Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de um sistema alagado construído (CWS) na remoção de coliformes totais (TC) e coliformes termotolerantes (ThC) de água residuária da suinocultura, como tratamento complementar a um sistema anaeróbio. Na etapa 1, o sistema experimental foi composto por um sistema alagado construído de escoamento vertical (VFCWS) cultivado com capim Tifton 85 em série com um sistema alagado construído de escoamento subsuperficial horizontal (HFCWS1) cultivado com Taboa. No HFCWS1 os tempos de detenção hidráulica foram de 4,7; 3,1 e 2,3 dias e as taxas de aplicação superficial foram 294, 319 e 397 kg ha-1 d-1 de DQO, nas fases I, II e III, respectivamente. Na etapa 2, o sistema experimental foi composto por um sistema alagado construído de escoamento subsuperficial horizontal (HFCWS2) cultivado com capim Tifton 85, os tempos de detenção hidráulica foram 6,1; 2,0 e 0,5 d e as taxas de aplicação superficial foram 850, 656 e 6,34 kg ha-1 d-1 de DQO, nas fases I, II e III, respectivamente. Na etapa 1, verificou-se que o VFCWS foi mais eficiente na remoção de coliformes quando comparado ao HFCWS1. Quando comparados apenas os HFCWS, verificou-se que a remoção de coliformes na etapa 1 variou de 1 a 2 unidades log no HFCWS1. Na etapa 2, o HFCWS2 mostrou-se mais limitado, apresentando maiores eficiências de remoção na fase I, de 1,6 a 0,8 unidades log para TC e ThC, respectivamente. Em geral, a associação resultou em eficiências que variaram de 96,4 a 99,0% para TC e de 94,2 e 97,6% para ThC, equivalente a remoção média de 1,2 a 2 unidades log, considerada satisfatória.

Abstract This study evaluated the efficiency of a constructed wetland system (CWS) in removing total coliforms (TC) and thermotolerant coliforms (ThC) of swine wastewater, as a complementary treatment to an anaerobic system. At Stage 1, the experimental system was combined using a vertical flow constructed wetland system (VFCWS) cultivated with Tifton 85 grass in series with a horizontal subsurface flow constructed wetland system (HFCWS1) cultivated with Taboa. In HFCWS1, the hydraulic detention times (HDT) were 4.7, 3.1 and 2.3 days and the surface application rates (SAR) were 294, 319 and 397 kg ha-1 d-1 of COD, in Phases I, II and III, respectively. At Stage 2, the experimental system was combined using a horizontal subsurface flow constructed wetland system (HFCWS2) cultivated with Tifton 85 grass, HDT were 6.1, 2.0 and 0.5 days and the SAR were 850, 656 and 6.34 kg ha-1 d-1 of COD, in Phases I, II and III, respectively. In Stage 1, it was verified that the VFCWS was more efficient in coliform removal when compared to HFCWS1. When only HFCWS were compared, coliform removal in Stage 1 was between 1 and 2 log units in HFCWS1. In the stage 2, the HFCWS2 was more limited, with the highest removal efficiencies during Phase I of 1.6 and 0.8 log units for TC and ThC, respectively. In general, the association resulted in efficiencies that ranged from 96.4 to 99.0% for TC, 94.2 and 97.6% for ThC, equivalent to the average removal of 1.2 to 2 log units, considered satisfactory.

RESUMO O entendimento sobre a hidrodinâmica dos reatores é essencial para melhorar o desempenho e produção de biogás destas unidades. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento hidrodinâmico de um sistema combinado anaeróbio-aeróbio em escala laboratorial no tratamento da vinhaça. O experimento foi conduzido em um sistema utilizando dois reatores UASB em série seguidos por um biofiltro biológico aerado submerso (FBAS). As vazões aplicadas no sistema e os correspondentes TRHs teóricos nos reatores UASB1, UASB2 e FBAS foram respectivamente: 15,6 L d-1 e 1,2 d; 1,2 d e 1,0 d (Fase I - Primeiro ano); 8,5 L d-1 e 2,1 d; 2,1 d e 1,8 d (Fase II- Primeiro ano); 14,6 L d-1 e 1,1 d; 1,1 d e 1,0 d (Fase III- Segundo ano); 29,5 L d-1 e 0,6 d; 0,6 d e 0,5 d (Fase IV- Segundo ano). Os perfis hidrodinâmicos foram realizados por meio de testes tipo pulso estímulo-resposta empregando como traçador LiCl. Os coeficientes de determinação (R2) dos modelos de dispersão indicam uma maior aproximação do modelo de tanques de mistura completa em série (multi-CSTR), com uma média de 2,5; 2,3 e 1,2 (primeiro ano) e 1,1; 1,4 e 0,9 (segundo ano) reatores de mistura completa (multi-CSTR) em série para UASB1, UASB2 e FBAS, respectivamente. Os resultados realizados nos reatores UASB1, UASB2 e FBAS indicaram forte tendência do escoamento ao regime hidráulico de mistura completa, sendo detectada grande dispersão nas unidades, além da presença de curtos-circuitos e zonas mortas.

