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Anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in fluidized bed reactor by microbial consortia in different support materials

OLIVEIRA, Lorena Lima de; COSTA, Rachel Biancalana; OKADA, Dagoberto Yukio; VICH, Daniele Vital; DUARTE, Iolanda Cristina Silveira; SILVA, Edson Luiz; VARESCHE, Maria Bernadete Amancio
Fonte: ELSEVIER SCI LTD Publicador: ELSEVIER SCI LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
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66.35%
Four anaerobic fluidized bed reactors filled with activated carbon (R1), expanded clay (R2), glass beads (R3) and sand (R4) were tested for anaerobic degradation of LAS. All reactors were inoculated with sludge from a UASB reactor treating swine wastewater and were fed with a synthetic substrate supplemented with approximately 20 mg l(-1) of LAS, on average. To 560 mg l(-1) COD influent, the maximum COD and LAS removal efficiencies were mean values of 97 +/- 2% and 99 +/- 2%, respectively, to all reactors demonstrating the potential applicability of this reactor configuration for treating LAS. The reactors were kept at 30 degrees C and operated with a hydraulic retention time (HRT) of 18 h. The use of glass beads and sand appear attractive because they favor the development of biofilms capable of supporting LAS degradation. Subsequent 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis of samples from reactors R3 and R4 revealed that these reactors gave rise to broad microbial diversity, with microorganisms belonging to the phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria and Proteobacteria, indicating the role of microbial consortia in degrading the surfactant LAS. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.; FAPESP, Brazil[05/58968-4]

Biohydrogen production in anaerobic fluidized bed reactors: Effect of support material and hydraulic retention time

BARROS, Aruana Rocha; AMORIM, Eduardo Lucena Cavalcante de; REIS, Cristiane Marques; SHIDA, Gessia Momoe; SILVA, Edson Luiz
Fonte: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD Publicador: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
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86.46%
This study evaluated two different support materials (polystyrene and expanded clay) for biohydrogen production in an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) treating synthetic wastewater containing glucose (4000 mg L(-1)). The AFBRs contained either polystyrene (R1) or expanded clay (R2) as support materials were inoculated with thermally pre-treated anaerobic sludge and operated at a temperature of 30 degrees C and a pH of approximately 5.5. The AFBRs were operated with a range of hydraulic retention times (HRTs) between 1 and 8 h. For R1 with an HRT of 2 h, the maximum hydrogen yield (HY) was 1.90 mol H(2) mol(-1) glucose, with 0.805 mg of biomass (as total volatile solids, or TVS) attached to each g of polystyrene. For R2 operated at an HRT of 2 h, the maximum HY was 2.59 mol H(2) moll glucose, with 1.100 mg of attached biomass (as TVS) g(-1) expanded clay. The highest hydrogen production rates (HPR) were 0.95 and 1.21 L h(-1) L(-1) for R1 and R2, respectively, using an HRT of 1 h. The H(2) content increased from 16-47% for R1 and from 22-51% for R2. No methane was detected in the biogas produced throughout the period of AFBR operation. These results show that the values of HY, HPR, H(2) content, and g of attached biomass g(-1) support material were all higher for AFBRs containing expanded clay than for reactors containing polystyrene. (C) 2010 Professor T. Nejat Veziroglu. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.; FAPESP; CNPq; CAPES

Long-term stability of hydrogen and organic acids production in an anaerobic fluidized-bed reactor using heat treated anaerobic sludge inoculum

