RESUMO
RESUMO O estudo sobre reatores anaeróbios em laboratório prioriza o controle de determinados parâmetros que são de difícil controle em campo, o que dificulta o processo de scale-up. Entre os parâmetros está a carga orgânica volumétrica (COV). No caso do dejeto suíno, esse parâmetro pode sofrer alterações diárias em função das condições climáticas, das mudanças no manejo, da alimentação dos animais, entre outros. A fim de verificar o impacto dessa variação na produtividade de biogás, foi analisado o comportamento de um reator anaeróbio de mistura completa (CSTR) em dois diferentes tempos de retenção hidráulica (TRHs) - 20 e 30 dias - durante um período total de 180 dias. Os resultados demonstraram que a elevação da COV resulta em piora da eficiência de tratamento, bem como na produção de biogás. O ensaio com TRH de 20 dias obteve uma melhor resposta às alterações de carga orgânica.
ABSTRACT The study of anaerobic digesters at laboratory focuses on the control of certain parameters that are not so easy to control in the field, which makes it difficult to process scale-up. One example is the Organic Loading Rate. To swine manure, this parameter can change daily due to weather conditions, management practices, feeding and others. In order to verify the impact of this fluctuation on biogas yield, the behavior of a CSTR reactor was analyzed in two different Hydraulic Retention Times (20 and 30 days) for a total period of 180 days. The result demonstrated that the increase of OLR result in a decrease of treatment efficiency as well as biogas yields. The study with HRT of 20 days had a better response to changes in organic load.
RESUMO
RESUMEN Las aguas de desecho dispuestas en una corriente superficial, lagos, ríos, mar, sin ningún tratamiento, ocasionan graves inconvenientes de contaminación, que afectan la flora y la fauna. Estas aguas residuales, antes de ser vertidas en las masas receptoras, deben recibir un tratamiento adecuado, capaz de modificar sus condiciones físicas, químicas y microbiológicas, para evitar que su disposición cause la alteración y la degradación de los ecosistemas asociados y problemas de salud pública. La investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de mezclas de quitosano y extracto acuoso de la cáscara de naranja, a diferentes concentraciones, en el proceso de coagulación-floculación, de aguas residuales, para lo cual, se realizó una prueba de jarras con agitación rápida y lenta, para evaluar turbidez (NTU), demanda química de oxígeno (DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO), sólidos suspendidos totales (SST) y SS (sólidos sedimentables). Los resultados mostraron que todos los tratamientos presentaron diferencias significativas (p<0,05), con la muestra control y fueron eficientes en la reducción de turbidez, DBO, DQO, SST, SS. El tratamiento que combinó quitosano y extracto acuoso de cáscara de naranja (50-50%), a un pH de 5,5, disminuyó significativamente (p<0,05) la turbidez, en 79%, demostrando, de manera preliminar, que el extracto acuoso de la cáscara de naranja acidifica la mezcla e incrementa la formación de flóculos aglomerados en una fase liviana de las muestras, convirtiéndose en un agente eficiente, para ser usado en el tratamiento de aguas residuales.
ABSTRACT Waste water disposed in a superficial current, lakes, rivers, the sea, without any treatment, causes great inconvenient pollution that affects the flora and fauna of a region. This wastewater, before being poured into the receiving body of water, must receive the appropriate treatment, in order to modify its physical, chemical and microbiological conditions, to avoid that its disposal causes the alteration and degradation of the associated ecosystems and problem with public health. This research had as an objective to assess the effect of chitosan and aqueous extract of orange peel shells at different concentrations on the coagulation-flocculation process of wastewater. In order to do this, a jar test with fast and slow pull was carried out, assessing turbidity (NTU), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total suspended solids (TSS) and SS (solid sediments). The results showed that all the treatments presented significant differences (p<0.05) to the control sample, and were efficient in the decrease of NTU, DQO, DBO, SST, and SS. The treatment that combined chitosan and aqueous extract of orange peel (50-50%) at a pH or 5.5, decreased significantly (p<0.05) the turbidity in a 79%, showing in a preliminary way that the aqueous extract of orange peel shells acidifies the mix and increases the formation of agglomerated floccules in a light phase of the samples, becoming an efficient agent to be used in the treatment of wastewater.
