RESUMO
Batch cultures were performed to study hydrolysis and methanogenesis in the presence of an electric field at room temperature (i.e., 23 °C). Kinetic and metabolic analyses using RuO2/Ti electrodes were carried out in short reaction times to avoid biofilm formation, allowing the evaluation of the effect of O2 and H2 produced on anaerobic digestion during the imposition of three electric fields: 1.21, 1.45, and 1.64 V/cm. Results highlighted that at 1.21 V/cm, the electrolysis produced 0.0753 mg O2/L·min, where facultative microorganisms consumed 21 % oxygen, enhancing the hydrolysis phase by 52 %. Additionally, methane production was noticeably improved with an activity of 0.89 ± 0.02 g COD-CH4/g VSS·d, meaning 39 % higher than the control. The imposition of an electric field showed promising results since the methanogenic activity at room temperature was very close to the activities observed in conventional reactors at 35 °C.
Assuntos
Reatores Biológicos , Eletrólise , Anaerobiose , Temperatura , Hidrólise , Metano/metabolismo , EsgotosRESUMO
The effect of dissolved oxygen concentration and glucose on polymeric resin compounds methanogenesisand mineralisation was examined in batch cultures. They were inoculated with sludge from an upflow anaerobicsludge blanket reactor fed with polymeric resin compounds and 1.0 mg L-1 steady-state dissolved oxygen.All tests were carried out with 1,500 mg L-1 chemical oxygen demand (COD), at 30±2ºC, with 23.8 g L-1 volatile suspended solids (VSS) as inoculum and 1:1 COD/VSS ratio. The effect of different dissolved oxygen concentrations showed that COD efficiently removed glucose whilst methanogenic activity remained constant at low concentrations (0.6 and 1.0 mg L-1), but polymeric resin compounds COD removal efficiency increased 58.1±1% whilst methane yield decreased, due to the higher aerobic mineralisation of carbon to carbon dioxide. The result of different glucose/polymeric resin compound ratios in the presence of 0.6 mg L-1 dissolved oxygen showed that glucose did not improve polymeric resin compound removal. However, methanogenic activity decreased by 75% with polymeric resin compounds as substrate compared to methanogenic activity with glucose as sole carbon source, suggesting that the presence of glucose promotes conditions for highertolerance to oxygen. The presence of low dissolved oxygen concentrations therefore promotes polymeric resin compounds methanogenesis and mineralisation.
En el presente trabajo se evaluó el efecto de la concentración de oxígeno disuelto (OD) y la presencia de laglucosa en la metanogénesis y mineralización de los compuestos de resinas poliméricas, mediante cultivos en lote. El inóculo utilizado para los cultivos fueron lodos procedentes de un reactor de lecho de lodos con flujoascendente UASB (por sus siglas en inglés), alimentado con glucosa y aguas residuales de resinas poliméricas,y 1,0 mg L-1 d-1 de oxígeno disuelto en estado estacionario. Todas las pruebas fueron realizadas con 1500 mgL-1 de demanda química de oxígeno, a 30±2° C, con 23,8 g L-1 de sólidos suspendidos volátiles como inóculoy una relación demanda química de oxígeno / sólidos suspendidos volátiles de 1. El efecto de diferentesconcentraciones de oxígeno disuelto mostró que, para la glucosa, con bajas concentraciones (0,6 y 1,0 mgL-1) la eficiencia de remoción de la demanda química de oxígeno y la actividad metanogénicas permanecieronconstantes, pero la eficiencia de remoción de la demanda química de oxígeno para los compuestos de resinaspoliméricas aumentó 58,1±1% y el rendimiento de metano disminuyó, debido a que una mayor fracción delcarbono alimentado fue mineralizada a dióxido de carbono, posiblemente por una ruta aerobia. Los resultadoscon diferentes proporciones de glucosa / compuestos de resinas poliméricas (CRP) en presencia de 0,6 mg L-1 de oxígeno disuelto mostraron que la presencia de glucosa no mejoró la eliminación de los compuestosde resinas poliméricas. Sin embargo, la actividad metanogénica disminuyó en un 75% cuando solamente se usó a los compuestos de resinas poliméricas como sustrato, al compararla con la actividad metanogénica con glucosa como única fuente de carbono, sugiriendo que la glucosa no favorece la eliminación de los compuestosde resinas poliméricas, pero proporciona una mejor tolerancia al oxígeno..
