Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-08T16:44:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 278299 bytes, checksum: 35767aba90384e7832bbdf150f8a7d6d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-08T16:44:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 278299 bytes, checksum: 35767aba90384e7832bbdf150f8a7d6d (MD5) Previous issue date: 2002-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As águas residuárias da suinocultura apresentam elevado potencial poluidor do meio ambiente, por serem ricas em material orgânico em suspensão e constituintes orgânicos e inorgânicos em solução. No entanto, se manejadas de forma adequada, constituem fonte de água e nutrientes às culturas. Tradicionais na exploração da cultura do café, as regiões do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba - MG vêm se destacando também na cafeicultura irrigada, pois a deficiência hídrica é uma das condições que mais limitam a produção primária dos ecossistemas e o rendimento das culturas. Algumas propriedades cafeicultoras, entretanto, possuem consórcio com granjas suinícolas. Pela problemática relacionada ao destino das águas residuárias advindas dessa atividade agroindustrial, tornou-se objetivo deste trabalho um diagnóstico da aplicação de águas residuárias da suinocultura (ARS), visando avaliar a uniformidade de distribuição de ARS através de sistemas de irrigação na cafeicultura, caracterizar a ARS conforme sua origem e avaliar comparativamente perfis de solo com e sem aplicação. O trabalho desenvolveu-se em quatro etapas. Seguindo o critério da aplicação de ARS usado pelos cafeicultores das regiões, foram selecionadas 11 propriedades, através da ASTAP (Associação dos Suinocultores do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba – MG). Primeiramente foram aplicados questionários aos produtores, de maneira a caracterizar a propriedade, sua localidade, área total, área cafeeira, área cafeeira adubada com ARS, manejo adotado com os animais, tipos de produção, sistemas de criação, formas de aplicação dos dejetos ao solo, sistemas de irrigação e bombeamento adotados e os problemas advindos desta prática. Observou- se manejo inadequado das águas residuárias da suinocultura (armazenamento, tratamento, disposição), com 90% dos suinocultores ainda utilizando a chorumeira para aplicação de ARS na cafeicultura; 64% das propriedades diagnosticadas tiveram problemas com a utilização de bombas centrífugas e hoje utilizam bombas helicoidais para recalque das águas residuárias da suinocultura. Em uma segunda etapa, realizaram-se avaliações de uniformidade em sistemas de irrigação por aspersão e localizada, aplicando águas residuárias em áreas exploradas com a cultura do café, sem interferir no manejo adotado pelos proprietários. O sistema que obteve os melhores coeficientes de uniformidade foi o gotejamento, apresentando valores de coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC) de 94% e coeficiente de uniformidade de distribuição (CUD) de 90%. A pouca idade do sistema (1 ano), o monitoramento constante das pressões no final das linhas laterais, o manejo com a ARS e a limpeza após as fertirrigações com águas residuárias podem ser causas da alta uniformidade. O sistema por autopropelido apresentou os valores mais baixos de CUC e CUD: 53 e 28%, respectivamente . Como terceira parte do trabalho, coletaram-se amostras de águas residuárias advindas de diversas localidades, objetivando caracterizá-las conforme sua origem. Ocorreu grande variabilidade entre as amostras, mais de 90% para alguns elementos analisados. Por último, foram avaliados comparativamente perfis de solo em áreas com e sem aplicação de águas residuárias dentro de uma propriedade, com o objetivo de verificar a influência da aplicação de ARS em suas características. Os solos das áreas que receberam ARS, de modo geral, apresentaram os maiores teores dos elementos analisados na camada superficial (0 a 20 cm). / The swine confinement wastewater contains a high potential for environmental pollution, since they are rich in suspended organic material and inorganic components under solution. However, when adequately managed they are water sources, besides supplying nutrients to the crops. The Triângulo Mineiro and Alto Paranaíba regions, in Minas Gerais