Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Joseilton dos Santos Nascimento.pdf: 1483383 bytes, checksum: 7cd726008a853b32e955b4e663c834b8 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The scarcity of the water resources has been becoming an aggravating factor in irrigation of agricultural crops, with that the utilization of treated wastewater arises as a viable alternative to meeting that demand. In this context, the present study aimed to evaluate the effect of the use of wastewater, on growth variables and yield of cotton plants, using as parameters the measurements from the temporal evolution during the vegetative cycle of the crop. The research was conducted at Experimental Station of Biological Treat ments Sanitary Sewage ˗ EXTRABES, the cit y of Campina Grande PB ˗ in completely randomized design wit h five treatments and four repetitions. When the treatment 1 (T1), consisted of irrigation with water refueling coming from the CAGEPA; the treatment 2 (T2), irrigation with effluent coming from the UASB reactor; the treatment 3 (T3), irrigated with effluent coming from the series of filter; the treatment 4 (T4), irrigated with effluent coming from the anaerobic filter; the treatment 5 (T5), irrigated with effluent coming from the ponds of macrophytes. The results were submitted to analysis of variance (F test) and averages were compared through the Tukey with significance level 5% probability. The incremented sodium content in soil at the end of the experiment was 812.9% afforded by irrigation with wastewater coming from the UASB reactor. The application of wastewater through irrigation in cotton culture coming from the UASB reactor and filter in series have increased the concentrations of phosphorus, potash and organic matter in surface soil layer. / A escassez dos recursos hídricos vem se tornando um fator agravante na irrigação de culturas agrícolas, com isso a utilização de agua residuária tratada surge como uma alternativa viável para suprir essa demanda. Neste contexto o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da utilização de águas residuária, nas variáveis de crescimento e de produção do algodoeiro, utilizando como parâmetros as medidas da evolução temporal, ao longo do ciclo vegetativo da cultura. A pesquisa foi realizada na Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários - EXTRABES, no município de Campina Grande-PB, em delineamento inteiramente casualizado com cinco tratamentos e quatro repetições. Onde o tratamento 1 (T1) ˗ irrigação com água de abastecimento proveniente da CAGEPA; tratamento 2 (T2) ˗ irrigação com o efluente proveniente do reator UASB; tratamento 3(T3) ˗ irrigação com efluente proveniente do filtro em série; tratamento 4 (T4) ˗ irrigação com o efluente proveniente do filtro anaeróbio; tratamento 5 (T5) ˗ irrigação com o efluente proveniente da lagoa de macrófitas. Os resultados foram submetidos à análise de variância (teste F) e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey com nível de significância 5% de probabilidade. O teor de sódio incrementado no solo ao final do experimento foi 812,9% proporcionado pela irrigação com água residuária proveniente do reator UASB. A aplicação de água residuária via irrigação na cultura do algodão proveniente do reator UASB e filtro em série aumentaram as concentrações de fósforo, potássio e matéria orgânica na camada superficial do solo.