SHIDA, Gessia Momoe; BARROS, Aruana Rocha; REIS, Cristiane Marques dos; AMORIM, Eduardo Lucena Cavalcante de; DAMIANOVIC, Marcia Helena Rissato Zamariolli; SILVA, Edson Luiz
Fonte: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD Publicador: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
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96.4%
This study evaluates the stability of hydrogen and organic acids production in an anaerobic fluidized-bed reactor (AFBR) that contains expanded clay (2.8-3.35 mm in diameter) as a support medium and is operated on a long-term basis. The reactor was inoculated with thermally pre-treated anaerobic sludge and operated with decreasing hydraulic retention time (HRT), from 8 h to 1 h, at a controlled temperature of 30 degrees C and a pH of about 3.8. Glucose (2000 mg L(-1)) was used as the substrate, generating conversion rates of 92-98%. Decreasing the HRT from 8 h to 1 h led to an increase in average hydrogen-production rates, with a maximum value of 1.28 L h(-1) L(-1) for an HRT of 1 h. In general, hydrogen yield production increased as HRT decreased, reaching 2.29 mol of H(2)/mol glucose at an HRT of 2 h and yielding a maximum hydrogen content of 37% in the biogas. No methane was detected in the biogas throughout the period of operation. The main soluble metabolites (SMP) were acetic acid (46.94-53.84% of SMP) and butyric acid (34.51-42.16% of SMP), with less than 15.49% ethanol. The steady performance of the AFBR may be attributed to adequate thermal treatment of the inoculum, the selection of a suitable support medium for microbial adhesion...

Anaerobic fluidized bed reactor with expanded clay as support for hydrogen production through dark fermentation of glucose

AMORIM, Eduardo Lucena Cavalcante de; Barros, Aruana Rocha; Damianouic, Márcia Helena Rissato Zamariolli; Luiz, Edson da Silva
Fonte: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD Publicador: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
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96.49%
This study evaluated hydrogen production in an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) fed with glucose-based synthetic wastewater. Particles of expanded clay (2.8-3.35 mm) were used as a support material for biomass immobilization. The reactor was operated with hydraulic retention times (HRT) ranging from 8 to 1 h. The hydrogen yield production increased from 1.41 to 2.49 mol H(2) Mol(-1) glucose as HRT decreased from 8 to 2 h. However, when HRT was 1 h, there was a slight decrease to 2.41 mol H(2) Mol(-1) glucose. The biogas produced was composed of H(2) and CO(2), and the H(2) content increased from 8% to 35% as HRT decreased. The major soluble metabolites during H(2) fermentation were acetic acid (HAc) and butyric acid (HBu), accounting for 36.1-53.3% and 37.7-44.9% of total soluble metabolites, respectively. Overall, the results demonstrate the potential of using expanded clay as support material for hydrogen production in AFBRs. (c) 2008 International Association for Hydrogen Energy. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.; CNPq[141197/2007-2]; CNPq[130551/2007-4]; CNPq[152215/2007-7]; FAPESP[05/51702-9]; FAPESP[07/58564-6]

Performance and composition of bacterial communities in anaerobic fluidized bed reactors for hydrogen production: Effects of organic loading rate and alkalinity

Shida, Gessia Momoe; Sader, Leandro Takano; Cavalcante de Amorim, Eduardo Lucena; Sakamoto, Isabel Kimiko; Maintinguer, Sandra Imaculada; Saavedra, Nora Katia; Amancio Varesche, Maria Bernadete; Silva, Edson Luiz
Fonte: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD; OXFORD Publicador: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD; OXFORD
Tipo: Artigo de Revista Científica
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76.18%
This study evaluated the effects of the organic loading rate (OLR) and pH buffer addition on hydrogen production in two anaerobic fluidized bed reactors (AFBRs) operated simultaneously. The AFBRs were fed with glucose, and expanded clay was used as support material. The reactors were operated at a temperature of 30 degrees C, without the addition of a buffer (AFBR1) and with the addition of a pH buffer (AFBR2, sodium bicarbonate) for OLRs ranging from 19.0 to 140.6 kg COD m(-3) d(-1) (COD: chemical oxygen demand). The maximum hydrogen yields for AFBR1 and AFBR2 were 2.45 and 1.90 mol H-2 mol(-1) glucose (OLR of 84.3 kg COD m(-3) d(-1)), respectively. The highest hydrogen production rates were 0.95 and 0.76 L h(-1) L-1 for AFBR1 and AFBR2 (OLR of 140.6 kg COD m(-3) d(-1)), respectively. The operating conditions in AFBR1 favored the presence of such bacteria as Clostridium, while the bacteria in AFBR2 included Clostridium, Enterobacter, Klebsiella, Veillonellaceae, Chryseobacterium, Sporolactobacillus, and Burkholderiaceae. Copyright (C) 2012, Hydrogen Energy Publications, LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.; CNPq; CNPq; CAPES; CAPES; FAPESP; FAPESP