State, have been traditionally exploring coffee crop, and are also distinguished in irrigated coffee cropping, since the water deficit is one of the most limiting conditions to the primary production in the ecosystems and crop yields as well. However, some coffee-cropping properties are consorted with swine raising farms. Considering the problem concerning to the destiny of the wastewater from this agroindustry activity, this study aimed at diagnosing the application of the swine confinement wastewater (ARS) in order to evaluate the uniformity of the ARS distribution through irrigation systems in coffee crop, as well as to characterize the ARS according to its origin and compare the soil profiles with and without ARS application. The research was developed into four stages. Following the approach of SRS application used by coffee growers in these areas, 11 rural properties were selected through ASTAP (Swine Grower Association of Triângulo Mineiro and Alto Paranaíba- MG). First, some questionnaires were applied to producers, in such a way to characterize the rural property as its place, total area, coffee cropping area, coffee cropping area fertilized with ARS, the adopted animal management, production types, growing systems, forms of excreta application to the soil, the systems adopted in irrigation and pumping as well as the problems resulting from this practice. An inadequate management of the swine confinement wastewater was observed (storage, treatment, disposition), while 90% swine growers were still using the leachate for ARS application on coffee crop, 64% of these rural properties showed to have problems concerning to the use of centrifugal pumps, and today the propeller pumps are used in lifting the swine confinement wastewater. At the second stage, evaluations for uniformity in sprinkle and localized irrigation systems were performed, by applying the wastewater on coffee-cropped areas, but not interfering in the management adopted by farmers. The trickle irrigation system showed the best uniformity coefficients, as attained a value of 94% for Christiansen uniformity coefficient (CUC) and 90% for the distribution uniformity coefficient (CUD). This high uniformity level might be caused by: the trickle irrigation system has been used for only one year, the constant monitoring of the pressures at the end of the lateral lines, the ARS management and cleaning after the fertirrigation with the swine wastewater. The lowest values for CUC and CUD were shown by the self-propelled gun irrigation system, that is, 53 and 28% respectively. At the third stage, a number of swine wastewater samples from several places were collected in order to be characterize according to their origin. A wide variability occurred among samples, and more than 90% for some analyzed elements. Finally, the soil profiles in areas with and without application of wastewater were comparatively evaluated within one property aiming at verifying the influence of the ARS application on their characteristics. In general, the soils in those areas receiving ARS presented the highest contents of the elements analyzed at the surface layer (0 to 20 cm). / Dissertação importada do Alexandria

Made available in DSpace on 2017-07-10T14:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 olga.pdf: 1375254 bytes, checksum: 3324d73a6b00929f314affe8fbb627b4 (MD5) Previous issue date: 2012-08-20 / A água residuária da suinocultura fornece nutrientes para as culturas agrícolas, diminuindo os custos de produção. Assim, o objetivo foi encontrar qual a dose de água residuária da suinocultura mais apropriada, ambientalmente e agronomicamente para fertilizar culturas de importância econômica mundial: soja, milho e aveia. O experimento foi conduzido em esquema fatorial (4x2) com três repetições totalizando vinte e quatro lisímetros de drenagem, nos quais foram aplicados água residuária nas doses de 0, 100, 200 e 300 m³ ha-1 na ausência ou presença de adubação mineral. Foram usadas técnicas estatísticas multivariadas (PCA, PERMANOVA e CLUSTER), avaliando a longo prazo e simultaneamente o sistema, solo-água-planta. As doses mais recomendadas são: para a cultura da soja a de 100 m3 ha-1 isolada da adubação mineral. Para as culturas de milho e aveia a dose de 100 m3 ha-1 associada com a adubação mineral.

