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Previous issue date: 2005-03-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In the last decade, biological purification of gaseous waste has become an important alternative to many conventional methods of exhaust air treatment. More recently, biofiltration has proved to be an effective and inexpensive method for the treatment of air contaminated with volatile organic compounds (VOCs). A biofilter consists in a reactor packed with a porous solid bed material, where the microorganisms are fixed. During the biofiltration process, polluted air is transported through the biofilter medium where the contaminant is degraded. Within the biofilm, the pollutants in the waste gases are energy and carbon sources for microbial metabolism and are transformed into CO2, water and biomass. The bed material should be characterized by satisfactory mechanical and physical properties as structure, void fraction, specific area and flow resistance. The aim of this research was the biofilter construction and study of the biological degradation of ethanol and toluene, as well as the modeling of the process. Luffa cylindrica is a brazilian fiber that was used as the filtering material of the present work. The parameters and conditions studied were: composition of nutrients solution; effect of microflorae strains, namely Pseudomanas putida and Rhodococcus rhodochrous; waste gas composition; air flow rate; and inlet load of VOCs. The biofilter operated in diffusion regime and the best results for remotion capacity were obtained when a microorganisms consortion of Pseudomanas putida and Rhodococcus rhodochrous,were used, with a gas flow rate of 1 m3.h-1 and molar ratio nitrogene/phosphore N/P=2 in the nutrients solution. The maximum remotion capacity for ethanol was around 90 g.m-3.h-1 and 50 g.m-3.h-1 to toluene. It was proved that toluene has inhibitory effect on the ethanol remotion When the two VOCs were present in the same waste gas, there was a decrease of 40% in ethanol remotion capacity. Luffa cylindrica does not present considerable pressure drop. Ottengraf and van Lith models were used to represent the results obtained for ethanol and toluene, respectively. The application of the transient model indicated a satisfactory approximation between the experimental results obtained for ethanol and toluene vapors biofiltration and the ones predicted it / Na ultima d?cada, a purifica??o biol?gica de rejeitos gasosos tem sido uma importante alternativa em detrimento dos m?todos convencionais de tratamento. Mais recentemente, a biofiltra??o tem se mostrado um m?todo efetivo e de baixo custo para tratamento de ar contaminado com compostos org?nicos vol?teis (COVs). O biofiltro ? um reator que possui um leito filtrante constitu?do por um material poroso, onde est?o fixados os microrganismos. Durante o processo de biofiltra??o, o ar polu?do ? transportado ao longo do leito onde o contaminante ? degradado. No biofilme, os poluentes presentes no efluente gasoso ser?o a fonte de carbono e energia para os microrganismos e ap?s serem metabolizados ser?o transformados em CO2, ?gua e biomassa. O leito filtrante deve ser caracterizado por propriedades f?sicas e mec?nicas como estrutura, fra??o de vazios, ?rea especifica e resist?ncia ao fluxo gasoso. O principal objetivo deste trabalho de pesquisa foi a constru??o de um biofiltro e o estudo da degrada??o do etanol e tolueno, bem como a modelagem do processo. Luffa cylindrica ? uma fibra bastante encontrada no nordeste do Brasil e foi utilizada no presente trabalho como leito filtrante. Os par?metros e condi??es estudos foram: composi??o da solu??o nutriente; efeito da esp?cie de microrganismos, denominadas Pseudomanas putida e Rhodococcus rhodochrous; composi??o do efluente gasoso; taxa de fluxo gasoso e carga de entrada do COV.
O biofiltro operou em regime difusional, sendo os melhores resultados para a capacidade de remo??o foram obtidos quando utilizado o cons?rcio de microrganismos de Pseudomanas putida e de Rhodococcus rhodochrous, com uma vaz?o volum?trica de ar de 1 m3.h-1 e raz?o molar nitrog?nio/fosforo N/P=2 na solu??o nutriente. A m?xima capacidade de elimina??o foi de 90 g.m-3.h-1 para o etanol e 50 g.m-3.h-1 para o tolueno. Constatou-se que o tolueno tem efeito inibit?rio sobre a degrada??o do etanol, quando os dois VOCs est?o presentes no mesmo efluente, houve uma queda de 40% na remo??o do etanol. A Luffa cylindrica n?o apresentou grandes valores de perda de carga. Os modelos de Ottengraf e van Lith representaram bem os resultados obtidos para o etanol e tolueno, respectivamente. A aplica??o do modelo transiente evidenciou uma aproxima??o satisfat?ria entre os resultados experimentais obtidos para a biofiltra??o de vapores de etanol e tolueno e aqueles previstos pelo referido modelo
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/15940 |
| Date | 11 March 2005 |
| Creators | Alves, Marileide Moraes |
| Contributors | CPF:91940800463, http://lattes.cnpq.br/2445243904431423, Santos, Valdemir Alexandre dos, CPF:07974310472, http://lattes.cnpq.br/6361567059632670, Costa, Jos? Maria Correia da, CPF:14653370400, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799COSTA,, Sousa, Jo?o Fernandes de, CPF:12270202449, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783510Y4, Pedrini, M?rcia Regina da Silva, CPF:85203513953, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4797345U9, Bezerra, Vanja Maria de Fran?a, Benachour, Mohand |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Qu?mica, UFRN, BR, Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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