O presente estudo teve como principal objetivo avaliar a produção de hidrogênio a partir de diferentes concentrações de vinhaça de cana-de-açúcar a 370°C e 55°C. Além disso, os consórcios microbianos mesófilo e termófilo utilizados nos ensaios em reatores em batelada foram caracterizados por meio da técnica de clonagem e sequenciamento do gene RNAr 16S visando conhecer a diversidade de bactérias. Os ensaios de produção de hidrogênio foram realizados após o enriquecimento dos consócios microbianos a partir de lodo de reator UASB em condição mesófila e termófila utilizando vinhaça como fonte de carbono. Todos os ensaios foram realizados em triplicata de reatores em batelada com aproximadamente 2, 5, 7 e 12 g DQO/L de vinhaça, sendo monitorada a produção de hidrogênio, ácidos orgânicos e solventes, além de carboidratos totais solúveis. O potencial de produção de hidrogênio foi maior para concentrações crescentes de vinhaça; ou seja, de 4,3 para 28,4 mmol \'H IND.2\' nos ensaios a 37°C. Para os ensaios termófilos esses valores foram bastante similares entre si, variando de 5 a 6,7 mmol \'H IND.2\'. Em relação ao rendimento de produção de \'H IND.2\', observou-se que não ocorreu variação com aumento da concentração de substrato para os ensaios mesófilos (10 mmol \'H IND.2\'/g carboidratos totais), todavia, para os ensaios termófilos o rendimento diminuiu com o aumento da concentração de vinhaça, ou seja, de 21,7 (2 g DQO/L) para 3,2 mmol \'H IND.2\'/g carboidratos totais (12 g DQO/L). Nos ensaios mesófilos, obteve-se degradação acima de 79% do substrato orgânico, enquanto para os ensaios termófilos esse valor variou de 36 a 6 %. Os metabólitos gerados foram ácido acético e butírico nos ensaios mesófilos e, somente ácido butírico nos ensaios termófilos. Clones provenientes do consórcio mesófilo foram similares a microrganismos das famílias Clostridiaceae (75%) e Ruminococcaceae (22%). Em contrapartida, no consórcio termófilo, 96% dos clones foram filogeneticamente relacionados a Thermoanaerobacterium. As cepas microbianas isoladas (CA e C1) apresentaram rendimento de produção de hidrogênio de 10 e 1,1 mmol \'H IND.2\'/g glicose, respectivamente. CA e C1 foram similares (100%) a Clostridium acetobutylicum e Clostridium carboxidivorans. / The present study aimed to evaluate the production of hydrogen from different concentrations of sugar cane vinasse at 37°C and 55°C. Moreover, the mesophilic and thermophilic microbial consortia used in the hydrogen production tests were characterized by cloning and sequencing techniques to know its microbial diversity. Hydrogen production tests were carried out after the microbial enrichment from a UASB granular sludge at a temperature of 37°C and 55°C using vinasse as sole carbon source. All assays were performed in triplicate of batch reactors with about 2, 5, 7 and 12 g COD/L of vinasse. During the assays \'H IND.2\', solvents and organic acids production as well as the soluble carbohydrates were measured. Potentials of hydrogen production increased with the increasing concentration of substrate in the mesophilic tests (4.3 to 28.4 mmol \'H IND.2\'). However, for the thermophilic tests, the hydrogen production potentials were very similar among them, ranging from 5 to 6.7 mmol \'H IND.2\'. For the mesophilic tests, the hydrogen yields did not change with increasing the vinasse concentration for the (values around 10 mmol \'H IND.2\'/g carbohydrates), however, for the thermophilic tests the hydrogen yields decreased with the increase of vinasse concentration, the yield ranged from 21.7 (2 g COD/L) to 3.2 mmol \'H IND.2\'/g carbohydrate (12 g COD/L). The efficiency of substrate degradation was higher for mesophilic tests, and its minor value was 79%. For the thermophilic tests, the substrate consumption was lower, and the values ranged from 36 to 61%. The metabolites generated were acetic and butyric acids for tests at 37°C and butyric acids for the tests at 55°C. The mesophilic clones were similar to the family Clostridiaceae (75%) and Ruminococcaceae (22%). In contrast, the thermophilic consortium presented 96% of clones related to Thermoanaerobacterium. Isolated bacterial strains (CA and C1) showed hydrogen yields of 10 and 1.1 mmol \'H IND.2\'/g glucose, respectively. CA and C1 were similar to Clostridium acetobutylicum (100%) and Clostridium carboxidivorans (100%).

