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Tipo do documento: Dissertação
Title: Desempenho de reatores anaeróbios com meio suporte de bambu sob diferentes cargas orgânicas em duas relações comprimento:diâmetro no tratamento de efluentes de fecularia
Autor: Kunzler, Kathia Regina 
Primeiro orientador: Gomes, Simone Damasceno
Resumo: orgânica, principalmente devido à elevada concentração de carboidratos, o que proporciona um meio ideal para o desenvolvimento de bactérias fermentativas. A utilização de reatores anaeróbios com meio suporte proporciona o aumento da área de contato dos microorganismos no reator e melhor fixação destes, resultando na possibilidade de aplicação de cargas orgânicas diárias mais elevadas e uma redução considerável do tempo de detenção necessário para o tratamento do afluente. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é realizar um estudo do processo de biodigestão em dois reatores anaeróbios com biofiltro de bambu, no tratamento de efluente de fecularia de mandioca, através da avaliação do desempenho dos sistemas e determinação das constantes cinéticas de degradação da matéria orgânica ao longo dos reatores. Os reatores anaeróbios utilizados foram fabricados com tubos de PVC apresentando relações diâmetro:comprimento 1:3 e 1:6. Ao longo do perfil dos reatores foram instalados cinco pontos de amostragem de efluente, distribuídos equidistantemente, através dos quais foram coletadas as amostras para determinação da constante cinética de consumo de matéria orgânica e do modelo cinético que melhor represente o consumo de matéria orgânica ao longo do perfil dos sistemas. Os dois reatores foram preenchidos com meio suporte constituídos de anéis de bambu e o volume útil calculado para os reatores foi de 6,8 e 6,0 L para a relação diâmetro:comprimento de 1:3 e 1:6, respectivamente. Para a mensuração da quantidade de biogás produzida, cada reator foi conectado a um gasômetro preenchido parcialmente com uma solução de 3% de H2SO4 e 25% de NaCl. As cargas orgânicas aplicadas ao sistema foram 0,519; 1,156; 1,471; 3,049; 3,813; 4,347; 4,708 e 5,601 g.L-1d-1, sendo o processo avaliado diariamente durante quinze dias após a estabilização do processo, através das análises de DQO, ST e SV, relação AV/AT e volume de biogás produzido em função da DQO consumida. Ao final dos quinze dias de avaliação dos sistemas, amostras foram coletadas ao longo do perfil dos reatores e analisadas quanto ao parâmetro DQO, para verificação do consumo de matéria orgânica ao longo dos reatores. Os resultados obtidos demonstraram que as relações diâmetro:comprimento dos reatores não influenciaram na eficiência dos mesmos quanto às remoções de DQO, ST e SV para as cargas orgânicas aplicadas. Os sistemas apresentaram também comportamento estável em relação à razão AV/AT, para todas as cargas avaliadas, sugerindo suportarem cargas orgânicas mais elevadas. O modelo cinético de primeira ordem foi o que melhor representou o comportamento cinético de consumo de matéria orgânica para o reator com relação diâmetro:comprimento 1:6, com constante cinética (k) de 3,4.10-2 h-1. Para o reator com relação diâmetro:comprimento 1:3 o modelo cinético de segunda ordem foi o que melhor representou o consumo da matéria orgânica, com constante cinética (k) de 1,96.10-4 h-1.
Abstract: The liquid waste from the cassava starch has a high organic load mainly due to high concentration of carbohydrates, which provides an ideal medium for the development of fermentative bacteria. The use of anaerobic reactors with media support provides increased contact area of microorganisms in the reactor and better fixation of these, resulting in the possibility of applying higher daily organic loads and a considerable reduction of detention time required for the treatment of tributary. In this context, the objective of this paper is to conduct a study of the process of digestion in two anaerobic biofilter with bamboo in the treatment of effluent of cassava starch, by evaluating the performance of systems and determining the kinetic constants of the degradation of organic matter along the reactors. The anaerobic reactors used were made of PVC tubes showing relations diameter:length 1:3 and 1:6. Along the profile of the reactors were installed five sampling points of effluent spread halfway, through which the samples were collected for determination of rate constant of consumption of organic matter and the kinetic model which best represents the consumption of organic matter along the profile of the systems. The two reactors were filled with a support medium consisting of rings of bamboo and useful volume calculated for the reactors was 6.8 and 6.0 L for the diameter: length ratio of 1:3 and 1:6, respectively. To measure the amount of biogas produced, each reactor was connected to a gas tank partially filled with a solution of 3% H2SO4 and 25% NaCl. The organic loading applied to the system were 0.519, 1.156, 1.471, 3.049, 3.813, 4.347, 4.708 and 5.601 g.L-1d-1 and the process was evaluated daily for two weeks throughout the analysis of COD removal, TS and VS, for VA/TA and volume of biogas as a function of COD consumed. At the end of the fifteen days of evaluation system, samples were collected along the profile of the reactors and analyzed to verify the COD consumption of organic matter along the reactors. The results showed that the various diameter lengths of the reactors did not influence their efficiency with respect to removals of COD, TS and VS for organic loads applied. The systems also showed a stable behavior in relation to the ratio VA/TA for all charges assessed, suggesting withstand higher organic loads. The first order kinetic model was best represented the kinetic consumption of organic matter with respect to the reactor diameter to length is 1:6 and a rate constant k 3,4.10-2 h-1. For the reactor with diameter ratio: 1:3 length to second-order kinetic model was best represented the behavior of the system for this variable, the rate constant k obtained from 1,96.10-4 h-1.
Keywords: Biodigestão
Reatores sem separação de fases
Cinética
Digestion
Reactors without phase separation
Kinetic
CNPq areas: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: BR
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Parana
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Engenharia
Program: Programa de Pós-Graduação "Stricto Sensu" em Engenharia Agrícola
Citation: KUNZLER, Kathia Regina. Desempenho de reatores anaeróbios com meio suporte de bambu sob diferentes cargas orgânicas em duas relações comprimento:diâmetro no tratamento de efluentes de fecularia. 2010. 69 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Estadual do Oeste do Parana, Cascavel, 2010.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/2792
Issue Date: 1-Feb-2010
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Agrícola (CVL)

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