Microbial characterization and removal of anionic surfactant in an expanded granular sludge bed reactor

Delforno, Tiago Palladino; Okada, Dagoberto Yukio; Polizel, Juliana; Sakamoto, Isabel Kimiko; Varesche, Maria Bernadete Amancio
Fonte: ELSEVIER SCI LTD; OXFORD Publicador: ELSEVIER SCI LTD; OXFORD
Tipo: Artigo de Revista Científica
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56.48%
This study evaluated linear alkylbenzene sulfonate removal in an expanded granular sludge bed reactor with hydraulic retention times of 26 h and 32 h. Sludge bed and separator phase biomass were phylogenetically characterized (sequencing 16S rRNA) and quantified (most probable number) to determine the total anaerobic bacteria and methanogenic Archaea. The reactor was fed with a mineral medium supplemented with 14 mg l(-1) LAS, ethanol and methanol. The stage I-32 h consisted of biomass adaptation (without LAS influent) until reactor stability was achieved (COD removal >97%). In stage II-32 h, LAS removal was 74% due to factors such as dilution, degradation and adsorption. Higher HRT values increased the LAS removal (stage III: 26 h - 48% and stage IV: 32 h - 64%), probably due to increased contact time between the biomass and LAS. The clone libraries were different between samples from the sludge bed (Synergitetes and Proteobacteria) and the separator phase (Firmicutes and Proteobacteria) biomass. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.; FAPESP; Fapesp; CNPq; CNPq

Aplicação de coagulantes no afluente de reator anaeróbio de leito expandido alimentado com esgoto sanitário. ; Application of coagulants to anaerobic expanded bed reactor influent fed by domestic wastewater

Santos, Hélio Rodrigues dos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/04/2001 PT
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126.61%
Os reatores anaeróbios de tratamento de esgoto possibilitam elevada remoção de matéria orgânica, com menor custo em comparação com os processos aeróbios. Entretanto, esses reatores geralmente são pouco eficientes na remoção de nutrientes e seu efluente pode apresentar valores relativamente elevados de DQO e de sólidos suspensos. Por isso, investigou-se a aplicação de cloreto férrico e auxiliares de floculação no afluente de um reator anaeróbio de leito expandido em escala real (Volume = 32 m3; TDH = 3,2 h), no intuito de elevar as eficiências de remoção de DQO, turbidez, fósforo e sólidos. Foram realizados testes de Atividade Metanogênica para avaliar a toxicidade do cloreto férrico ao lodo do reator, mas nenhum efeito tóxico foi detectado para concentrações de até 500 mg FeCl3/l. Em seguida, foram realizados testes em reator de bancada (jar test), quando foi investigado o uso de cloreto férrico (dosagens entre 40 e 200 mg/l) em conjunto com um polímero catiônico, um polímero aniônico e amido natural de batata (dosagens entre 0,5 e 2,0 mg/l), sendo obtidos os melhores resultados com cloreto férrico e polímero aniônico. As eficiências médias diárias de remoção no reator de leito expandido foram elevadas de 64% para 71%...

Coagulação/precipitação de efluentes de reator anaeróbio de leito expandido e de sistema de lodo ativado precedido de reator UASB, com remoção de partículas por sedimentação ou flotação; Coagulation/precipitation of effluents from anaerobic expanded bed reactor and activated sludge system preceded by UASB reactor, with particle removal by sedimentation or flotation