ABSTRACT The understanding of reactor hydrodynamics is essential for improving the performance of a reactor and biogas production. This study sought to evaluate the hydrodynamic behavior of a combined anaerobic-aerobic system at a laboratory scale for treating vinasse. The experiment was conducted in a system using two UASB reactors connected in series, followed by an Aerated Submerged Biological Filter (ASBF). The flow rates applied to the system and the corresponded theoretical HRTs in the UASB1, UASB2 and ASBF were respectively: 15.6 L d-1 and 1.2 d, 1.2 d and 1.0 d (Phase I - first year); 8.5 L d-1 and 2.1 d; 2.1 d and 1.8 d (Phase II - first year), 14.6 L d-1 and 1.1 d, 1.1 d and 1.0 d (Phase III - second year); 29.5 L d-1 and 0.6 d, 0.6 d and 0.5 d (Phase IV - second year). The hydrodynamic studies were carried out using pulse type stimulus-response tests, employing LiCl as a tracer. The coefficients of determination for the dispersion models (R2) indicate a close approximation of a continuous stirred tank reactor in series (multi-CSTR) model, with an average of 2.5, 2.3 and 1.2 (first year), and 1.1, 1.4 and 0.9 (second year) multi-CSTR for UASB1, UASB2 and ASBF, respectively. Results of the hydrodynamic tests carried out in UASB1, UASB2 and ASBF indicated strong tendency for flow in the complete mixture hydraulic regime, detecting a wide dispersion in the units, in addition to the presence of short circuits and dead zones.

This study investigated the microbiology of a hybrid anaerobic reactor (HAR) in the removal of pollutant loads. This reactor had the same physical structure of an UASB reactor, however with minifilters inside containing two types of support material: expanded clay and gravel. Two hydraulic retention times (HRT) of 24h and 18h were evaluated at steady-state conditions, resulting in organic loading rates (OLR) of 0.032 and 0.018 kgDBO5m-3d-1 and biological organic loading rates (BOLR) of 0,0015 and 0.001 kgDBO5kgSVT- 1d¹, respectively. The decrease in concentration of organic matter in the influent resulted an endogenous state of the biomass in the reactor. The expanded clay was the best support material for biofilm attachment.

Os sistemas de gestão da qualidade (SGQ) e ambiental (SGA) vêm sendo amplamente desenvolvidos em laboratórios nos dias atuais, o que tem contribuindo com melhorias significativas nos processos de gestão da medição e na visão dos clientes. Objetivou-se com este artigo avaliar a medição de turbidez para garantir a qualidade dos resultados das análises para a execução dos serviços de ensaios do Laboratório de Análise de Água do Departamento de Engenharia (LAADEG) da Universidade Federal de Lavras (UFLA). Avaliaram-se dois turbidímetros de bancada "A e B" por meio de estudo estatístico de capacidade do processo, analisando os índices de capacidade potencial (Cp) e capacidade de desempenho (Cpk). Identificaram-se, também, as causas especiais presentes nas cartas de controle, utilizando-se de padrões não aleatórios estabelecidos previamente. Após os estudos, definiu-se que deverá ser utilizado o turbidímetro "B" para a realização de todas as medições de turbidez no LAADEG.

