Optimizing the operational conditions of a membrane bioreactor used for domestic wastewater treatment

Biorreatores com membrana para retenção de sólidos consistem em processos biológicos acoplados a módulos de membranas de microfiltração ou ultrafiltração. O presente estudo avaliou o desempenho de um módulo de membranas, combinado a um sistema de aeração, para o tratamento de esgoto doméstico. Com o objetivo de investigar o comportamento das membranas e minimizar os efeitos do "fouling", foram realizados testes em unidades em escala de laboratório, nos quais foram estabelecidos valores ótimos para alguns parâmetros operacionais, como velocidade tangencial no módulo, pressão transmembrana e vazão de ar inserida na linha de alimentação do módulo. Com a inserção de ar foi possível controlar melhor o comportamento do fluxo permeado ao longo do tempo. Após seis horas de operação, o fluxo se manteve em torno de 35 L/m2.h para uma pressão total de 0,40 bar (pressão gerada pelo esgoto de 0,05bar e pelo ar de 0,35 bar) e Reynolds de 4.600. Todas as análises das amostras do permeado indicaram ausência de coliformes termotolerantes e Escherichia coli.

Modeling of the production of xylitol from d-xylose in a batch and continuous membrane bioreactor

This work presents a mathematical model that describes of the behavior of the main variable involved in the continuous bioconversion of xylose to xylitol by Candida guilliermondii in a stirred-tank bioreactor with total cell recycle, a promising process to obtain this polyol because it increases productivity in function of the high cellular density. The fermentation system was modeled considering cellular mass, xylose, xylitol and dissolved oxygen concentrations, as well as xylose reductase enzymatic activit as dependent variables. The model is based on the assumption of the intra/extracellular xylitol transport and it is able to represent inhibition by xylose on the main intracellular reaction (conversion of xylose to xylitol by xylose reductase) as well as the influence of the oxygen limitation in all steps of the bioconversion. The results of the mathamatical model simulation were compared to experimental data. The model represents quite well the yeast performance in the production of xylitol.