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiola Cristina Barros Nogueira-dissertacao.pdf: 3071703 bytes, checksum: 8f8f250797f3f02fbb6ac5e4db662210 (MD5) Previous issue date: 2012-10-26 / The wastewater presents major environmental risk when improperly released into water bodies. However, when the wastewater is treated in accordance with their chemical, physical and biological characteristics it is possible to pourable it without compromising the process of self-purification of water.The use of natural polymers in technological processes distinguished by treatment efficacy and not compromising the characteristics of the chemical sludge generated.The objective of this study was to evaluate the efficacy of the seed of Moringa oleifera Lam as natural coagulant and polymer of okra (Abelmoschus esculentus) as adjuvant flocculation in wastewater and industrial wastewater. The moringa´s seeds shelled and ground were added to the wastewater in the following concentrations: (4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, and 9.0 (g L-1)) and thereafter, at the same concentrations were added 0.5 grams of powdered of okra.Tests for coagulation / flocculation, sedimentation and decantation were carried out in bench through Jar Test. After testing the jars´s device was turned off and the sample remained at rest for a period of 40 minutes. Furthermore, were performed physicochemical analyzes for pH and turbidity for all samples. There were performed DBO205 and DQO tests for the raw wastewater and treated. The experiment was conducted using a completely randomized design (CRD) in a 2x6 factorial design. A total of three (03) repetitions, totaling thirty-six (36) plots. It was found that treatment: moringa together with okra provided better results as the density of the flakes, time of coagulation, sedimentation and significantly decrease in the turbidity. For the effluent treated with moringa and okra, was obtained 84.14% efficiency for DBO205 and 84.54% for DQO. These values are within the parameters of effluent discharges into waters Class II. / Os efluentes sanitários apresentam grandes riscos ambientais quando lançados inadequadamente em corpos d água, contudo, quando tratados em conformidade com suas características químicas, físicas e biológicas podem ser vertidos sem comprometer o processo de autodepuração das águas. A utilização de polímeros naturais em processos tecnológicos destaca-se pela eficácia do tratamento e o não comprometimento das características químicas do lodo gerado. Objetivou-se com este trabalho, avaliar a eficácia da semente de Moringa oleifera como coagulante natural e o polímero do quiabo (Abelmoschus esculentus) como coadjuvante de floculação em água residuária de efluente doméstico e industrial. As sementes de moringa com casca e moída foram adicionadas à água residuária nas seguintes concentrações: (4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; e 9,0 g L-1 de efluente) e subsequente, às mesmas concentrações foram acrescidos 0,5 gramas de pó de quiabo. Os testes de coagulação/floculação, decantação e sedimentação foram realizados em bancada por meio de Jar Test. Após os ensaios desligou-se o aparelho jar test e as amostras ficaram em repouso por um período de 40 minutos. Foram realizadas as análises físico-químicas quanto ao pH e Turbidez para todas as amostras. Realizaram-se os testes de DBO205 e DQO para o efluente bruto e tratado. O delineamento experimental conduzido foi o Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC) em um esquema fatorial 2x6. Foram utilizadas três (03) repetições, totalizando trinta e seis (36) parcelas experimentais. Constatou-se que o tratamento moringa em conjunto com o quiabo proporcionou melhores resultados quanto ao adensamento dos flocos, tempo de coagulação, sedimentação e redução significativa da turbidez. Para o efluente tratado com moringa e quiabo, obteve-se 84,14% de eficiência para DBO e 84,54% para DQO. Valores os quais se enquadram nos parâmetros de lançamentos de efluentes em águas classe II.

