Removal of total coliforms, thermotolerant coliforms, and helminth eggs in Swine production wastewater treated in anaerobic and aerobic reactors

The present work evaluated the performance of two treatment systems in reducing indicators of biological contamination in swine production wastewater. System I consisted of two upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors, with 510 and 209 L in volume, being serially arranged. System II consisted of a UASB reactor, anaerobic filter, trickling filter, and decanter, being also organized in series, with volumes of 300, 190, 250, and 150 L, respectively. Hydraulic retention times (HRT) applied in the first UASB reactors were 40, 30, 20, and 11 h in systems I and II. The average removal efficiencies of total and thermotolerant coliforms in system I were 92.92% to 99.50% and 94.29% to 99.56%, respectively, and increased in system II to 99.45% to 99.91% and 99.52% to 99.93%, respectively. Average removal rates of helminth eggs in system I were 96.44% to 99.11%, reaching 100% as in system II. In reactor sludge, the counts of total and thermotolerant coliforms ranged between 10(5) and 10(9) MPN (100 mL)(-1), while helminth eggs ranged from 0.86 to 9.27 eggs g(-1) TS.

Running-based anaerobic sprint test as a procedure to evaluate anaerobic power

The aim of this study was to evaluate the use of the running anaerobic sprint test (RAST) as a predictor of anaerobic capacity, compare it to the maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) and to compare the RAST's parameters with the parameters of 30-s all-out tethered running on a treadmill. 39 (17.0±1.4 years) soccer players participated in this study. The participants underwent an incremental test, 10 submaximal efforts [50-95% of velocity correspondent to VO2MAX (vVO2MAX)] and one supramaximal effort at 110% of vVO2MAX for the determination of MAOD. Furthermore, the athletes performed the RAST. In the second stage the 30-s all-out tethered running was performed on a treadmill (30-s all-out), and compared with RAST. No significant correlation was observed between MAOD and RAST parameters. However, significant correlations were found between the power of the fifth effort (P5) of RAST with peak and mean power of 30-s all-out (r=0.73 and 0.50; p<0.05, respectively). In conclusion, the parameters from RAST do not have an association with MAOD, suggesting that this method should not be used to evaluate anaerobic capacity. Although the correlations between RAST parameters with 30-s all-out do reinforce the RAST as an evaluation method of anaerobic metabolism, such as anaerobic power.

Bioenergy from stillage anaerobic digestion to enhance the energy balance ratio of ethanol production

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Sulfamethoxazole and ciprofloxacin removal using a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor

The antibiotics sulfamethoxazole (SMTX) and ciprofloxacin (CIP) are commonly used in human and veterinary medicine, which explains their occurrence in wastewater. Anaerobic reactors are low-cost, simple and suitable technology to wastewater treatment, but there is a lack of studies related to the removal efficiency of antibiotics. To overcome this knowledge gap, the objective of this study was to evaluate the removal kinetics of SMTX and CIP using a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor. Two different concentrations were evaluated, for SMTX 20 and 40 μg L(-1); for CIP 2.0 and 5.0 μg L(-1). The affluent and effluent analysis was carried out in liquid chromatography/tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) with the sample preparation procedure using an off-line solid-phase extraction. This method was developed, validated and successfully applied for monitoring the affluent and effluent samples. The removal efficiency found for both antibiotics at the two concentrations studied was 97%. Chemical oxygen demand (COD) exhibited kinetic constants that were different from that observed for the antibiotics, indicating the absence of co-metabolism. Also, though the antibiotic concentration was increased, there was no inhibitory effect in the removal of COD and antibiotics.

Comparison of anaerobic threshold, oxygen uptake and heart rate between specific table

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The chemical oxygen demand / total volatile acids ratio as an anaerobic treatability indicator for landfill leachates

In some operational circumstances a fast evaluation of landfill leachate anaerobic treatability is necessary, and neither Biochemical Methane Potential nor BOD/COD ratio are fast enough. Looking for a fast indicator, this work evaluated the anaerobic treatability of landfill leachate from São Carlos-SP (Brazil) in a pilot scale Anaerobic Sequence Batch Biofilm Reactor (AnSBBR). The experiment was conducted at ambient temperature in the landfill area. After the acclimation, at a second stage of operation, the AnSBBR presented efficiency above 70%, in terms of COD removal, utilizing landfill leachate without water dilution, with an inlet COD of about 11,000 mg.L-1, a TVA/COD ratio of approximately 0.6 and reaction time equal to 7 days. To evaluate the landfill leachate biodegradability variation over time, temporal profiles of concentration were performed in the AnSBBR. The landfill leachate anaerobic biodegradability was verified to have a direct and strong relationship to the TVA/COD ratio. For a TVA/CODTotal ratio lower than 0.20, the biodegradability was considered low, for ratios between 0.20 and 0.40 it was considered medium, and above 0.40 it was considered high.

