Cláudio Milton Montenegro Campos

Avaliação do potencial de produção de biogás e da eficiência de tratamento do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) alimentado com dejetos de suínos

Com o presente trabalho de pesquisa objetivou-se avaliar a eficiencia na remocao de poluentes orgânicos e a producao de biogas de um sistema de tratamento de efluentes de dejetos de suinos em escala laboratorial (bancada). A pesquisa foi desenvolvida no Laboratorio de Analise de Agua do Departamento de Engenharia (LAADEG) da Universidade Federal de Lavras (UFLA). O sistema de tratamento foi constituido por um Tanque de Acidificacao e Equalizacao (TAE), Reator Anaerobio de Manta de Lodo (UASB) com medidor de biogas (gasometro) e uma Lagoa Aerada Facultativa (LAF). A alimentacao foi realizada em bateladas no TAE, onde o efluente liquido era bombeado para um sistema de aquecimento sendo entao introduzido no reator UASB e finalmente conduzido para polimento na LAF. O biogas acumulado na parte superior do UASB, apos passar por um equalizador de pressao, era canalizado e armazenado no gasometro. O valor medio do Tempo de Detencao Hidraulica (TDH) foi de 30 horas. Os valores medios de remocao da DQOT, DBO5, ST, STF e STV, foram: 1755, 670, 1089; 142 e 948 mg.L-1, respectivamente. As eficiencias de remocao da DQOT e DBO5 no reator UASB foram de 78 e 75%, respectivamente. A producao media de biogas e metano (CH4) foi de 0,14 e 0,10 L.d-1. O potencial de producao de CH4 em termos de DBO5 removida foi de 0,01 m3CH4.(kg.DBO removida )-1. O sistema apresentou boa eficiencia quanto a remocao de DQOT, DBO5 e Solidos.

Produção de biogás no tratamento dos efluentes líquidos do processamento de Coffea arabica L. em reator anaeróbico UASB para o potencial aproveitamento na secagem do café

It was studied the biogas production through the treatment of the wet processing coffee wastewaters (ARC) in an anaerobic treatment system in laboratorial scale. The system used was composed by one acidification and equalization tank (TAE), one anaerobic upflow sludge blanket reactor (UASB), one facultative aerated pond, one equalization tank and one gas tank. The treatment was carried out for 190 days and the pH was controlled for some periods by adding NaOH inside of the TAE or in the UASB. In the UASB reactor the maximum and minimum values obtained in the inlet were 235 to 7064 mg.L-1 for COD; 200 to 3913 mg.L-1 for BOD5, 500 to 11.153 mg.L-1 for TVS and 4,57 to 7,75 for pH. In the outlet of the UASB, the values were 39 to 2333 mg.L-1 for COD; 15 to 1300 mg.L-1 for BOD5, 272 to 2749 mg.L-1 for TVS and 6,16 to 7,93 for pH. The minimum and maximum values of the inlet flow were 0,18 to 1,56 L.h-1. The biogas presented a theoretical production of the 0,545 to 0,602 m3.Kg-1BOD5 and methane percentage from 48,60 to 68,14%.

Determination of kinetic parameters of a lab-scale upflow anaerobic sludge blanket reator (uasb) removing organic loading from swine manure effluents

Com a presente pesquisa, objetivou-se determinar os parâmetros cineticos de um reator anaerobio de manta de lodo (UASB-Upflow Anaerobic Sludge Blanket), em escala laboratorial, empregado para reduzir a carga orgânica poluidora de dejetos de suinos. Os trabalhos foram conduzidos no Laboratorio de Analise de Agua do Departamento de Engenharia LAADEG localizado no campus da UFLA, utilizando dejetos de suinos coletados da granja de suinos do Departamento de Zootecnia - DZO. O sistema de tratamento foi composto das seguintes unidades: tanque de acidificacao e equalizacao (TAE), reator anaerobio de manta de lodo (UASB) e lagoa aerada facultativa (LAF). Os tempos de detencao hidraulica (TDH) foram: 55; 39; 34; 24; 17; e 16 horas, adotados em funcao das cargas orgânicas biologicas e volumetricas. A temperatura media operacional no reator foi de 25±2oC. O levantamento cinetico utilizou os seguintes parâmetros: DQOT, Solidos Volateis Totais (SVT), Temperatura, Vazao e Perfil de Lodo no reator (SVT), e o numero de analises foram: 72; 72; 250; 250; e 30, respectivamente. As frequencias de analise foram duas vezes por semana para DQOT e Solidos Volateis Totais (SVT), diarias para a Temperatura e Vazao. Foram determinados os seguintes parâmetros cineticos: coeficiente de crescimento Y=0,3046 a 0,4231 mgDQO.mg SVT -1.d-1, coeficiente de decaimento Kd=0,0125 a 0,0173d-1, taxa maxima de crescimento imax=0,2835 a 0,03938d-1 e concentracao de substrato limitante Ks= 51,70 a 71,80 mg.L-1 de DQO. Os valores encontrados estao dentro da faixa descrita em literaturas especificas e foram determinados com base em estudos de regressao linear, oferecendo assim, respaldo tecnico cientifico aos dados fisicos e quimicos levantados durante a operacionalizacao do sistema.

