Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-05-07T18:11:50Z No. of bitstreams: 1 Carine Molz.pdf: 2307899 bytes, checksum: b2478459c37bae0098da022c723daeba (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-07T18:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carine Molz.pdf: 2307899 bytes, checksum: b2478459c37bae0098da022c723daeba (MD5) Previous issue date: 2013-12-20 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / A presente pesquisa propõe a utilização de um contactor biológico rotatório (CBR) com 4 estágios, no tratamento de lixiviado de aterro sanitário visando à remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal. Para auxiliar na nitrificação do nitrogênio amoniacal foi utilizado glicerina como fonte externa de carbono. O monitoramento da unidade experimental foi dividido em três etapas: Etapa 1 consistiu no uso de três estágios do CBR, com alimentação de 5,1 L/h, TDH de 24 hs e 12 RPM, Etapa 2 com as mesmas condições hidráulicas e a introdução da recirculação de 1,32 L/h do efluente para um estágio localizado antes do Estágio 1, e Etapa 3 que operou com as mesmas condições da Etapa 2, mais a adição de glicerina na razão 4,2 DQO:N no estágio 1 (entrada). O monitoramento dos seguintes parâmetros ocorreu semanalmente: alcalinidade, demanda bioquímica de oxigênio, demanda química de oxigênio, oxigênio dissolvido, pH, carbono inorgânico, carbono orgânico e carbono orgânico total, nitrogênio amoniacal, nitritos, nitratos, sólidos totais, sólidos suspensos totais, fixos e voláteis e fosfato. Esta abordagem buscou avaliar o desempenho do CBR no tratamento de lixiviado de aterro sanitário com baixa relação DBO5:DQO, visando a nitrificação do nitrogênio amoniacal e redução da matéria orgânica carbonácea. Durante o monitoramento da Etapa 1 foi observado acúmulo de nitritos e baixa produção de nitratos. O consumo de nitrogênio amoniacal foi de 682±274 mg N/L, DQO 335±925 mg O2/L e DBO568±106 mg O2/L. Na Etapa 2 o consumo de alcalinidade aumentou, porém ainda observou-se acúmulo de nitritos. A produção de nitratos aumentou em relação à Etapa 1, o consumo de nitrogênio amoniacal foi de 1.182±367 mg N/L, DQO 2.365±2.273 mg O2/L e DBO5510±90 mg O2/L. No monitoramento da Etapa 3, a adição de glicerina possibilitou um aumento na produção de nitratos, observando-se aumento significativo de sua concentração. O consumo de nitrogênio amoniacal foi de 742 ±139 mg N/L, DQO 1.558±558 mg O2/L e DBO5421±162 mg O2/L. No decorrer do monitoramento das Etapas pode-se observar que a glicerina e a recirculação auxiliaram na produção das bactérias oxidadoras de nitritos, porém ainda não o suficiente para a nitrificação completa do nitrogênio amoniacal afluente. / This research proposes the use of a rotating biological contactor (CBR) with 4 stages in the treatment of landfill leachate seeking the removal of organic matter and ammonia nitrogen. To help nitrification of ammonium nitrogen was usedas external carbon source glycerol. The monitoring of the experimental unit was divided into three steps: Step 1 consisted of three stages with power of 5.1 L/h, TDH 24 hours and 12 RPM, Step 2 with the same hydraulic conditions and the introduction of recirculation of1.32 L/h the effluent to a stage located before the stage 1, Step 3 and which was operated with the same conditions as Step 2 plus the addition of glycerin in the ratio 4.2 COD:N in the first stage (input). The monitoring of the following parameters occurred weekly: alkalinity, biochemical oxygen demand, total suspended chemical oxygen demand, dissolved oxygen, pH, inorganic carbon, organic carbon and total organic carbon, ammonia, nitrites, nitrates, total solids, solid, fixed and volatile and phosphate. This approach sought to evaluate the performance of RBC for the treatment of landfill leachate with a low BOD:COD, aiming nitrification of ammonia nitrogen and reduction of residual carbonaceous organic matter. During monitoring of Step 1 accumulation of nitrite and low nitrate production was observed, the consumption of ammonia nitrogen was 682±274 mg N/L, COD 335±925 mg O2/L and BOD 68±106 mg O2 /L. In Step 2 the consumption of alkalinity increased, but still there was accumulation of nitrite, nitrate production increased compared to Step 1, the consumption of ammonia nitrogen was 1.182±367 mg N/L, COD 2.365±2.273 mg O2/ L and BOD 90±510 mg O2/ L. Already, in the monitoring of Step 3, the addition of glycerin assited produce nitrates occurring significant increase in their concentrations, the presence of significant concentrations of nitrites, ammonia nitrogen consumption was 742±139 mg N/L, COD 1,558±558 mg O2/ L and BOD5 421±162 mg O2/ L. In the course of monitoring steps may be notedthat the recirculation glycerin supported in the production of nitrite-oxidizing bacteria, but still not enough for complete nitrification.