Nova tecnologia de branqueamento de celulose adaptada ao fechamento do circuito de água

A Celulose Nipo-Brasileira é uma das maiores produtoras de celulose kraft branqueada de eucalipto no Brasil. Produz 860.000 tsa/ano em duas linhas, que são equipadas com digestores contínuos. Ambas as linhas fabricam polpa ECF (Elemental Chlorine Free) com as seqüências Dhot(EOP)D(EP)D e D(EOP)DP, respectivamente, na linha 1 e 2. A fábrica tem tratamento do efluente com lodo ativado com dois tanques de aeração com capacidade para 20.000 m³, equipados com aeradores superficiais seguidos por quatro clarificadores secundários (dois para cada reator). Nas últimas décadas, a fábrica tem otimizado e vem mudando seus processos, a fim de melhorar a preservação ambiental. Com o objetivo de reduzir o volume de efluente, DQO e carga de AOX, a seqüência Ahot(EOP)D(PO) proposta foi avaliada em testes laboratoriais, com reciclagem de filtrado parcial. Este artigo propôs a reciclagem de filtrado, que reduz o volume de efluente da fábrica em 9 m³/tsa (tonelada secada ao ar), isto é, mais ou menos 50% do total. O filtrado recuperado é parcialmente desviado para o ciclo de recuperação e para o estágio de deslignificação oxigênio. A reutilização do filtrado Ahot no ciclo de recuperação é para substituir os filtrados, atualmente usados para lavar lama de cal e "dregs". O impacto dos NPEs no ciclo de cálcio não foi significante. Essa estratégia permitiu uma recuperação de carga alcalina de 12 kg NaOH/tsa de polpa, que, do contrário, seria perdida. A branqueabilidade da polpa e a sua qualidade não foram afetadas significativamente. O efluente descartado, proveniente das etapas D(PO), mostrou-se com baixas cargas de cor, de DQO, de AOX e de uma boa biodegradabilidade (DBO5/DQO).

Tratamento anaeróbio de resíduos orgânicos com baixa concentração de sólidos

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o desempenho de reator anaeróbio compartimentado no tratamento de resíduos sólidos orgânicos com baixa concentração de sólidos. O reator anaeróbio compartimentado possuía capacidade unitária de 2.200 litros, era dividido em seis câmaras de iguais dimensões e foi operado com tempo de retenção de sólidos de 90 dias. Os resíduos sólidos orgânicos utilizados para alimentação do reator eram constituídos de resíduos sólidos vegetais e de lodo de esgoto sanitário na proporção de 80% e 20%, respectivamente. A mistura desses dois tipos de resíduos originava o substrato, o qual, após a correção da umidade para 95% (percentagem em massa), era alimentado ao reator. A eficiência de redução de material carbonáceo situou-se em torno de 80%, com carga orgânica aplicada de 9,3 kg R SO m-3 dia-1. A taxa de produção de biogás obtida foi de 5,6 L kg-1substrato (base úmida), com percentagem em volume de 50% de gás metano.

Reatores anaeróbios operados em batelada sequencial, seguidos de lagoas de polimento, para o tratamento de águas residuárias de suinocultura. Parte I: produção de metano e remoção de DQO e de sólidos suspensos

Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de dois reatores anaeróbios operados em batelada sequencial (ASBR), instalados em série, em escala-piloto (R1 e R2 com volumes de 280 L e 140 L, respectivamente), no tratamento de águas residuárias de suinocultura com concentrações de sólidos suspensos totais (SST) em torno de 10.000 mg L-1. Para o pós-tratamento do efluente do sistema de tratamento com os reatores anaeróbios, utilizaram-se duas lagoas de polimento (L1 e L2 com volume de 1.000 L, cada) em série. As cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no primeiro ASBR variaram de 4,43 a 12,75 g DQOtotal (L d)-1. As eficiências médias de remoção da demanda química de oxigênio total (DQOtotal) e de SST variaram de 52 a 86% e de 54 a 87%, respectivamente, no sistema de tratamento anaeróbio composto pelos ASBR. As produções volumétricas médias de metano no sistema de tratamento anaeróbio variaram de 0,628 a 0,786 m³ (m³ reator d)-1. A utilização das lagoas de polimento em série permitiu manter eficiências médias de remoção no sistema de tratamento (R1 + R2 + L1 + L2) acima de 89% e 91% para a DQOtotal e SST, respectivamente.