Neste trabalho de doutorado utilizou-se um reator anaeróbio em batelada seqüencial contendo biomassa imobilizada em matrizes cúbicas de espuma de poliuretano e agitação mecânica, com volume total de 5.5 L e volume útil de 4.5 L. A agitação do meio líquido foi realizada com quatro tipos de impelidores (turbina tipo hélice, lâminas planas, lâminas planas inclinadas e lâminas curvas, testados individualmente, sempre em número de 3), com 6 cm de diâmetro. A pesquisa foi realizada em quatro etapas experimentais. A etapa 1 objetivou determinar o tempo de mistura no reator para cada tipo de impelidor, ou seja, o tempo necessário para que o meio líquido ficasse totalmente homogêneo. A etapa 2 objetivou selecionar o tipo de impelidor e a respectiva intensidade de agitação que garantisse a minimização da resistência à transferência de massa externa no sistema. As intensidades de agitação testadas variaram de 200 a 1100 rpm, dependendo do tipo de impelidor. A etapa 3 foi realizada com tipo de impelidor e intensidade de agitação definidos na etapa 2, mas variando-se o tamanho da biopartícula (0,5, 1,0, 2,0 e 3,0 cm de aresta). O objetivo desta etapa foi selecionar o tamanho de biopartícula que minimizasse a resistência à transferência de massa interna. De posse das condições operacionais otimizadas (tipo de impelidor, intensidade de agitação e tamanho de partícula de suporte), a etapa 4 constituiu na aplicação das mesmas para o tratamento de um resíduo real, sendo escolhida água residuária de suinocultura. Na etapa 1, os resultados mostraram que os tempos de mistura para todos os tipos de impelidores foram desprezíveis em relação ao tempo total de ciclo. A etapa 2 revelou tempos de partida muito curtos (cerca de 20 dias), em todas as condições testadas, sendo atingidas remoções de DQO próximas de 70%. Além disso, o tipo de impelidor exerceu grande influência na qualidade final do efluente, fato este claramente constatado quando as frações de DQO foram consideradas separadamente (filtrada e suspensa). De acordo com os resultados obtidos na etapa 3, o tamanho da biopartícula teve influência decisiva no desempenho do sistema, nas condições testadas. As velocidades de dissolução foram aparentemente influenciadas pelo empacotamento do leito de espuma, enquanto que o consumo da fração de DQO correspondente às amostras filtradas foi provavelmente influenciado por fatores mais complexos. Finalmente, o teste realizado com resíduo diluído de suinocultura demonstrou que a operação do reator em estudo para o tratamento deste tipo de água residuária é possível. Os dados operacionais mostraram que o reator permaneceu estável durante o período testado. A agitação mecânica provou ser eficiente para melhorar a degradação da DQO suspensa, um dos maiores problemas no tratamento deste tipo de água residuária. Sendo assim, de acordo com os dados experimentais obtidos ao longo do trabalho, pode-se afirmar que a agitação em reatores em batelada mostrou-se importante não somente para proporcionar boas condições de mistura ou melhorar a transferência de massa na fase líquida, mas também para melhorar a solubilização da matéria orgânica particulada, melhorando as velocidades de consumo de matéria orgânica. / The bench-scale anaerobic sequencing batch reactor containing immobilized biomass and provided with mechanical stirring employed in this work had total and useful volumes of 5.5 and 4.5 L, respectively. The biomass was immobilized on cubic polyurethane foam matrices, and the agitation of the liquid medium was provided by four types of impellers (propeller, flat-blade, pitched-blade and curved-blade turbines, individually tested, always in a set of three), with 6 cm of diameter. The research was divided into 4 experimental steps. The first one aimed at determining the mixing time in the reactor for each sort of impeller, i.e., the time necessary for the system to be completely homogeneized. As for the second step, its objective was to choose the sort of impeller and the agitation rate suitable for minimizing the external mass-transfer resistance. The agitation rates tests ranged from 200 to 1100 rpm, depending on the impeller type. The step 3 was carried out utilizing the chosen impeller and agitation rate, but varying the bioparticle size (0.5, 1.0, 2.0 and 3.0 cm of side). The aim of these experiments was to determine the bioparticle size that minimized the solid-phase mass transfer. Using these optimized operational conditions (type of impeller and bioparticle size), the step 4 consisted of the utilization of them in the treatment of a real wastewater (diluted swine manure). As for the results, step 1 showed the mixing times were very low compared to the total cycle times employed in the experiments (8 and 24 h). Very short start-up periods were revealed by the second experimental part (about 20 days in average) for all conditions tested, and the removal efficiencies reached approximately 70%. Besides that, the impeller type exerted great influence on the final quality of the effluent, fact clearly observed when the COD fractions were analyzed separately (filtered and suspended). According to the data obtained in the step 3, the bioparticle size influenced decisively on the performance of the system, in the conditions tested. The bed packing apparently influenced the dissolution rates, whereas the consumption of the COD correspondent to the filtered samples was defined by more complex factors. Finally, the test with the diluted swine manure demonstrated that the operation of this reactor with this type of wastewater is feasible, as the operational data showed the reactor remained stable during all the period tested. The mechanical stirring proved to be efficient to improve the degradation of the suspended COD, one of the major problems in the treatment of this type of wastewater. In this sense, according to the experimental data obtained in this work, it can be affirmed the mechanical stirring in anaerobic sequencing batch reactors showed to be not only important to provide good mixing conditions and improve the liquid phase mass transfer, but also to improve the solubilization of the particulate organic matter and increase the overall organic matter consumption rates.