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-06-12T12:24:30Z No. of bitstreams: 1 4.pdf: 2382758 bytes, checksum: 4c6120c8307739a15287afe6bbb8a4e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-12T12:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4.pdf: 2382758 bytes, checksum: 4c6120c8307739a15287afe6bbb8a4e0 (MD5) Previous issue date: 2010-06 / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / PRÓ SINOS - Consórcio Público de Saneamento Básico da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos / COMITESINOS - Comitê de Gerenciamento da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos / FNMA - Fundo Nacional de Meio Ambiente do Ministério do Meio Ambiente / SEMA - Secretaria Estadual de Meio Ambiente do Rio Grande do Sul / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho fundamentou-se no monitoramento de um sistema composto de três Biofiltros Aerados Submersos (BAS)multi-estágio, aplicado ao pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio alimentado com mistura de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico, sendo testados três diferentes meios suporte: tampas e gargalo de garrafa PET, pedra britada nº4 e anéis Pall, sendo denominados BAS 1, 2 e 3. Os BAS são reatores com biomassa fixa, de forma que os microrganismos se aderem ao meio suporte formando biofilme. Neste sentido, este trabalho objetivou verificar a ocorrência de microbiota nitrificante no período de partida do sistema, convencionado em 90 dias. Foi avaliada a presença de bactérias nitrificantes através de técnicas de reação em cadeia da polimerase (PCR) e técnica do número mais provável (NMP), visando a quantificação dos microrganismos, especificamente Nitrosomonase Nitrobacter. A presença destes foi confirmada pelos resultados das análises físico-químicas e pela técnica de NMP.A contagem de bactérias do gênero Nitrosomonas para os 3 BAS apresentou um perfil semelhante com valores entre 7,8 x 101 e >1,6 x 105(BAS1); 7,8 x 101e 1,6 x 105(BAS2) e 2,4 x 101e 9,2 x 104(BAS3). O mesmo comportamento foi observado para bactérias do gênero Nitrobacter, cujos valores variaram entre: < 1,8 x 101e 1,6 x 104(BAS1); 1,8 x 101e 2,4 x 103(BAS2); 1,7 x 01e 3,5 x 103 (BAS3). As contagens de bactérias do gênero Nitrobacter apresentaram-se menores em todos os reatores. Os teores de nitrato avaliados no efluente mostraram a ocorrência de um acréscimo na concentração ao longo do período monitorado em todos os reatores apresentando os seguintes valores: 74 a 922 mg/L (BAS 1), 95 a 910 mg/L (BAS 2) e 33 a 910 mg/L (BAS 3), o que pode ser relacionado com o aumento da presença de bactérias nitrificantes, conforme resultados do NMP. As análises de PCR, entretanto, foram prejudicadas possivelmente pela presença de substâncias inibidoras dificultando a amplificação. Neste estágio toda a matéria orgânica facilmente biodegradável já havia sido consumida pelo pré-tratamento anaeróbio a jusante dos BAS, permanecendo no afluente aos BAS apenas matéria orgânica recalcitrante, o que dificultou o desenvolvimento de um biofilme adequado e possivelmente a amplificação do DNA das bactérias nitrificantes presentes no sistema. Esta pesquisa é parte de dois projetos amplos, o Programa de Apoio ao Ensino e a Pesquisa Científica e Tecnológica em Engenharias (Pró-Engenharias) e o Plano Sinos, que tem por objetivo estruturar o Plano de Bacia para o Rio dos Sinos. A importância deste trabalho vai de encontro com a necessidade de se desenvolverem alternativas que busquem melhorar a qualidade das águas residuárias lançadas na Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos. / his work was based on the monitoring of a system formed by three multi-stage Submerse Aerated Biofilters (BAS), applied to the post-treatment of effluent of the anaerobic reactor fed with mixture of landfill leachate and domestic sewage, being tested three different support media: lids and necks of PET bottles, broken stone nº4 and Pall rings, being denominated BAS 1, 2 and 3. The BAS are reactors with fixed biomass, in a way that the microorganisms adhere to the support media forming biofilm. In this way, this work had as objective to