Correlation between Hoff test performance, body composition and aerobic and anaerobic fitness in professional soccer players

Purpose The purpose of the study was to investigate a possible association between the distance covered in the Hoff test with parameters of maximal oxygen uptake (V_O2MAX), anaerobic threshold, anaerobic fitness, and body composition of professional adult soccer players. Methods Twenty-five professional soccer players (20 ± 3 years) participated in the study. On different days the athletes performed: a graded incremental exercise test in a laboratory to measure V_O2MAX; a specific soccer field test called the Hoff test; a running anaerobic sprint test (RAST); an incremental test on an oval circuit to determine the velocity relative to anaerobic threshold (VAnT) and an estimation of body composition. Results The average V_O2MAX corresponded to 4.1 ± 0.1 L min-1 (54.1 ± 1.2 mL kg-1 min-1 ). The average distance covered during the Hoff test was 1,442.4 ± 30.0 m. The distance covered during the Hoff test showed significant correlations with absolute and expressed in an appropriated scale V_O2MAX (r = 0.44, p = 0.02; r = 0.42, p = 0.02, respectively) while no significant differences were found with body composition, VAnT and RAST variables. Conclusions The present study demonstrated that the distance covered during the Hoff test has weak correlation with V_O2MAX determined in treadmill running, and no correlation with VAnT, body composition and RAST outcomes, probably due to the non-specificity of the proposed tests when associated with the Hoff test.

Addition of lipolytic enzyme in anaerobic co-digestion of swine manure and inclusion levels of waste vegetable oil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Amino acid composition of processed fish silage using different raw materials

The objective was to evaluate amino acid composition of silages produced from three raw materials. Commercial marine fish waste, commercial freshwater fish waste, and tilapia filleting residue were used to produce fish silage by acid digestion (20 ml/kg formic acid and 20 ml/kg sulfuric acid) and anaerobic fermentation (50 g/kg Lactobacillus plantarum, 150 g/kg sugar cane molasses). Protein content and amino acid composition were determined for raw materials and silage. Marine fish waste had higher crude protein content (776.7 g/kg) compared to freshwater fish waste (496.2 g/kg) and tilapia filleting residue (429.9 g/kg). All silages lacked up to three amino acids for each product according to FAO standards for essential amino acids. However, considering as the limiting factor only the amino acids below the 30% minimum requirement for fish in general, all products were satisfactory with respect to essential amino acids. Therefore, the results suggest that all products investigated are appropriate for use in balanced fish diets. (C) 2003 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Mineralização potencial e líquida de nitrogênio em solos

Os métodos de incubação de solo fornecem subsídios técnicos para a avaliação da mineralização e disponibilidade de N. Nesse sentido, os objetivos deste trabalho foram avaliar a mineralização potencial e líquida do N orgânico em solos e relacioná-la à disponibilidade de N para plantas. Amostras de 22 solos coletadas na camada arável (0 a 20 cm) foram submetidas à incubação em condições aeróbias a 35 °C, por 30 semanas, e anaeróbias a 40 °C, por sete dias, e utilizadas em experimento, em casa de vegetação, em que o milho foi a planta-teste. Durante a incubação por 30 semanas, houve aumento do N mineralizado na segunda semana, seguido de diminuição e estabilização a partir da quarta semana. Este comportamento resultou em ajuste do N mineralizado (Nm) ao modelo exponencial de decrescimento e do N mineralizado acumulado (Nmac) ao modelo exponencial de crescimento, a partir do qual foi possível calcular o N potencialmente mineralizável (N0). As quantidades de N0 refletiram a mineralização e a disponibilidade de N em longo prazo. Contudo, o Nmac apresentou maior grau de correlação com o N disponível medido pelas plantas (concentração de N e N acumulado na parte aérea) do que o N0, e valores altos de correlação foram obtidos já após duas semanas de incubação, o que indica que a modelagem matemática pode ser dispensada e o período de incubação pode ser encurtado. O N total do solo foi melhor índice da mineralização potencial e líquida de N orgânico do que a matéria orgânica do solo, principalmente em longo prazo. O método de incubação anaeróbia de curta duração pode ser utilizado para cálculo da estimativa do N0, e a subtração do N-NH4+ inicial não contribuiu para melhorar a estimativa da mineralização e da disponibilidade de N por meio deste método, o que o torna ainda mais simples e viável.