Neste trabalho de doutorado utilizou-se um reator anaeróbio em batelada seqüencial contendo biomassa imobilizada em matrizes cúbicas de espuma de poliuretano e agitação mecânica, com volume total de 5.5 L e volume útil de 4.5 L. A agitação do meio líquido foi realizada com quatro tipos de impelidores (turbina tipo hélice, lâminas planas, lâminas planas inclinadas e lâminas curvas, testados individualmente, sempre em número de 3), com 6 cm de diâmetro. A pesquisa foi realizada em quatro etapas experimentais. A etapa 1 objetivou determinar o tempo de mistura no reator para cada tipo de impelidor, ou seja, o tempo necessário para que o meio líquido ficasse totalmente homogêneo. A etapa 2 objetivou selecionar o tipo de impelidor e a respectiva intensidade de agitação que garantisse a minimização da resistência à transferência de massa externa no sistema. As intensidades de agitação testadas variaram de 200 a 1100 rpm, dependendo do tipo de impelidor. A etapa 3 foi realizada com tipo de impelidor e intensidade de agitação definidos na etapa 2, mas variando-se o tamanho da biopartícula (0,5, 1,0, 2,0 e 3,0 cm de aresta). O objetivo desta etapa foi selecionar o tamanho de biopartícula que minimizasse a resistência à transferência de massa interna. De posse das condições operacionais otimizadas (tipo de impelidor, intensidade de agitação e tamanho de partícula de suporte), a etapa 4 constituiu na aplicação das mesmas para o tratamento de um resíduo real, sendo escolhida água residuária de suinocultura. Na etapa 1, os resultados mostraram que os tempos de mistura para todos os tipos de impelidores foram desprezíveis em relação ao tempo total de ciclo. A etapa 2 revelou tempos de partida muito curtos (cerca de 20 dias), em todas as condições testadas, sendo atingidas remoções de DQO próximas de 70%. Além disso, o tipo de impelidor exerceu grande influência na qualidade final do efluente, fato este claramente constatado quando as frações de DQO foram consideradas separadamente (filtrada e suspensa). De acordo com os resultados obtidos na etapa 3, o tamanho da biopartícula teve influência decisiva no desempenho do sistema, nas condições testadas. As velocidades de dissolução foram aparentemente influenciadas pelo empacotamento do leito de espuma, enquanto que o consumo da fração de DQO correspondente às amostras filtradas foi provavelmente influenciado por fatores mais complexos. Finalmente, o teste realizado com resíduo diluído de suinocultura demonstrou que a operação do reator em estudo para o tratamento deste tipo de água residuária é possível. Os dados operacionais mostraram que o reator permaneceu estável durante o período testado. A agitação mecânica provou ser eficiente para melhorar a degradação da DQO suspensa, um dos maiores problemas no tratamento deste tipo de água residuária. Sendo assim, de acordo com os dados experimentais obtidos ao longo do trabalho, pode-se afirmar que a agitação em reatores em batelada mostrou-se importante não somente para proporcionar boas condições de mistura ou melhorar a transferência de massa na fase líquida, mas também para melhorar a solubilização da matéria orgânica particulada, melhorando as velocidades de consumo de matéria orgânica. / The bench-scale anaerobic sequencing batch reactor containing immobilized biomass and provided with mechanical stirring employed in this work had total and useful volumes of 5.5 and 4.5 L, respectively. The biomass was immobilized on cubic polyurethane foam matrices, and the agitation of the liquid medium was provided by four types of impellers (propeller, flat-blade, pitched-blade and curved-blade turbines, individually tested, always in a set of three), with 6 cm of diameter. The research was divided into 4 experimental steps. The first one aimed at determining the mixing time in the reactor for each sort of impeller, i.e., the time necessary for the system to be completely homogeneized. As for the second step, its objective was to choose the sort of impeller and the agitation rate suitable for minimizing the external mass-transfer resistance. The