verify the occurrence of nitrifying microbiota in the set-off period of the system, established in 90 days. The presence of nitrifying bacteria was evaluated through polymerase chain reaction techniques (PCR) and technique of the most probable (NMP), seeking the quantifying of the microorganisms, specifically Nitrosomonas and Nitrobacter. The presence of these was confirmed by the results of the physical-chemical analysis and by the NMP technique. The counting of the bacteria of the Nitrosomonas gender for the 3 BAS presented a similar profile with values between 7,8 x 101 and >1,6 x 105(BAS1); 7,8 x 101 and 1,6 x 105(BAS2) and 2,4 x 101 and 9,2 x 104(BAS3). The same behavior was observed for bacteria of the Nitrobacter gender, which values vary between: < 1,8 x 101 and 1,6 x 104(BAS1); 1,8 x 101 and 2,4 x 103(BAS2); 1,7 x 101 and 3,5 x 103 (BAS3). The counting of bacteria of the Nitrobacter gender presented themselves lower in all the reactors. The levels of nitrate evaluated in the effluent showed the occurrence of an increase in the concentration during the monitored period in all the reactors presenting the following values: 74 to 922 mg/L (BAS 1), 95 to 910mg/L (BAS 2) and 33 to 910 mg/L (BAS 3), which can be related to the increase of the presence of nitrifying bacteria, according to the results of the NMP. The analysis of PCR, however, was harmed possibly by the presence of hindering substances making the amplification difficult. In this stage all the easily biodegradable organic matter had already been consumed by the anaerobic pre-treatment previously to the BAS, remaining in the affluent to the BAS only recalcitrant organic matter, which hindered the development of an adequate biofilm and possibly the amplification of the DNA of the nitrifying bacteria present in the system. This research is part of two more ample projects, the Teaching Aid Program and the Scientific and Technological Research in Engineering (Pro-Engineering) and the Sinos Plan, which has as objective to structure the Basin Plan for the Sinos River. The importance of this work meets the necessity of developing alternatives which seek to improve the quality of the wastewater thrown in the Hydrographic Basin of the Sinos River.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-14T23:05:27Z No. of bitstreams: 1 03c.pdf: 7786125 bytes, checksum: 1e0da23c7cb679804d62aea58a41732a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T23:05:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 03c.pdf: 7786125 bytes, checksum: 1e0da23c7cb679804d62aea58a41732a (MD5) Previous issue date: 2013-04-30 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O lixiviado gerado nos aterros caracteriza-se por conter altos teores de material orgânico recalcitrante e nutrientes com alto potencial poluidor. Diversas alternativas para o tratamento de lixiviados de aterros sanitários (LAS) têm sido amplamente estudadas obtendo-se bons resultados quanto à remoção de matéria orgânica biodegradável, porém, em sua maioria, não atingem os padrões de lançamento quanto à remoção de nutrientes. Tendo em vista a promoção de um tratamento adequado aos lixiviados e a minimização de impactos ambientais causados por este efluente, este trabalho estudou a aplicação de um contactor biológico rotatório (CBR) de 3 estágios, em escala piloto, para o tratamento de LAS. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do CBR quanto à remoção de nitrogênio e verificar a relação desta com outros parâmetros como o TRH, razão C/N, cargas superficiais aplicadas e remoção dos compostos orgânicos. O sistema experimental foi operado com alimentação continua de lixiviado proveniente do aterro sanitário de São Leopoldo. Não foram realizados ajustes de pH e temperatura. Nas primeiras 8 semanas operou-se o sistema com um TRH de 15 h (fase 1) e nas 8 semanas subsequentes com TRH de 24h (fase 2). Como resultado, observou-se que a oxidação do nitrogênio amoniacal (NA) alcançou 94% na fase 2 de operação sendo este valor significativamente maior do que o da fase 1 onde se obteve cerca de 49% de oxidação do NA. Não foram obtidas boas remoções de orgânicos, porem observou-se uma melhora na remoção de todos os parâmetros na fase 2 de operação. Esta melhora na eficiência do sistema na fase 2 foi atribuída ao aumento de TRH. Quanto à avaliação da nitrificação no sistema, foi possível observar, na fase 2 de operação, o acúmulo de nitrito predominantemente, enquanto a concentração de nitrato no efluente final foi praticamente