metais e estrutura microbiana dos grânulos. Os grânulos do inóculo e do reator UASB variaram de 0,4 a 5 mm. O inóculo apresentou maior frequência de grânulos entre 2,1 e 2,5 mm. Com a introdução da COV e aumento da velocidade ascensional, verificou-se diminuição dos tamanhos dos grânulos. Nas COV de 2,5 e 5,0 kgDQO.m-3.dia-1 a maior frequência de grânulos foi de 1,6 a 2,0 mm e nas COV de 7,5 e 10 kgDQO.m-3.dia-1 foi de 0,4 a 1 mm. A análise de resistência mecânica aplicada aos grânulos causou diminuição no tamanho dos mesmos em todas as situações analisadas. O teste estatístico ANOVA revelou que as amostras foram estatisticamente diferentes, confirmando que o aumento de COV e a agitação aplicada aos grânulos no teste de resistência modificou as características do lodo granular. Os metais presentes na vinhaça não causaram impacto tóxico aos microrganismos no reator. As análises microbiológicas mostraram grande diversidade microbiana nos grânulos em todas as situações analisadas. Nas COV mais baixas (2,5 e 5,0 kgDQO.m-3.dia-1) as Methanosaetas se mantiveram no centro do grânulo, mas nas COV mais altas elas afloraram na superfície granular. Verificou-se que o aumento da COV diversificou os tipos de bactérias e selecionou a população de arqueia adaptada às novas condições. De forma geral, os resultados apontam que a tecnologia UASB é adequada ao tratamento de vinhaça de alta carga orgânica devido à boa adaptação dos grânulos às condições operacionais. / A pilot scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) was used for anaerobic treatment of vinasse. The reactor was inoculated with granular sludge from an UASB reactor treating poultry slaughterhouse wastewater. A gradual increase of the volumetric organic loading rate (OLR) up to 10 Kg COD.m3.day-1 was imposed. The increasing of the OLR occurred by increasing the flow rate and, thus, from increasing the upflow velocity. The aim of this study was to evaluate and monitor the effect that such operational changes cause in the granular sludge blanket. The physical, chemical and biological analyzes were performed in the inoculum and the sludge blanket, during the increase in OLR (2.5, 5.0, 7.5 and 10 Kg COD. 3.day-1). Size distribution, mechanical strength, metal composition and microbial structure of the granules were studied. The granules from the inoculum and from the UASB reactor varied from 0.4 to 5.0 mm. The inoculum presented greater frequency of granules, between 2.1 and 2.5 mm. The OLR and up flow velocity increase resulted in a decrease of granule sizes. For OLR of 2.5 and 5.0 kgCOD.m3.day-1 the highest frequency of granules was 1.6 to 2.0 mm and for OLR of 7.5 and 10 kgCOD.m3.day-1 it was 0.4 to 1.0 mm. The mechanical strength analysis applied to granules caused a reduction in the size for all analyzed situations. The ANOVA statistical test showed that the samples were statistically different; confirming that the increase in OLR and agitation applied to granules in the strength test modified the characteristics of the granular sludge. The metal content present in the vinasse caused no toxic impact on microorganisms in the reactor. Microbiological analyses showed great microbial diversity in granules in all situations. In the lower OLR (2.5 and 5.0 kgCOD.m3.day-1) the Methanosaetas remained in the center, but in the higher OLR they seemed to emerge on the surface of the granules. Through molecular biological tests, it was found that increasing the OLR diversified the types of bacteria and selected the adapted Archaea population to the new conditions. Overall, the results indicate that the UASB technology is suitable for the treatment of high organic load rate vinasse because of the good adaptation of granules to the operational conditions.

