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Tese

Tratamento da água residuária da indústria de café solúvel em reator anaeróbio em bateladas sequenciais com biofilme (AnSBBR) seguido por processos de físico-químicos de coagulação, floculação e sedimentação (2025)

  • Authors:
  • Autor USP: BLANCO, GABRIEL COSTA - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SHS
  • DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-26112025-152900
  • Subjects: DIGESTÃO ANAERÓBIA; TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS; COAGULAÇÃO; FLOCULAÇÃO; SEDIMENTAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS
  • Keywords: Agitação; agitation; biologia molecular; carga orgânica; molecular biology; organic loading rate; physicochemical treatment; tratamento físico-químico
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: A indústria de café solúvel produz águas residuárias complexas que podem causar impactos significativos ao meio ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de tratamento de um sistema composto por reator anaeróbio e processos físico-químicos de coagulação, floculação e sedimentação. Na digestão anaeróbia, um reator em bateladas sequenciais, com volume útil de 4,0 litros, e biomassa imobilizada em espumas de poliuretano foi utilizado. Durante o estudo, foram aplicadas diferentes cargas orgânicas e intensidades de agitação ao sistema. Ao aplicar carga de 2,5 kgDQO.m-3.d-1 e agitação de 500 rpm, foram obtidas, respectivamente, constantes cinéticas aparentes (k1app) de consumo de DQO (Demanda Química de Oxigênio) e polifenóis de 0,33 h-1 e 0,22 h-1. Entretanto, quando a carga orgânica foi elevada para 5,0 kgDQO.m-3.d-1, houve sinais de inibição, resultando em queda na eficiência, e instabilidade operacional. Em seguida, foi analisado o efeito da frequência de agitação (N). Nessa etapa, foram utilizadas rotações de 0, 250 e 500 rpm, sendo obtidas, constantes cinéticas aparentes (k1app) de consumo de DQO de 0,17, 0,24 e 0,48 h-1, respectivamente. Com os dados experimentais obtidos na condição operacional 6 (C6), foi feita a modelagem e simulação no Anaerobic Digestion Model Nº 1 (ADM1), sendo otimizados os parâmetros livres: Xsu = 0,106, Xc4 = 0,291, Xpro = 0,764, Xac = 1,206, Xh2 = 0,082 kgDQO.m-3. Posteriormente, para verificar as rotas metabólicas predominantes e as mudanças na microbiota do lodo anaeróbio, foi realizado o sequenciamento do gene 16S rRNA. A análise taxonômica revelou que a alteração do substrato impactou significativamente as comunidades microbianas, com predominância de vias como fermentação de polissacarídeos e lignina, redução de sulfato, metanogênese hidrogenotrófica e acetoclástica. As principais populações identificadas foram dos gêneros Clostridium, Mesotoga,Thauera, Methanobacterium, Methanosaeta e da família Desulfuromonadaceae, confirmando os resultados obtidos na modelagem. O sequenciamento revelou mudanças expressivas, indicando a adaptação dos microrganismos às variações nas condições operacionais. Por fim, após o tratamento biológico, foi feito o tratamento físico-químico utilizando um agitador jar test, com volume útil de 2,0 litros, onde foram dosadas diferentes concentrações de sulfato de alumínio e barrilha. Nos jarros, com concentrações de coagulante acima de 3,0 g.L-1, eficiências de remoção de DQO e polifenóis acima de 80% foram alcançadas. O bicarbonato presente no efluente digerido eliminou a necessidade de utilização de álcalis. Grandes volumes de clarificado foram recuperados quando concentrações de coagulante de 6,0 g.L-1 foram aplicadas. O lodo químico apresentou teor de sólidos de 1,3% e umidade de 98,7%. Assim sendo, conclui-se que, a concepção de projeto proposta é capaz de promover o tratamento do resíduo do café solúvel de forma eficaz, além de abrir a possibilidade de reuso da água residuária e do lodo.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 08.10.2025
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-26112025-152900 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo é de acesso aberto
    • URL de acesso aberto
    • Cor do Acesso Aberto: gold
    • Licença: cc-by-nc-sa
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      BLANCO, Gabriel Costa. Tratamento da água residuária da indústria de café solúvel em reator anaeróbio em bateladas sequenciais com biofilme (AnSBBR) seguido por processos de físico-químicos de coagulação, floculação e sedimentação. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-26112025-152900/. Acesso em: 02 dez. 2025.

    • APA

      Blanco, G. C. (2025). Tratamento da água residuária da indústria de café solúvel em reator anaeróbio em bateladas sequenciais com biofilme (AnSBBR) seguido por processos de físico-químicos de coagulação, floculação e sedimentação (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-26112025-152900/

    • NLM

      Blanco GC. Tratamento da água residuária da indústria de café solúvel em reator anaeróbio em bateladas sequenciais com biofilme (AnSBBR) seguido por processos de físico-químicos de coagulação, floculação e sedimentação [Internet]. 2025 ;[citado 2025 dez. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-26112025-152900/

    • Vancouver

      Blanco GC. Tratamento da água residuária da indústria de café solúvel em reator anaeróbio em bateladas sequenciais com biofilme (AnSBBR) seguido por processos de físico-químicos de coagulação, floculação e sedimentação [Internet]. 2025 ;[citado 2025 dez. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-26112025-152900/

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