inexistente variando de 13 a 31 mg/L . Para as condições avaliadas por este estudo, concluiu-se que, o CBR estudado apresenta potencial para realizar a nitrificação e remoção dos compostos nitrogenados presentes no LAS. Entretanto as condições operacionais devem ser reestudadas para permitir a nitrificação total e não apenas a formação de nitrito. Da mesma forma, prover a remoção de compostos orgânicos carbonáceos. O TRH de 24h proporcionou uma melhora nas eficiências de remoção pelo sistema. Porém, para um melhor desempenho do CBR são necessárias investigações quanto aos ajustes nos parâmetros de operação que possibilitem aumentar a eficiência tanto da nitrificação quanto na remoção de matéria orgânica carbonacea. / The leachate generated in landfills is characterized by high levels of recalcitrant organic compounds and nutrients with high polluter potential. Several alternatives for the treatment of landfill leachate (LL) have been widely studied and presented good results regarding the removal of biodegradable organic matter, however, most of these systems do not reach the standards of environmental disposal of nutrients such as nitrogen compounds. Owing to promote an appropriate treatment to the leachate and minimize the environmental impacts caused by this effluent, this work studied the application of a 3 stage rotating biological contactor (RBC) in a pilot scale. The objective of this study was to evaluate the removal of nitrogen and overall performance of the RBC and check the relationship of this removal with other parameters such as the HRT, C/N ratio, ammonium and COD loads and removal of organic compounds. The experimental system was fed continuously with leachate from São Leopoldo landfill. No adjustments of pH and temperature were made. The first 8 weeks the system was operated applying an HRT of 15 h (1st period) and for the 8 subsequent weeks with HRT of 24h (2nd period). As a result, it was observed that the oxidation of ammonium nitrogen reached 94% in the 2nd period of operation which was greater than the 1st period which obtained approximately 49% of ammonium nitrogen oxidation. Low levels of organic compounds removal were obtained, however an improvement was observed in the organics removal efficiency in the 2nd period of operation. This improvement in overall efficiency of the system in the 2nd period was due to the increase of the HRT. Regarding the evaluation of nitrification in the system, in 2nd period of operation was observed the accumulation of nitrite in the system, while the concentration of nitrate in the final effluent was practically non-existent, ranging from 13 to 31 mg/L. For the conditions evaluated in this study, the conclusion was that the experimental RBC has the potential to carry out the nitrification and the removal of nitrogen compounds in the landfill leachate. Meanwhile, the operational conditions must be re-studied to allow the total nitrification and not only the formation of nitrite, as well as provide the removal of carbonaceous organic compounds. The HRT of 24h provided an improvement on removal efficiencies by the system. However, for a better performance of the RBC, investigations are necessary concerning adjustments in the operational parameters that increase efficiency of nitrification and removal of organic matter.

Thesis (Ph. D.)--Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering (Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences; and the Woods Hole Oceanographic Institution), 2013. / In title on title page, "[delta]" appears as lower case Greek letters. Cataloged from PDF version of thesis. / Includes bibliographical references. / The stable isotopes, [delta]¹⁵N and [delta]¹⁸O, of nitrite and nitrate can be powerful tools used to interpret nitrogen cycling in the ocean. They are particularly useful in regions of the ocean where there are multiple sources and sinks of nitrogenous nutrients, which concentration profiles alone cannot distinguish. Examples of such regions are "oxygen deficient zones" (ODZ). They are of particular interest because they are also important hot spots of fixed N loss and production of N₂O, a potent greenhouse gas. In order to interpret these isotope profiles, the isotope systematics of each process involved must be known so that we can distinguish the isotopic signature of each process. One of the important processes to consider here is nitrification, the process by which ammonium is oxidized nitrite and then to nitrate. This thesis describes