Desenvolvimento e operação de reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) no tratamento dos efluentes da suinocultura em escala laboratorial

A atividade suinicola vem, desde meados da decada de 70, sendo uma das mais poluidoras atividades agroindustriais no Estado de Minas Gerais. Sendo assim, objetivou-se desenvolver um Reator Anaerobio de Manta de Lodo (UASB-Upflow Anaerobic Sludge Blanket) visando tratar os dejetos produzidos com maxima eficiencia dentro de um tempo e com custo reduzidos. Para tanto um experimento em escala laboratorial foi projetado e monitorado no Laboratorio de Analise de Agua do Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras (LAADEG), sendo composto por um Tanque de Acidificacao e Equalizacao (TAE), um Reator Anaerobio de Manta de Lodo e uma Lagoa Aerada Facultativa (LAF), o qual foi alimentado com fluxo continuo. As analises fisico-quimicas realizadas foram: DQO, DBO5, Solidos Totais (Fixos e Volateis), Temperatura, pH, Nitrogenio, Fosforo, Acidez e Alcalinidade Total. O sistema proporcionou eficiencia de remocao media de 93% de DQO, 84% de DBO5 e 85% de Solidos Totais Volateis, demonstrando adequada adaptacao aos diversos tempos de detencao hidraulica adotados (55, 40, 30, 25, 18 e 15 horas). Os parâmetros adotados na partida do reator UASB foram: COV: 1,11kgDQO.m-3.d-1, COB: 0,019 kgDBO5.kgSVT-1.d-1 e TDH: 55h.

Estudo da variação da concentração de metano no biogás produzido a partir das águas residuárias do café

The wastewater produced from wet coffee processing (WCP), originated from the coffee fruits, can produce great quantities of biogas, which, in turn, can be also used as an alternative or complementary energy source. In this research, we studied the variation of methane concentration produced by WCP in a laboratory-scale UASB reactor with anaerobic treatment. The samples were collected during a period of 86 days. The methane concentration was measured through gas solid chromatography (GSC). The production of biogas and methane ranged from 0.545 to 0.602 m3 kg-1DQO removed and from 0.382 a 0.421 m3 kg-1 DQO removed, respectively. Methane presence in the biogas ranged from 48.60% to 68.14 %. This variation was influenced by the following parameters: temperature, pH, acidity, and phenol compounds present in the WCP. As expected, greater concentrations of methane gas were verified during the periods when the pH close to neutral.

Start-up and Steady-State Conditions of an Anaerobic Hybrid Reactor (AHR) Using Mini-Filters Composed with Two Types of Support Medium Operating Under Low Loading Rates

ABSTRACT The present work aimed at studying the operational parameters of an Anaerobic Hybrid Reactor (AHR) removing organic matter of coffee wastewater with low concentration. The AHR was built similar to an UASB reactor, however the interior was filled with mini-filters composed by two types of support materials: expanded clay and rolled pebble. Three start-ups were accomplished in order to achieve the stationary state (steady-state). Three hydraulic retention times were appraised: 28.5; 24.0 and 18.0 h, obtaining a volumetric loading rate (VLR) of 0.70; 0.56; 0.54 kg COD m -3 d -1 and a biological organic loading rate (BOLR) of 0.0156; 0.0103 and 0.01213 kg BOD 5 kg TVS -1 d -1 . Due to the decrease in the concentration of organic matter in the influent, the endogen process started to occur on the biomass lowering the methanogenic process. Key words : environmental chemistry, coffee wastewater, biodegradation, optimization process * Author for correspondence: erlonlopes@gmail.com

Monitoramento de parâmetros físicos, químicos e biológicos em um reator anaeróbio híbrido (RAH) em escala piloto, tratando água residuária do café produzido por via úmida

Conduziu-se este trabalho, com o objetivo de fornecer informacoes a respeito da investigacao experimental realizada na estacao piloto no Nucleo de Estudos em Cafeicultura (NECAF/UFLA), para tratamento de agua residuaria do cafe (ARC) especificamente, o monitoramento de um Reator Anaerobio Hibrido (RAH), utilizando minifiltros preenchidos com dois tipos de meio suporte (argila expandida e seixo rolado). O RAH possuia fundo falso e foi utilizado como inoculo lodo anaerobio de Upflow anaerobic sludge blanket reator (reator anaerobio de manta de lodo) - UASB (escala-plena), de esgoto domestico. O sistema foi monitorado por meio de parâmetros operacionais e de analises quimicas e fisico-quimicas. Foi constatado que a fase experimental em que se deu o experimento dificultou a eficiencia do RAH por ter sido submetido a cargas inferiores as previstas, uma vez que o efluente passava por tratamento em outras unidades, minimizando assim, a concentracao orgânica a ser tratada. O RAH apresentou concentracoes afluentes medias de: 484; 168 e 92 mg DQOtot L-1 e concentracoes efluentes medias de 344; 159 e 90 mg DQOtot L-1, para os tempos de detencao hidraulica (TDH) de 28,5; 23,7 e 18,0 horas, respectivamente. O RAH apresentou equilibrio com relacao aos parâmetros medidos e boa estabilidade. O efluente analisado nao apresentou riscos de salinidade, uma vez que a CE ficou na faixa, entre 0,70 e 3,0 dS m-1 e os SDT, entre 450 a 2000 mg L-1. Quanto a sodificacao, a Razao de Adsorcao de Sodio (RAS) ficou entre 0 e 3 e a CE>0,7 dS m-1, podendo ser reutilizado para irrigacao da maioria das culturas e solos.