agitation rates tests ranged from 200 to 1100 rpm, depending on the impeller type. The step 3 was carried out utilizing the chosen impeller and agitation rate, but varying the bioparticle size (0.5, 1.0, 2.0 and 3.0 cm of side). The aim of these experiments was to determine the bioparticle size that minimized the solid-phase mass transfer. Using these optimized operational conditions (type of impeller and bioparticle size), the step 4 consisted of the utilization of them in the treatment of a real wastewater (diluted swine manure). As for the results, step 1 showed the mixing times were very low compared to the total cycle times employed in the experiments (8 and 24 h). Very short start-up periods were revealed by the second experimental part (about 20 days in average) for all conditions tested, and the removal efficiencies reached approximately 70%. Besides that, the impeller type exerted great influence on the final quality of the effluent, fact clearly observed when the COD fractions were analyzed separately (filtered and suspended). According to the data obtained in the step 3, the bioparticle size influenced decisively on the performance of the system, in the conditions tested. The bed packing apparently influenced the dissolution rates, whereas the consumption of the COD correspondent to the filtered samples was defined by more complex factors. Finally, the test with the diluted swine manure demonstrated that the operation of this reactor with this type of wastewater is feasible, as the operational data showed the reactor remained stable during all the period tested. The mechanical stirring proved to be efficient to improve the degradation of the suspended COD, one of the major problems in the treatment of this type of wastewater. In this sense, according to the experimental data obtained in this work, it can be affirmed the mechanical stirring in anaerobic sequencing batch reactors showed to be not only important to provide good mixing conditions and improve the liquid phase mass transfer, but also to improve the solubilization of the particulate organic matter and increase the overall organic matter consumption rates.

Os compostos fenólicos estão presentes em grande número de efluentes industriais, cujos lançamentos inadequados podem acarretar em riscos ao meio ambiente e à saúde humana. O uso de fungos em reatores biológicos é uma alternativa de tratamento de despejos que possuem compostos persistentes, como fenóis. O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade do uso de Aspergillus niger em reator biológico para o tratamento de água residuária sintética contendo fenol. O trabalho foi realizado com dois tipos de reatores: em batelada e reatores contínuos com escoamento ascendente. No experimento em batelada, foram utilizados 5 reatores de controle (RC), 5 com fungos (RF) e 5 com fungos e glicose (RFG), verificando-se o uso de glicose (5 g/L), como substrato primário, e a remoção do fenol pelos fungos. Estes apresentaram maior desenvolvimento nos reatores contendo glicose (RFG), alcançando-se remoção de 100% de fenol, no quinto e último dia de experimento. Nestes reatores, a velocidade média de consumo de fenol foi quase o dobro da desenvolvida nos reatores sem glicose (RF). A remoção de matéria orgânica, medida como DQO, foi superior nos reatores contendo glicose (RFG) e atingiu 93%, no quinto dia. Não houve remoção significativa de fenol nos reatores de controle. Nos RF, as maiores remoções de fenol e matéria orgânica foram registradas no quinto dia e foram, respectivamente, de 48% e 27%. As maiores remoções de fenol em relação à de matéria orgânica indicam, possivelmente, a presença de compostos intermediários da degradação do fenol. Os reatores contínuos, cada um com volume total de 4,45 L e com meios suportes de manta de polipropileno (R1) e espuma de poliuretano (R2), foram mantidos sob as mesmas condições operacionais, durante 399 dias, divididos em três tempos de detenção hidráulica: 8 h, dividido em duas fases de alimentação (Fase I – alimentação complementada com glicose e