The quality management system (QMS) and environmental management system (EMS) are currently being widely developed in laboratories, and have contributed to significant improvements in measurement management processes and client opinion. The purpose of this work is to establish appropriate methodologies for assessing the turbidity measurement that guarantee the quality of the results concerning precision and accuracy and also to test the service performance of the Water Analysis Laboratory of the Engineering Department (LAADEG) of Federal University of Lavras (UFLA). The research assessed two bench turbidimeters "A and B" through a statistical process capability study, analyzing the potential capability indexes (Cp) and performance capability (Cpk). We identified special causes also present in the control through non predetermined random patterns. After the studies, it was found that turbidimeter "B" should be used for all turbidity measurements in LAADEG, since its precision was higher than turbidimeter "A".

The present work aimed at studying the operational parameters of an Anaerobic Hybrid Reactor (AHR) removing organic matter of coffee wastewater with low concentration. The AHR was built similar to an UASB reactor, however the interior was filled with mini-filters composed by two types of support materials: expanded clay and rolled pebble. Three start-ups were accomplished in order to achieve the stationary state (steady-state). Three hydraulic retention times were appraised: 28.5; 24.0 and 18.0 h, obtaining a volumetric loading rate (VLR) of 0.70; 0.56; 0.54 kg COD m-3 d-1 and a biological organic loading rate (BOLR) of 0.0156; 0.0103 and 0.01213 kg BOD5 kg TVS-1 d-1. Due to the decrease in the concentration of organic matter in the influent, the endogen process started to occur on the biomass lowering the methanogenic process.

O processamento do café por via úmida, além de aumentar a eficiência para se obter cafés de melhor qualidade, diminui consideravelmente os custos de secagem e ainda, reduz o espaço ocupado no terreiro. Porém, esse tipo de processamento gera grandes quantidades de águas residuárias, que devem sofrer algum tipo de tratamento antes de serem lançadas em corpos hídricos. Nesta pesquisa, objetivou-se monitorar a Lagoa de Estabilização integrante desse sistema, avaliar a sua eficiência na remoção da carga orgânica afluente e desenvolver um modelo de ajuste para descrever a autodepuração ocorrida. Para esta pesquisa, foram considerados 300,200 litros de frutos do cafeeiro, da espécie Coffea arabica L., processados, por via úmida. A carga média diária foi de 136 kgDQO d-1, encaminhada para um sistema piloto de tratamento de água residuária do processamento do café. O monitoramento foi realizado por meio de análises químicas e físico-químicas e o modelo de ajuste foi desenvolvido a partir do cálculo do balanço hídrico, das equações de estimativa teórica de remoção de DQO e das análises de DQO realizadas. O efluente da lagoa de estabilização apresentou concentração inicial de DQO de 7,100 mg L-1 e final de 100 mg L-1. Ficou constatado que a lagoa foi a unidade de tratamento que reduziu em cerca de 80% a concentração de matéria orgânica afluente. O modelo de ajuste desenvolvido apresentou coeficiente de ajuste satisfatório (r² = 0,8015).

Wet coffee processing, besides its efficiency in getting better coffee quality, also minimizes considerably drying costs, and moreover reduces the space due to the ground-flour spreading seeds. However, this type of processing produces large quantities of wastewater, which must be treated before being discharged into the sewage system. The main objective of this research was to monitor the stabilization pond, as part of a pilot system, and therefore, to evaluate its efficiency concerning the organic loading removal and also to develop a model that can describe the auto-purification. In this research it was used 300.200 liters of coffee fruits, Coffea arabica L., specie, in the wet processing. The organic loading rate applied was 136 kgCOD d-1.The performance of this unit was monitored through chemical and physical-chemical analysis, and the mathematical modeling was developed based on the hydric balance, on the theoretical COD estimation and on the actual analysis of COD realized. The stabilization pond effluent presented averages of initial and final COD concentration of 7.100 mg L-1 and 100 mg L-1, respectively. It was found that the stabilization pond was responsible for removing 80% of the total organic matter present in the affluent. The adjusted model developed showed a satisfactory regression coefficient (r² = 0,8015).

