Efeito das taxas de recirculação e das cargas orgânicas nos grânulos da manta de lodo de reatores UASB utilizados no processamento da vinhaça de cana-de-açúcar visando à produção de metano (2019)
- Authors:
- Autor USP: ALVES, INAÊ - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- DOI: 10.11606/T.18.2019.tde-11062021-114417
- Subjects: REATORES ANAERÓBIOS; VINHAÇA; CANA-DE-AÇÚCAR; GRANULOMETRIA; REATORES ANAERÓBIOS
- Keywords: Dimensão granular; Estrutura granular; Grânulos; Manta de lodo; Resistência granular
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Quatro reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) em escala piloto, foram utilizados neste estudo para processamento anaeróbio da vinhaça, proveniente da produção de álcool de cana-de-açúcar. Os reatores, R1, R2, R3 e R4, foram inoculados com lodo anaeróbio granulado; submetidos a diferentes taxas de recirculação - 50, 100, 200 e 400% respectivamente - e ao aumento gradativo da carga orgânica volumétrica (COV) de 0,3 a 20 gDQOL^[-1]d^[-1]. O objetivo do estudo foi o acompanhamento do efeito que essas mudanças operacionais provocam na manta de lodo granular e associar as características dos grânulos à eficiência global do sistema. Para tanto, realizaram-se análises físicas, químicas e biológicas na manta de lodo, durante o incremento da COV. Estudaram-se a distribuição de dimensão, a resistência, a composição de metais e a estrutura microbiana dos grânulos em diferentes condições operacionais. O tamanho dos grânulos analisados variou de 0,4 a 5,0 mm em todas as amostras, no inóculo e nos quatro reatores. Os reatores submetidos às maiores porcentagens de recirculação, R3 e R4, apresentaram na COV mais baixa analisada (5 gDQOL^[-1]d^[-1]) maior frequência de grânulos na faixa entre 1,6 e 2,0 mm de diâmetro, com 39,4 e 37% de frequência, respectivamente. O contínuo aumento de carga orgânica e velocidade ascensional provocou redução do diâmetro granular para a menor faixa estabelecida (0,4 a 1,0 mm). Na maior COV analisada (20 gDQOL^[-1]d^[-1]) R3 e R4apresentaram 63,6 e 79,1% de grânulos com diâmetro médio na faixa 0,4 a 1,0 mm, respectivamente. Os reatores submetidos a menores porcentagens de recirculação, R1 e R2, em todas as COV analisadas, apresentaram diâmetro médio de grânulos na menor faixa estabelecida (0,4 a 1,0 mm). O incremento gradativo de carga orgânica e velocidade ascensional provocou aumento da frequência de grânulos na menor faixa de diâmetro: R1 passou de 47,8 para 87,9% e R2 de 39,4 para 52,1% A agitação de 770 s^[-1] aplicada aos grânulos reforçou que a agitação hidráulica dentro do reator causou redução no diâmetro granular. Em todos os reatores foram visualizados organismos metanogênicos do gênero Methanosarcina e Methanosaeta. Na quantidade fornecida e devido à lenta exposição dos microrganismos à água residuária, os metais presentes na vinhaça não foram prejudiciais a atividade microbiana. Zinco, ferro, magnésio, cálcio, sódio e potássio apareceram de forma expressiva dentre as substâncias encontradas na água residuária. As análises de PCR e DGGE mostraram que a população metanogênica foi mais estável que a de bactérias para os reatores. Foi possível concluir que a recirculação do efluente auxiliou a operação dos reatores e que o reator R2 mostrou ser mais estável, em relação aos demais reatores, quando avaliado todos os parâmetros conjuntamente
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2019
- Data da defesa: 01.04.2019
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ABNT
ALVES, Inaê. Efeito das taxas de recirculação e das cargas orgânicas nos grânulos da manta de lodo de reatores UASB utilizados no processamento da vinhaça de cana-de-açúcar visando à produção de metano. 2019. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-11062021-114417/. Acesso em: 03 jun. 2024. -
APA
Alves, I. (2019). Efeito das taxas de recirculação e das cargas orgânicas nos grânulos da manta de lodo de reatores UASB utilizados no processamento da vinhaça de cana-de-açúcar visando à produção de metano (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-11062021-114417/ -
NLM
Alves I. Efeito das taxas de recirculação e das cargas orgânicas nos grânulos da manta de lodo de reatores UASB utilizados no processamento da vinhaça de cana-de-açúcar visando à produção de metano [Internet]. 2019 ;[citado 2024 jun. 03 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-11062021-114417/ -
Vancouver
Alves I. Efeito das taxas de recirculação e das cargas orgânicas nos grânulos da manta de lodo de reatores UASB utilizados no processamento da vinhaça de cana-de-açúcar visando à produção de metano [Internet]. 2019 ;[citado 2024 jun. 03 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-11062021-114417/ - Caracterização de grânulos de reator UASB empregado no processamento de vinhaça
- Hydraulic and organic rates applied to pilot scale UASB reactor for sugar cane vinasse degradation and biogas generation
- Restart-up of a pilot scale UASB reactor treating sugarcane vinasse after the off-season period
- Determining the distribution of granule diameter from biological sludge
- Methane production in a UASB reactor from sugarcane vinasse: shutdown or exchanging substrate for molasses during the off-season?
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2019.tde-11062021-114417 (Fonte: oaDOI API)
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