RESUMO
RESUMO A pesquisa foi desenvolvida para avaliar o efeito da utilização de probiótico (Bacillus licheniformis, Bacillus cereus, Bacillus subitillis, leveduras e Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces boulardi) em rações para tilápias, nas fases de alevino e juvenil, submetidas a desafio sanitário sobre o desempenho, a composição bromatológica da carcaça dos animais e a qualidade da água. Foram utilizados 360 alevinos, com peso médio inicial de 2,91±0,37 g e comprimento médio inicial 3,30±0,27 cm. Os tratamentos consistiram de: T1) peixes cultivados em água limpa, alimentados com ração comercial, sem uso de probiótico; T2) peixes cultivados em água de esgoto doméstico tratado e alimentados com ração comercial, sem uso de probiótico; T3) peixes cultivados em condição semelhante ao T2, com ração acrescida de probiótico. Na avaliação dos parâmetros físico-químicos do esgoto sanitário tratado, independentemente da presença ou não de cepas probióticas, apresentam-se com elevada produtividade primária. O uso de probiótico (Bacillus licheniformis, Bacillus cereus e Bacillus subitillis; e leveduras - Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces boulardi) promove melhorias nos parâmetros de consumo de ração e taxa de crescimento específico em tilápias-do-nilo cultivadas em água tratada de esgoto doméstico, reduz a proporção de extrato etéreo no ganho de peso e eleva a proporção de proteína bruta no ganho de peso. Porém, não influencia o ganho de peso, a conversão alimentar aparente e a sobrevivência dos peixes. Os animais cultivados em água de esgoto sanitário tratado, independentemente do uso ou não das cepas probióticas, apresentam um maior teor de proteína e menor teor de gordura.
ABSTRACT The research was conducted to evaluate the effect of using probiotic (Bacillus licheniformis, Bacillus cereus, Bacillus subitillis, yeasts and Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces boulardi) in diets for tilapia, during the fingerling and juvenile stages, that underwent sanitary challenge on performance, chemical composition of the carcasses and water quality. We used three hundred and sixty fingerlings with initial average weight of 2.91±0.37 g and initial average length of 3.30±0.27 cm. The treatments were: T1) farmed fish in clean water, fed with commercial food without the use of probiotics; T2) fish reared in treated sewage water and fed with commercial food without the use of probiotics; T3) farmed fish in a condition similar to T2, with food plus probiotic. In the evaluation of physicochemical parameters of the treated sewage, regardless of the presence or not of probiotic strains, it presents a high primary productivity. The use of probiotics (Bacillus licheniformis, Bacillus cereus and Bacillus subitillis and yeasts - Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces boulardi) promotes improvements in the parameters of feed intake and specific growth rate in the Nile tilapia grown in treated water from sewage, reduces the proportion of lipids in weight gain and increases the proportion of crude protein in weight gain. However, it does not influence weight gain, feed conversion and fish survival. Fish grown in treated sanitary sewage, regardless of the use or not of probiotic strains have a higher protein content and lower fat content.
RESUMO
RESUMO O objetivo principal da pesquisa foi avaliar o potencial de tratamento de esgoto sanitário de baixa carga orgânica em reator compartimentado anaeróbio/aeróbio (RCAA) em escala piloto. O reator, mantido em temperatura ambiente (27ºC a 30ºC), foi implantado no campus da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP) (Bauru, SP, Brasil) e tratou esgoto sanitário com carga orgânica entre 0,06 e 0,61 kg DQO.d-1. O RCAA é composto de quatro câmaras fisicamente separadas, sendo as três primeiras anaeróbias e a quarta aeróbia, seguidas por decantador laminar. O monitoramento foi realizado durante o período de 203 dias para tempos de detenção hidráulica total (TDH) de 33, 22, 16,5 e 8,25 horas. Durante o período experimental, verificou-se remoção média de matéria orgânica, em termos de demanda química de oxigênio total (DQOTotal), de 71 a 82% no sistema completo, com valores elevados de remoção na fase anaeróbia entre 62 e 71%. Em termos de sólidos em suspensão totais (SST), o reator apresentou remoções médias em torno de 90%. Os resultados obtidos nesta pesquisa permitiram um avanço no conhecimento operacional de uma alternativa biotecnológica de baixo custo, com o propósito de diminuir o impacto causado pela geração de esgotos de pequenas comunidades urbanas e rurais que ainda não contam com sistema de tratamento, e ainda possibilitar o reúso do efluente tratado.