A água residuária do café (ARC), originada no processamento dos frutos do cafeeiro, produz quantidade considerável de biogás que pode e deve ser utilizado como fonte de energia alternativa e complementar. Neste trabalho, foi estudada a variação da concentração de metano do biogás produzido a partir das ARC, por tratamento anaeróbio, em reator UASB, em escala laboratorial. As amostras foram coletadas durante 86 dias. As análises da concentração de metano foram realizadas por cromatografia gás-sólido (CGS). A produção de biogás e de metano, foi de 0,545 a 0,602 m³ kg-1DQO removida e de 0,382 a 0,421 m³ kg-1 DQO removida, respectivamente. Os resultados da concentração de metano no biogás variaram de 48,60 a 68,14 %, influenciados pela variação dos parâmetros temperatura, pH, acidez e compostos fenólicos presentes nas ARC. Como havia sido previsto, as maiores concentrações de metano foram verificadas nos períodos em que o pH estava mais próximo da neutralidade.

The wastewater produced from wet coffee processing (WCP), originated from the coffee fruits, can produce great quantities of biogas, which, in turn, can be also used as an alternative or complementary energy source. In this research, we studied the variation of methane concentration produced by WCP in a laboratory-scale UASB reactor with anaerobic treatment. The samples were collected during a period of 86 days. The methane concentration was measured through gas solid chromatography (GSC). The production of biogas and methane ranged from 0.545 to 0.602 m³ kg-1DQO removed and from 0.382 a 0.421 m³ kg-1 DQO removed, respectively. Methane presence in the biogas ranged from 48.60% to 68.14 %. This variation was influenced by the following parameters: temperature, pH, acidity, and phenol compounds present in the WCP. As expected, greater concentrations of methane gas were verified during the periods when the pH close to neutral.

A presente pesquisa foi realizada no Laboratório de Análise de Água do Departamento de Engenharia na Universidade Federal de Lavras (LAADEG-UFLA), para avaliar o comportamento hidrodinâmico de um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), em escala laboratorial, alimentado continuamente com água residuária do confinamento de suínos isenta de sólidos com diâmetro acima de 2 mm. Na avaliação dos parâmetros hidrodinâmicos foi utilizado o cloreto de lítio (LiCl) como traçador, sob tempo de detenção hidráulica (TDH) de 12 horas. O monitoramento foi realizado, quando o reator UASB apresentava condições permanentes "steady-state". As análises físico-químicas foram realizadas em fotômetro de chama, de amostras retiradas na saída da unidade de tratamento, em intervalos constantes de tempo. A temperatura média operacional do reator UASB foi de 23,9ºC. Os parâmetros hidrodinâmicos do reator UASB, determinados por meio da avaliação foram: tempo médio de residência = 38,3 h, número de dispersão d= 0,27 e tipo de fluxo, o qual foi caracterizado como disperso de grande intensidade. A pesquisa se reveste de importância, uma vez que o escalonamento "scale-up" de reatores biológicos, se baseia diretamente nos comportamentos hidrodinâmicos do mesmo, em função da elevada influência que os referidos comportamentos possuem sobre a cinética bacteriana, conforme relatado por Saleh (2004).

The present research was carried out in the Laboratory of Water Analysis at the Engineering Department at Federal University of Lavras (LWAED-UFLA), in order to evaluate the hydrodynamic behavior of a lab-scale upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) that was continuously fed with liquid effluent from swine manure with solid separation over 2mm. The hydrodynamic parameters were determined by a tracer study, under hydraulic retention time (HRT) of 12 hours, using Lithium Chloride (LiCl) as a tracer. The system was monitored periodically through physical analysis of samples collected at UASB, during the steady-state operational conditions. The physical-chemical analyses were accomplished using a flame photometry. The operational average temperature in the UASB reactor was 23.9ºC .The UASB hydrodynamic parameters determined were: average residence time (<img src="/img/revistas/cagro/v33n4/t4_barra.gif" align="absmiddle">) of 38.3 h, number of dispersion d= 0.27, and the flow type was characterized as dispersed flow of great intensity. This research is of great importance due to the fact that the scaling-up of biological reactors is based on the hydrodynamic behavior, through which the bacterial kinetic is directly influenced, as reported by Saleh (2004).