A vinhaça, água residuária do processo, apresenta em sua composição DQO de 20 a 100 g DQO.L-1 e um ótimo potencial de produção de biogás por meio da digestão anaeróbia. Para avaliar a capacidade de produção de biogás, foram realizados experimentos sob o efeito gradual da carga orgânica volumétrica (COV) e da relação A/M, avaliando a etapa metanogênica. Como no processo de fabricação do etanol é adicionado ácido sulfúrico para evitar a contaminação bacteriana, foi avaliado a interferência da adição de diferentes concentrações de sulfetos no processo em valore de pH 7,0 e 7,5. O fermentador foi alimentado com Na2S.9H2O, variando a concentração do íon S2- de 0 a 1000 mg.L-1. Para obter uma boa eficiência na produção de metano, a etapa acidogênica também foi avaliada. Para isso, se manteve as mesmas concentrações de biomassa e substrato, porém, ajustando os valores de pH em 5,0, 5,5, 6,0 e 6,5. Na etapa metanogênica uma satisfatória redução da elevada carga orgânica presente na vinhaça foi alcançada, com eficiência de remoção entre 82,0% e 90,3% em processo mesofílico. Um ajuste polinomial foi realizado para avaliar a produção específica de metano, que variou de 379 mL CH4.h-1 a 872 mL CH4.h-1 e atividade metanogênica de 0,33 mmol CH4.gSVT-1 h-1 a 0,77 mmol CH4.gSVT-1 h-1. Para a etapa da sulfetogênese, o pH afetou consideravelmente o desempenho das arqueas metanogênicas, ocorrendo inibição mais acentuada para o pH 7,5. Na concentração mais baixa testada, de 50 mg S2-.L-1, foi observada inibição de 31,85% para pH 7,0 e de 67% para pH 7,5 e para a concentração mais elevada de 1000 mg S2-.L-1 a inibição foi de 59,75% e de 94,07% respectivamente. Na última etapa da acidogênese, maiores concentrações de ácido propiônico e acético foram alcançadas em pH 5,0 e 5,5, com 1374,66 e 1477,23 mg C3H6O2.L-1 e 993,05 e 767,80 mg CH3COOH.L-1. Maiores taxas de produção de AGV ocorreram em pH 6,5, alcançando para o ácido propiônico 8,82 mmol.d-1 gSVT-1 e 7,99 mmol.d-1 gSVT-1 para ácido acético. A produção acumulada de metano nas primeiras 60 horas atingiu 2210 mL, 5300 mL, 7210 mL e 7620 mL CH4, respectivamente para pH 5,0, 5,5, 6,0 e / Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello, CENPES. / The vinasse, wastewater of the process, presents in its composition a COD of 20 to 100 g COD.L-1 and an excellent biogas production potential through anaerobic digestion. To evaluate the biogas production capacity, experiments were carried out under the gradual effect of organic volumetric load (OVL) and A/M ratio, evaluating the methanogenic step. Considering that sulfuric acid is added to the ethanol production process to prevent bacterial contamination, the interference of the addition of different sulfide concentrations in the process at pH 7.0 and 7.5 was evaluated. The fermenter was fed with Na2S.9H2O, varying the concentration of the S2- ion from 0 to 1000 mg.L-1. In order to obtain good efficiency in the production of methane, the acidogenic step was also evaluated. For this, the same concentrations of biomass and substrate were maintained, however, the pH to was adjusted 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5. In the methanogenic stage a satisfactory reduction of the organic load present in the vinasse was achieved, with removal efficiency in the range of 82.0% and 90.3% for mesophilic process. A polynomial fit was performed to evaluate the specific production of methane, ranging from 379 mL CH4.h-1 to 872 mL CH4.h-1 and a methanogenic activity of 0.33 mmol CH4.gSVT-1 h-1 at 0.77 mmol CH4.g SVT-1 h-1. For the sulfetogenic stage, the pH considerably affected the performance of the methanogenic archaea, with a more pronounced inhibition at pH 7.5. The lowest concentration tested, 50 mg S2-.L-1, resulted in an inhibition of 31.85% inhibition pH 7.0 and 67% at pH 7.5. The highest concentration, 1000 mg S2-.L-1, the inhibition was 59.75% and 94.07% respectively. Higher concentrations of propionic and acetic acid were reached at pH 5.0 and 5.5, with 1374.66 and 1477.23 mg C3H6O2.L-1 and 993.05 and 767.80 mg CH3COOH.L-1. Higher rates of VFA production occurred at pH 6.5, yielding 8.82 mmol.d-1 gSVT-1 and 7.99 mmol.d-1 gSVT-1 for acetic acid for propionic acid. Cumulative methane production in the first 60 hours increased 2210 mL, 5300 mL, 7210 mL and 7620 mL CH4, respectively to pH 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5.

