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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2012.tde-30082012-155819
Documento
Autor
Nome completo
Mehdi El Manssouri
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2012
Orientador
Banca examinadora
Rodrigues, José Alberto Domingues (Presidente)
Monteggia, Luiz Olinto
Zaiat, Marcelo
Título em português
Influência da carga orgânica na produção de biohidrogênio em ASBBR com agitação tratando água residuária sintética
Palavras-chave em português
AnSBBR
Biohidrogênio
Carga orgânica
Concentração afluente
Tempo de ciclo
Resumo em português
Um reator anaeróbio com biomassa imobilizada e agitação mecânica foi operado em bateladas sequenciais com efluente sintético a base de sacarose visando à produção de biohidrogênio. O sistema foi inoculado com lodo proveniente de um reator anaeróbio metanogênico. Foram avaliados a produção de biohidrogênio, os rendimentos por carga aplicada e removida, a estabilidade e eficiência do reator quando submetido a diferentes cargas orgânicas volumétricas aplicada (COAV 9,0; 12,0 ;13,5; 18,0; 18,0 e 27,0 kgDQO/'M POT.3'.d), as quais foram modificadas em função da concentração afluente (3600 e 5400 mgDQO/L) e do tempo de ciclo (4, 3 e 2 h). O reator apresentou uma capacidade remoção da matéria orgânica (DQO) estável e próxima a um valor de 18%, e uma boa capacidade de conversão de carboidratos (sacarose) a qual permaneceu entre 83 e 97% ao longo da operação. Verificou-se uma diminuição do desempenho de remoção do reator com o aumento da carga orgânica aplicada e, além disso, valores crescentes de concentração afluente (e tempos de ciclo iguais) e tempos de ciclo menores (e concentrações afluente iguais) resultaram em eficiências menores de conversão. Houve predominância dos ácidos acético, butírico e propiônico com o aumento da carga orgânica, e de etanol em todas as condições. A maior concentração de biohidrogênio no biogás (24-25%) foi atingida nas condições com COAV de 12,0 e 13,5 kgDQO/'M POT.3'.d; a maior velocidade de produção diária (0,139 mol/d) foi atingida na condição com COAV de 18,0 kgDQO/'M POT.3'.d; e os maiores rendimentos de produção molares por carga aplicada e removida foram 2,83 e 3,04 mol 'H IND.2'/kgSAC, respectivamente, na condição com COAV de 13,5 kgDQO/'M POT.3'.d. Não se verificou uma tendência de modificação do rendimento de biohidrogênio do reator em função da concentração afluente para tempos de ciclo iguais e do tempo de ciclo para concentrações afluente iguais, concluindo-se sobre a necessidade do estudo do comportamento do processo em função da carga orgânica aplicada e também das variáveis que definem a carga orgânica aplicada.
Título em inglês
Influence of influent concentration and feed time on biohydrogen production in an ASBBR with agitation treating sucrose based wastewater
Palavras-chave em inglês
Agitation
ASBBR
Biohydrogen
Cycle length
Influent concentration
Organic loading
Resumo em inglês
A mechanically stirred anaerobic sequencing batch reactor containing immobilized biomass treated sucrose-based synthetic wastewater to produce biohydrogen. The system was inoculated with sludge from an anaerobic methanogenic reactor. The following have been assessed: production of biohydrogen, yield per applied and removed load, reactor stability and efficiency under different applied volumetric organic loads applied (AVOL - 9.0, 12.0, 13.5, 18.0, 18. 0 and 27.0 kgDQO/'M POT.3'.d), which were modified according to the influent concentration (3600 and 5400 mgDQO/L) and cycle time (4, 3 and 2 h). The reactor's ability to remove organic matter (COD) remained stable and close to a value of 18%, and the system shows good ability to convert carbohydrates (sucrose) which remained between 83 and 97% during the operation. There was a decrease in removal performance of the reactor with increasing applied organic load, and furthermore, increasing influent concentration (at constant cycle length) and cycle lengths (at constant influent concentrations) resulted in lower conversion efficiencies. Under all conditions, as organic load increased there was a predominance of acetic, propionic and butyric acid, as well as ethanol. The highest concentration of bio-hydrogen in the biogas (24-25%) was achieved at conditions with AVOL of 12.0 and 13.5 kgDQO/'M POT.3.d, the highest daily production rate (0.139 mol/d ) was achieved at AVOL of 18.0 kgDQO/'M POT.3'.d, and the highest production yields per removed and applied load were 2.83 and 3.04 mol 'H IND.2'/kgSAC, respectively, at AVOL of 13.5 kgDQO/'M POT.3'.d. Biohydrogen yield showed no tendency to change with varying influent concentration at constant cycle length neither with varying cycle length at constant influent concentrations, indicating the need to study the behavior of the process as a function of applied organic load as well as of the variables which define the applied organic load.
 
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MehdiElManssouri.pdf (1.64 Mbytes)
Data de Publicação
2012-09-04
 
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