Fase II – alimentação sem complementação de glicose); 4 h e 6 h. As maiores remoções de fenol ocorreram durante o tempo de detenção hidráulica (TDH) de 8 h, tanto com a presença ou não de 0,5 g/L de glicose no afluente, obtendo-se, na Fase I, remoções médias de fenol de 99,5% '+ OU -' 2 (R1) e de 98% '+ OU -' 5 (R2) e, na Fase II, 99,6% '+ OU -' 1(R1) e 92% '+ OU -' 23 (R2). No tempo de detenção hidráulica de 4 h, a remoção média de fenol ficou em torno de 50%, em ambos os reatores. Com o tempo de detenção hidráulica de 6 h, houve melhora na eficiência de remoção, atingindo 72% '+ OU -' 35 (R1) e 78% '+ OU -' 25 (R2). Análises microscópicas revelaram que os fungos cresceram bem nos suportes empregados, porém o uso de espuma de poliuretano provocou maiores problemas operacionais. Apesar dos bons resultados de remoção de matéria orgânica e de fenol, houve crescimento excessivo de biomassa no interior dos reatores contínuos, o que resultou na colmatação do leito, indicando necessidade de se procurar melhor ajuste nutricional do meio para controlar a geração de biomassa. / The phenolic compounds are present in a great quantity in industrial effluents, which inappropriate release can cause serious damage to the environment and to human health. The usage of fungi in biological reactors is an alternative to the treatment of wastes that contain compounds with persistent nature like phenol. The goal of this work was the study of the available usage of Aspergillus niger in a biological reactor treating synthetic wastewater containing phenol. The work was realized in batch and upflow continuous reactors. Five control reactors (CR) were applied in the batch experiment, being five with fungi (FR) and five with fungi and glucose (GFR), in order to verify the application of glucose (5 g/L) as main substrate and the removal of phenol by fungi. These presented better development in the reactors containing glucose, with the achievement of 100% of phenol removal in the fifth and last day of the experiment. In these reactors, the mean consumption velocity of phenol was approximately the double of those that were developed in the reactors without glucose. The organic matter removal (measured as COD) was higher in the reactors containing glucose, achieving 93% in the fifth day. There was no significant phenol removal in the control reactors. The higher removals of 48% for phenol and 27% for organic matter were observed in the RF reactors in the fifth day, indicating the possible presence of intermediate compounds in the phenol degradation. The continuous reactors were built with total volume of 4,45 L each one, with polypropylene blanket as support media in the R1 reactor and polyurethane foam as support media in the R2 reactor. The reactors were kept in the same operational conditions during 399 days. These conditions were divided in three hydraulic detention times (HDT): 8 h, divided in two feeding phases (Phase I – feeding complemented with glucose and Phase II – feeding without complementation of glucose); 4 h and 6 h. The higher phenol removals occurred during the hydraulic detention time of 8 h, in the presence and absence of 0,5 g/L of glucose in the influent. The mean phenol removals of 99,5% '+ OU -' 2 (R1) and 98% '+ OU -' 5 (R2) were attained in the Phase I, and 99,6% '+ OU -' 1 (R1) and 92% '+ OU -' 23 (R2) in the Phase II. The mean phenol removal was around 50% in both reactors when hydraulic detention time of 4 h was applied. With the hydraulic detention time of 6 h, there was improvement in the removal efficiency that achieved 72% '+ OU -' 35 for R1 reactor and 78% '+ OU -' 25 for R2 reactor. The microscopic analyses showed that fungi grew well in the applied support media, but the usage of polyurethane foam caused more operational problems. Even with the good results of the organic matter and phenol removals, there was excessive growth of biomass inside the reactors. This resulted in the clogging of the blanket, indicating the necessity of better nutritional adjustment of the media to control the biomass generation.

