A maioria dos efluentes pode ser facilmente tratada com reatores biológicos que oferecem boa eficiência na remoção da matéria orgânica. Contudo, a existência de compostos tóxicos ou de baixa biodegradabilidade dificulta o processo e, às vezes, impede que o mesmo seja feito. Na tentativa de minimizar a toxicidade e aumentar a biodegradabilidade, os Processos Oxidativos Avançados (POA) são uma alternativa viável. Os POA consistem na geração de fortes oxidantes \"in situ\" que reagem então com a matéria orgânica. O principal agente oxidante, gerado pelos POA, são os radicais hidroxila (•OH), que possuem um alto potencial de oxidação. Este trabalho teve por objetivo estudar, em escala laboratorial, a remoção de cor obtida pelo acoplamento de um reator de lodo ativado com a fotocatálise heterogênea (TiO2/UV), no tratamento do efluente de uma indústria de produtos de madeira, otimizando a concentração do catalisador, a temperatura e o pH, observando também a seqüência de tratamento, ou seja o reator fotocatalítico como pré- e pós-tratamento. O efluente e o lodo utilizados foram cedidos pela indústria de Faber-Castell em São Carlos. O tempo de retenção hidráulica (TRH) do reator de lodo ativado foi de 3 horas, com uma parada para a sedimentação de 30 minutos (tempos semelhantes aos utilizados pela empresa). A fotocatálise foi realizada em um reator encamisado com a irradiação de uma lâmpada de média pressão de Hg (250 W), a 20 cm da lâmina de líquido (volume efetivo de 100 mL), com agitação magnética de 45 rpm. O reator biológico utilizado no laboratório removeu boa parte da DQO do efluente, de 85-90% de remoção, porém não houve descoramento. Quando a fotocatálise foi utilizada como pós-tratamento, a remoção de cor foi de 93% em uma hora de irradiação e houve um total desaparecimento da ecotoxicidade do efluente. Ao se avaliar a fotocatálise como pré-tratamento do reator de lodo ativado, em uma hora de irradiação, houve pouca diminuição na intensidade de cor do efluente (60%) e a ecotoxicidade continuou alta. No entanto, ao se aumentar o tempo para 5 horas e 30 minutos houve um descoramento de quase 90%, somente com a fotocatálise. A cinética de descoramento, para o reator utilizado como pós-tratamento se ajustou a um modelo de primeira ordem com uma constante de velocidade (k) de (5,0 ± 0,57) × 10-2 min-1 e um R2 = 0,996. Quando o efluente bruto foi tratado primeiramente com a fotocatálise, a cinética de descoramento foi de ordem zero, com um R2 = 0,992, e uma constante de velocidade (k) de (2,60 ± 0,24) × 10-2 u.a. min-1. Conclui-se que o tratamento oxidativo avançado é uma ferramenta útil no descoramento do efluente estudado, tanto para pré ou pós-tratamento do reator biológico de lodo ativado. Porém, a melhor seqüência de reatores foi a que utilizou a fotocatálise como pós-tratamento, trabalhando com as condições, temperatura 25°C, pH 7 e concentração de dióxido de titânio de 2,0 g L-1, tendo havido uma redução de 93% da cor. Quando o reator fotocatalítico foi usado como pré-tratamento, nas condições pH 5,7, temperatura 25°C e concentração de titânio de 0,42 g L-1 TiO2, houve um descoramento de 60%. / Generally, wastewaters can be easily treated by biological reactors with a good efficiency regarding organic matter removal. However, the process can be impaired in the presence of compounds that are toxic or have low biodegradability. Advanced Oxidation Processes (AOPs) may be a choice to oxidize these compounds and minimize their toxicity and/or increase biodegradability. AOPs are based in the \"in situ\" generation of strong oxidants that reacts with the organic matter. The most important oxidant agent generated by AOPs is the hydroxyl radical (•OH), as they have a high oxidation potential. The aim of this work is to study, in laboratory scale, the decolorization achieved by the combination of an activated sludge reactor with heterogeneous photocatalysis (TiO2/UV), in the treatment of a wood\'s industry wastewater, optimizing catalyst concentration, temperature, and pH, also observing the treatment sequence, that is, photocatalysis prior or after the activated sludge reactor. The wastewater and the sludge were collected at Faber-Castell, São Carlos. The Hydraulic Retention Time (HRT) of the activated sludge reactor was 3 hours, with an interruption in the aeration of 30 minutes (same time used in the industry). Photocatalysis was