Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:32:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338960.pdf: 1255271 bytes, checksum: 64a9e5455dbcf43db4a59b3a33b12660 (MD5) Previous issue date: 2015 / A suinocultura é uma importante atividade social e econômica para todo o país, entretanto, esta atividade é reconhecida por causar problemas ambientais significativos. O tratamento de águas residuárias por processo de ficorremediação está atraindo o interesse renovado devido às suas potenciais aplicações da biomassa para produção de biocombustíveis e compostos de alto valor, agregando valor econômico ao agronegócio. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a remoção de nutrientes dos efluentes do UASB (Upflow Anaerobioc Sludge Blanket) e sistema de lodos ativados (LA) de um processo de tratamento de dejetos suínos por ficorremediação, e a composição química celular. O cultivo foi realizado em escala laboratorial com fotobiorreatores verticais (FBRs) com luminosidade artificial (44,8 mmol m-2 s-1) temperatura de 23 ºC e escala piloto numa casa de vegetação sob a luz natural, com intensidade luminosa variando de 90-733 µmol m-2 s-1 e temperatura ambiente com variação de 15,4-48 ºC, utilizando consórcio com Chlorella spp. e Scenedesmus spp. A biomassa foi coletada por centrifugação e precipitação química usando polímero orgânico catiônico (tanino). A eficiência de remoção para a amônia foi de 44,3 e 76,7% com efluente do UASB e LA, respectivamente. A eficiência da remoção de fósforo da cultura com UASB alcançou 89,6%, em contraste, com LA foi de 76,5%, após 96h de ficorremediação. A biomassa colhida a partir do efluente do UASB apresentou 56,1, 34,4 e 1,1% de proteínas, carboidratos e lipídios, respectivamente. Comparativamente, a composição celular das microalgas cultivadas com efluente LA teve diminuição nas proteínas (44%) mas os teores de carboidratos foram mais elevados (41,9%) e não houve diferença nos teores de lipídios (2%). No entanto, a biomassa separada por centrifugação os níveis foram de 25,2, 58,9 e 3% em carboidratos, proteínas e lipídios, respectivamente. Quando privadas de nutrientes (N e P) o teor de carboidratos foi de 56,8%, proteínas 22% e lipídios 16,3%. Os resultados demonstraram que a amônia e fósforo foram satisfatoriamente removidos. Biomassas de microalgas a partir de processos de tratamento terciário são ricos em proteínas e carboidratos, mas com baixo teor de lipídios. O processo de colheita pode alterar a composição química. A privação de nutrientes aumenta a acumulação de lipídios no interior das células e são ricas em ômega 3 e 6.<br> / Abstract : The swine is an important social and economic activity for the whole country, however, this activity is known to cause significant environmental problems, the treatment of wastewater by phycoremediation process is attracting renewed interest due to their potential applications of biomass production biofuels and high value compounds, adding economic value to agribusiness. This research aimed at evaluating the removal of nutrients from the effluent UASB (Upflow Sludge Blanket Anaerobioc) and AL system (Activated sludge) of a treatment process of swine manure by phycoremediation, and cellular biochemical composition. Cultivation was carried out in laboratory scale with vertical photobioreactors (PBRs) with artificial light (44.8 mmol m-2 s-1) temperature of 23 ° C and pilot scale reactor in greenhouse indoors under natural light with luminous intensity ranging from 90-733 µmol m-2 s-1 and room temperature ranging from 15.4-48 ° C using polyculture with Chlorella sp. and Scenedesmus sp. The biomass was collected for centrifugation and chemical precipitation using cationic organic polymer (tannin). The removal efficiency for ammonia was 44.3 and 76.7% with effluent from the UASB and LA, respectively. The efficiency of phosphorus removal of the culture with UASB reached 89.6%, in contrast with the LA was 76.5% after 96h of phycoremediation. The efficiency of phosphorus removal of the culture with UASB reached 89.6%, in contrast with the LA was 76.5% after 96h of phycoremediation. The harvested biomass from the UASB effluent showed 56.1, 34.4 and 1.1% protein, carbohydrates and lipids, respectively. Comparatively, the cellular composition of cultivated microalgae with LA effluent had decreased in protein (44%) but the carbohydrate content was higher (41.9%) and no difference in lipid content (2%). However, the biomass separated by centrifugation levels were 25.2, 58.9 and 3% of carbohydrates, proteins and lipids, respectively. When starved the carbohydrate content was 56.8%, proteins 22% and lipids 16.3%. The results showed that ammonia and phosphorus have been removed satisfactorily. Biomass of microalgae from tertiary treatment processes are rich in protein and carbohydrates, but low in lipids. The process of crop can change the biochemical composition. The nutrient deprivation increases the accumulation of lipids within cells and are rich in omega 3 and 6.