Santos, Hélio Rodrigues dos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 08/06/2006 PT
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96.57%
Os reatores anaeróbios de concepção mais moderna (e.g., UASB e RALEx) possibilitam a remoção de 65 a 75% de matéria orgânica do esgoto sanitário, com custos de implantação e operação relativamente baixos, em comparação com os processos aeróbios convencionais. Entretanto, esses reatores geralmente são pouco eficientes na remoção de nutrientes e seus efluentes podem apresentar concentrações relativamente elevadas de material orgânico e de sólidos suspensos. Para melhorar a qualidade dos efluentes desses reatores, algumas configurações de pós-tratamento têm sido empregadas no Brasil, dentre as quais os sistemas de lodo ativado e a coagulação/precipitação com sais metálicos, geralmente seguida de flotação por ar dissolvido. Nesta pesquisa, foi avaliada a aplicabilidade da coagulação/precipitação com cloreto férrico, a partir de testes em unidades de coagulação em escala de bancada (jar test e flotateste), para três sistemas de pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, a saber: coagulação/precipitação do efluente de um reator anaeróbio (RALEx); co-precipitação em um sistema de lodo ativado; e pós-precipitação do efluente do sistema de lodo ativado. Cada um desses sistemas foi testado com separação de sólidos por sedimentação ou por flotação por ar dissolvido...

Avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível; Granulated tread of scrap tires as support for the development of biofilms in an expanded bed anaerobic reactor

Niciura, Cristiano Luchesi
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 24/06/2005 PT
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66.51%
A presente pesquisa teve como objetivo a avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada (BPIT) como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível (RALEx), em escala plena, com volume de 32m3, empregado no tratamento de esgoto sanitário. A utilização desse material como suporte apresentou-se como proposta inovadora, com grande potencial de aplicação. Para partida do sistema foram utilizados 6,0m3 de lodo proveniente do reator UASB da Estação de Tratamento de Esgoto Jardim das Flores de Rio Claro – SP, tendo sido alcançado o equilíbrio dinâmico aparente após 80 dias de operação. A BPIT mostrou-se eficiente como recheio do RALEx, tendo em vista que promoveu remoção média de 70% de matéria orgânica, em termos de DBO (amostras não filtradas), quando operado com tempo de detenção hidráulico médio de 3,2h, velocidade ascensional média de 5,7m/h (sem recirculação do efluente), e carga orgânica volumétrica média de 5,4kgDQO/m3.dia. A remoção média de sólidos em suspensão no sistema foi de 65% (com teor residual no efluente de 95mg/L) e a porcentagem de metano no biogás manteve-se próxima a 65%. Assim como os demais reatores anaeróbios, verificou-se que a remoção de nitrogênio e fósforo no RALEx foi relativamente baixa...

Reator anaeróbio-aeróbio de leito fixo, com recirculação da fase líquida, aplicado ao tratamento de esgoto sanitário; Anaerobic-aerobic fixed bed reactor, with recycle of the liquid phase, applied to the treatment of domestic sewage

Oliveira Netto, Antonio Pedro de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/03/2007 PT
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66.44%
Este trabalho avaliou o desempenho de um sistema que combina os processos anaeróbio e aeróbio, para tratamento de esgoto sanitário, operado de modo contínuo sem e com recirculação da fase líquida. A combinação dos processos anaeróbio e aeróbio tem como objetivo aproveitar as vantagens de cada um, minimizando seus aspectos negativos. Foi utilizado um reator, em escala de bancada, de leito fixo e fluxo contínuo de escoamento ascendente com argila expandida e espuma de poliuretano como suportes de imobilização da biomassa. O desempenho do sistema foi avaliado em três diferentes tempos de detenção hidráulica (TDH), 6, 8 e 10 horas, na fase anaeróbia, nos quais os melhores valores de remoção de matéria orgânica chegaram a 80%, com valores de DQO efluente abaixo de 150 mg/L. Com a inserção da fase aeróbia ao sistema (TDH de aproximadamente 11 horas, sendo 8 horas para a fase anaeróbia e 3 horas para a fase aeróbia), a eficiência subiu para mais de 90% com DQO efluente abaixo dos 50 mg/L. A nitrificação ocorreu perto do 15° dia operacional do sistema combinado e estava praticamente estável ao fim dessa etapa operacional. Após o 20º dia de operação as concentrações de nitrito mantiveram-se sempre baixas...

