RESUMO Efluentes de cozinhas industriais se caracterizam pela geração de elevado teor de óleos e gorduras. Esses produtos notadamente causam sérios problemas ambientais, sendo obrigatória a instalação de unidades de pré-tratamento no local onde são gerados, e com isso surge a importância das caixas de gordura (CGs), destinadas a esse fim. O desempenho das CGs tem relação direta com as condições processuais e hidrodinâmicas que ocorrem em seu interior. O presente estudo teve o objetivo de comparar as características hidrodinâmicas da CG funcionando sob duas condições operacionais distintas: flotação gravitacional e flotação forçada (auxiliada por difusores de ar). Realizaram-se quatro testes hidrodinâmicos na CG, sendo o primeiro e segundo testes com água limpa a uma vazão constante e o terceiro e quarto testes com efluente do Restaurante Universitário (RU), cuja vazão era variável em função das atividades do RU. Aplicaram-se a metodologia de distribuição do tempo de residência (DTR) e a técnica de estímulo e resposta utilizando cloreto de potássio (KCL) como elemento traçador. Os resultados hidrodinâmicos no primeiro teste operacional apontaram características entre o escoamento pistonado e o escoamento dispersivo, com moderada intensidade de dispersão e certa mistura. O segundo teste, com aeração, mostrou tendência ao escoamento em mistura completa com grande intensidade de dispersão. O terceiro teste, por flotação gravitacional, mostrou tendência a fluxo pistonado, enquanto o quarto teste demonstrou fluxo dispersivo, tendendo a um elevado grau de mistura. Observaram-se, em todos os testes, aparentes desvios causados provavelmente por zonas estagnadas (mortas), curtos-circuitos e fenômenos de recirculação, fazendo com que o volume útil da CG não fosse plenamente utilizado. Apesar de não fazer parte do escopo deste trabalho, a eficiência na remoção de óleos e graxas foi maior quando aplicada a flotação gravitacional, cuja mistura tende à pistonada, o que auxilia o grau de aquiescência e permite maior acúmulo de gordura flotada. Quanto à flotação forçada por meio dos aeradores, grande parte da gordura é oxidada e, portanto, minimizada, formando uma escuma de cor clara (branca) e de baixíssima espessura na parte superior da CG. Todavia, por se tratar de elevado grau de mistura, a eficiência de retenção se mostrou, como previsto, inferior ao processo gravitacional.

ABSTRACT Effluents from industrial kitchens are characterized by high-generated content of oils and fats. These products cause serious environmental problems, and it is mandatory to install pretreatment units in the places where they are generated. Hence the importance of grease traps, intended for this purpose, whose performance is directly related to the processual and hydrodynamic conditions inside. This study aimed to compare the hydrodynamic characteristics of greaser trap (GT) working under two different operating conditions: gravitational flotation and forced flotation (aided by air diffusers). Four hydrodynamic tests were performed in the GT, the 1st and 2nd tests with clean water at a constant flow rate and the 3rd and 4th tests with wastewater from the university restaurant, with variable flow. The methodology applied to evaluate the residence time distribution (RTD) was the technique of stimulus/response using potassium chloride (KCl) as a tracer element. The hydrodynamic results in the 1st operating test indicated features between slug flow and dispersive flow, with moderate dispersion intensity and some mixing. The 2nd operating test, under aeration, showed tendency of complete mixing with great dispersion intensity. The 3rd test, by gravitational flotation, tended to become plug-flow, while the 4th test was characterized as dispersive flow, tending to a high degree of mixing. In all tests, apparent deviations, probably caused by stagnant areas or dead zones, short-circuits and internal recirculation phenomena, were observed, confirming that the useful volume of GT was not fully utilized. Although not part of the scope of this work, the efficiency in removing oils and greases was higher when the gravitational flotation was applied, whose mixture tends to the plug-flow type, which assists the degree of acquiescence and allows a greater accumulation of floated fat. As for the forced flotation through the aerators, much of the fat is oxidized and thus minimized, forming a light color slag (white) and of very low thickness at the top of the CG. However, because of its high degree of mixture, the retention efficiency, as expected, was shown to be lower than the gravitational process.

RESUMO Este estudo objetivou avaliar a formação da biomassa de boa qualidade tanto no reator anaeróbio compartimentado (RAC) quanto no reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), aplicando parâmetros adequados à sedimentação dos sólidos sedimentáveis (SS) presentes na água residuária de suinocultura (ARS). O RAC e o UASB operaram em série com os tempos de detenção hidráulica (TDHs) de 15 e 9h, respectivamente, correspondendo a cargas orgânicas volumétricas (COVs) médias de 53,8 e 36,2 kg.m³.d¹ em termos de DQOT, respectivamente. As eficiências médias de remoção de DBO520°C, durante o processo de partida e formação da biomassa, foram: 68% para RAC e 55% para UASB, e em termos de DQO: 78% para RAC e 70% para UASB, respectivamente. Os autores concluíram que é possível, mediante os parâmetros de sedimentação adotados, formar uma biomassa peletizada, mesmo operando o sistema com altas cargas orgânicas.