carried out in a jacketed reactor with the irradiation of a medium pressure mercury lamp (250 W), away 20 cm from the wastewater surface (effective volume of 100 mL), magnetic stirred at 45 rpm. The biological reactor removed almost all COD of the effluent (85-90%), although color was not removed. When photocatalysis was used after the activated sludge reactor, color removal reached 93% in one hour of irradiation, as well as the complete detoxification of the wastewater. When photocatalysis as used as a pre-treatment, there was a color removal of 60% the ecotoxicity did not change. However, color removal increased to 90% with an irradiation time of 5 hours and 30 minutes. The photocatalytic decolorization kinetics (post-treatment) followed a first order model, with a constant (k) of (5.0 ± 0.57) × 10-2 min-1 and a R2 of 0.996. When the effluent was first treated with photocatalysis, the kinetics showed a zero order behavior, with a R2 = 0,992 and a of (2.60 ± 0.24) × 10-2 u.a. min-1. Photocatalysis is a good choice for removing the color of this effluent, regardless of the sequence tested. However, the best choice is to use photocatalysis prior to the biological treatement, as a 93% color removal was achieved, working with pH 7.0, 25°C and 2 g L-1 TiO2. Only 60% of color removal was observed when the wastewater was photocatalytic pretreated, with pH 5.7, 25°C, and 0.42 g L-1 TiO2.

O tratamento de esgotos municipais através de reatores do tipo \"Up-flow Anaerobic Slugde Blanket\" - UASB, já são utilizados há vários anos em alguns estados do Brasil. Seu rendimento no tratamento está na faixa de 65 a 75% de remoção de carga orgânica medida em DBO, necessitando portanto de um pós - tratamento, por exemplo AERÓBIO, como Filtros Biológicos Percoladores, Filtros Biológicos submersos Aerados, Lodos Ativados etc. Devido a evolução da legislação e dos sistemas de tratamento no nível terciário, ou seja, remoção de nutrientes, estes pós - tratamentos se fazem ainda mais necessários para remoção de nitrogênio amoniacal por exemplo, com remoção completa usando de nitrificação e denitrificação ou simplesmente atingindo o estágio de nitrificação, pois o nitrogênio amoniacal é tóxico para uma boa parcela da vida aquática, peixes principalmente, enquanto o nitrogênio na forma do íon nitrato ou nitrito é considerado menos tóxico. Já existe na literatura algumas descrições de como dimensionar tais unidades de pós - tratamento, todavia, os parâmetros usados são teóricos e baseados nos já existentes para esgotos sanitários tipicamente domésticos, não havendo ainda uma fonte de dados experimentais para tais parâmetros. O intuito deste trabalho foi o de obter dados mais reais para projeto de pós - tratamento de efluentes de reatores UASB, usando o equacionamento e os métodos apresentados por Ekama, Dold e Marais (1986), baseado num sistema piloto de Lodos Ativados, em escala de laboratório, alimentado com efluente de um reator UASB instalado no campus da USP, mais precisamente no Centro Tecnológico de Hidráulica (CTH) da Escola Politécnica. Este reator trata o esgoto gerado no restaurante comunitário e apartamentos de moradia dos alunos (CRUSP), da Universidade. Como todos os sistemas biológicos aeróbios de tratamento se baseiam nas mesmas frações, os dados aqui obtidos são úteis para qualquer outro pós - tratamento aeróbio destes efluentes. As frações obtidas foram: fup = 0,15, frb ~0 e fus= 0,2. / The treatment of municipal wastewaters through \"Up-flow Anaerobic with Sludge Blanket\" - UASB reactors -, are already used for many years in some states of Brazil. It\'s output in the treatment is in the range of 65% to 75% of organic load remove in BOD, needing so an after-treatment, for example the AEROBIC, like Percolator Biologic Filters, aerated submerse Biological Filters, Activated Sludge etc. Due to the evolution of legislation and treatment systems in the tertiary level, that means, nutrients remove, these after-treatments are even more necessary to the removal of ammonia nitrogen for example, with complete removal using nitrification and denitrification or simply achieving the nitrification stage, because the ammonia is toxic to a great part of aquatic life, mostly fishes, while the nitrogen in the form of ions nitrate or nitrite is considered less toxic. There are already in the literature some descriptions of how to dimension those units of