Produção de hidrogênio e ácidos orgânicos por fermentação acidogênica em reator anaeróbio de leito fluidificado; Hydrogen and volatile fatty acids production by acidogenic fermentation in anaerobic fluidized bed reactor

Shida, Gessia Momoe
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/04/2008 PT
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96.5%
A matéria orgânica presente nas águas residuárias representa uma matéria prima barata para integrar o processo de digestão anaeróbia e gerar fontes de energia alternativas, como o hidrogênio. O hidrogênio pode substituir os combustíveis fósseis não renováveis e diminuir as emissões de gases do efeito estufa responsável por grande parte da mudança climática global. A combustão do hidrogênio com o oxigênio produz somente vapor d'água e representa 2,75 vezes mais conteúdo de energia que qualquer hidrocarboneto. Além disso, os ácidos orgânicos gerados no processo podem ser utilizados como fonte de carbono para a produção de metano, hidrogênio por organismos fototróficos e biopolímeros e, para a remoção de nutrientes biológicos. A produção de hidrogênio tem sido estudada em reatores de crescimento suspenso e de crescimento imobilizado como o reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), reator anaeróbio de leito fixo e reator anaeróbio de leito fluidificado. O objetivo desse estudo foi avaliar a produção de hidrogênio e ácidos orgânicos em um reator anaeróbio de leito fluidificado contendo argila expandida como material suporte. O reator tinha 190 cm de altura, 5 cm de diâmetro interno e um volume de 4192 'CM POT.3'. O reator foi inoculado com lodo pré-tratado termicamente a 90°C por 10 minutos para o enriquecimento do inóculo acidogênico. O sistema foi operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 8...

Reator de leito expandido em escala plena com zonas anaeróbia e aeróbia sobrepostas: remoção conjunta de matéria orgânica e nutrientes e estudo do comportamento microbiológico do biofilme, por respirometria e microsensor de OD; Full scale expanded bed reactor with overlaid anaerobic and aerobic zones: joint removal of organic matter and nutrients and the study of microbiological biofilm behavior and DO microsensor

Siman, Renato Ribeiro
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 15/06/2007 PT
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66.52%
A presente pesquisa teve a intenção de desenvolver reator biológico de 159 'M POT.3' de volume total, com leito de carvões granulares (ativado e antracito) expandido e parcialmente aerado, para promover remoções de matéria orgânica e nutrientes (N e P) do esgoto sanitário, devido a manutenção de ambientes anaeróbio e aeróbio, estratificados ao longo da altura do reator e ao longo do biofilme cultivado em seu interior. Para avaliar o impacto das modificações operacionais no comportamento biológico dos microrganismos presentes no reator, foram aplicados métodos para análise das atividades nitrificante (ANE), desnitrificante (ADE) e metanogênica (PME), embasados em testes respirométricos padrões descritos na literatura. A estratificação reacional também foi estudada dentro de filmes biológicos com a ajuda de microsensores amperométricos de OD em testes de bancada. Assim, após 451 dias de operação, foi possível verificar remoções médias de 'DQO IND.F', NTK e fosfato total de, respectivamente 78%, 56% e 42%, quando o reator foi operado por 66 dias com tempo de detenção hidráulica médio de 8,8 h, injetor de oxigênio puro, instalado após placa de orifício em linha de recirculação aerada, a qual funcionava pressurizada (3 a 4 bar) e com razão média de recirculação igual a 3...

