Orientador: Tsunao Matsumoto / Banca: Liliane Lazzari Alberti / Banca: Marc Arpad Boncz / Resumo: A aplicação de reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) passou a ocupar uma posição de destaque, principalmente no Brasil, face às condições ambientais de temperatura favoráveis, baixo custo, simplicidade operacional e baixa produção de sólidos. Com o intuito de aprimorá-lo, este estudo aliou as características construtivas e operacionais destes reatores com as dos Reatores Anaeróbios Compartimentados (RAC), caracterizados por oferecerem a possibilidade de separação das fases que ocorrem na digestão anaeróbia e o aumento do tempo de contato entre a biomassa e o efluente. Assim, foi projetado e construído um reator vertical, contendo dois tubos concêntricos em seu interior, visando à separação das etapas acidogênica e metanogênica, a partir da cinética de crescimento dos microrganismos presentes. A pesquisa teve como objetivo principal estudar o comportamento e avaliar o desempenho do reator UASB compartimentado sob nova configuração, no período de partida e operação, tratando esgoto doméstico. O monitoramento do sistema foi dividido em duas etapas: partida e operação. Durante a partida, os valores de pH e alcalinidade mantiveram-se estáveis dentro de uma faixa adequada. Os resultados apresentados durante seu monitoramente indicaram ainda, que o inóculo utilizado promoveu condições adequadas para a partida do reator, com remoção média de DQO de 53,8%, chegando a atingir 82,8% ao final desta etapa. Na segunda etapa de monitoramento, ocorreram diversos problemas relacionados à operação do sistema, ocasionando sua paralisação durante alguns dias. Os valores de pH encontraram-se dentro da faixa adequada, contudo, a alcalinidade sofreu variações quando houve interrupção no sistema. A remoção de matéria orgânica apresentou-se estável, mesmo após tais interrupções, com eficiência média de remoção de 80% para a DQO e 78% para a DBO. Além disso, ambas chegaram a alcançar 90% na ... / Abstract: Application of UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactor has come to occupy a prominent position, especially in Brazil, due to favorable climatic conditions, low cost, operational simplicity and low production solids. In order to improve it, this study combined constructional and operational features of these reactors with the Compartmented Anaerobic Reactor (CAR), characterized by offering the possibility of phase separation occurring in the anaerobic digestion and increase the contact time between the biomass and effluent. Thus a vertical reactor was designed and constructed containing two concentric tubes inside, in order to separate the acidogenic and methanogenic steps from the kinetics of growth of microrganisms present. The research aimed to study the behavior and evaluate the performance of the UASB compartmentalized reactor under new configuration during starting and operation, treating domestic wastewater. The monitoring system was divided into two stages: starting and operating. During the start-up, the values of pH and alkalinity remained stable within a proper range. The results presented during its monitoring also indicated that the inoculum used promoted conditions for starting the reactor, with average COD removal of 53,8%, reaching 82,8% at the end of this step. In the second stage of monitoring, there were several problems related to system operation, causing a stoppage for a few days. The pH values were within the appropriate range, however, the alkalinity variations experienced when there was an interruption in the system. The removal of organic matter remained stable even after such interruption, with average removal efficiency of 80% to 78% for COD and BOD. Moreover, both even reached 90% removal efficiency / Mestre

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-08-01T20:14:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3556093 bytes, checksum: 27a4adab796975b555ffecbaf82dffd7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-01T20:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3556093 bytes, checksum: 27a4adab796975b555ffecbaf82dffd7 (MD5) Previous issue date: 2018-02-21 / Os laticínios geram, diariamente, elevados volumes de águas residuárias que são originadas das limpezas das instalações e da fabricação de produtos. Estas águas caracterizam-se por apresentar concentrações elevadas de nutrientes, gorduras, sólidos suspensos e dissolvidos, demanda bioquímica (DBO) e química de oxigênio (DQO) e pH que varia em função do que é produzido e dos produtos utilizados na higienização deste tipo de empreendimento. Dentre os métodos disponíveis para tratamento dos efluentes lácteos, destaca-se o Tratamento Primário Quimicamente Assistido (TPQA), conhecido também como CEPT (Chemically Enhanced Primary