after-treatment, however, the parameters used are theoretical and based on the pre-existent to sanitary wastewater typically domestic, not having yet a source of experimental data for those parameters. The objective of this paper is to get real data to project the after- treatment of effluents of UASB reactors, using the equation and the methods presented by Ekama, Dold e Marais (1986), based in a pilot system of Activated Sludge, in laboratory level, fed with effluent of an UASB reactor installed on the campus of USP, more precisely in the Hydraulic Technological Center (CTH). This reactor treats the wastewater generated in the communitary restaurant and apartments where the University students live (CRUSP). Like all the aerobic biologic systems of treatment base themselves in the same fractions, the collected data here are really useful to any other aerobic after-treatment of these effluents. The fractions obtained were: fup = 0,15, frb ~0 and fus= 0,2.

Existem muitos tipos de substâncias orgânicas e inorgânicas que podem apresentar efeito tóxico ou inibidor aos organismos dos sistemas aeróbios de tratamento de efluentes, e entre essas substâncias está o cloreto. Nos efluentes, os cloretos se apresentam na forma de algum tipo de sal, e o mais comum é o cloreto de sódio. O cloreto de sódio pode ser encontrado em vários tipos de efluentes como, por exemplo, efluentes de indústrias alimentícias, petrolíferas, de processamento de couro e no lixiviado de aterros sanitários. Os cloretos podem além de prejudicar a microbiota, interferir no método de determinação da Demanda Química de Oxigênio - DQO e da Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO, que são parâmetros comumente utilizados para controle operacional de estações de tratamento. O presente trabalho teve como objetivo estudar a influência da adição de cloretos em um sistema de tratamento aeróbio por lodos ativados de bancada, que foi avaliado com base na remoção de matéria orgânica e no desenvolvimento e interação da microbiota envolvida. Foi avaliado o efeito tóxico da adição de concentrações de cloreto variando de 0 a 16 g\'CL POT. -\'/L. Os resultados confirmaram que há uma perda significativa de eficiência de remoção de matéria orgânica, principalmente quando a concentração de cloretos é superior a 4 g\'CL POT. -\'/L. Observou-se também que determinadas concentrações de cloretos são tóxicas aos organismos e prejudicam a estrutura dos flocos biológicos. Além disso, concluiu-se que a determinação da DQO pelo método 5220D do Standard Methods for Examination of Water and Wastewater sofre, em alguns casos, a interferência do cloreto e portanto pode não ser o melhor parâmetro para avaliação de eficiência dos sistemas de tratamento que operam sob essa condição. / There are many types of organic and inorganic substances that may have toxic effect on microorganisms of aerobic systems for wastewater treatment, and among these substances is the chloride. In the effluents, the chlorides are in the form of some type of salt, and most common is sodium chloride. Sodium chloride can be found in various types of effluents, for example, effluents from food industries, oil, leather processing and leachate from landfills. The chlorides can also affect the microbiota, interfering with the method of determining the Chemical Oxygen Demand - COD and the Biochemical Oxygen Demand - BOD, which are commonly used parameters for operational control of treatment plants. This work aimed to study the influence of the addition of chlorides in a system of aerobic activated sludge bench, which was evaluated based on the removal of organic matter and the development and interaction of microorganisms involved. We evaluated the toxic effect of adding chloride concentrations ranging 0-16 g\'CL POT. -\' /L. The results confirmed that there is a significant loss of removal efficiency of organic matter, especially when the chloride concentration is more than 4 g\'CL POT. -\'/L. It was also noted that certain concentrations of chloride are toxic to microorganisms and affect the structure of biological flocs. Furthemore, it was concluded that the determination of COD by 5220D method of Standard Methods for Examination of Water and Wastewater suffers, in some cases, interference of chloride and maybe not the better parameter for evaluating efficiency of treatment systems that operate under this condition.