Orientadores: Rodrigo de Souza Portugal, Carmen Hernandez Lucendo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-11T23:00:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_JulianaIgarashida_M.pdf: 7217900 bytes, checksum: 29ff36fe80ce1106d1c88e973330783b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A vinhaça, resíduo gerado na proporção de 13 litros para cada litro de álcool produzido, possui um alto potencial poluidor dos recursos hídricos subterrâneos e superficiais, causa alterações no comportamento do solo e pode gerar problemas de salinização. Este trabalho objetiva avaliar a eficiência do método da eletrorresistividade para a detecção e mapeamento das anomalias causadas pela disposição inadequada de grandes quantidades de vinhaça em um antigo tanque de infiltração localizado no Assentamento Sepé- Tiarajú, Municípios de Serrana e Serra Azul - SP. O trabalho objetiva também caracterizar o tipo de anomalia inerente ao resíduo no local estudado e diagnosticar sua influência dentro e fora dos limites do tanque. Foram executados onze perfis de tomografia elétrica, arranjo dipolo-dipolo radial e espaçamento entre eletrodos de 10 metros. Os ensaios geofísicos mostraram que o método da eletrorresistividade é apropriado para mapear as anomalias decorrentes da disposição de grandes quantidades de vinhaça no solo, apontar suas áreas de influência e concluir que a contaminação extrapola os limites do tanque. A influência da vinhaça pode ser caracterizada por baixos valores de resistividade entre 10 Ohm.m e 90 Ohm.m, podendo o seu comportamento ser comparado ao do chorume, que também é bastante condutivo. / Abstract: The vinasse, a waste produced in the proportion of 13 liters for each liter of alcohol. It has a high potential of polluting groundwater and superficial water resources, changes the soil behaviour and can also develop sanilization problems. This work aims to evaluate the efficiency of the DC-resistivity method in detecting and mapping anomalies caused by, inappropriate disposal of vinasse in an inactive infiltration tank located at "Sepé- Tiarajú" settlement of landless agricultural laborers in the Ribeirão Preto region. Besides, as secondary goals, this work aims to characterize the type of anomaly residue as well as to diagnose its influence inside and outside of the limits of the tank. Eleven electrical resistivity tomography profiles were carried out with the dipole-dipole array, 10m of dipoles length and 5 levels of investigtion. The geophysical survey enabled us to conclude. that the dc-resistivity method is appropriate for mapping the contamination plume caused by intense vinasse disposal and its influence. It enabled also to conclude that the contamination exceeds the tank limits. The vinasse influence can be characterized by low resistivity values between 10 Ohm.m and 90 Ohm.m and its behavior can be compared with the one of the chorume, which is also conductive. / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Orientador: Cassiana Maria Reganhan Coneglian / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:29:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quiterio_GabrielaMercuri_M.pdf: 1014258 bytes, checksum: aaea8be7c39583ac82a017c5ce951044 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O aumento da população acompanhado da atividade industrial fizeram com que o problema da poluição do ambiente atingisse níveis alarmantes. Além da contaminação por detritos pouco biodegradáveis, como plásticos e detergentes, soma-se o problema dos resíduos industriais e, principalmente, dos resíduos agroindustriais, como a vinhaça, resultante da produção do etanol. Quando depositada no solo, a vinhaça pode promover melhoria em sua fertilidade; todavia, as quantidades não devem ultrapassar sua capacidade de retenção de íons, isto é, as dosagens devem ser mensuradas de acordo com as características de cada solo, uma vez que este possui quantidades desbalanceadas de elementos minerais e orgânicos, podendo ocorrer lixiviação dos mesmos. Diante dos impactos que o excesso de vinhaça utilizada nos processos de fertirrigação podem provocar no solo e corpos hídricos são crescentes a preocupação com a destinação e tratamento deste efluente. Objetivando reduzir os impactos da vinhaça no solo quando descartada em excesso, este trabalho verificou a capacidade do biofertilizante