Treatment). No TPQA coagulantes químicos são adicionados na etapa do tratamento primário a fim de aprimorar a remoção de poluentes. Entretanto, a aplicação de coagulantes químicos tem gerado um inconveniente às indústrias e estações de tratamento que utilizam este método, que é a produção de grandes volumes de lodo com características tóxicas e não biodegradável. Alguns resíduos agroindustriais, como o quiabo (Abelmoschus esculentus), sementes de maracujá (Passiflora edulis), resíduos da carcinocultura e as cascas da mutambeira (Guazuma ulmifolia) apresentam elevado potencial para serem utilizados como coagulantes alternativos no tratamento de efluentes, devido às suas características químicas. O emprego de coagulantes no tratamento de efluentes envolve a otimização da dose de coagulante e do pH, uma vez que influenciam, diretamente, na eficiência de remoção de poluentes. Para isso, métodos de superfície de resposta (MSR) vêm sendo utilizados na otimização dessas variáveis. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de coagulantes naturais no tratamento de efluente lácteo sintético (ELS) via flotação por ar dissolvido (FAD), otimizando as condições operacionais de dose de coagulante e pH na remoção da turbidez, DQO e compostos orgânicos que absorvem na região do ultravioleta no comprimento de onda 254 nm (compostos UV 254 ) e comparar planejamentos estatísticos na descrição dos resultados. Em primeiro momento comparou-se dois planejamentos experimentais, a matriz de Doehlert e o delineamento composto central rotacional (DCCR) na descrição de remoção de poluentes do ELS, utilizando dois coagulantes orgânicos, o Tanfloc e a poliacrilamida (PAM). Observou-se nos resultados obtidos que ambos os planejamentos geraram modelos matemáticos significativos (p ≤ 0,05) e com elevada capacidade de predição. Além disso, foi verificado que o ponto ótimo obtido para remoção de poluentes foi próximo entre os planejamentos, observando, porém, pequena diferença entre as dosagens de coagulantes. Em segundo momento foi avaliado a eficiência dos coagulantes obtidos do extrato do quiabo, das sementes de maracujá, a quitosana e as cascas da mutambeira na remoção da turbidez, DQO e compostos UV 254 do ELS, otimizando as condições de dose de coagulante e de pH através do DCCR para os dois primeiros e da matriz de Doehlert para os demais. Foi observado que os coagulantes estudados são eficientes na remoção de poluentes do ELS, sendo a eficiência diretamente relacionada ao pH e à dose de coagulante aplicada. Os pontos ótimos de remoção de poluentes encontrados foram: 2,0 g L -1 de extrato de quiabo em pH 9,00; com eficiência de remoção de turbidez e DQO de 91,1 e 48,3%, respectivamente; 1,3 g L -1 de extrato de semente de maracujá em pH 5,00; com eficiência de remoção de turbidez e DQO de 91,5 e 50,3%, respectivamente; dose de quitosana igual a 73,34 mg L -1 em pH 5,00; com eficiência de remoção da turbidez, DQO, e compostos UV 254 de 97,6; 77,5 e 88,8%, respectivamente e 775,8 mg L -1 de cascas de mutambeira em pH 5,00; com eficiência de remoção de turbidez, DQO e compostos UV 254 de 95,8; 76,0 e 85,6%, respectivamente. Assim, quando aplicados na condição ideal, os coagulantes testados apresentam potencial para substituir os coagulantes químicos atualmente comercializados, minimizando, assim, o passivo ambiental. / Dairies, daily, generate high volumes of wastewater from cleaning site and manufacturing products. These waters have high concentrations of nutrients, fats, suspended and dissolved solids, biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD) and pH that varies according to what is produced and the products used in the sanitation of this type of enterprise. Among the available methods for the treatment of dairy effluents, stands out the Chemically Enhanced Primary Treatment (CEPT). In CEPT, chemical coagulants are added in the primary treatment step in order to improve the removal of pollutants. However, the application of chemical coagulants generates high volumes of toxic and not biodegradable sludge. Some agroindustrial residues, such as okra (Abelmoschus esculentus), passion fruit seeds (Passiflora edulis), shrimp waste and bark of Guazuma ulmifolia have potential to be used as alternative coagulants in the treatment of effluents, due to their chemical characteristics. The use of coagulants in the treatment of effluents involves the optimization of the coagulant dosage and pH, once they directly influence in the efficiency of pollutants removal. For this, surface response methodology (SRM) have been used in the optimization of these variables. Thus, the objective of this study was to evaluate the efficiency of natural coagulants in the treatment of synthetic dairy effluent (SDE) by dissolved air flotation (DAF), optimizing the operational