Sabe-se que as águas residuárias, contendo elevadas concentrações de lipídios, causam problemas às unidades convencionais de tratamento podendo gerar lodo altamente biodegradável e sistemas com baixos rendimentos na remoção da matéria orgânica. Com o intuito de estudar a possibilidade de se obter eficiências maiores de remoção de matéria orgânica no tratamento de águas residuárias com elevados teores de lipídios, empregou-se na presente pesquisa processo alternativo de tratamento denominado de sistema combinado, composto de um reator enzimático (R1) e de um reator de lodos ativados (R2). Visando realizar a pré-hidrólise dos lipídios afluentes, o reator enzimático, contendo a enzima lipase LIPOLASE 100T, imobilizada em suporte de polietileno, foi instalado antecedendo o reator de lodos ativados. Paralelamente, foi construída outra unidade de lodos ativados (Rc) similar a primeira, porém sem o reator enzimático acoplado, denominada sistema de controle, visando possibilitar a comparação dos resultados obtidos. A unidade experimental foi operada durante 94 dias, em regime contínuo com a temperatura em torno de 30ºC. Os reatores de lodos ativados, R2 e Rc, foram operados, cada, com TDH de 8 horas e vazão de 3,4 L/dia. As eficiências médias de remoção de DQO bruta obtidas foram respectivamente de 85% e 79% para os sistemas combinado e de controle. A eficiência média de remoção de óleos e graxas do sistema combinado foi de 91%, enquanto que para o sistema de controle a eficiência média foi de 84%. Assim, os resultados obtidos no presente trabalho, demonstraram que as vantagens obtidas com o emprego do sistema combinado proposto, sob as condições específicas da presente pesquisa, foram significativas. / The wastewaters containing high concentrations of lipids, cause problems to the conventional units of treatment being able to produce highly biodegradable sludge and systems with low organic matter removal. In order to study the possibility of obtaining high efficiencies of organic matter removal in the treatment of wastewater with high contents of lipids, it was used in the present research an alternative procedure of treatment named combined system, composed of an enzymatic reactor (R1) and an activated sludge reactor (R2). In order to achieve the pre-hydrolysis of the affluent lipids, the enzymatic reactor, containing the lipase enzyme LIPOLASE 100T immobilized in polyethylene support, was installed preceding the activated sludge. Parallely, it was built another unit of activated sludge (Rc) similar to the first, but without the enzymatic reactor coupled, named control system, in order to enable the comparisons of the results obtained. The experimental unit was operated during 94 d, in continuous operation, with the temperature around 30°C. The activated sludge reactors, R2 and Rc, were operated, respectively, with hydraulic time residence of 8 h and flow rate of 3,4 L/d. The average efficiencies of removal raw COD obtained were respectively, of 85% and 79% for the combined and control systems. The average efficiency of removal of oil and greases of the combined system was of 91%, while for the control system the average efficiency was of 84%. So, the results obtained in this present work, showed that the advantages obtained with the use of the proposed system, under the specific conditions of the present research, were significant.