numerous experiments using both cultures of nitrifying organisms as well as natural seawater samples to determine the oxygen isotope systematics of nitrification. These experimental incubations show that the accumulation of nitrite has a large effect on the resulting [delta]¹⁸ONO3. In experiments where nitrite does not accumulate, [delta]¹⁸ONO3 produced from nitrification is between -1 to l%o. These values will be applicable for the majority of the ocean, but the nitrite isotopic exchange will be important in the regions of the ocean where nitrite accumulates, such as the base of the euphotic zone and oxygen deficient zones. [delta]¹⁸ONO2 was developed as a unique tracer in this thesis because it undergoes abiotic equilibration with water [delta]¹⁸O at a predictable rate based on pH, temperature and salinity. This rate, its dependencies, and how the [delta]¹⁸ONO2 values can be used as not only biological source indicators but also indicators of age are described. This method was applied to samples from the primary nitrite maximum in the Arabian Sea, revealing that the dominant source and sinks of nitrite are ammonia oxidation and nitrite oxidation with an average age of 37 days. Finally, using the isotope systematics of nitrification as well as the properties of nitrite oxygen isotope exchange described in this thesis, the final chapter interprets multiisotope nitrate and nitrite profiles in the Costa Rica Upwelling Dome using a simple ID model. The nitrite isotopes showed that there were multiple sources of nitrite in the primary nitrite maximum including (1) decoupling of ammonia oxidation and nitrite oxidation, (2) nitrate reduction during assimilation and leakage of nitrite by phytoplankton. In the oxygen deficient zone and secondary nitrite maximum, there were equal contributions of nitrite removal from nitrite oxidation and nitrite reduction. This recycling of nitrite to nitrate through oxidation indicates that the percentage of reduced nitrate fully consumed to N2 gas is actually smaller than previous estimates. Overall, this thesis describes new nitrogen and oxygen isotopic tracers and uses them to elucidate the complicated nitrogen biogeochemistry in oxygen deficient zones. / by Carolyn Buchwald. / Ph.D.

Esta tese apresenta e discute o desempenho de um sistema misto anaeróbio/aeróbio, com reatores seqüenciais em batelada, para remoção de carbono (DQO), nitrogênio e fósforo de esgoto sanitário sintético. O sistema era composto de três reatores operados em série, sendo dois anaeróbios, RSBAn1 e RSBAn2, e um aeróbio, RSBAe, com a seguinte configuração: RSBAn1/ RSBAe/RSBAn2. Os reatores foram construídos em acrílico transparente com volume total de 16,5 L e volume útil de 14,5 L. Os reatores operaram com ciclos de 24, 12, 8 e 6 horas tratando 8,0 L/batelada. Os RSBAn1 e RSBAn2 foram agitados intermitentemente recirculando-se o gás produzido e o RSBAe foi aerado/agitado continuamente. Foram utilizados substrato sintético, efluente do RSBAn1, metanol, etanol e metano como fonte externa de carbono para desnitrificação no RSBAn2, e acetato de sódio como fonte externa de carbono no RSBAe para desnitrificação e remoção biológica de fósforo. Os resultados obtidos permitiram concluir que o sistema pode apresentar efluentes com qualidade compatível aos de tratamento terciário nas condições operacionais ensaiadas. / This thesis presents and discusses the performance of an integrated anaerobic/aerobic system consisted of batch sequential reactors for the removal of carbon (DQO), nitrogen and phosphorus from synthetic wastewater simulating sewage. The system was composed of three reactors, two anaerobic (RSBAn1 e RSBAn2) and one aerobic (RSBAe) operated in series, at the following configuration RSBAnl/RSBAe/RSBAn2. The reactors were built in transparent Plexiglas with total volume of 16,5 L and useful volume of 14,5 L. They operated with cycles of 24, 12, 8 and 6 hours treating 8,0 L/batch. The RSBAn1 and RSBAn2 were agitated intermittently by recycling the gas produced, and the RSBAe was aerated/agitated continuously. Synthetic substrate, RSBAn1 effluent, methanol, ethanol and methane were used as external carbon sources for denitrification in RSBAn2. Sodium acetate was used as external carbon source in RSBAe for both denitrification and biological removal of phosphorus. The results obtained permitted to conclude that the system operated at the conditions assayed is able to produce high quality effluents, at level compatible to tertiary treatment.