Influência de nitrogênio amoniacal e vazão de ar no processo de nitrificação, etapa de tratamento de efluente de abatedouro de peixe

O efluente proveniente de abatedouro de peixes possui alto teor de nitrogênio, um dos principais causadores de eutrofização nos corpos d'água. Sua remoção pode ser feita em duas etapas separadas: nitrificação e desnitrificação. Este experimento teve como objetivo testar a influência da vazão de ar (valores de 1 a 3 L min-1) e a concentração de nitrogênio amoniacal (de 40 a 100 mg L-1) no processo de nitrificação. Foi utilizado um reator em batelada sequencial com biomassa imobilizada, com volume útil de 2,5 L, operado conforme delineamento composto central rotacional, em que as variáveis-resposta analisadas foram percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato e percentagem de acúmulo de nitrito. Os resultados mostraram, com intervalo de confiança de 95%, que o aumento dos dois fatores diminuiu significativamente a percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato. Já a percentagem de acúmulo de nitrito aumentou significativamente quando houve aumento da concentração de nitrogênio amoniacal, não sendo influenciada significativamente pela vazão de ar. Durante o experimento, a melhor condição de operação encontrada para o equilíbrio das reações foi com concentração de nitrogênio amoniacal de 70 mg L-1 e com vazão de ar de 2 L min-1.

Tratamento de efluente de abatedouro de tilápia com adição de manipueira na fase anóxica

O objetivo deste trabalho foi avaliar a desnitrificação de efluente de abatedouro de tilápia, em reator em batelada. Para isto, foi avaliado o efluente gerado por uma indústria processadora de mandioca (manipueira) como fonte de carbono. Também foram avaliadas as condições de agitação do sistema. Os experimentos foram conduzidos em escala de laboratório, em que foram testados cinco níveis de agitação (20; 32; 60; 88 e 100 rpm) e cinco níveis de relação DQO/N (0,1; 1,0; 3,2; 5,4 e 6,3), configurando-se um planejamento do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), com quatro ensaios nos níveis +1 e - 1; quatro ensaios nos níveis dos pontos axiais (-1,414 e +1,414) e mais uma triplicata no ponto central (0), totalizando 11 ensaios. Avaliaram-se o desempenho da desnitrificação através da remoção de nitrato (%) e a remoção de nitrito (%). Durante o processo, também foram monitorados temperatura (ºC), pH e alcalinidade (mgCaCO3.L-1). Os resultados mostraram que a relação DQO/N teve influência significativa, com intervalo de confiança de 95%, sobre o processo de remoção de nitrato e nitrito, com faixa ótima de operação entre 3,2 e 5,4, cujas eficiências de remoção de nitrogênio foram de 100%.

Start-up of anaerobic reactors for slaughterhouse wastewater treatment

This study aimed to evaluate the start-up of a horizontal anaerobic fixed bed reactor (HAFBR) followed by an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) for the slaughterhouse wastewater treatment. HAFBR was filled with bamboo rings and had 1.2 m in length, 0.10 m in diameter and volume of 7.5 L. The UASB had the volume of 15 L. The HAFBR and UASB operated at organic loading rate and hydraulic retention time average of 8.46 and 3.77 kg m-3 d-1 of COD and 0.53 and 0.98 days, respectively. During 150 days of monitoring system it was found pH 6.8, relatively high values of bicarbonate alkalinity (> 1000 mg L-1) and reduced values of volatile acids (70 to 150 mg L-1), which afforded average removal efficiencies of COD total and total suspended solids of the order of 31 and 23% in HAFBR and 79% and 63% in UASB. It can be concluded that the generation and consumption of bicarbonate alkalinity and total volatile acids, thereby maintaining the pH during the study indicated stable operation of the reactors. The COD removal in the reactors was satisfactory especially when it considers that the assessment was conducted in a period of adaptation of organisms to the effluent and also the high organic load applied during this period.