Microgeo em estimular a biodegradação do efluente no solo. Os experimentos para avaliar a biodegradação foram realizados pelo método respirométrico de Bartha por períodos de 27 dias em solo denominado natura e por 90 dias em solo seco em estufa a 106ºC, com aplicação de 3 concentrações do biofertilizante (1, 5 e 10% p/v). Os solos coletados em área de cultivo de cana de açúcar foram caraterizados quanto a: análises físico químicas, granulométricas, microbiológica e de toxicidade. Após o processo de biodegradação avaliou-se a fitotoxicidade com sementes de Lactuca sativa, de toxicidade aguda com Daphnia similis, quantificação de bactérias de fungos e determinação da atividade microbiana do solo através da hidrólise de Diacetato de Fluoresceína. Realizou-se ainda teste de lixiviação de íons e de fitotoxicidade com Phaseolus vulgaris no solo acrescido de vinhaça e biofertilizante. De acordo com os resultados obtidos verificou-se que a adição do biofertilizante Microgeo nas concentrações de 5 e 10% favoreceram a atividade microbiana no solo e sua consequente biodegradação. A vinhaça inibe a germinação de Lactuca sativa e após a sua biodegradação ocorre diminuição da toxicidade e melhoria das condições microbiológicas do solo, mostrando ser o biofertilizante potencializador da biorremediação deste efluente, pois a sua composição, pode suprir a carência de nutrientes / Abstract: The increase in population accompanied industrial activity caused the problem of environmental pollution reached alarming levels. In addition to contamination by poorly biodegradable waste such as plastics and detergents, adds industrial waste, and especially the agro-industrial residues such as stillage, resulting in the production of ethanol. When deposited in the soil, vinasse can promote improvement in fertility, yet the amounts should not exceed its capacity to retain ions, i.e., dosages should be measured in accordance with the characteristics of each soil since it has Unbalanced quantities of mineral and organic elements and may leaching thereof. Given the impact that excess vinasse used in fertigation processes can cause soil and water bodies is increasing concern about the disposal and treatment of wastewater. Aiming to reduce the impacts of vinasse when discarded in soil in excess, this study examined the ability of biofertilizer Microgeo to stimulate biodegradation of the effluent into the soil. The experiments to evaluate the biodegradation were performed by the respirometric method Bartha for periods of 27 days in soil called natura and for 90 days in soil dried at 106 º C, with application of three concentrations of biofertilizer (1, 5 and 10% w / v). Soils collected in area of cultivation of sugarcane were characterized as: physico chemical, textural, microbiological and toxicity. After the biodegradation process phytotoxicity was assessed with Lactuca sativa seeds, acute toxicity to Daphnia similis, and quantification of bacteria and fungi determination of soil microbial activity by hydrolysis of fluorescein diacetate. We carried out further leachate test ions and phytotoxicity with Phaseolus vulgaris in soil and fertilizer plus stillage. According to the results obtained it was found that the addition of biofertilizer Microgeo at concentrations of 5 and 10% favored soil microbial activity and its subsequent biodegradation. The stillage inhibits the germination of Lactuca sativa and after biodegradation occurs reducing toxicity and improving the microbiological condition of the soil, showing that the biofertilizer this effluent bioremediation enhancer because its composition, can supply the lack of nutrients / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Uma das formas mais integradas com o meio ambiente, mais completas e eficazes para gestão de disposição de resíduos industriais é propiciar seu reaproveitamento em benefício da própria cadeia de processo produtivo, com a busca da sustentabilidade como melhor caminho e a avaliação econômica como a principal motivação. Diante disso, o presente trabalho assumiu estudar a vinhaça de cana de açúcar resultante do processo produtivo do álcool e principalmente do álcool etílico hidratado (etanol) combustível alternativo entre os fósseis e com grande importância para o Estado de São Paulo e para o Brasil reconhecido mundialmente como produção limpa e renovável, com grandes perspectivas no mercado internacional. A vinhaça produzida em larga escala e liberada para uso agrícola com temperatura, DBO e DQO elevados seu potencial poluidor é conhecido e controlado pela Norma Técnica da CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, P4. 