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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2011.tde-18102012-164602
Documento
Autor
Nome completo
Guilherme Peixoto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2011
Orientador
Banca examinadora
Zaiat, Marcelo (Presidente)
Damianovic, Márcia Helena Rissato Zamariolli
Monteggia, Luiz Olinto
Passotto, Marlei Barboza
Silva, Edson Luiz
Título em português
Sistema fermentativo de duas fases para a produção de hidrogênio e metano a partir de esgoto sanitário combinado com águas residuárias industriais
Palavras-chave em português
Esgoto sanitário
Hidrogênio
Metano
Processo anaeróbio
Resumo em português
A possibilidade da produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário com a posterior geração de metano a partir do efluente do processo acidogênico foi avaliada em reatores anaeróbios em batelada e contínuos. Nos reatores em batelada com biomassa acidogênica não houve produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário, o que motivou a avaliação de outros substratos. Hidrogênio foi produzido a partir de água residuária de parboilização de arroz (23,9 mL 'H IND.2'/g DQO) e vinhaça (20,8 mL 'H IND.2'/g DQO), enquanto nos reatores com biomassa metanogênica, metano foi produzido por esgoto sanitário (46,3 mL 'CH IND.4'/g DQO), glicerol (180,1 mL 'CH IND.4'/g DQO), água residuária de parboilização de arroz (115,5 mL 'CH IND.4'/g DQO) e vinhaça (255,4 mL 'CH IND.4'/g DQO). Ainda nos reatores em batelada, definiu-se que a diluição de vinhaça no esgoto sanitário mais adequada para a produção de hidrogênio deveria resultar numa mistura com DQO de aproximadamente 4 g/L, sem que o rendimento de 'H IND.2' decrescesse. A produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário nos reatores contínuos não foi possível sem a adição de fonte de carboidratos. Demonstrou-se que a concentração mínima de carboidratos, em termos de sacarose, seria de 0,9 g/L. Nos reatores de leito estruturado com suporte de cerâmica e fluxo ascendente alimentados com 50% de esgoto e 50% de vinhaça, foram alcançados o maior período de produção de 'H IND.2' e a maior fração do mesmo no biogás, correspondendo a 56 dias e 7,1%, respectivamente. O reator UASB usando como substrato o efluente de reator acidogênico produziu metano com estabilidade até a COV de 0,91 g DQO/L d, porém se desestabilizou com a COV de 2,94 g DQO/L d.
Título em inglês
Two phase fermentative for hydrogen and methane production from domestic wastewater combined with industrial wastewaters
Palavras-chave em inglês
Anaerobic process
Hydrogen
Methane
Sewage
Resumo em inglês
The possibility of producing hydrogen from sewage with the subsequent generation of methane with the effluent of the acidogenic process was evaluated in batch and continuous anaerobic reactors. In batch reactors, with acidogenic biomass, there was no production of hydrogen from sewage, which led to the evaluation of other substrates. Hydrogen was produced from parboiled rice wastewater (23,9 mL 'H IND.2'/g COD) and vinasse (20,8 mL 'H IND.2'/g COD), while in reactors with methanogenic biomass, methane was produced by sewage (46,3 mL 'CH IND.4'/g COD), glycerol (180,1 mL 'CH IND.4'/g COD) parboiled rice wastewater (115,5 mL 'CH IND.4'/g COD) and vinasse (255,4 mL 'CH IND.4'/g COD). In addition, in batch reactors, it was determined that vinasse dilution in sewage more suitable for hydrogen production should result in a mixture with approximately 4 g COD/L without decrease on hydrogen yield. The hydrogen production from sewage in continuous reactors could not be sustained without the addition of external carbohydrates source. It was demonstrated that the minimum concentration of carbohydrates, in terms of sucrose, would be 0,9 g/L. In the upflow ceramic structured bed reactor fed with 50% sewage and 50% vinasse at the 8h HRT, it was achieved the longest H2 production period and the largest fraction of hydrogen in biogas, which corresponded to 56 days and 7,1% respectively. The UASB reactor using the effluent of the acidogenic reactor as substrate, produced methane with stability at the OLR of 0,91 g COD/L d, but it collapsed with the OLR of 2,94 g COD/L d.
 
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GUILHERMEPEIXOTO.pdf (5.03 Mbytes)
Data de Publicação
2012-10-25
 
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