Tratamento de esgoto sanitário em um reator de leito expandido em escala plena, operado com regiões anaeróbia e aeróbia sobrepostas; Treatment of sanitary wastewater in a full scale expanded bed reactor, operated with overlap anaerobic and aerobic regions

Silva, Rafael Ceribelli da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/06/2009 PT
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96.59%
A presente pesquisa teve como objetivo principal a avaliação do desempenho de um reator de leito expandido (159,0 'M POT.3'), em escala plena, operado sob condições anaeróbia e anaeróbia-aeróbia sobrepostas, tratando esgoto sanitário. Como objetivos específicos, foi avaliado o uso de areias comerciais para complementação do leito de partículas, bem como a distribuição do material suporte ao longo da altura do reator. Além disso, houve a simulação da flotação do efluente do sistema a fim de otimizar a eficiência na remoção de sólidos, visto pela ineficiência do sistema na separação dos sólidos biológicos. Dentre os materiais selecionados para compor o leito de partículas, foi escolhida a areia com tamanho médio dos grãos igual a 0,69 mm e massa específica de 2690 kg.'M POT.-3'. Esta pesquisa foi dividida em duas etapas experimentais, sendo que a primeira o sistema foi operado somente sob a condição anaeróbia, enquanto na segunda, o sistema foi submetido à condição anaeróbia e aeróbia sobrepostas. Para a primeira etapa, o sistema obteve maior eficiência na remoção de matéria orgânica, com TDH de 14 horas, quando foi removido 0,84 kgDQObruta/'M POT.3'.dia, sendo que foi aplicado 1,26 kgDQObruta/'M POT.3'.dia. As eficiências médias de remoção de DQObruta...

Efeito da concentração de glicose e da alcalinidade na produção de hidrogênio em reator anaeróbio de leito fluidificado; Effect of glucose concentration and alkalinity in the hydrogen production in anaerobic fluidized bed

Amorim, Eduardo Lucena Cavalcante de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 12/11/2009 PT
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86.4%
O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da adição de alcalinidade, da concentração da glicose e da taxa de carregamento orgânico na produção de hidrogênio e ácidos orgânicos em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF), contendo argila expandida (2,8 - 3,35 mm) como material suporte para adesão microbiana. Foram utilizados oito reatores idênticos, sendo quatro deles operados sem adição de alcalinidade, e com concentração de glicose de 2000, 4000, 10000 e 25000 mg/L, respectivamente. Outros quatro reatores operados com adição de alcalinidade, e com as mesmas concentrações de glicose cada um. Os reatores foram inoculados com lodo anaeróbio pré-tratado termicamente, operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) decrescente de 8 h a 1 h à temperatura controlada de 30°C. Foi constatada produção volumétrica de hidrogênio máxima de 1,58 L/h.L, para o reator operado com 10000 mg/L de glicose com adição de alcalinidade (R10CA) e um rendimento máximo de 2,52 mol 'H IND.2'/mol glicose, para o reator operado com 4000 mg/L de glicose com adição de alcalinidade (R4CA). O biogás produzido foi composto de 'H IND.2' e 'CO IND.2'. Em ambos os reatores, o conteúdo de hidrogênio aumentou com a redução do TDH de 8 h para 1 h...

Remoção de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) e caracterização microbiana em reator anaeróbio de leito fluidificado; Removal of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) and microbial characterization in anaerobic fluidized bed reactor

Oliveira, Lorena Lima de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 19/02/2010 PT
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86.59%
Nesse trabalho foi estudado a degradação anaeróbia do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS), um surfactante amplamente utilizado na fabricação de detergentes e presente em esgoto doméstico e águas residuárias industriais. Para isso foi utilizado reator anaeróbio de leito fluidificado em escala de bancada (1,2 L) preenchido com material suporte para imobilização da biomassa. Quatro diferentes suportes foram testados previamente em reatores de leito fluidificado em menor escala (350 ml): carvão ativado (R1), argila expandida (R2), pérolas de vidro (R3) e areia (R4). Todos os reatores foram inoculados com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentados com substrato sintético acrescido de LAS. Os reatores foram mantidos a 30°C e operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 18 horas. Foi possível constatar que os quatro reatores foram aptos na remoção de matéria orgânica (acima de 84%) e LAS (acima de 81%), respectivamente para concentração inicial média de 550 mg/L e 16,5 mg/L. No entanto, carvão ativado e argila expandida sofreram processo de fragmentação durante a operação do reator. Assim, areia foi o material escolhido para preencher o reator em escala de bancada devido aos bons resultados de remoção do LAS (99%)...