231 do ano de 2006, através do balanço anual de potássio do solo agrícola. Este trabalho foi desenvolvido com a proposta de investigar as modalidades de disposição de vinhaça; a metodologia utilizada foi a análise de custo do hectare fertirrigado para cada alternativa de disposição estudada versus o custo do há tratado com adubação química de origem mineral. É consensual que a fertirrigação com vinhaça in natura, além de ser a mais proveitosa forma, é também indispensável nos casos de déficit hídrico da lavoura; no entanto, o custo do transporte requer adequações tecnológicas. O potássio oriundo da vinhaça pode suprir as necessidades de toda lavoura canavieira; dela pode provir boa parte do fósforo e do nitrogênio além dos benefícios incrementais que a ação microbiológica promove ao solo agrícola em relação à adubação química de origem mineral. Entre as conhecidas alternativas de disposição de vinhaça de cana de açúcar, a fertirrigação revelou ser excelente, por permitir o emprego de diferentes modalidades de transporte e distribuição que podem ser customizadas às peculiaridades geográficas de cada região ou da área em estudo. Pela ausência de conformidade econômica, a vinhaça ainda não atingiu um terço da área ocupada com cana de açúcar, fator que inibe o desenvolvimento ambiental. Deste modo, a fim de orientar as unidades produtoras de álcool para utilizarem a fertirrigação com grande desempenho ambiental, este trabalho indica alternativas que podem viabilizar economicamente a substituição do potássio e outros nutrientes químicos de origem mineral pela fertirrigação com vinhaça,que poderá ser depositada na totalidade da área ocupada com cana de açúcar. / Reuse is one of the most environmentally responsible decisions and one of the most complete and effective ways to manage industrial waste disposal for the benefit of the production chain focusing on sustainability and economic evaluation. Therefore, the present study investigates sugarcane vinasse resulting from the industrial production of alcohol, especially hydrated ethyl alcohol (ethanol) an alternative fossil fuel of great importance in the State of São Paulo and Brazil recognized worldwide as a clean and renewable energy production with great prospects in the international market. The pollution potential of vinasse, which is produced in large scale and is approved for use in agriculture with high temperature, BOD, and COD, is known and controlled by the Technical Rule P4. 231 (2006) issued by CETESB Environmental Sanitation Technology Company through the annual measurement of potassium levels in the soil. This study was carried out aiming at investigating methods of disposal of vinasse. The methodology used was based on the cost analysis of each hectare of soil fertirrigated for each disposal alternative studied versus the cost of hectare of soil treated with mineral fertilizers. It is known that fertiirrigation with in natura vinasse, besides being the most profitable way, is essential in cases of crop water deficit; however, the cost of transport requires technology adaptations. The content of potassium in vinasse can meet the needs of the whole sugarcane crop, which can provide phosphorus and nitrogen in addition to the incremental benefit of microbial activity to the agricultural soil regarding mineral fertilization. Among the existing methods for the disposal of vinasse generated from sugarcane, fertirrigation proved excellent for allowing the use of different modes of transport and distribution that can be tailored to the peculiarities of each region or geographic area under study. Due to non-economic conformity, the use of vinasse has not yet reached one third of the total sugarcane producing area, a factor that inhibits environmental development. Thus, in order to guide alcohol production units towards the use of fertirrigation achieving high environmental performance, this study proposes economically viable alternatives to substitute potassium and other mineral nutrients for fertirrigation with vinasse, which may be used in the whole area occupied with sugarcane.