Unidades combinadas RAFA-SAC para tratamento de água residuária de suinocultura – parte II nutrientes

RESUMO Neste trabalho, avaliou-se o efeito combinado de duas unidades de tratamento na remoção de nitrogênio total Kjeldahl (NTK) e fósforo total (PT). As unidades avaliadas receberam alimentação contínua, sendo um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente tipo RAFA, com volume útil de 96 L, seguido de um sistema alagado construído (SAC) com capacidade para 237 L. O experimento foi conduzido em três fases, variando o tempo de detenção hidráulica (TDH) no reator anaeróbio de: 59 h, 19,5 h e 5 h, e no SAC 146 h, 48 h e 13 h, respectivamente, nas fases I, II e III. A carga orgânica volumétrica (COV) aplicada foi de 1,2; 1,3 e 13,0 kg m-3 d-1 de DQO no RAFA, e as taxas de aplicação superficial (TAS) no SAC foram de 120, 130 e 464 kg ha-1d-1 de NTK e 13; 51 e 240 kg ha-1 d-1de PT e de 850; 656 e 6.335 kg ha-1 d-1 de DQO. As eficiências de remoção de NTK e PT no sistema como um todo foram de, aproximadamente, 35%, não havendo diferença significativa entre as fases. Porém, em termos de COV removida, houve maior remoção com o aumento da carga aplicada. As características apresentadas pelo efluente do sistema nas diferentes fases não alcançaram os padrões ambientais para lançamento em cursos de água no Estado de Minas Gerais, dentre as variáveis avaliadas, mas seu potencial nutricional deve ser utilizado para produção agrícola.

Unidades combinadas RAFA-SAC para tratamento de água residuária de suinocultura – parte I carga orgânica removida

RESUMO Na pecuária brasileira, tem-se destacado a suinocultura, cuja produção de carne foi apontada como a terceira maior do mundo, e como contrapartida os sistemas produtivos são, potencialmente, poluidores do ambiente. Os sistemas anaeróbios têm sido utilizados para tratamento de água residuária suinícola, necessitando de complementação para diminuir as cargas de nutrientes e reúso agrícola. Neste trabalho, avaliou-se o efeito combinado de duas unidades de tratamento na remoção de matéria orgânica, na forma de demanda química de oxigênio (DQO), sendo um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente tipo RAFA com volume útil de 96 L, seguido de um sistema alagado construído (SAC) com capacidade para 237 L. O experimento foi conduzido em três fases, variando-se o tempo de detenção hidráulica (TDH) no reator anaeróbio, de 59 h, 19,5 h e 5 h, e no SAC, 146 h, 48 h e 13 h, respectivamente, nas fases 1, 2 e 3. A carga orgânica volumétrica (COV) aplicada foi de 1,2; 1,3 e 13,0 kg m-3d-1 de DQO, e as taxas de aplicação superficial (TAS) no SAC foram de 850; 656 e 6335 kg ha-1 d-1 de DQO. As unidades combinadas removeram 0,07; 0,07 e 0,96 kg d-1 de DQO total e 0,03; 0,07 e 0,14 kg d-1 de DQO solúvel. As características apresentadas pelo efluente do sistema, nas diferentes fases, não alcançaram os padrões ambientais para lançamento em cursos de água, dentre as variáveis avaliadas.