ABSTRACT The research's main goal was to evaluate the treatment potential of low-strength sanitary sewage in an anaerobic/aerobic baffled reactor (AABR) at pilot-scale. The reactor, maintained at room temperature (27ºC to 30ºC), was deployed at Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP), campus Bauru (SP, Brazil), and treated sanitary sewage with organic charge between 0.06 and 0.61 kgCOD.d-1. The AABR was composed by four chambers, physically separated, being the first three chambers anaerobic and the forth chamber aerobic, followed by a settling tank. The monitoration was done during 203 days for the hydraulic retention times (HRT) of 33, 22, 16.5 and 8.25 hours. During the experimental period, it was verified in the whole system a chemical oxygen demand (COD) removal between 71 and 82%, with high removal rates in the anaerobic phase between 62 and 71%. In terms of total suspended solids (TSS), the reactor reached average removal around 90%. The progress reached with this research allowed to present a low cost biotechnological alternative, with the propose of solving the sewage demand derived from small urban and rural communities, and also making possible the reuse of the treated effluent.
RESUMO
O Brasil é um dos maiores produtores de aves do mundo e se destaca na exportação de carne de frango, que tem papel relevante na economia do país. Como resultado do crescimento da indústria de processamento do frango, há também um significativo aumento na geração de efluentes. Uma alternativa interessante para o tratamento desses resíduos são os reatores anaeróbios. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do sistema reator UASB-Filtro anaeróbio no tratamento de efluentes de abate de frangos. O estudo foi desenvolvido em um abatedouro avícola, situado na região metropolitana de Belo Horizonte, Minas Gerais. O sistema de tratamento foi composto por peneira estática, caixa de gordura, reator UASB e filtro anaeróbio. A vazão média diária de efluentes do abatedouro foi de 30m³/dia. A carga orgânica aplicada no reator UASB foi de 0,71kg DQO/m³.d. O monitoramento do sistema foi realizado por meio de análises físico-químicas do afluente e dos efluentes da caixa de gordura, reator UASB e filtro anaeróbio. Os parâmetros avaliados foram: temperatura, pH, demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), sólidos suspensos totais (SST), e sólidos suspensos voláteis (SSV). Os valores efluentes médios encontrados para DBO, DQO e SST foram 106, 290 e 56mg/L, respectivamente. A eficiência de remoção do sistema para DBO variou de 83 a 99%, e para DQO de 50 a 98%. A eficiência de remoção média de SST e SSV foi de 92%. Conclui-se que o sistema reator UASB seguido de filtro anaeróbio apresentou alto desempenho na remoção de sólidos e carga orgânica. Dessa forma, esses reatores tornam-se uma alternativa viável para o tratamento de águas residuárias de frigoríficos, já que oferecem bons resultados de remoção de poluentes.
Brazil is one of the largest poultry producers in the world and stands out in exportation of chicken meat, which plays an important role in the economy. As a result of the growth of the poultry processing industry, there is also a significant increase in the generation of wastewater. An interesting alternative for the treatment of such wastes is anaerobic. This study aimed to evaluate the performance of the system UASB reactor-anaerobic filter on wastewater treatment of slaughtering chickens. The study was conducted in a poultry slaughterhouse located in the metropolitan region of Belo Horizonte, Minas Gerais. The treatment system was composed of static sieve, grease trap, UASB reactor and anaerobic filter. The daily average flow of effluent from the abattoir was 30m³/day. The organic load applied to the UASB reactor was 0.71kg COD/m³.d. The monitoring system was performed by means of physico-chemical analysis of the influent and effluent of fat, UASB reactor and anaerobic filter. The parameters evaluated were: temperature, pH, chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total suspended solids (SS) and volatile suspended solids (VSS). The mean values for effluent BOD, COD and SS were 106, 290 and 56mg/L, respectively. The removal efficiency of BOD to the system ranged 83-99% for COD and 50-98%. The average removal efficiency of SS and SSV were 92%. We conclude that the system UASB reactor followed by anaerobic filter showed high performance in removing solids and organic load. Thus, these reactors become a viable alternative for treating wastewater slaughterhouses, offering good results in removing pollutants.