Este experimento foi conduzido na Unidade I do Centro Federal de Educação Tecnológica de Uberaba (CEFET-Uberaba), em Uberaba, MG, durante o ano de 2006. Conduziu esse experimento, com o objetivo de avaliar a influência da concentração de sólidos totais contidos na água residuária de suinocultura: nas perdas de cargas ocorridas no sistema, na uniformidade de distribuição, na distribuição de sólidos totais ao longo do raio de alcance do aspersor, no raio de alcance do aspersor. Os tratamentos constaram das concentrações de sólidos totais contidos em cada camada da lagoa retirada durante o ensaio. Utilizou-se um sistema de irrigação autopropelido da marca Metal Lavras, modelo mini 63/150, equipado com um canhão da marca Plona modelo RL 250 e um sistema de bombeamento composto por uma bomba da marca Schneider modelo MSA-22 R 1 ¼" acoplada a um motor trifásico de 15 cv. As perdas de carga foram influenciadas diretamente pela concentração dos sólidos contidos na água residuária, chegando a acréscimos de 30,77% na adutora, 13,59% na turbina e 22,02% na mangueira, para a maior concentração de sólidos avaliada em relação a água sem resíduo. Na uniformidade de distribuição e no raio de alcance do aspersor, não houve influência significativa da concentração de sólidos. Na distribuição de sólidos ao longo do raio de alcance do aspersor, observou-se uma maior concentração nos coletores mais afastados do aspersor.

This experiment was carried out at Unit I at the Federal Technological Education Center in Uberaba (CEFET-Uberaba-MG), during the year of 2006. The aim was to evaluate the influence of solids concentration in swine wastewater on charge losses of the irrigation system, on water distribution uniformity, on distribution of solids along the sprinkler radius of throw. The treatment levels were solid concentration at different depths of a water pond. The irrigation self propelled system is manufactured by Metal Lavras, model mini 63/150, with a gun sprinkler model Plona RL 250 and a pump system with a Schneider unit model MSA-22R 1/14" with a three phase electrical engine 15 HP. The charge losses were influenced by the solids concentration increasing the losses in 30.77% at the main pipe, 13.59% at the turbine and 22.02% at the plastic hose, for the largest solid concentration compared to water only. At water distribution uniformity and radius of throw statistical differences were not observed. One observed that solid application varied along the radius of throw, being larger quantities applied at the larger distances.

Estudou-se a produção de biogás proveniente do tratamento das águas residuárias do processamento por via úmida do café (ARC) coco em sistema de tratamento anaeróbio em escala laboratorial. O sistema foi composto de um tanque de acidificação e equalização (TAE), um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB), uma lagoa aerada facultativa (LAF), um equalizador de pressão e um gasômetro. O tratamento foi realizado durante 190 dias e o pH foi controlado por certos períodos de tempo, pela adição de NaOH no TAE ou no reator UASB. No reator UASB, os valores máximos e mínimos obtidos na entrada foram de 235 a 7.064 mg.L-1 para DQO; 200 a 3.913 mg.L-1 para DBO5, 500 a 11.153 mg.L-1 para STV e 4,57 a 7,75 para o pH. Na saída do reator UASB, os valores foram de 39 a 2.333 mg.L-1 para DQO; 15 a 1.300 mg.L-1 para DBO5, 272 a 2.749 mg.L-1 para STV e 6,16 a 7,93 para o pH. Os valores mínimos e máximos de vazão afluente foram de 0,18 a 1,56 L.h-1. O biogás apresentou uma produção teórica de 0,545 a de 0,602 m³.kg-1DBO5 e porcentagem de metano de 48,60 a 68,14%.

It was studied the biogas production through the treatment of the wet processing coffee wastewaters (ARC) in an anaerobic treatment system in laboratorial scale. The system used was composed by one acidification and equalization tank (TAE), one anaerobic upflow sludge blanket reactor (UASB), one facultative aerated pond, one equalization tank and one gas tank. The treatment was carried out for 190 days and the pH was controlled for some periods by adding NaOH inside of the TAE or in the UASB. In the UASB reactor the maximum and minimum values obtained in the inlet were 235 to 7064 mg.L-1 for COD; 200 to 3913 mg.L-1 for BOD5, 500 to 11.153 mg.L-1 for TVS and 4,57 to 7,75 for pH. In the outlet of the UASB, the values were 39 to 2333 mg.L-1 for COD; 15 to 1300 mg.L-1 for BOD5, 272 to 2749 mg.L-1 for TVS and 6,16 to 7,93 for pH. The minimum and maximum values of the inlet flow were 0,18 to 1,56 L.h-1. The biogas presented a theoretical production of the 0,545 to 0,602 m³.Kg-1BOD5 and methane percentage from 48,60 to 68,14%.