conditions of coagulant dose and pH in the removal of turbidity, as well as COD and organic compounds that absorb in the ultraviolet region at a wavelength of 254 nm (UV 254 compounds) and compare statistical design in the description of results. At first, two experimental designs were compared, the matrix of Doehlert and Central Composite Rotational Design (CCRD), in the description of pollutants removal of SDE using two organic coagulants, Tanfloc and polyacrylamide. It was observed in the obtained results that the both plans generated significant mathematical models (p ≤ 0,05) and with high predictive capacity. Furthermore, it was verified that the optimum point obtained for the removal of pollutants was close between the designs, noting, however, a small difference between the coagulant dosages. Secondly, was evaluate the efficiency of the coagulants obtained from the okra extract, passion fruit seeds, chitosan and bark of Guazuma ulmifolia in the removal of turbidity, COD and UV 254 compounds of SDE. The coagulant dosage and pH conditions were optimized through the CCDR for the first two extracts and the Doehlert matrix for the others. It was observed that the coagulants studied are efficient in the removal of SDE pollutants, once the efficiency is directly related to the pH and the coagulant dosage applied. The optimal points of removal of pollutants were: 2,0 g L -1 extract of okra in pH 9,00; with removal efficiency of turbidity and COD of 91,1 and 48,3%, respectively; 1,3 g L -1 passion fruit seeds extract in pH 5,00; with removal efficiency of turbidity and COD of 91,5 e 50,3%, respectively; 73,34 mg L -1 dose of chitosan in pH 5,00; with removal efficiency of turbidity, COD and UV 254 compounds of 97,6; 77,5 e 88,8%, respectively and 775,8 mg L -1 of Guazuma ulmifolia bark in pH 5,00; with removal efficiency of turbidity, COD and UV 254 compounds of 95,8; 76,0 e 85,6%, respectively. Thus, when applied in the optimum condition, the coagulants tested have potential to replace the currently marketed chemical coagulants, minimizing, this way, environmental liability.

Orientador: Ivonete O. Barcellos. / Co-orientador: Patrício Peralta Zamora. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Orientador: Juliane Araújo Greinert Goulart. / Coorientador: Joel Dias da Silva. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Rodrigo Máximo Sánchez-Román / Coorientador: João Gabriel Thomaz Queluz / Banca: João Carlos Cury Saad / Banca: Edson Eiji Matsura / Resumo: A crescente limitação na disponibilidade de recursos hídricos e seu impacto na atividade agrícola, tem incentivado um investimento significativo na identificação de fontes alternativas de água; e como resposta, o reuso de efluentes na irrigação agrícola tem apresentado valioso contributo na redução da pressão em demanda por água que a atividade agrícola exerce sobre os recursos hídricos. No entanto, a maior limitação do reuso de efluentes é a sua qualidade, pois é um material contaminado; portanto, o seu aproveitamento seguro na irrigação só pode ser garantido após um prévio tratamento. Objetivou-se neste trabalho avaliar o desempenho de uma estação de tratamento de águas residuárias (ETAR) em filtros anaeróbios de barris plásticos e o efeito da aplicação de efluente tratado no cultivo de couve-manteiga. Na avaliação do desempenho da ETAR foram comparadas as características do afluente (AFT) e efluente tratado (EFT), pelos parâmetros: pH, condutividade elétrica (CE), sólidos totais (ST), sólidos suspensos totais (SST), sólidos dissolvidos totais (SDT), demanda bioquímico de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio total (NT), fósforo total (PT), potássio (K), coliformes totais (CT) e coliformes fecais (CF). O cultivo de couve-manteiga foi realizado no sistema de cultivo convencional (SCC) no solo e vertical (SCV) em barris plásticos, tendo se avaliado o desenvolvimento de plantas (número de folhas adultas e comprimento do limbo foliar), produção por plant... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The regarding the limited availability of water resources and its impact on agricultural activity, has encouraged significant investment in identifying alternative water sources; and in response, the reuse of wastewater in irrigated agriculture has brought valuable contribution in reducing the pressure on demand for water that farming has on water resources. However, the major limitation of reuse wastewater is its quality as it is a contaminated; so its safe use in irrigation can only be guaranteed after a previous treatment. The aim of this study was to evaluate the performance of a treatment plant wastewater (WWTP) in anaerobic filters of plastic barrels and the effect of the application of treated effluent in kale cultivation. In evaluating the WWTP performance of influent characteristics were compared (EFT-Sabesp) and treated effluent (EFT), the pH, electric conductivity (EC), total solids (TS), total suspended solids (TSS), dissolved solids Total (SDT), biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), potassium (K), total coliforms (TC) and fecal coliforms (FC). The kale cultivation was carried out in the conventional cultivation system (CCS) on the ground and vertical (VCS) in plastic barrels, having assessed the development of plants (number of adult leaves and length of the leaf blade), yield ( fresh and dry weight), productivity and water use efficiency; also evaluated the effect of applying EFT in the perform... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Oswaldo Garcia Junior / Banca: Íria Fernandes Vendrame / Banca: João Sérgio Cordeiro / Banca: Rosana Filomena Vazoller / Banca: Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo / Resumo: A geração de lodo como resultado do tratamento do esgoto sanitário, embora possa ser minimizada, é inevitável, qualquer que seja o sistema empregado nas estações de tratamento. Sua disposição final tem sido motivo de diversos estudos, os quais apontam, como alternativa mais favorável, sua utilização em áreas agrícolas ou de produção florestal. A presença de metais no lodo, entretanto, pode inviabilizar seu uso como fertilizante ou como condicionador de solos dado ao risco de contaminação ambiental e de acumulação na cadeia trófica. A solubilização de metais presentes no lodo por meio do processo de lixiviação bacteriana tem mostrado resultados promissores, encorajando seu desenvolvimento. A lixiviação bacteriana de metais pode ocorrer diretamente, pela oxidação de sulfetos metálicos ou, indiretamente, pela oxidação de compostos reduzidos de enxofre a sulfato, com a conseqüente solubilização ácida dos metais. As principais bactérias envolvidas nesse processo pertencem ao gênero Thiobacillus, recentemente reclassificado. Neste trabalho, utilizou-se lodo de esgoto, gerado pela Estação de Tratamento de Esgoto de Franca-SP (ETE-Franca), que opera um sistema de lodos ativados convencional, com tratamento dos lodos primário e secundário por digestão anaeróbia. Amostras de lodo foram caracterizadas quanto à presença dos metais cromo, cobre, chumbo, níquel e zinco. Em um ensaio preliminar, utilizando a linhagem Acidithiobacillus thiooxidans FG01, foi verificado que a utilização de lodo digerido ou lodo não-digerido proporcionou eficiências de solubilização similares para os metais investigados. Desta forma, amostras de lodo digerido anaeróbio foram utilizadas para estudo do efeito dos parâmetros temperatura, pH inicial e concentração de sólidos totais sobre a eficiência e a cinética da lixiviação bacteriana. Nesses ensaios,...(Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Although sewage sludge generation from sanitary wastewater treatment can be minimized, its production cannot be avoided at any system employed in the wastewater treatment facilities. Sludge final disposal has motivated several research studies, which have pointed out as the most suitable alternative the application of sludge in agricultural and forestry production. However, the presence of metals in sewage sludge may jeopardize its application as fertilizer or soil amendment due to the risk of environmental contamination or accumulation through the trophic chain. Solubilization of metals from sewage sludge by bacterial leaching has showed promising results, encouraging its process development. Bacterial leaching of metals occurs directly by metal sulphide oxidation or, indirectly by oxidation of reduced sulphur compounds to sulphate, with the consequent sludge acidification and metal solubilization. Bacteria from Thiobacillus genus, recently reclassified, are the most important species involved in bacterial leaching. In this work, sludge samples were obtained at the municipal wastewater treatment facility in the city of Franca, state of São Paulo, Brazil, which operates a conventional activated sludge system with treatment of the primary and secondary sewage sludges by anaerobic digestion. Samples were characterized for concentration of the metals chromium, copper, lead, nickel, and zinc. A preliminary assay was conducted by using Acidithiobacillus thiooxidans FG01, which resulted in similar solubilization efficiencies for digested or not-digested sludges. Effects of temperature, initial pH and total solids concentration were investigated in leaching experiments using anaerobically digested sludge inoculated...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2016. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar na fase inicial, o comportamento hidráulico e desempenho de tanques sépticos (TS) e leitos cultivados (LC) de fluxo subsuperficial, vegetados com as espécies aquáticas taboa (Typhaspp) (LC 1), papiro-brasileiro (Cyperusgiganteus) (LC 2) e lírio do brejo (HedychiumcoronariumKoehne) (LC 3) e um sem planta (LNC 4), construídos em paralelo e preenchidos com brita # 2. A Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) foi implantada na Fazenda Água Limpa (FAL) da Universidade de Brasília (UnB). Os TS foram constituídos de três caixas Policloreto de Vinila (PVC) de volume total de 5500 L cada, enquanto os LC foram construídos em estruturas retangulares de fibra de vidro, com espessura da parede de 4 mm, apoiados sobre o solo, com dimensões de 2,5 m (largura), 6,5 m (comprimento) e 0,5 m (altura). O período de avaliação foi de agosto a dezembro de 2015, compreendendo a fase inicial de funcionamento da ETE/FAL/UnB. Foram realizadas oito campanhas de coleta de amostras, para quantificação de atributos físicos, químicos e microbiológicos do efluente bruto, após os tanques sépticos e dos leitos cultivos, totalizando seis pontos de coleta. Mediu-se o volume de efluente de entrada e saída dos leitos cultivados e o desenvolvimento das macrofitas. Os três tanques sépticos em série, apresentam maior influência na redução da turbidez (12,4%), sólidos suspensos totais (28%), nitrato (15,7%), nitrito (20%), amônia (28,5%) e E. coli (9%). A tendência da temperatura é de se manter estável (30 ºC) nos TS e LCs, enquanto que opHvaria de 5,70 a 7,42 entre a entrada e saída dos TS. De modo geral, a tendência no LC com taboa é a de redução nas concentrações de sólidos suspensos totais (58,6%) e sólidos totais (11,2%), DBO (99,99%), e com valores de sódio na saída do leito de 114,92 mg L-1, ferro II de 0,72 mg L-1 e condutividade elétrica de 908,78 µS cm-1; no LC com papiro brasileiro reduziu a DBO em 94,5%, DQO em 60,5%, e valores de ferro total na saída de 0,63 mg L-1, coliforme totais de 94.325 NMP 100 mL-1 e potássio de 46,31 mg L-1; por sua vez, no LC com lírio do brejo reduziu a DQO em 71,6%, DBO em 99,1%, nitrato de 88,1% e nitrito de 83,6%. A adaptação das macrófitas não é uniforme no interior dos LC, com desenvolvimento progressivo da entrada em direção à saída dos mesmos. / This study aimed at to evaluate the initial phase, the hydraulic behavior and the performance of septic tanks (TS) and wetlands (LC) subsurface flow vegetated with cattail aquatic species (Typhaspp) (LC 1), papyrus-Brazilian (Cyperusgiganteus) (LC 2) and lily fen (HedychiumcoronariumKoehne) (LC 3) and without vegetation (LNC 4), built in parallel and filled with gravel # 2. Sewage treatment plant (WWTP) was located at FazendaÁguaLimpa (FAL) of the University of Brasília (UnB). TS were made of three Polyvinyl Chloride (PVC) boxes of of 5500 L each, while LC were built withinh rectangular structures of fiberglass, with a wall thickness of 4 mm, resting over the soil surface and having the following dimensions: 2.5m (wide), 6.5 m (length) and 0.5 m (height). The evaluation period was comprehended from August to December 2015, including the initial phase of operation of ETE/FAL/UnB. Eight sampling campaigns were carried out in order to quantify physical, chemical and microbiological attributes of the raw effluent, and after passing through the septic tanks and crop beds, totaling six points of collection . The characteristics measured were the effluent volume in the entrance and in the exit of the devices and the development of aquatic plants naturally growing. The three septic tank arranged in series (in parallel?), have the greatest influence on the reduction of turbidity (12.4%), total suspended solids (28%), nitrate (15.7%), nitrite (20%), ammonia (28.5%) and E. coli (9%). Temperature tended to remain stable (30 °C) in the LC’S and the TS, while the pH ranges from 5.70 to 7.42 across entrance and exit of TS. In general, LC cultivated with cattail reduced the total suspended solids concentration (58.6%) and the total solids (11.2%), BOD (99.99%), presenting the following values for sodium, iron and electrical conductivity in the exit of the device: 114.92 mg L-1, 0.72 mg L-1, and 908.78 μS cm-1, respectively; LC papyrus-Brazilian reduced BOD in 94.5%, COD in 60.5% and presented the following values for total iron, total coliform and Potassium at the exit of the device: 0.63 mg L-1, 94.325 NMP 100 mL-1, and 46,31 mg L-1 , respectively; the LC swamp lily, for instance, reduced COD in 71.6%, BOD in 99.1% nitrate in 88.1% and nitrite in 83.6%. The adaptation of macrophytes is not uniform within the wetlands, with development increasing from the entrance toward the exit thereof.

Orientadora: Ivonete Oliveira Barcellos. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Orientador: Jürgen Andreaus. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

Orientador: José Alexandre Borges Valle. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.