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:37:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338875.pdf: 3652646 bytes, checksum: 7f752bed8a39fb754074173cde0ba8fd (MD5) Previous issue date: 2015 / O objetivo deste trabalho é desenvolver e validar um método baseado na Análise de Ciclo de Vida (ACV) para quantificar e avaliar o impacto ambiental devido à implantação de sistemas integrados de aproveitamento de água pluvial e água cinza em habitações residenciais unifamiliares. A primeira etapa do método é a definição do escopo do estudo, onde são determinadas a função e configuração dos sistemas, a unidade funcional e o horizonte de tempo da análise. Na etapa de diagnóstico de água e esgoto são analisados o consumo de água e a produção de esgoto na habitação, e estimados o potencial de economia de água potável e a redução de esgoto. A avaliação do impacto social é uma etapa opcional que visa analisar a aceitabilidade das fontes alternativas de água adotadas. No inventário são catalogados os dados de entrada e saída relacionados aos sistemas por meio de equações propostas para quantificação dos efeitos ambientais. Na fase de avaliação de impacto de ciclo de vida, os dados quantificados no inventário são traduzidos em impactos ambientais com o auxílio de programas computacionais específicos para ACV. Uma consulta a um painel de especialistas foi realizada para o aperfeiçoamento do método proposto, e para comprovar a aplicabilidade do método foi realizado um estudo de caso. Com a aplicação do método avaliou-se comparativamente os efeitos ambientais da implantação de um sistema integrado de aproveitamento de água pluvial e água cinza em relação ao sistema hidráulico predial convencional de abastecimento de água potável. O desenvolvimento do estudo se deu por meio de levantamentos in loco em habitações de interesse social na região metropolitana de Florianópolis, sul do Brasil, e também parcialmente por meio de análise teórica. No estudo de caso, verificou-se que por meio da integração de aproveitamento de água pluvial e água cinza, o potencial médio de economia de água potável seria de 41,9%, enquanto o máximo potencial de economia, 53,4%. O potencial de economia de água potável obtido como o uso exclusivo de água cinza seria 19,4% do consumo total de água, e o potencial de redução de esgoto 40%. Na avaliação de impactos de ciclo de vida pelos métodos ReCiPe H e CML 2 baseline 2000 gerenciados pelo programa SimaPro, versão 7.3, verificou-se que os efeitos ambientais mais significativos estavam relacionados à fase de operação dos sistemas. O método se mostrou válido e adequado para avaliação do impacto ambiental da implantação de sistemas integrados de aproveitamento de água pluvial e água cinza residenciais. As principais contribuições do método dizem respeito à avaliação ambiental dos impactos de sistemas alternativos de água e à geração de subsídios para tomada de decisão, em diferentes níveis de atuação e por diferentes envolvidos no processo de inovação. Portanto, poderá servir como ferramenta de apoio a decisão para projetistas, empresários, pesquisadores e gestores do setor de abastecimento de água. Além disso, o método poderá contribuir para recomendação de potenciais medidas de mitigação de impactos ambientais. Também poderá contribuir para o desenvolvimento de políticas públicas específicas para incentivo do uso residencial de fontes alternativas de água.<br> / Abstract : The objective of this study is to develop and validate a method by using the concepts of LCA to quantify and assess the environmental impact due to the implementation of integrated rainwater harvesting systems and greywater in houses. The first phase of the method is the definition of the scope of the study, where the function and configuration of the systems, the functional unit and the lifespan of the analysis are determined. At the phase of diagnosis of water and wastewater, the consumption of water and wastewater generation in the house are analysed, and the potential for potable water savings and wastewater reduction are estimated. The social impact assessment is an optional step that aims to examine the social acceptability of alternative water sources. In the inventory, input and output data related to the systems by means of equations to quantify the environmental effects are catalogued. In the life cycle impact assessment phase, data quantified in the inventory are converted into environmental impacts using specific computer programmes for LCA. A consultation with a panel of experts was conducted in order to improve the proposed method; and a case study was carried out to check the applicability of the method. By applying the proposed method the environmental effects of implementing a rainwater and greywater integrated system compared to a conventional water supply system was assessed. The development of the study was based on on-site survey in low-income houses in Florianópolis, Southern Brazil, and also on theoretical analysis. The average potential for potable water savings through the integrated use of rainwater and greywater in the case study was 41.9%, while the maximum potential savings was 53.4%. The potential for potable water savings obtained for the use of greywater was 19.4% of total water consumption, and the potential for wastewater reduction was 40%. The most significant environmental effects in the assessment of the life cycle by using the methods Recipe H and CML 2 baseline 2000 managed by software SimaPro version 7.3 were related to the operational phase. The method was valid and appropriate to assess the environmental impact of the implantation of integrated rainwater harvesting and residential greywater systems. The main contributions of the method are related to the environmental assessment of alternative water systems and generation of subsidies for decision making at different levels of action and different stakeholders in the innovation process. Therefore, it can serve as a decision support tool for designers, researchers and managers of the water supply sector. Furthermore, the method can contribute to the recommendation of potential mitigation of environmental impacts. It can also contribute to the development of specific public policies to encourage residential use of alternative water sources.