Este trabalho buscou avaliar a influência da relação C/N e da fonte de carbono no processo de nitrificação e desnitrificação simultâneas em reator de fluxo contínuo e leito fixo estruturado. Foi utilizado um reator vertical de acrílico, com volume total de 11,0 L e volume útil de 5,5 L, com hastes cilíndricas verticais de espuma de poliuretano como suporte para a biomassa. O sistema foi operado com TDH de 11,2±0,6 horas, aeração intermitente (2 horas com aeração e 1 hora sem aeração) e razão de recirculação de efluente igual a 5. A carga carbonácea afluente foi mantida constante (1,07 kg DQO.m-3.dia-1), ao longo de todo o período experimental, sendo as relações C/N testadas (9,7±1; 7,6±1; 2,9±1 e 2,9±0,4) obtidas a partir da variação na carga nitrogenada aplicada. Duas fontes orgânicas foram avaliadas: sacarose e peptona de carne. A eficiência média de remoção de DQO manteve-se acima de 90%. A eficiência máxima de remoção de N-total (84,6±10,1%) foi obtida para relação C/N de 2,9±1, com concentrações efluentes médias de NTK e N-NH4 de 5,9 e 4,3 mg.L-1, respectivamente. A análise estatística da eficiência de remoção de N-total confirmou que a fonte de carbono não exerceu influência sobre os processos de remoção. A obtenção de eficiências de desnitrificação superiores às calculadas estequiometricamente, em função da fonte de carbono, indicou a ocorrência de possíveis vias complementares para remoção de nitrogênio, como o processo anammox. As velocidades de nitrificação e desnitrificação obtidas nos ensaios cinéticos foram similares para as duas fontes de carbono e para as relações C/N estudadas e da mesma ordem de grandeza das apresentadas na literatura, reforçando a ideia de que a configuração de reator utilizada, aliada às adequadas condições operacionais, permitiu a remoção concomitante de matéria carbonácea e nitrogenada. / This study aimed to evaluate the influence of COD/N ratio and organic source on the simultaneous nitrification and denitrification (SND) in an up-flow structured-bed reactor. The reactor was made of acrylic with a total volume of 11 L and a working volume of 5.5 L and filled with cylinders of polyurethane foam as support for biomass growth. The system was continuously operated with an HRT of 11.2±0.6 h, intermittent aeration (2h with aeration and 1h without aerationd) and a liquid recycle ratio equal to 5. The organic load rate was constant (1.07 kg COD.m-3d-1) during the entire experiment. The COD/N ratios (9.7±1; 7.6±1; 2.9±1 and 2.9±0,4) were obtained from the variation of nitrogen load rate. Two organic sources were evaluated: sucrose and meat peptone. The average COD removal efficiency was above 90%. The maximum total nitrogen removal efficiency was 84.6±10.1%, with average TKN and NH4+-N effluent concentrations of 5.9 and 4.3 mg.L-1, respectively. Statistical analysis of total nitrogen removal efficiency confirmed that the carbon source did not influence over the removal processes. The denitrification efficiencies higher than the stoichiometrically calculated in function of the carbon source, indicated the occurrence of possible paths for nitrogen removal of nitrogen as anammox process. The nitrification and denitrification rates obtained in kinetic experiments were similar for the two sources of carbon and all C/N ratio studied at the same order of magnitude in relation to those reported in the literature, enhancing that the reactor configuration tested combined with the proper operational conditions allowed the organic matter and nitrogen removal simultaneously.

Este trabalho apresenta o desempenho de um sistema de reatores seqüenciais em batelada aeróbio/anaeróbio, na remoção de matéria carbonácea (DQO) e nitrogenada, no tratamento de esgoto sanitário sintético, simulando esgoto doméstico. O sistema era composto por dois reatores dispostos em série, um aeróbio (RSBAe), responsável pela remoção de matéria carbonácea e nitrificação e outro, anaeróbio (RSBAn), responsável pela desnitrificação. Os reatores foram construídos em acrílico transparente, com volume total de 16,5 L e volume útil de 13,5 L. A operação dos reatores foi realizada com ciclos de 12h e 24h, na fase de adaptação, e de 24h, nas fases subseqüentes. O RSBAn foi agitado intermitentemente recirculando-se o biogás produzido e o RSBAe foi aerado/misturado continuamente. Foram testadas, como fontes de carbono para a desnitrificação, seis diferentes substratos, sendo que eram compostos por combinações dos constituintes do substrato sintético (variações percentuais de proteínas, carboidratos e lipídeos em termos de DQO), e as outras duas, metanol e etanol. A eficiência atingida, na remoção de DQO, foi em média de 95%, e as eficiências alcançadas na nitrificação e desnitrificação foram em média de 99%, para qualquer uma das fontes de carbono utilizadas. / This work presents the performance of (aerobic/anaerobic) sequencing batch reactors in the removal of carbonaceous (COD) and nitrogen matter treating synthetic substrate, simulating domestic wastewater. The system was composed of two reactors in series, one aerobic (RSBAe), responsible for the carbonaceous and nitrogen removal and another, anaerobic (RSBAn), responsible for denitrification. The reactors were built in transparent Plexiglas with total volume of 16,5 L and useful volume of 13,5 L. The reactors operation was carried out with cycles of 12h and 24h, in the adaptation phase, and 24h, in the other phases. The RSBAn were agitated intermittently by recycling the produced biogas and the RSBAe were aerated/agitated continuously. Six different subtracts were tested as carbon sources for denitrification four of them were composed by synthetic substrate combinations (percent variations of protein, carboidrates and lipids as COD) and the other two, methanol and ethanol. The COD removaI efficiency, in the COD removal, was about 95%, and the achieved efficiency in the nitrification and denitrification were about 99%, for any of the carbon source assayed.