A contaminação ambiental por antibióticos e antimicrobianos quimioterápicos despertou o interesse da comunidade científica devido à possibilidade do desenvolvimento de resistência bacteriana e de efeitos ecotóxicos sobre organismos não-alvo. As águas residuárias contaminadas representam a principal fonte de dispersão desses fármacos para o meio ambiente. Enquanto as tecnologias anaeróbias têm sido crescentemente aplicadas para o tratamento de águas residuárias de origem agroindustrial, frequentemente contaminadas com antimicrobianos, pouco se sabe sobre as transformações que esses micropoluentes podem sofrer durante o tratamento. O objetivo do presente trabalho foi a investigação da degradação do antimicrobiano veterinário sulfametazina (SMZ) durante o tratamento anaeróbio de água residuária de suinocultura. Para tanto, foram conduzidas três fases experimentais. Na primeira fase, ensaios em batelada foram realizados com o intuito de avaliar a contribuição da biodegradação anaeróbia e de outros fenômenos na remoção de SMZ da fase líquida. A segunda fase envolveu a operação de três reatores anaeróbios contínuos em escala de bancada alimentados com água residuária sintética contaminada com SMZ, um reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), um reator anaeróbio de mistura e biomassa imobilizada (RAMBI) e um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB). Avaliou-se o efeito da variação da DQO total afluente e do TDH na eficiência de remoção de SMZ. Na terceira fase, o RAHLF foi alimentado com água residuária de suinocultura real présedimentada e acrescida de SMZ. Os resultados obtidos durante a primeira fase permitiram o desenvolvimento de um modelo matemático de dois compartimentos que apontou a fase aquosa como o compartimento biodisponível para a degradação de SMZ. Não foram observadas diferenças expressivas de desempenho dos reatores anaeróbios na remoção de SMZ para as condições experimentais ensaiadas na segunda fase. As condições operacionais que permitiram máxima remoção de SMZ foram TDH de 24 h e DQO total afluente de 3000 mg O2.L-1, que resultaram em eficiências médias de remoção de SMZ de 74%, 71% e 70% para os reatores RAHLF, RAMBI e UASB, respectivamente. Observou-se que a biodegradação anaeróbia de SMZ é favorecida pelo aumento da velocidade de degradação de matéria orgânica, como esperado para uma transformação cometabólica. Embora a degradação de SMZ tenha sido interrompida durante a alimentação do RAHLF com água residuária de suinocultura, os resultados obtidos mostraram que a biodegradação de SMZ pode acontecer em reatores anaeróbios e pode ser favorecida por meio do controle de parâmetros de operação adequados, demonstrando o potencial de aplicação dessa tecnologia no abatimento de emissões desse fármaco. / Environmental contamination by antibiotics and antimicrobial chemotherapeutics has drawn the attention of the scientific community because of the possibility of bacterial resistance development and toxic effects on non-target organisms. Contaminated wastewaters are the main sources of antimicrobial dispersion to the environment. While anaerobic technologies have been increasingly applied to the treatment of agricultural wastewaters, which are often contaminated with antimicrobials, little is known about the changes that these micropollutants can undergo during treatment. The objective of this study was to investigate the degradation of the veterinary antimicrobial sulfamethazine (SMZ) during the anaerobic treatment of swine wastewater. Three experimental phases were performed. In the first phase, batch tests were performed in order to evaluate the contribution of anaerobic biodegradation and other phenomena to the overall removal of SMZ from the liquid phase. The second phase involved the operation of three continuous, bench-scale anaerobic reactors fed with SMZ-contaminated synthetic wastewater: a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor, an anaerobic stirred reactor with immobilized biomass (ASRIB) and an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. The effect of varying the total influent COD and the HRT on SMZ removal efficiency was evaluated. In the third phase, the HAIB was fed with real presedimented swine wastewater contaminated with SMZ. The results obtained during the first phase allowed the development of a two-compartment mathematical model which established the aqueous phase as the bioavailable compartment for SMZ degradation. No significant differences in SMZ removal performance between the three reactors were observed in the second phase. The maximum removal of SMZ was observed for a HRT of 24 h and total influent COD of 3000 mg O2.L-1, which resulted in average SMZ removal efficiencies of 74%, 71% and 70% for the HAIB, ASRIB and UASB reactors, respectively. It was observed that the anaerobic biodegradation SMZ is favored by increasing the organic matter degradation rate, as expected for cometabolic transformations. Although SMZ degradation ceased when the HAIB was fed with swine wastewater, the experimental results showed that the biodegradation of SMZ occurs in anaerobic reactors and can be enhanced by controlling appropriate operating parameters, demonstrating the potential of this technology for the abatement of SMZ emission.