Equilíbrio ácido-base e hidroeletrolítico em eqüinos com cólica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Biodigestão anaeróbia dos dejetos de cabritos Saanen alimentados com dietas com diferentes proporções volumoso e concentrado

Avaliaram-se os efeitos da idade do animal e da proporção de volumoso nas dietas sobre a biodigestão anaeróbia dos dejetos de cabritos Saanen. Foram utilizadas as fezes produzidas por cabritos Saanen aos 90, 120 e 150 dias de idade e alimentados com dietas de três relações volumoso:concentrado (80:20, 60:40 e 40:60), representando as dietas 1, 2 e 3, respectivamente. Utilizaram-se biodigestores tipo batelada de bancada com capacidade para 12 litros de substrato em fermentação e 8% de sólidos totais iniciais para determinação das produções e dos potenciais de produção de biogás e metano, da redução de sólidos voláteis e quantificação dos teores de minerais no afluente e efluente. As maiores reduções de sólidos voláteis foram observadas nos substratos preparados com as fezes de cabritos aos 150 dias alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado de 40:60. Os melhores rendimentos de substrato ou fezes foram obtidos com os dejetos dos cabritos de 120 e 150 dias de idade alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado 40:60. As maiores concentrações de minerais nos biodigestores foram observadas para as fezes de cabritos de 150 dias de idade alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado 40:60. A biodigestão anaeróbia é eficiente na remoção de coliformes nos dejetos de caprinos, proporcionando efluentes com no máximo 4,3 × 10² coliformes totais termotolerantes por grama de material.

Biodigestão anaeróbia dos dejetos da bovinocultura de corte: influência do período, do genótipo e da dieta

Objetivou-se com este estudo identificar possíveis alterações na composição e no processo de biodigestão anaeróbia dos dejetos produzidos por bovinos Canchim e Nelore em diferentes períodos do confinamento e alimentados com diferentes proporções de volumoso e concentrado. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial com parcela subdividida no tempo. As parcelas foram compostas por quatro tratamentos: dejetos provenientes de duas dietas (40% de volumoso e 60% de concentrado e 60% de volumoso e 40% de concentrado) e dois genótipos (Canchim e Nelore) e as subparcelas pelos três períodos de colheita dos resíduos (início, meio e final). A eficiência do processo de biodigestão foi avaliada pelas reduções de sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV), número mais provável (NMP) de coliformes totais e termotolerantes, demanda química e bioquímica de oxigênio, além da produção e dos potenciais de produção de biogás e metano. Não houve efeito do genótipo nem do período sobre a composição dos dejetos, no entanto o aumento da proporção de volumoso na dieta levou a menor eficiência do processo, pois foi observado aumento de 26,31% no volume de metano produzido na dieta com 60% de concentrado com relação à dieta com 40%, de concentrado. Também foram observadas importantes reduções no NMP de coliformes totais e termotolerantes ao final do processo, independentemente do tratamento testado.

Biodigestão anaeróbia de dejetos de caprinos obtidos nas diferentes estações do ano

Foram utilizados dejetos produzidos por caprinos, em diferentes estádios fisiológicos e submetidos ao mesmo regime alimentar, nas quatro estações do ano. O objetivo foi avaliar o efeito das estações do ano sobre a digestão anaeróbia de resíduos de caprinos em biodigestores modelo batelada com volume útil de 60 L de substrato em fermentação e mantidos sob temperatura ambiente. Foram avaliadas as produções de biogás, as reduções de sólidos voláteis (SV), os potenciais de produção (m³ de biogás/kg de substrato, de estrume, de sólidos totais (ST) ou sólidos voláteis), os números mais prováveis de coliformes totais e fecais, e a composição do biogás. As reduções de SV foram de 38; 34; 33 e 39% para o verão, outono, inverno e primavera, respectivamente. Os totais de biogás produzidos foram de 1,06 m³ no verão, 0,88 m³ no outono, 0,88 m³ no inverno e 0,99 m³ na primavera, e os potenciais de produção médios foram de 0,02 m³ de biogás/kg de substrato e 0,2 m³ de biogás/kg de estrume para todas as estações. As reduções médias de coliformes totais e fecais foram de 99,99% em todas as estações, e os teores máximos de CH4 no biogás foram 88,3; 84,6; 80,6 e 79,2%, para o verão, outono, inverno e primavera, respectivamente.

Desempenho de um aquecedor de água a biogás

Estudos foram desenvolvidos para dimensionar e adaptar o injetor do queimador principal de um aquecedor de água tipo acumulação de 75 L. O diâmetro do injetor foi redimensionado em função da pressão de serviço de 100 mm H2O e poder calorífico inferior do biogás de 21.600 kJ m-3 n, garantindo a manutenção da potência calorífica do equipamento de 20.900 kJ h-1. Os resultados demonstraram que o queimador adaptado operou com biogás adequadamente, com chama estável. A eficiência média do aquecedor foi de 68%, para ganho térmico de 36,7 ºC, correspondendo à temperatura final da água igual a 62,7 ºC, sendo consumido 0,796 m³n de biogás, aquecendo 75 L de água em 72 minutos.