Uso de lagoa aerada facultativa como polimento do reator anaeróbio de manta de lodo UASB no tratamento de dejetos de suínos em escala laboratorial

Nowadays the agro-industry activities have not only focused its direction to the production increasing, but also, to the environmental preservation. The swine production is amo doubt, an activity, which can be considered, one of the most pollutants, mainly in the Minas Gerais State (BRAZIL). Therefore, this research aimed at developing and operating an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB), followed by an Aerobic Facultative Pound (AFP) (Lab-Scale), with the objective of treating the liquid effluent originated from swine with the maximum efficiency and lower costs. The experiment was carried out in the Laboratory of Water Analysis of the Engineering Department of the Federal University of Lavras (UFLA). The system was assembled with an Acidification Equalization Tank (AET), an UASB reactor and an Aerobic Facultative Pound (AFP) for polishing the UASB effluent. The physical-chemical analysis carried out through out the experiment, were: pH, BOD5, CODT, Total Solids, Temperature, Nitrogen, Phosphorus, Alkalinity, and total acidity. The AFP unity showed an average efficiency of 83 and 42% for remooing CODT and total Nitrogen, respectively. The whole system operated with an average of 93, 84 and 85% of CODT, BOD5 and Total Volatile Solids, respectively.

Avaliação da eficiência do reator UASB tratando efluente de laticínio sob diferentes cargas orgânicas

Avaliou-se o desempenho de um reator anaerobio de manta de lodo (UASB) em escala laboratorial quanto a eficiencia na remocao da carga poluidora, utilizando como substrato leite tipo B, diluido com concentracao media de 2.500 mg.L-1, similar aos efluentes de laticinios quando descartado o soro. Durante os 205 dias de operacao, o reator foi avaliado em relacao a eficiencia, de acordo com a carga orgânica volumetrica (COV) aplicada. O incremento da COV aplicada foi realizado com a reducao do tempo de detencao hidraulica; com isso, os TDH(s) medios aplicados no reator foram de 12, 20, 18 e 16 horas. A carga orgânica biologica (COB) inicial, ou seja, de partida, foi de 0,054 kgDBO.kgSVT-1.dia-1. O reator apresentou eficiencias de 24, 43, 52 e 39%, na remocao de DQOT, e 22, 22, 17 e 17% na remocao de solidos totais para os respectivos TDH(s) aplicados. Os melhores resultados do reator UASB na remocao de materia orgânica foram obtidos com os TDH (s) de 20 e 18 horas. Nas condicoes de temperatura, carga orgânica volumetrica (COV) e tempo de detencao hidraulica (TDH) aplicados, o reator demonstrou boas condicoes de tamponamento, sendo desnecessaria a correcao do pH, o que significa minimizacao de custos.

Characterization of an acidification and equalization tank (AET) operating as a primary treatment of swine liquid effluent

This work evaluated the potential of the acidification equalization tank (AET) used as a primary treatment unit, treating the hog farming wastewater. The treatment system consisted of a degritter with a triangular-notch weir, for measuring the flow, a static sieve, and an acidification and equalization tank (AET), an anaerobic baffled reactor (ABR), an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, a settling tank, a greenhouse for fertirrigation and two infiltration ponds. The AET had a net capacity of 8,000 liters, internally covered with asphalt blanket, worked based on surface loading rates application. The unit operated continuously, with its flow varying from 0.1 to 10 L s-1. To determine the efficiency, the following parameters were measured: pH; COD; BOD; volatile and fixed solids; settleable solids; total, intermediate and partial alkalinity and total acidity. The COD removal varied from 5 to 20%. The average pH was 7.3 and the total, intermediate and partial alkalinity in the effluent, were 1919, 846, 1197 mg L-1, respectively. The total acidity in the effluent was 34 mg L-1. The influent and effluent total BOD and oil & grease concentrations were 3436 and 3443 mg L-1, and 415 and 668 mg L-1, respectively. It was found that the AET worked properly concerning the acidification, equalization and sedimentation processes, confirming low cost of implementation and easy operation, when compared to other traditional decanters.