Um sistema de tratamento constituído de um reator anaeróbio de mistura completa e um reator anaeróbio compartimentado (ABR) foi operado durante 140 dias para estudar os efeitos do pré-tratamento das águas residuárias de uma indústria química, por carvão ativado em pó (CAP), e suas implicações nos processos de nitrificação e desnitrificação. Utilizou-se, no pré-tratamento do resíduo, duas concentrações de carvão ativado em pó. Para aplicação de 10 mg/l de CAP a remoção de DQO foi de 60% e a de NTK foi de 50%. Nesta fase, os processos de remoção de nitrogênio foram plenamente viabilizados. Para 5 mg/l de CAP a remoção de DQO foi de 44% e a remoção de NTK 46%, neste período se observou inibição por metais pesados e acúmulo de nitrito no sistema. / A treatment system composed of both an aerobic complete-mix reactor and a anaerobic baftled reactor (ABR) was operated for 140 days to study the effects of the treatment of wastewater chemical industry by powdered activate carbon (PAC) and its implications in nitrification - denitrification processes. In the residue preliminary treatment, two concentrations of PAC were used. For the application of 10 mg/l of CAP the removal of COD was 60% and the removal of TKN was 50%. In this phase, the processes of nitrogen removal were possible to be completely carried out. For 5 mg/l of CAP, the removal of COD was 44% and the removal of TKN 46%. In this period, the inhibition by heavy metaIs and nitrite accumulation in the system was observed.

Esta pesquisa teve por objetivo a produção de elementos para a avaliação da viabilidade de se agregar novas tecnologias a uma estação de tratamento de esgoto sanitário pelo processo de lodo ativado com aeração prolongada em escala real. O estudo foi desenvolvido na ETE Limoeiro da SABESP, localizada no Município de Presidente Prudente/SP. Foi estudado a remoção biológica de nitrogênio via nitrificação e desnitrificação simultânea (NDS), controlando-se a idade do lodo e o sistema de fornecimento de ar por meio de sensores de concentração de oxigênio dissolvido de luminescência (LDO), amônia e nitrato, e de potencial de óxido-redução instalados nos tanques de aeração. No controle do processo foi avaliado a emissão de óxido nitroso e determinado os parâmetros cinéticos da nitrificação e desnitrificação, por meio de testes respirométricos. Foi utilizado a técnica de biologia molecular de FISH para identificação das bactérias nitritantes, nitratantes e desnitrificantes envolvidas no processo da NDS. Em termos de remoção de matéria orgânica, a qualidade do efluente final foi compatível aos processos de lodos ativados tradicionais com OD na faixa de 2,0 mgO2/L, com eficiências entre 85 a 95% de DQO e DBO. Os resultados demostraram que a nitrificação do esgoto ocorreu de forma eficiente, resultando concentrações de amônia no efluente final menores que 3,8 mgNNH3/ L. Os resultados de concentração de nitrato no efluente final do processo de lodos ativados demonstram a expressiva eficiência do processo de desnitrificação, resultando em concentrações de nitrato no efluente final menores que 2,5 mgNNO3/ L. A otimização do sistema de aeração resultou em uma economia média de 34% com o gasto de energia elétrica para aeração do sistema. Conclui-se que o processo de lodos ativados com nitrificação e desnitrificação simultânea de fluxo contínuo é uma alternativa promissora de tratamento, a ser considerada tano nos estudos de concepção para implantação de novas estações como na adaptação de processos de lodos ativados já existentes. / This research aimed at the production of elements for assessing the feasibility of adding new technologies to a sewage treatment plant for sludge process with extended aeration activated in real scale. The study was developed in ETE Limoeiro SABESP, located in the Municipality of President Prudente / SP. Biological nitrogen removal by biological nitrification and simultaneous denitrification was studied (NDS), controlling the sludge age and the system supply air through oxygen concentration sensors dissolved luminescence (LDO), ammonia and nitrates, and the redox potential installed in the aeration tanks. In process control, the emission of nitrous oxide was evaluated and determined the kinetic parameters of nitrification and denitrification, by molecular biology techniques FISH was the identification nitritantes bacteria and denitrifying nitratantes involved in the process of NDS. In terms of removal of organic matter, the effluent quality is compatible to traditional activated sludge processes, with efficiencies from 85 to 95% of COD and BOD. The results showed that the sewer nitrification took place efficiently, resulting in