A atividade suinícola vem, desde meados da década de 70, sendo uma das mais poluidoras atividades agroindustriais no Estado de Minas Gerais. Sendo assim, objetivou-se desenvolver um Reator Anaeróbio de Manta de Lodo (UASB-Upflow Anaerobic Sludge Blanket) visando tratar os dejetos produzidos com máxima eficiência dentro de um tempo e com custo reduzidos. Para tanto um experimento em escala laboratorial foi projetado e monitorado no Laboratório de Análise de Água do Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras (LAADEG), sendo composto por um Tanque de Acidificação e Equalização (TAE), um Reator Anaeróbio de Manta de Lodo e uma Lagoa Aerada Facultativa (LAF), o qual foi alimentado com fluxo contínuo. As análises físico-químicas realizadas foram: DQO, DBO5, Sólidos Totais (Fixos e Voláteis), Temperatura, pH, Nitrogênio, Fósforo, Acidez e Alcalinidade Total. O sistema proporcionou eficiência de remoção média de 93% de DQO, 84% de DBO5 e 85% de Sólidos Totais Voláteis, demonstrando adequada adaptação aos diversos tempos de detenção hidráulica adotados (55, 40, 30, 25, 18 e 15 horas). Os parâmetros adotados na partida do reator UASB foram: COV: 1,11kgDQO.m-3.d-1, COB: 0,019 kgDBO5.kgSVT-1.d-1 e TDH: 55h.

The swine production, since 70th , is one of the most pollutant agro-industrial activities in the Minas Gerais State, Brazil. The objective of this research was to develop an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB), aiming at treating the effluent generated within a maximum efficiency and minimum time and cost. Therefore, a lab-scale reactor was built up and monitored in the laboratory of Engineering Department at the Federal University of Lavras (UFLA). The system consisted of an Acidification and Equalization Tank (AET), an Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor (UASB), and an Aerated Facultative Pond (AFP). The system was fed continuously. The physical-chemical analyses carried out were: COD, BOD5, Total Solids (Fixes and Volatile), temperature, pH, Nitrogen, Total Acidity and Alkalinity. The system showed, in terms of COD, BOD5 and Total Volatile Solids a mean removal efficiency of 93, 84 and 85%, respectively, demonstrating a good performance. The hydraulic retention times applied were: 55, 40, 30, 25, 18 e 15 hours. The adopted parameters for the star-up of the UASB reactor were: Volumetric Organic Loading Rate (VOLR) of 1.11 kgDQO.m-3.d-1, Biological Loading Rate: 0.019 kgBOD5.kgTVS-1.d-1 and Hydraulic Retention Time (HRT) of 55 hours.

Com a presente pesquisa, objetivou-se determinar os parâmetros cinéticos de um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB-Upflow Anaerobic Sludge Blanket), em escala laboratorial, empregado para reduzir a carga orgânica poluidora de dejetos de suínos. Os trabalhos foram conduzidos no Laboratório de Análise de Água do Departamento de Engenharia LAADEG localizado no campus da UFLA, utilizando dejetos de suínos coletados da granja de suínos do Departamento de Zootecnia - DZO. O sistema de tratamento foi composto das seguintes unidades: tanque de acidificação e equalização (TAE), reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) e lagoa aerada facultativa (LAF). Os tempos de detenção hidráulica (TDH) foram: 55; 39; 34; 24; 17; e 16 horas, adotados em função das cargas orgânicas biológicas e volumétricas. A temperatura média operacional no reator foi de 25±2ºC. O levantamento cinético utilizou os seguintes parâmetros: DQO T, Sólidos Voláteis Totais (SVT), Temperatura, Vazão e Perfil de Lodo no reator (SVT), e o número de análises foram: 72; 72; 250; 250; e 30, respectivamente. As freqüências de análise foram duas vezes por semana para DQO T e Sólidos Voláteis Totais (SVT), diárias para a Temperatura e Vazão. Foram determinados os seguintes parâmetros cinéticos: coeficiente de crescimento Y=0,3046 a 0,4231 mgDQO.mg SVT-1.d-1, coeficiente de decaimento Kd=0,0125 a 0,0173d-1, taxa máxima de crescimento ìmax=0,2835 a 0,03938d-1 e concentração de substrato limitante Ks= 51,70 a 71,80 mg.L-1 de DQO. Os valores encontrados estão dentro da faixa descrita em literaturas específicas e foram determinados com base em estudos de regressão linear, oferecendo assim, respaldo técnico científico aos dados físicos e químicos levantados durante a operacionalização do sistema.