Orientador: Alexandre Nunes Ponezi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T11:51:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Plazza_FernandaFagali_M.pdf: 1550925 bytes, checksum: acc23d51c4787771e54a42e2d77cb069 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A biomassa de uma estação de tratamento de lodo ativado é capaz de se adaptar ao efluente recebido, mesmo quando esse contém contaminantes específicos no meio. Fármacos são considerados contaminantes emergentes e lançados no sistema de tratamento a partir de descargas de estações de tratamento de águas residuais pela indústria (pontual) e na aplicação no solo pelo esterco (difusa) gerado pelos animais, como uma mistura de metabolitos e formas ativas. Para a realização deste trabalho foram escolhidos os antibióticos: sulfadiazina e trimetropim, e o anti-helmíntico: levamisol; devido: produção em larga escala e efeito quimioterápico provável na biomassa de estações de tratamento de efluentes. Os ensaios realizados conforme OECD: 209/2010 inibição da respiração do lodo ativado e 303/2001 simulação de tratamento com lodos ativados, mostraram que a taxa de inibição do lodo (ensaio 209/2010) foi proporcional à concentração utilizada (0,005 mg L-1 a 20,0 mg L-1) para a sulfadiazina, levamisol e trimetropim respectivamente tanto para o lodo com origem de estação doméstica convencional como para o lodo de estação de efluentes da industria farmacêutica (industrial), sendo este último o que apresentou menor inibição. Os ensaios 303/2001 realizados nas concentrações de 1, 5 e 10 mg L-1 mostraram que o lodo industrial apresentou os melhores resultados de biodegradação sendo observada uma remoção abaixo do limite de detecção da cromatografia gasosa acoplada ao espectro de massas (CG-MS) para o levamisol e trimetropim. A sulfadiazina não foi biodegradada durante o processo. Ensaios de toxicidade do efluente gerado pelo ensaio 303/2001 utilizando Vibrio fisheri como organismo-teste mostraram que estes não apresentam toxicidade / Abstract: The biomass of a wastewater treatment activated sludge is able to adapt to the effluent, even when it contains specific contaminants in the middle. Emerging Drugs are considered contaminants and discharged into the treatment discharges from sewage treatment plants w g were chosen drugs sulfadiazine, trimethoprim and levamisole due to: large-scale production and chemotherapeutic effect likely in biomass treatment plant effluents and domestic industry. Tests performed OECD 209/2010 respiration inhibition of activated sludge and 303/2001 simulating activated sludge treatment, showed that the rate of inhibition of the sludge test (209/2010) was proportional to the concentration used (0.005 mg to 20.0 mg L-1) for sulfadiazine, levamisole, and trimethoprim respectively both for domestic and industrial sludge, the latter being the one with less inhibition. The tests 303/2001 performed at concentrations of 1, 5 and 10 mg L-1 showed that the industrial sludge showed the best results being observed biodegradation removal below the limit of detection (GC-MS) for levamisole, and trimethoprim. Sulfadiazine was not biodegraded in the process. Toxicity tests of the effluent generated by the test 303/2001Vibrio fisheri using as test organisms showed that these did not exhibit toxicity / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Thesis submitted in compliance with the requirements for the Doctoral Degree in Technology: Biotechnology at the Durban Institute of Technology, 2003. / Globally, wastewaters emanating from edible oil manufacturers contain high organic (BOD & COD) and phosphate loads and known for creating shock-loading problems for the receiving wastewater treatment installations. Discharge of poor quality final effluents also negatively impact on and cause eutrophication of natural water sources such as rivers and dams. In South Africa, a large concentration ofthe edible industries are localized in the Pietermaritzburg region of Kwa-Zulu Natal and have been regularly associated with discharge of poor quality final effluent that did not subscribe to municipal regulation standards. Current treatment of choice for wastewater's in the edible oil industry have been limited primarily to dissolved air flotation combined with the use of chemical coagulants or physical separation of oil and grease via a gravity fat trap and subsequent pH correction. These physico-chemical methods have achieved limited success and the emulsified grease tends to clog sewer pipes and pumps producing poor quality effluents. Therefore, the aim of the current research was to develop suitable treatment technology focussing on adapting activated sludge process to remediate edible oil effluents and determine the microbial community of the process using novel molecular techniques. / D