Encapsulação de suco de maracujá por co-cristalização com sacarose: cinética de cristalização e propriedades físicas

O processo de co-cristalização consiste na concentração de um xarope de sacarose até a supersaturação, quando então é adicionado o material a ser encapsulado. A partir daí, a mistura é submetida a uma intensa agitação que induz à nucleação e à aglomeração do produto. Neste trabalho, a encapsulação de suco concentrado de maracujá em sacarose por co-cristalização foi avaliada, determinandose o efeito da fração de suco adicionada e do pH do suco sobre a umidade, solubilidade, densidade aparente e ângulo de repouso do produto final e acompanhando-se a cinética de cristalização em um reo-reator, constituído de um cristalizador acoplado a um reômetro rotacional de cilindros concêntricos, cujo cilindro interno foi substituído por um agitador. A cinética de co-cristalização foi representada por um modelo empírico ajustado aos dados obtidos. A co-cristalização foi acelerada em função do aumento do pH e da redução da porcentagem de suco. Os produtos co-cristalizados apresentaram menor umidade e maior solubilidade em baixas concentrações de suco. A densidade aparente e o ângulo de repouso foram similares aos da matriz encapsulante e situaram-se na faixa em que se encontram a maioria dos pós alimentícios.

Comparação do crescimento de Saccharomyces boulardii em fermentador por batelada tipo air lift e shaker

Os fermentadores tipo air lift oferecem vantagens tais como: eficiente homogeneização dos componentes, baixo cisalhamento e economia de energia, pois o meio é agitado pelo processo de aeração, sem necessidade de agitação mecânica. O objetivo deste trabalho foi analisar a cinética de crescimento de Saccharomyces boulardii neste fermentador, com aeração de 1 e 1,5 vvm (volume de ar por volume de meio, por minuto), comparada com o crescimento em frascos agitados em shaker, visando a futura aplicação deste fermentador, em escala industrial. Os resultados indicaram que houve uma diminuição do pH com o consumo da glicose do meio, a qual foi totalmente consumida até o final da fase exponencial, de 5 e 6 horas para o shaker e o air lift, respectivamente. Após este período houve uma alteração na velocidade de crescimento de S. boulardii, em ambos os equipamentos, indicando uma possível mudança na fonte de carbono utilizada, uma vez que toda a glicose foi consumida após estes períodos. Os valores de velocidades específicas de crescimento foram semelhantes para o shaker e air-lift com 1,0 vvm, porém inferiores ao air-lift com 1,5 vvm, indicando que neste último reator há possibilidades de se conseguir uma velocidade de produção celular maior, dependendo apenas da eficiência de oxigenação oferecida.

Utilização de mostos concentrados na produção de cervejas pelo processo contínuo: novas tendências para o aumento da produtividade

O presente trabalho avaliou a produtividade volumétrica em etanol durante a fermentação de mostos com elevadas concentrações de extrato original, para a produção de cerveja pelo processo contínuo, utilizando as leveduras imobilizadas em bagaço de malte. Os mostos com diferentes concentrações de extrato original (14,3 ºP, 15,2 ºP e 19,6 ºP) foram preparados a partir de um mosto de 22 ºP elaborado com malte e adjunto de alta maltose em uma relação adjunto: malte de 1:2,8. As fermentações foram conduzidas em um reator de coluna de bolhas, a 15 ºC, empregando uma taxa de diluição de 0,04 h-1 e um fluxo constante de gases de 250 mL/min (200 mL/min de CO2 e 50 mL/min de ar). De acordo com os resultados, a produtividade volumétrica em etanol aumentou quando a concentração de extrato original do mosto foi aumentada, sendo o valor máximo (2,09 g.L-1.h-1) obtido para o mosto de 19,6 ºP. Esse valor representa um aumento de 345% quando comparado com a produtividade (0,47 g.L-1.h-1) da fermentação descontínua de um mosto de 20 ºP. Conclui-se, então, que o processo contínuo de fermentação de mostos com elevadas concentrações de extrato para a produção de cerveja permite obter expressivos ganhos na produtividade em etanol quando comparado ao processo descontínuo.