Produção de hidrogênio em reator anaeróbio de leito fluidificado termofílico com vinhaça como substrato orgânico; Hydrogen production in thermophilic anaerobic fluidized bed reactor treating stillage as organic substrate

Santos, Samantha Christine
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/03/2014 PT
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66.23%
O presente estudo teve como principal objetivo avaliar a capacidade de produção contínua de hidrogênio, sob condições termofílicas (55ºC), a partir de diferentes concentrações de vinhaça de cana-de-açúcar em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) utilizando argila expandida como material suporte para adesão microbiana. Foram utilizados cinco reatores de idêntica configuração, denominados R5, R10, R15, R20 e R30, com variação na concentração afluente de 5000, 10.000, 15.000, 20.000 e de 30.000 mg DQO L-1, respectivamente (com cargas orgânicas volumétricas- TCO entre 15 e 720 kg DQO m-3 d-1). O tempo de detenção hidráulica (TDH) reduziu de 8, 6, 4, 2 e 1 h. Na estratégia de operação de um deles, (R5) investigou-se os efeitos da co-fermentação de porcentagens de glicose e de vinhaça no substrato de alimentação. Os outros quatro reatores foram operados mediante a adição de glicose como co-substrato ao afluente, apenas durante o período de partida operacional. Em todos os reatores, foi observado comportamento de elevação na produção volumétrica de H2 (PVH) a partir da diminuição do TDH. A máxima PVH obtida foi de de 1,96 L h-1 L-1 (R10; TDH de 1h; TCO de 240 kg DQO m-3 d-1). No entanto...

The effect of biomass immobilization support material and bed porosity on hydrogen production in an upflow anaerobic packed-bed bioreactor

Fernandes, Bruna Soares; Saavedra, Nora Katia; Maintinguer, Sandra Imaculada; Sette, Lara Durães; Oliveira, Valéria Maia de; Varesche, Maria Bernadete Amâncio; Zaiat, Marcelo
Fonte: Universidade Estadual Paulista Publicador: Universidade Estadual Paulista
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 1348-1366
ENG
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56.48%
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); The aim of this study was to investigate the effect of the support material used for biomass attachment and bed porosity on the potential generation of hydrogen gas in an anaerobic bioreactor treating low-strength wastewater. For this purpose, an upflow anaerobic packed-bed (UAPB) reactor fed with sucrose-based synthetic wastewater was used. Three reactors with various support materials (expanded clay, vegetal coal, and low-density polyethylene) were operated for hydraulic retention time (HRT) of 0.5 and 2 h. Based on the results obtained, three further reactors were operated with low-density polyethylene as a material support using various bed porosities (91, 75, and 50 %) for an HRT of 0.5 h. The UAPB reactor was found to be a feasible technology for hydrogen production, reaching a maximum substrate-based hydrogen yield of 7 mol H2 mol−1 sucrose for an HRT of 0.5 h. The type of support material used did not affect hydrogen production or the microbial population inside the reactor. Increasing the bed porosity to 91 % provided a continuous and cyclic production of hydrogen, whereas the lower bed porosities resulted in a reduced time of hydrogen production due to biomass accumulation...

Performance and composition of bacterial communiies in anaerobic fluidized bed reactors for hydrogen production: Effects of organic loading rate and alkalinity