Assuntos
Animais , Matadouros , Galinhas , Efluentes Industriais , Reatores Biológicos/veterinária , Tratamento de Efluentes Industriais , Refrigeração/veterináriaRESUMO
RESUMO Esta pesquisa comparou o desempenho de um digestor anaeróbio de lodo sob diferentes estratégias operacionais. Foi avaliada a influência do aumento da carga orgânica volumétrica (COV) (OP I) e o efeito da redução do tempo de detenção hidráulica (TDH) (OP II e OP III) no processo anaeróbio. As cargas aplicadas variaram entre 0,5 e 4,5 kgSV.m-3.d-1 e o TDH foi reduzido de 15 a 5 dias. Produção de gás metano, degradação do material orgânico e a diversidade microbiana foram utilizadas para medição e comparação do desempenho do processo. Foram necessários períodos de aclimatação a cada nova COV aplicada o que levou às instabilidades na remoção de SV e DQO do lodo. A operação com TDH entre 7 e 5 dias apresentou as maiores eficiências de remoção de SV, superiores a 70%, o que influenciou positivamente na estabilidade do processo. As COV aplicadas de 2,5 e 3,5 kgSV.m-3.d-1 resultaram nas maiores produções de metano durante a OP I. Para TDH inferiores a sete dias a produção de CH4 foi prejudicada apesar da existência de microorganismos metanogênicos atuantes no digestor. Comparativamente, a estratégia de redução do TDH resultou em um melhor desempenho do sistema que a fixação da COV. Quanto menor o TDH aplicado, melhor os resultados obtidos na operação do digestor, sugerindo que a eficiência do processo é otimizada em sistemas de alta carga com operação em baixos tempos de detenção hidráulica.
ABSTRACT This study compared the performance of a pilot anaerobic sludge digester under different operating strategies. The influence of increasing organic loading rate - OLR (OP I) and the effect of hydraulic retention time - HRT reduction (OP II and OP III) in anaerobic process were evaluated. The applied loads ranged between 0.5 and 4.5 kgSV.m-3.d-1; HRT was reduced from 15 to 5 days. Production of methane, organic matter degradation and microbial diversity were used to measure and compare the system´s performance. Acclimation periods were taken for each new OLR applied, leading to instabilities in sludge VS and COD removals. The experimental time with HRT between 7 and 5 days showed the highest VS efficiency removals (higher than 70%), which positively influenced process stability. The applied OLR of 2.5 and 3.5 kgVS.m-3.d-1 resulted in higher yields of methane during OP I. CH4 production showed impaired with HRT lower than 7 days, although it was observed active methanogenic microorganisms in the digester. Comparatively, HRT reduction resulted in a better system performance than the increasing OLR approach. The lower HRT applied, the better the results obtained in the operation of the digester, suggesting that the process efficiency is optimized with high load operation at low hydraulic retention times.
RESUMO
A poluição da água e do solo causada pela suinocultura provoca impactos ambientais severos nas regiões produtoras. Uma alternativa eficiente para atenuar esse problema pode ser a utilização de reatores anaeróbios de alta taxa. Neste trabalho, avaliou-se o efeito das águas residuárias de suinocultura com concentrações de sólidos suspensos totais em torno de 6.000 mg.L−1 no desempenho do reator anaeróbio compartimentado, com três câmaras. O volume da primeira câmara foi de 210 L e da segunda e terceira de 160 L. O reator anaeróbio compartimentado foi submetido a tempos de detenção hidráulica de 56, 28 e 18 horas e a cargas orgânicas volumétricas de 5,0 a 10,1 g DQOtotal (L.d)−1. As maiores remoções de demanda química de oxigênio total, de 42 a 68%, e das produções volumétricas de metano, de 0,261 a 0,454 L CH4 (L reator d)−1, ocorreram na segunda câmara.