A contaminação ambiental por antibióticos e antimicrobianos quimioterápicos despertou o interesse da comunidade científica devido à possibilidade do desenvolvimento de resistência bacteriana e de efeitos ecotóxicos sobre organismos não-alvo. As águas residuárias contaminadas representam a principal fonte de dispersão desses fármacos para o meio ambiente. Enquanto as tecnologias anaeróbias têm sido crescentemente aplicadas para o tratamento de águas residuárias de origem agroindustrial, frequentemente contaminadas com antimicrobianos, pouco se sabe sobre as transformações que esses micropoluentes podem sofrer durante o tratamento. O objetivo do presente trabalho foi a investigação da degradação do antimicrobiano veterinário sulfametazina (SMZ) durante o tratamento anaeróbio de água residuária de suinocultura. Para tanto, foram conduzidas três fases experimentais. Na primeira fase, ensaios em batelada foram realizados com o intuito de avaliar a contribuição da biodegradação anaeróbia e de outros fenômenos na remoção de SMZ da fase líquida. A segunda fase envolveu a operação de três reatores anaeróbios contínuos em escala de bancada alimentados com água residuária sintética contaminada com SMZ, um reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), um reator anaeróbio de mistura e biomassa imobilizada (RAMBI) e um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB). Avaliou-se o efeito da variação da DQO total afluente e do TDH na eficiência de remoção de SMZ. Na terceira fase, o RAHLF foi alimentado com água residuária de suinocultura real présedimentada e acrescida de SMZ. Os resultados obtidos durante a primeira fase permitiram o desenvolvimento de um modelo matemático de dois compartimentos que apontou a fase aquosa como o compartimento biodisponível para a degradação de SMZ. Não foram observadas diferenças expressivas de desempenho dos reatores anaeróbios na remoção de SMZ para as condições experimentais ensaiadas na segunda fase. As condições operacionais que permitiram máxima remoção de SMZ foram TDH de 24 h e DQO total afluente de 3000 mg O2.L-1, que resultaram em eficiências médias de remoção de SMZ de 74%, 71% e 70% para os reatores RAHLF, RAMBI e UASB, respectivamente. Observou-se que a biodegradação anaeróbia de SMZ é favorecida pelo aumento da velocidade de degradação de matéria orgânica, como esperado para uma transformação cometabólica. Embora a degradação de SMZ tenha sido interrompida durante a alimentação do RAHLF com água residuária de suinocultura, os resultados obtidos mostraram que a biodegradação de SMZ pode acontecer em reatores anaeróbios e pode ser favorecida por meio do controle de parâmetros de operação adequados, demonstrando o potencial de aplicação dessa tecnologia no abatimento de emissões desse fármaco. / Environmental contamination by antibiotics and antimicrobial chemotherapeutics has drawn the attention of the scientific community because of the possibility of bacterial resistance development and toxic effects on non-target organisms. Contaminated wastewaters are the main sources of antimicrobial dispersion to the environment. While anaerobic technologies have been increasingly applied to the treatment of agricultural wastewaters, which are often contaminated with antimicrobials, little is known about the changes that these micropollutants can undergo during treatment. The objective of this study was to investigate the degradation of the veterinary antimicrobial sulfamethazine (SMZ) during the anaerobic treatment of swine wastewater. Three experimental phases were performed. In the first phase, batch tests were performed in order to evaluate the contribution of anaerobic biodegradation and other phenomena to the overall removal of SMZ from the liquid phase. The second phase involved the operation of three continuous, bench-scale anaerobic reactors fed with SMZ-contaminated synthetic wastewater: a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor, an anaerobic stirred reactor with immobilized biomass (ASRIB) and an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. The effect of varying the total influent COD and the HRT on SMZ removal efficiency was evaluated. In the third phase, the HAIB was fed with real presedimented swine wastewater contaminated with SMZ. The results obtained during the first phase allowed the development of a two-compartment mathematical model which established the aqueous phase as the bioavailable compartment for SMZ degradation. No significant differences in SMZ removal performance between the three reactors were observed in the second phase. The maximum removal of SMZ was observed for a HRT of 24 h and total influent COD of 3000 mg O2.L-1, which resulted in average SMZ removal efficiencies of 74%, 71% and 70% for the HAIB, ASRIB and UASB reactors, respectively. It was observed that the anaerobic biodegradation SMZ is favored by increasing the organic matter degradation rate, as expected for cometabolic transformations. Although SMZ degradation ceased when the HAIB was fed with swine wastewater, the experimental results showed that the biodegradation of SMZ occurs in anaerobic reactors and can be enhanced by controlling appropriate operating parameters, demonstrating the potential of this technology for the abatement of SMZ emission.