ammonia concentrations in the final effluent smaller than 3.8 NH3 mgN / L. The nitrate concentration results in the final effluent from the activated sludge process demonstrate the significant efficiency of denitrification process, resulting in nitrate concentration in the final effluent smaller than 2.5 mgNNO3 / l. Optimization of the aeration system resulted in an average savings of 34% with the electricity spent aeration system. We conclude that the activated sludge process with nitrification and denitrification simultaneous streaming is a promising alternative treatment to be considered thane in design studies for implementation of new stations as the adaptation of sludge processes already activated.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-03T12:40:27Z No. of bitstreams: 2 PDF - Lincoln Soares Mota.pdf: 2256154 bytes, checksum: fefc535e26fd0e60e8d3a07ab15ace28 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T12:40:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 PDF - Lincoln Soares Mota.pdf: 2256154 bytes, checksum: fefc535e26fd0e60e8d3a07ab15ace28 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-06-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Biological treatment has proven, over the years, a viable alternative for treating wastewater. In the period of over a century that apply biological systems they have developed several processes that made it possible to diversify the goal of treatment, as well as greater efficiency and lower cost. The system displays versatility is probably the activated sludge system. This dissertation addresses the construction and activated sludge systems operation, sequencing batch system (RBS), to obtain the best operating conditions favoring the removal of organic matter and nitrogen from municipal wastewater. The essence of this work is a comparison between two types of systems, with simultaneous nitrification and denitrification and another with distinct zones for nitrification and denitrification. It was also emphasized the influence of automation in these reactors for the operation of treatment systems with minimal human intervention. As conclusion the system with simultaneous nitrification and denitrification is effective for nitrogen removal when operated with a concentration of dissolved oxygen between 0.2 mg / L and 0.3 mg / L. The spreadsheet models developed for systems proved to be an important tool for designing RBS reactors for nitrogen removal. Control of mixed liquor recirculation flow in the system with separate zones is of paramount importance to maintain stable operation of the system and with the proper treatment capacity. Comparing the two configurations studied reactors it is noted that both have the potential to favorably nitrogen removal, but the system with simultaneous nitrification and denitrification had better removal capacity. / O tratamento biológico vem se mostrando, ao longo dos anos, uma alternativa viável para o tratamento de águas residuárias. No período de mais de um século que se aplicam sistemas biológicos, se desenvolveram vários processos que possibilitaram uma diversificação do objetivo do tratamento, além de maior eficiência e menor custo. O sistema que exibe maior versatilidade é, provavelmente, o sistema de lodos ativados. O presente trabalho de dissertação aborda a construção e operação de sistemas de lodo ativado, em regime de bateladas sequenciais (RBS), para obtenção das melhores condições operacionais que favoreçam a remoção de material orgânico e nitrogênio de águas residuárias municipais. A essência do trabalho é uma comparação entre dois tipos de sistemas, um com nitrificação e desnitrificação simultâneas e outro com zonas distintas para nitrificação e desnitrificação. Também foi dada ênfase à influência da automatização nestes reatores para operação dos sistemas de tratamento com a mínima intervenção humana. Como conclusão tem-se que o sistema com nitrificação e desnitrificação simultâneas é eficiente para remoção de nitrogênio quando operado com concentração de oxigênio dissolvido entre 0,2 mg/L e 0,3 mg/L. As planilhas modelos desenvolvidas para os sistemas mostraram ser uma ferramenta importante para projetar reatores RBS para remoção de nitrogênio. O controle da vazão de recirculação de licor misto no sistema com zonas separadas é de fundamental importância para manter a operação do sistema de forma estável e com a capacidade de tratamento adequada. Comparando as duas configurações de reatores estudadas verifica-se que ambos possuem potencial de tratamento favorável para remoção de nitrogênio, mas o sistema com nitrificação e desnitrificação simultâneas apresentou melhor capacidade de remoção.