The present work aimed at determining and evaluating the kinetic parameters from the UASB reactor treating swine manure effluent in a lab-scale experiment. The research was carried out in the Laboratory of Water Analysis at the Engineering Department (LAADEG) at the campus of Federal University of Lavras - UFLA. The system was assembled with an acidification and equalization tank (AET), an UASB reactor and an aerated facultative pond (AFP). The hydraulic retention time (HRT) adopted in the UASB reactor were: 55; 39; 34; 24; 17; and 16 hours. The operational average temperature in the UASB reactor was 25 ± 2ºC. The kinetic studies used the following parameters: Chemical Oxygen Demand (COD T), Total Volatile Solids (TVS), Temperature, Flowrate and Total Solids Profile (TVS P), in the reactor, and the number of analyses were: 72; 72; 250; 250; and 30, respectively. The frequency was twice a week for COD T, and TVS, and daily for temperature and flowrate. The kinetic parameters determined were: yield coefficient Y=0.3046 to 0.4231mg COD T mgTVS-1.d-1, decay coefficient Kd=0.0125 to 0.0173d-1, maximum growth rate coefficient ìmax=0.2835 to 0.03938d-1 and limiting substrate concentration coefficient Ks= 51.70 to 71.80mg COD T.L-1. The values found were within the range appointed in the specific literatures and were determined based on linear regression studies, giving in this way, a technical scientific support to the physical chemical operational data collected during the operational research period.

Com o presente trabalho de pesquisa objetivou-se avaliar a eficiência na remoção de poluentes orgânicos e a produção de biogás de um sistema de tratamento de efluentes de dejetos de suínos em escala laboratorial (bancada). A pesquisa foi desenvolvida no Laboratório de Análise de Água do Departamento de Engenharia (LAADEG) da Universidade Federal de Lavras (UFLA). O sistema de tratamento foi constituído por um Tanque de Acidificação e Equalização (TAE), Reator Anaeróbio de Manta de Lodo (UASB) com medidor de biogás (gasômetro) e uma Lagoa Aerada Facultativa (LAF). A alimentação foi realizada em bateladas no TAE, onde o efluente líquido era bombeado para um sistema de aquecimento sendo então introduzido no reator UASB e finalmente conduzido para polimento na LAF. O biogás acumulado na parte superior do UASB, após passar por um equalizador de pressão, era canalizado e armazenado no gasômetro. O valor médio do Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) foi de 30 horas. Os valores médios de remoção da DQO T, DBO5, ST, STF e STV, foram: 1755, 670, 1089; 142 e 948 mg.L-1, respectivamente. As eficiências de remoção da DQO T e DBO5 no reator UASB foram de 78 e 75%, respectivamente. A produção média de biogás e metano (CH4) foi de 0,14 e 0,10 L.d-1. O potencial de produção de CH4 em termos de DBO5 removida foi de 0,01 m³CH4.(kg.DBO removida )-1. O sistema apresentou boa eficiência quanto a remoção de DQO T, DBO5 e Sólidos.

The present research aimed at evaluating in lab-scale system the removal of pollutants and biogas production efficiency in treating a swine liquid effluent. The research was carried out in the Laboratory of Water Analysis from the Engineering Department of Federal University of Lavras (LAADEG). The system parts built up were: Acidification Equalization Tank (AET), an Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor (UASB) with biogas measurement and an Aerated Facultative Pond (AFP). The batch feeding process was carried out in the AET, and through a peristaltic pump, the effluent passed through a heating system before it was introduced in the UASB reactor, only then, the effluent was conducted to the AFP. The biogas production was canalized to a pressurized container for equalization and then, kept in a water displacement gasmeter. The average hydraulic retention time (HRT) was 30 hours. The average removal values of COD T, BOD5, TS, TFS and TVS, were: 1755, 670, 1089; 142 and 948 mg.L-1, respectively. The efficiency of COD T and BOD5, were 78 and 75%, respectively. The average biogas and methane production were 0,14 e 0,10 L.d-1, respectively. The theoretical CH4 production per BOD5 removed was 0,01 m³CH4.kgBOD-1removed. The system showed a good efficiency concerning the COD T, BOD5 and solids removal.