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-09-06T13:24:19Z No. of bitstreams: 1 Adelcio_Giongo2016.pdf: 1383735 bytes, checksum: ddf849e35c040eb04a0c84af1eeb643f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T13:24:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adelcio_Giongo2016.pdf: 1383735 bytes, checksum: ddf849e35c040eb04a0c84af1eeb643f (MD5) Previous issue date: 2017-07-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The swine industry has shown strong development and, thus, has produced large volumes of effluents that must be correctly managed. Therefore, when such effluent cannot be released into soil, a treatment must be carried out to avoid environmental impacts of swine wastewater. Nitrogen is one of the elements that takes part in swine waste and it must be under constant evaluation, but, in some cases, it must be removed. Nitrification/denitrification (NDF) process is a frequent applied technology. However, when the effluent presents low C/N ratio, such as effluents after anaerobic processes, there is some decrease on denitrification efficiency and the total nitrogen removal can be affected. In this case, Nitritation/denitritation (NDT) process can be used to improve the system performance as well as save energy cost with aeration and external source of carbon due to the lower C/N requirement. Thus, this study aimed at evaluating swine wastewater based on NDF and NDT processes at different C/N ratios in order to obtain a system with efficient nitrogen removal and low oxygen and carbon consumption. Four phases were carried out during this experiment: Phase I) DO from 2.0-3.0 mgO2L-1 to 1.5 C/N; Phase II) DO from 0.6-0.7 mgO2L-1 to 1.5 C/N; Phase III) DO from 0.6 to 0.7 mgO2L-1, different C/N ratios (1.5, 0.9, 0.75 and 0.6); Phase IV) DO from 2.0 to 3.0 mgO2L-1, different C/N ratios (1.5, 0.9, 0.75, and 0.6). The best operational condition was obtained at nitritation/denitritation process, whose C/N ratio was 0.9, and the optimum N removal was 86.3%. Under this condition, the system saved almost 36.8% of total organic carbon consumption and nearly 74% of dissolved oxygen consumed when compared to the conventional process for N-removal. This strategy can be very useful for nitrogen removal with low carbon rates, as the digestate from anaerobic processes. / A atividade suinocultura tem apresentado forte crescimento, e assim vem produzindo grandes volumes de efluentes que devem ser corretamente administrados. Portanto, quando não é possível a aplicação deste tipo de efluente no solo, o tratamento deve ser aplicado para que se evitem impactos ambientais. O nitrogênio é um dos elementos presentes nos dejetos de suínos que deve estar sob constante avaliação, e em alguns casos deve ser removido. O processo de nitrificação/desnitrificação (NDF) é uma tecnologia frequentemente aplicada, porém, quando o efluente apresenta baixa relação C/N, como efluentes pós-processos anaeróbios, a eficiência da desnitrificação é reduzida e a remoção de nitrogênio total pode ser afetada. Neste caso, o processo de nitritação/desnitritação (NDT) pode ser utilizado para melhorar o desempenho do sistema e economizar energia com aeração e com fonte externa de carbono, devido ao requisito de baixa relação C/N. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a água residuária de suinocultura utilizando nitrificação/desnitrificação e nitritação/desnitritação em diferentes relações C/N, a fim de se obter um sistema com eficiente remoção de nitrogênio e baixo consumo de oxigênio e carbono. Quatro fases foram realizadas durante o experimento: Fase I) OD entre 2,0-3,0 mgO2 L-1 (nitrificação) e C/N 1,5; Fase II) OD entre 0,6-0,7 mgO2 L-1 (nitritação), e C/N 1,5; Fase III) OD entre 0,6-0,7 mgO2 L-1, diferentes relações C/N (1,5, 0,9, 0,75 e 0,6); Fase IV) OD entre 2,0-3,0 mgO2 L-1, diferentes relações de C/N (1,5, 0,9, 0,75 e 0,6). A melhor condição operacional foi encontrada no processo nitritação/desnitritação, com relação C/N de 0,9, cuja remoção de N considerada ótima foi de 86,3%. Nesta condição, a economia do sistema foi de 36,8% do consumo total de carbono orgânico e de cerca de 74% do consumo de oxigênio dissolvido, quando comparado com o processo convencional de remoção de N. Esta estratégia pode ser muito útil para a remoção do nitrogênio de efluentes de baixo teor de carbono, como os provenientes de processos anaeróbios.