Abstract This thesis aims to increase our knowledge about the characteristics of chemical pulp process and wastewaters and how problematic substances, e.g. wood extractives, could be removed effectively and selectively by coagulation–flocculation with either internal or external water treatment. Characterization was performed by investigating kraft pulp bleaching filtrates, as well as wastewater, before (influent) and after (effluent) the activated sludge treatment by means of a range of chemical analyses and by carrying out size fractionation studies. Cationic polyelectrolytes were used to purify oxygen stage bleaching filtrate, and charge analyses (zeta potential, charge quantity) were carried out in order to understand the coagulation phenomenon. In activated sludge treatment, the enhancement of particle removal, either by filtration or using a chemical in the primary clarifier, would lead to savings in aeration costs and result in a more stable process. Microfiltration already with a large pore size (8 µm) removed 30–50% of the wood extractives from the influent. Separate treatment stages for certain wastewater fractions, e.g. debarking plant effluent, would ensure cost-efficiency. After the activated sludge process, the wood extractives were present as particles (18%) and < 3 kDa fraction (82%). β-sitosterol occurred only in particles in the effluent. The release of harmful components into the environment could be decreased by microfiltration (e.g. 0.45 µm) of the final effluent or using a chemical in the secondary clarifier. Interestingly a huge increase in BOD was realized in the 3 kDa fraction of both influent and effluent, which indicated the presence of toxic substances in the larger fractions. After passing the effluent into the water system, there might be a similar jump in the BOD because the effluent is diluted many-fold. This would contribute to the formation of areas with an oxygen deficit. In the coagulation–flocculation studies, effective and selective removal of wood extractives (92%) from the oxygen stage filtrate was obtained with a cationic polyelectrolyte of medium molecular weight and medium charge density at 72 °C and pH 5–6. The multimodal zeta potential distribution gave more information than the average zeta potential. Aggregation of colloidal particles occurred when only one zeta potential was observed. The number of different zeta potentials diminished with decreasing pH and after exceeding a certain polyelectrolyte dosage level.

Les résidus pharmaceutiques sont considérés comme un problème écologique émergent, à cause de leur présence et leur accumulation continue dans l’environnement. Même à des faibles concentrations, ces substances sont susceptibles de menacer l’ensemble des organismes vivants. Il est donc, urgent de développer les moyens techniques permettant leur élimination. Dans ce cadre s’inscrit le travail de cette thèse, il a pour objectif de traiter la carbamazépine, un antiépileptique largement détecté dans le milieu aquatique. Une première étude a été menée sur la biodégradation de la carbamazépine par des boues activées par biostimulation avec différentes sources de carbone conventionnelles. Une optimisation des différents paramètres opératoires a été également effectuée. En outre, une seconde étude a porté sur la biodégradation de la molécule cible par une souche fongique, et ce travail a été achevé par une troisième étude de synthèse mettant en place la technique de bioaugmentation fongique des boues activées afin d’améliorer la performance du traitement. / Pharmaceutical residues are considered an emerging environmental problem because of their presence and their continuous accumulation in the environment. Even at low concentrations, these substances may threaten all living organisms. It is therefore urgent to develop the technical means to eliminate them. In this framework is the work of this thesis, it intended to treat carbamazepine, an antiepileptic drug widely detected in the aquatic environment. A first study was conducted on the biodegradation of carbamazepine by activated sludge by biostimulation with various sources of conventional carbon. An optimization of the various operating parameters was also performed. In addition, a second study examined the biodegradation of the target molecule by a fungal strain, and this work was completed by a third synthesis study establishing technical fungal bioaugmentation of activated sludge to improve performance treatment.

Please read the abstract in the front section of this document / Dissertation (MSc (Microbiology))--University of Pretoria, 2005. / Microbiology and Plant Pathology / unrestricted

Please read the abstract in the front section of this document / Dissertation (MSc (Microbiology))--University of Pretoria, 2006. / Microbiology and Plant Pathology / unrestricted