ABSTRACT This study aimed to evaluate anaerobic biomass formation in anaerobic baffled reactor (ABR) and sequentialy in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, using the solids liable to sedimentation present in swine wastewater (SW). The ABR and UASB reactors operated in series with hydraulic retention times (HRT) of 15 and 9. The average volumetric organic loading rates (VOLR) was about 53.8, and 36.2 kg.m-3 d¹ in terms of total COD, respectively. The average removal efficiencies, during the starting up process and biomass formation concernig BOD520°C about 68% (ABR) and 55% (UASB), and in terms of COD about 78% (ABR) and 70% (UASB), respectively. The authors concluded that it is possible, using the sedimentation parameters adopted, to form a granulated biomass, even operating with high organic loadings.

O presente estudo avaliou o tratamento das águas residuárias do processamento por via úmida do café (ARC) em sistema de tratamento anaeróbio em escala de laboratório. O sistema utilizado foi composto de um tanque de acidificação e equalização (TAE), um trocador de calor, um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB), um equalizador de pressão e um gasômetro. Os valores de vazão mínimos e máximos foram: 0,004 a 0,037 m³ d-1 e os valores da carga orgânica volumétrica (COV) foram 0,14 a 20,29 kgCOD m-3 d-1, respectivamente. Os parâmetros cinéticos encontrados durante a biodegradação anaeróbia da ARC com concentração mínima de compostos fenólicos de 50 mg L-1, foram: Y = 0,37 mgSTV (mgCODremoved)-1; Kd= 0,0075 d-1; Ks = 1.504 mg L-1 e µmax = 0,2 d-1. O perfil de lodo no reator apresentou valores ST de 22.296 a 55.895 mg L-1 e de STV de 11.853 a 41.509 mg L-1, demonstrando o crescimento gradativo da biomassa no reator durante o tratamento, mesmo na presença de compostos fenólicos na concentração anteriormente mencionada.

This study evaluated the treatment of wastewater from coffee wet processing (WCWP) in an anaerobic treatment system at a laboratory scale. The system included an acidification/equalization tank (AET), a heat exchanger, an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB), a gas equalization device and a gas meter. The minimum and maximum flow rates and volumetric organic loadings rate (VOLR) were 0.004 to 0.037 m³ d-1 and 0.14 to 20.29 kgCOD m-3 d-1, respectively. The kinetic parameters measured during the anaerobic biodegradation of the WCWP, with a minimal concentration of phenolic compounds of 50 mg L-1, were: Y = 0.37 mgTVS (mgCODremoved)-1, Kd = 0.0075 d-1, Ks = 1.504mg L-1, µmax = 0.2 d-1. The profile of sludge in the reactor showed total solids (TS) values from 22,296 to 55,895 mg L-1 and TVS 11,853 to 41,509 mg L-1, demonstrating a gradual increase of biomass in the reactor during the treatment, even in the presence of phenolic compounds in the concentration already mentioned.

This work evaluated the potential of the acidification equalization tank (AET) used as a primary treatment unit, treating the hog farming wastewater. The treatment system consisted of a degritter with a triangular-notch weir, for measuring the flow, a static sieve, and an acidification and equalization tank (AET), an anaerobic baffled reactor (ABR), an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, a settling tank, a greenhouse for fertirrigation and two infiltration ponds. The AET had a net capacity of 8,000 liters, internally covered with asphalt blanket, worked based on surface loading rates application. The unit operated continuously, with its flow varying from 0.1 to 10 L s-1. To determine the efficiency, the following parameters were measured: pH; COD; BOD; volatile and fixed solids; settleable solids; total, intermediate and partial alkalinity and total acidity. The COD removal varied from 5 to 20%. The average pH was 7.3 and the total, intermediate and partial alkalinity in the effluent, were 1919, 846, 1197 mg L-1, respectively. The total acidity in the effluent was 34 mg L-1. The influent and effluent total BOD and oil & grease concentrations were 3436 and 3443 mg L-1, and 415 and 668 mg L-1, respectively. It was found that the AET worked properly concerning the acidification, equalization and sedimentation processes, confirming low cost of implementation and easy operation, when compared to other traditional decanters.

