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Previous issue date: 2010-02-01 / The liquid waste from the cassava starch has a high organic load mainly due to high
concentration of carbohydrates, which provides an ideal medium for the development of
fermentative bacteria. The use of anaerobic reactors with media support provides increased
contact area of microorganisms in the reactor and better fixation of these, resulting in the
possibility of applying higher daily organic loads and a considerable reduction of detention
time required for the treatment of tributary. In this context, the objective of this paper is to
conduct a study of the process of digestion in two anaerobic biofilter with bamboo in the
treatment of effluent of cassava starch, by evaluating the performance of systems and
determining the kinetic constants of the degradation of organic matter along the reactors.
The anaerobic reactors used were made of PVC tubes showing relations diameter:length 1:3
and 1:6. Along the profile of the reactors were installed five sampling points of effluent
spread halfway, through which the samples were collected for determination of rate constant
of consumption of organic matter and the kinetic model which best represents the
consumption of organic matter along the profile of the systems. The two reactors were filled
with a support medium consisting of rings of bamboo and useful volume calculated for the
reactors was 6.8 and 6.0 L for the diameter: length ratio of 1:3 and 1:6, respectively. To
measure the amount of biogas produced, each reactor was connected to a gas tank partially
filled with a solution of 3% H2SO4 and 25% NaCl. The organic loading applied to the system
were 0.519, 1.156, 1.471, 3.049, 3.813, 4.347, 4.708 and 5.601 g.L-1d-1 and the process was
evaluated daily for two weeks throughout the analysis of COD removal, TS and VS, for
VA/TA and volume of biogas as a function of COD consumed. At the end of the fifteen days
of evaluation system, samples were collected along the profile of the reactors and analyzed
to verify the COD consumption of organic matter along the reactors. The results showed that
the various diameter lengths of the reactors did not influence their efficiency with respect to
removals of COD, TS and VS for organic loads applied. The systems also showed a stable
behavior in relation to the ratio VA/TA for all charges assessed, suggesting withstand higher
organic loads. The first order kinetic model was best represented the kinetic consumption of
organic matter with respect to the reactor diameter to length is 1:6 and a rate constant k
3,4.10-2 h-1. For the reactor with diameter ratio: 1:3 length to second-order kinetic model was
best represented the behavior of the system for this variable, the rate constant k obtained
from 1,96.10-4 h-1. / orgânica, principalmente devido à elevada concentração de carboidratos, o que proporciona
um meio ideal para o desenvolvimento de bactérias fermentativas. A utilização de reatores
anaeróbios com meio suporte proporciona o aumento da área de contato dos microorganismos
no reator e melhor fixação destes, resultando na possibilidade de aplicação de
cargas orgânicas diárias mais elevadas e uma redução considerável do tempo de detenção
necessário para o tratamento do afluente. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é
realizar um estudo do processo de biodigestão em dois reatores anaeróbios com biofiltro de
bambu, no tratamento de efluente de fecularia de mandioca, através da avaliação do
desempenho dos sistemas e determinação das constantes cinéticas de degradação da
matéria orgânica ao longo dos reatores. Os reatores anaeróbios utilizados foram fabricados
com tubos de PVC apresentando relações diâmetro:comprimento 1:3 e 1:6. Ao longo do
perfil dos reatores foram instalados cinco pontos de amostragem de efluente, distribuídos
equidistantemente, através dos quais foram coletadas as amostras para determinação da
constante cinética de consumo de matéria orgânica e do modelo cinético que melhor
represente o consumo de matéria orgânica ao longo do perfil dos sistemas. Os dois reatores
foram preenchidos com meio suporte constituídos de anéis de bambu e o volume útil
calculado para os reatores foi de 6,8 e 6,0 L para a relação diâmetro:comprimento de 1:3 e
1:6, respectivamente. Para a mensuração da quantidade de biogás produzida, cada reator
foi conectado a um gasômetro preenchido parcialmente com uma solução de 3% de H2SO4
e 25% de NaCl. As cargas orgânicas aplicadas ao sistema foram 0,519; 1,156; 1,471; 3,049;
3,813; 4,347; 4,708 e 5,601 g.L-1d-1, sendo o processo avaliado diariamente durante quinze
dias após a estabilização do processo, através das análises de DQO, ST e SV, relação
AV/AT e volume de biogás produzido em função da DQO consumida. Ao final dos quinze
dias de avaliação dos sistemas, amostras foram coletadas ao longo do perfil dos reatores e
analisadas quanto ao parâmetro DQO, para verificação do consumo de matéria orgânica ao
longo dos reatores. Os resultados obtidos demonstraram que as relações
diâmetro:comprimento dos reatores não influenciaram na eficiência dos mesmos quanto às
remoções de DQO, ST e SV para as cargas orgânicas aplicadas. Os sistemas apresentaram
também comportamento estável em relação à razão AV/AT, para todas as cargas avaliadas,
sugerindo suportarem cargas orgânicas mais elevadas. O modelo cinético de primeira
ordem foi o que melhor representou o comportamento cinético de consumo de matéria
orgânica para o reator com relação diâmetro:comprimento 1:6, com constante cinética (k)
de 3,4.10-2 h-1. Para o reator com relação diâmetro:comprimento 1:3 o modelo cinético de
segunda ordem foi o que melhor representou o consumo da matéria orgânica, com
constante cinética (k) de 1,96.10-4 h-1.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/2792 |
| Date | 01 February 2010 |
| Creators | Kunzler, Kathia Regina |
| Contributors | Gomes, Simone Damasceno |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Programa de Pós-Graduação "Stricto Sensu" em Engenharia Agrícola, UNIOESTE, BR, Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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