Water and soil pollution caused by the waste from the swine production causes severe environmental impacts in producing areas. An efficient alternative to reduce these impacts can be the use of high-rate anaerobic reactors. In this work, it was evaluated the effect of the swine wastewater with total suspended solids concentrations around 6.000 mg.L−1 in the anaerobic baffled reactor with three compartments. The volume of the first compartment was 210 L and of the second and third ones of 160 L. The anaerobic baffled reactor was submitted at hydraulic detention times of 56, 28 and 18 hours and to organic load rates of 5.0 to 10.1 g total COD (L.d)−1. The highest total COD removals, of 42 to 68%, and volumetric methane productions, of 0.261 to 0.454 L CH4 (L reactor d)−1, occurred in the second compartment.
RESUMO
Neste estudo avaliou-se o desempenho de um reator anaeróbio operado em batelada sequencial, em escala piloto, com volume total de 280 L, no tratamento de águas residuárias de suinocultura. As cargas orgânicas volumétricas aplicadas no reator foram de 4,42; 5,27; 9,33 e 11,79 g DQOtotal (L d)-1. As eficiências médias de remoção de DQOtotal, sólidos suspensos totais (SST) e sólidos suspensos voláteis (SSV) variaram de 56 a 87 por cento. O nitrogênio total Kjedahl (NTK), fósforo total (P-total) e magnésio (Mg) foram removidos com eficiências médias de 26 a 39 por cento. As produções volumétricas de metano variaram de 0,50 a 0,64 L CH4 (L reator d)-1 e não foram observadas diferenças significativas. As relações sólidos voláteis/sólidos totais (SV/ST) do lodo de tal reator variaram de 0,74 a 0,58. As maiores concentrações médias de nutrientes no lodo do reator foram para o nitrogênio, fósforo, ferro e cálcio, com valores de 30.610 a 64.400, 1.590 a 9.870, 6.180 a 8.700 e 1.180 a 6.760 mg kg-1 base seca, respectivamente.
In the present study, we evaluated an anaerobic sequencing batch reactor, in pilot scale and with a total volume of 280 L, for the treatment of swine wastewater. The organic loading rates applied in such reactor were 4.42; 5.27; 9.33 and 11.79 g CODtotal (L d)-1. The average efficiencies of removal of CODtotal total solids suspension (TSS) and volatile suspension solids (VSS) varied from 56 to 87 percent. The nutrients total Kjedahl nitrogen (TKN), total phosphorus (total P) and Mg were removed with average efficiencies from 26 to 39 percent. The volumetric methane productions varied from 0.50 to 0.64 L CH4 (L reactor d)-1 and did not present significant differences. The VS/TS relations of the aforementioned reactor's sludge varied from 0.74 to 0.58. The highest mean concentrations of nutrients in the reactor sludge were those of nitrogen, phosphorus, iron and calcium, with values from 30.610 to 64.400, 1.590 to 9.870, 6.180 to 8.700 and 1.180 to 6.760 mg kg-1 base dry, respectively.
RESUMO
Neste estudo avaliou-se o transporte de líquidos e a atenuação da carga orgânica do chorume de aterro sanitário em um solo arenoso fino, compactado com diferentes graus de compactação. Para tanto foram construídas colunas de 1 m do solo compactado com 75 (natural), 80, 85, 90 e 95% do Proctor Normal, que foram alimentadas com água e com chorume, sob condições não saturadas. Foram verificadas reduções sensíveis na permeabilidade do chorume e na remoção de DQO para as colunas submetidas a graus de compactação igual ou superior a 85%. Os resultados desta pesquisa mostram o grande potencial de uso deste solo compactado, em bases de aterros sanitários de pequeno porte, para a retenção da carga orgânica de chorume.
Water and leachate flow and COD attenuation through a fine sandy soil at different compaction degree were assessed, based on column tests results. Each column was 1.0 m deep and 0.097 m in diameter, and the soil was compacted with 75 (natural), 80, 85, 90 and 95% of Standard Proctor Test, to receive water or sanitary landfill leachate under unsaturated conditions. During the experiment, COD removal and leachate permeability reduction were very significant for columns with 85% or higher compaction levels. The results show the high potential of this practice to install simple system in small sanitary landfills, for leachate organic loading retention.