Shida, Gessia Momoe; Sader, Leandro Takano; Amorim, Eduardo Lucena Cavalcanti de; Sakamoto, Isabel; Maintinguer, Sandra Imaculada; Saavedra, Nora Karia; Silva, Maria Bernadete Amancio Varesche; Silva, Edson Luiz
Fonte: Universidade Estadual Paulista Publicador: Universidade Estadual Paulista
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 16925-16934
ENG
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); This study evaluated the effects of the organic loading rate (OLR) and pH buffer addition on hydrogen production in two anaerobic fluidized bed reactors (AFBRs) operated simultaneously. The AFBRs were fed with glucose, and expanded clay was used as support material. The reactors were operated at a temperature of 30 C, without the addition of a buffer (AFBR1) and with the addition of a pH buffer (AFBR2, sodium bicarbonate) for OLRs ranging from 19.0 to 140.6 kg COD m3 d1 (COD: chemical oxygen demand). The maximum hydrogen yields for AFBR1 and AFBR2 were 2.45 and 1.90 mol H2 mol1 glucose (OLR of 84.3 kg COD m3 d1 ), respectively. The highest hydrogen production rates were 0.95 and 0.76 L h1 L1 for AFBR1 and AFBR2 (OLR of 140.6 kg COD m3 d1 ), respectively. The operating conditions in AFBR1 favored the presence of such bacteria as Clostridium, while the bacteria in AFBR2 included Clostridium, Enterobacter, Klebsiella, Veillonellaceae, Chryseobacterium, Sporolactobacillus, and Burkholderiaceae. Copyri

Produção de hidrogênio a partir da manipueira em reator anaeróbico de leito fluidificado; Hydrogen production from manipueira in anaerobic fluidized bed reactor

Amorim, Norma Candida dos Santos
Fonte: Universidade Federal de Alagoas; BR; Recursos Hídricos e Saneamento; Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento; UFAL Publicador: Universidade Federal de Alagoas; BR; Recursos Hídricos e Saneamento; Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento; UFAL
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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Hydrogen has been studying as an alternative energy source to replace fossil fuels. This is justified because, in its combustion is generating primarily water vapor and by its energy content is approximately 2.5 times greater than any fossil fuel. Besides these advantages, hydrogen can be produced from renewable sources, such as various types of industrial and domestic waste rich in carbohydrates. Thus, the purpose of this study was to evaluate the production of hydrogen from a substrate real, the manipueira (wastewater processing cassava), as carbon source in anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) operated under a progressive increase in the organic loading rate (OLR). The support material for the adhesion of biomass has been expanded clay (2.8 to 3.35 mm) and the reactor was inoculated with anaerobic sludge thermal pretreatment. The reactor was operated for 164 days and gradually increasing the organic loading rate was obtained by maintaining a constant influent COD (4000 mg. L-1) throughout the operation of the reactor and varying the hydraulic retention time (HRT) of 8 to 1 hour. The production of hydrogen ranged from 0.20 to 2.04 L.h-1.L-1, when the HRT reduced from 8 h to 1 h. The yield had an increase from 0.31 to 1.91 mol H2.mol glucose-1 by reducing the HRT from 8 to 2 h. By lowering the HRT for 1 h...

Biological sulphate reduction with primary sewage sludge in an upflow anaerobic sludge bed (UASB) reactor -Part 4: Bed settling characteristics

Poinapen,J; Ekama,GA; Wentzel,MC
Fonte: Water SA Publicador: Water SA
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/10/2009 EN
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The success of the UASB reactor depends largely on the settling properties and stability of the sludge bed which comprises the anaerobic active biomass. The solid-liquid separation behaviour of the sludge bed in 2 UASB reactors (R1 at 35ºC and R2 at 20ºC) fed with primary sewage sludge and sulphate was investigated because this appeared to be a retention time-defining feature of the system. Consequently, the settling rate of the various solids fractions in the sludge was measured in a settleometer to determine if bed expansion or sludge settleability was the capacity-limiting process. It was found that both sludges settled well and at an upflow velocity of up to 1.16 m/h 99% of the total sludge mass was retained. This upflow velocity was 9.1 and 13.7 times higher than the maximum operating upflow velocity of UASB reactors R1 (0.127 m/h) and R2 (0.085 m/h) respectively that caused system failure. Tests were also done to demonstrate the effect of upflow velocity (Vup) on the sludge bed expansion. Relative to the settled sludge volume at zero upflow, the R1 sludge expanded 1.8 times at a Vup of 0.127 m/h while R2 sludge expanded 2.0 times at a Vup 0.085 m/h. From the tests, R1 (35ºC) sludge had a better settleability and expanded less compared to R2 (20ºC) sludge for the same applied upflow velocity. Because in operating R1 and R2...