Objetivou-se com o presente trabalho avaliar o desempenho do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB-Upflow Anaerobic Sludge Blanket) construído em escala laboratorial na redução da carga orgânica poluidora dos despejos suinícolas brutos. O sistema completo foi composto de um tanque de acidificação e equalização, reator UASB e lagoa aerada facultativa. O tempo de detenção hidráulica (TDH) e temperatura adotada para o reator UASB foram de 30 horas e 30 ºC, respectivamente. Os valores médios afluentes de DQO T, ST e SVT foram de 1806, 1810 e 1240 mg.L-1. As eficiências de remoção de DQO T, ST e SVT foram de 84, 58 e 73%, respectivamente. O sistema se apresentou-se estável, com boas condições de tamponamento, retenção e digestibilidade de sólidos, demonstrando que os critérios adotados foram adequados, principalmente aqueles referentes ao TDH, carga orgânica volumétrica (COV) e temperatura.

The present work was carried out in order to evaluate the performance of a lab scale Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor (UASB) treating liquid effluent from swine manure without solids separation. The treatment system consisted of one acidification tank, which also equalized the substrate, an UASB reactor, and an aerated facultative pound. The hydraulic retention time (HRT) and temperature adopted for the UASB reactor were 30h and 30ºC, respectively. The influent average values of Chemical Oxygen Demand (COD), Total Solids (TS) and Total Volatile Solids (TVS) were 1806, 1810 and 1240 mg.L-1. The removal efficiencies were 84, 58 and 73 %, respectively. The system presented good stability and buffering conditions, and also a good solids digestibility, showing that the research criteria adopted was adequate, mainly those parameters referred to the HRT, Volumetric Organic Loading Rate (VOLR) and temperature.

Avaliou-se o desempenho de um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) em escala laboratorial quanto à eficiência na remoção da carga poluidora, utilizando como substrato leite tipo B, diluído com concentração média de 2.500 mg.L-1, similar aos efluentes de laticínios quando descartado o soro. Durante os 205 dias de operação, o reator foi avaliado em relação à eficiência, de acordo com a carga orgânica volumétrica (COV) aplicada. O incremento da COV aplicada foi realizado com a redução do tempo de detenção hidráulica; com isso, os TDH(s) médios aplicados no reator foram de 12, 20, 18 e 16 horas. A carga orgânica biológica (COB) inicial, ou seja, de partida, foi de 0,054 kgDBO.kgSVT-1.dia-1. O reator apresentou eficiências de 24, 43, 52 e 39%, na remoção de DQOT, e 22, 22, 17 e 17% na remoção de sólidos totais para os respectivos TDH(s) aplicados. Os melhores resultados do reator UASB na remoção de matéria orgânica foram obtidos com os TDH (s) de 20 e 18 horas. Nas condições de temperatura, carga orgânica volumétrica (COV) e tempo de detenção hidráulica (TDH) aplicados, o reator demonstrou boas condições de tamponamento, sendo desnecessária a correção do pH, o que significa minimização de custos.

In this research it was evaluated the performance of a laboratory scale UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) treating a simulated dairy wastewater. In order to obtain the same concentration of an ordinary dairy, in terms of COD substrate, it was carried out the dilution of type B pasteurized milk with drinking water at a mean concentration of 2,500 mg.L-1, similar to a dairy wastewater without milk serum. During 205 days of operation the reactor was evaluated considering the efficiency related to the organic loading rate, which varied according to the hydraulic detention time applied. The UASB reactor was operated at different hydraulic retention times, of about 12, 20, 18 and 16 hours. The initial (start-up) biological organic loading rate was about 0,054 kg DBO. kg TVS-1.d-1. The observed removal efficiencies of organic matter in terms of COD (Chemical Oxygen Demand), were about 24, 43, 52 and 39%, whereas, the removal of TS (total solids) were about 22, 22, 17 and 17%, concerning to the respectively application of hydraulic detention times. The best results related to the removal of organic matter were obtained with the hydraulic retention time (HRT) of 20 and 18 hours. Under the applied temperature, the volumetric loading rate and hydraulic retention time, the reactor demonstrated good condition of buffering and efficiency.