Foram estimados e analisados os parâmetros cinéticos em um reator UASB construído com a finalidade de reduzir a carga orgânica de efluentes líquidos originados de uma granja suinícola. O sistema foi composto de caixa de areia equipada com vertedor Thompson para a medição da vazão, uma peneira estática para a separação de sólidos, tanque de acidificação e equalização (TAE), um RAC e um UASB, tanque de decantação, duas lagoas de infiltração e uma casa de vegetação destinada a fertirrigação. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) adotados no reator UASB foram de 8.0; 9.6; 8.4; 6.0 e 4.8 horas. A temperatura média operacional foi de 23,4º C±1,5º C. Foram analisados os seguintes parâmetros físico-químicos: temperatura, vazão, sólidos totais (SFT e SVT) afluente, efluente, perfil de sólidos, (total e filtrado) DQO, (total e filtrado) DBO e nutrientes (N e P). Os parâmetros cinéticos calculados foram: coeficiente de crescimento Y=0,091 mg DQO mg SVT-1 d-1, coeficiente de decaimento Kd = 0,01d-1, taxa máxima de crescimento µmax = 0,051 d-1 e concentração de substrato limitante Ks=282,5 mg DQO L-1. Para a validação dos modelos de regressão lineares obtidos a partir dos dados coletados foi aplicado o teste "t"e os resultados estão de acordo com os encontrados na bibliografia.

This research aimed to estimate the kinetic parameters of a UASB reactor treating swine wastewater from farming. The system consisted of: a degritter with a triangular-notch weir in order to measure the flow; a static sieve; an acidification/equalization tank (AET); ABR and UASB reactors; a settling tank; two infiltration ponds and a greenhouse for fertirrigation. The hydraulic retention times (HRT) adopted for the UASB reactor, were: 8.0; 9.6; 8.4; 6.0 and 4.8 hours. The operational temperature was 23.4º C±1.5º C. The analyzed physical-chemical parameters were temperature COD (total and filtered), BOD (total and filtered), total volatile solids (affluent, effluent and of the reactor's profile sludge), flow rate and nutrients (N and P). The kinetic coefficients estimated were: growth coefficient Y=0.091 mg tCOD mg TVS-1.d-1, decay coefficient Kd=0.01 d-1; concentration of limiting substrate Ks=282.5 tCOD mg L-1 and maximum growth rate µmax= 0.051 d-1. For data validation, simple linear regression models were applied and their interaction verified with a "t" test. The results matched with the those found in other references for the same type of kinetic studies.

Conduziu-se este trabalho, com o objetivo de fornecer informações a respeito da investigação experimental realizada na estação piloto no Núcleo de Estudos em Cafeicultura (NECAF/UFLA), para tratamento de água residuária do café (ARC) especificamente, o monitoramento de um Reator Anaeróbio Híbrido (RAH), utilizando minifiltros preenchidos com dois tipos de meio suporte (argila expandida e seixo rolado). O RAH possuía fundo falso e foi utilizado como inóculo lodo anaeróbio de Upflow anaerobic sludge blanket reator (reator anaeróbio de manta de lodo) - UASB (escala-plena), de esgoto doméstico. O sistema foi monitorado por meio de parâmetros operacionais e de análises químicas e físico-químicas. Foi constatado que a fase experimental em que se deu o experimento dificultou a eficiência do RAH por ter sido submetido a cargas inferiores às previstas, uma vez que o efluente passava por tratamento em outras unidades, minimizando assim, a concentração orgânica a ser tratada. O RAH apresentou concentrações afluentes médias de: 484; 168 e 92 mg DQOtot L-1 e concentrações efluentes médias de 344; 159 e 90 mg DQOtot L-1, para os tempos de detenção hidráulica (TDH) de 28,5; 23,7 e 18,0 horas, respectivamente. O RAH apresentou equilíbrio com relação aos parâmetros medidos e boa estabilidade. O efluente analisado não apresentou riscos de salinidade, uma vez que a CE ficou na faixa, entre 0,70 e 3,0 dS m-1 e os SDT, entre 450 a 2000 mg L-1. Quanto à sodificação, a Razão de Adsorção de Sódio (RAS) ficou entre 0 e 3 e a CE>0,7 dS m-1, podendo ser reutilizado para irrigação da maioria das culturas e solos.

The purpose of this work is to supply information regarding to the experimental investigation carried out in a pilot scale system, located at Coffee Study Research Center (NECAF/UFLA). The research focused mainly on a Hybrid Anaerobic Reactor (HAR) operating with mini-filters filled with two types of physical support (expanded clay and pebble "round quartz stone"). The HAR used a three-phase-separator; and during the start-up, sludge from a full-scale UASB reactor treating domestic wastewater was utilized. The experimental results did not show great efficiency due to the removal of the organic matter in other treatment units located before the HAR, minimizing in this way the concentration of organic matter to be treated in the HAR. The HAR presented an average affluent concentration of: 484, 168, and 92 mg CODtot L-1, and an average effluent concentration of: 344, 159, and 90 mg CODtot L-1. The HAR also presented good balance in relation to the parameters measured, as well as good stability.