Grande parte das indústrias alimentícias, principalmente as que utilizam processos fermentativos, geram efluentes com altas concentrações de material orgânico e nutrientes (principalmente de nitrogênio), necessitando de sistemas complexos para o seu tratamento. Neste sentido, o presente trabalho foi proposto com o intuito de desenvolver um sistema compacto que possa operar como única unidade de tratamento de águas residuárias industriais, tanto na remoção de matéria orgânica quanto na remoção de nitrogênio, com baixo consumo de energia e baixa produção de lodo. Constatou-se, portanto, a viabilidade técnica do reator combinado anaeróbio-aeróbio vertical de leito fixo para o tratamento de efluentes industriais contendo matéria orgânica (1400 mg DQO/l) e nitrogênio (160 mg N/l). A melhor condição operacional do reator foi conseguida aplicando-se tempo de detenção hidráulica (TDH) de 35 h (21 h na zona anaeróbia e 14 h na zona aeróbia), com base no volume útil do reator, e razão de recirculação (R) igual a 3,5, apresentado eficiências na remoção de DQO, NTK e NT de 97%, 94% e 77%, respectivamente, com concentrações efluentes médias de 36 '+ OU -' 10 mg DQO/l, 2 '+ OU -' 1 mg N-'NH IND.4' POT.+'/l,8 '+ OU -' 3 mg N-org/l, 1 '+ OU -' 1 mg N-'NO IND.2'POT.-'/l e 26 '+ OU -' 23 mg N-'NO IND.3'POT.-'/l. O reator vertical de leito fixo, operando unicamente em condição anaeróbia, apresentou eficiências médias na remoção de DQO de 43 '+ OU -' 9%, 60 '+ OU -' 9% e 70 '+ OU -' 6%, respectivamente para TDH aplicados de 11 h, 17 h e 21 h / Most of the food industries, mainly the ones that use fermentative processes, generates effluent with high concentrations of organic matter and nutrients (nitrogen mainly), needing of complex systems for its treatment. In this direction, the present work was considered to develop a compact system that can operate as only unit of industrial wastewater treatment, in the removal of organic matter and nitrogen, with low consumption of energy and low sludge production. Therefore, the viability of the upflow anaerobic-aerobic combined fixed bed reactor for the treatment of industrial effluent with organic matter (1400 mg COD/l) and nitrogen (160 mg N/l) was evidenced. The best operational condition of the reactor was obtained applying 35 h of hydraulic retention time (21 h in the anaerobic zone and 14 h in the aerobic zone) and recycle ratio (R) of 3.5. In this condition, the COD, TKN and TN efficiencies removal were of 97%, 94% and 77%, respectively, with average effluent concentrations of 10 '+ OU -' 36 mg COD/l, 2 '+ OU -' 1 mg N-'NH IND.4'POT.+'/l, 8 '+ OU -' 3 mg N-org/l, 1 '+ OU -' 1 mg N-'NO IND.2'POT.-'/l and 26 '+ OU -' 23 mg N-'NO IND.3'POT.-'/l. The up-flow fixed bed reactor, operating only in anaerobic condition, presented average efficiencies in the COD removal of 43 '+ OU -' 9%, 60 '+ OU -' 9% and 70 '+ OU -' 6%, for HRT applied of 11 h, 17 h and 21 h, respectively

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joaquim Honorio Lima.pdf: 515371 bytes, checksum: 8f95a1f08506d7bdd58cee52c06a4a1b (MD5) Previous issue date: 2012-09-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for alternative water sources for agriculture activities have been an actual concern due to decreasing of available potable water. The agricultural use of secondary treated sewage effluent (STSE) for crops irrigation has been an attractive practice in several soil and climate conditions. However, the changes in soil-plant system after STSE application is not well comprehended in tropical environment, specially under pasture crops. The aim of this work, to model scenarios, including soil-pasture systems subjected to irrigation and rates of nitrogen by mineral fertilization (NMF), aiming mathematics models to understand of the dynamic attributes of the total carbon (TC), total nitrogen (TN) and available phosphorus (Pavai) soil. The linear regression models (LRM) were used to approach. The variable selection methods of stepwise, forward and backward were used to LRM development and compared to standard method, through the adjusted coefficient of determination and variance influence factor. The models developed using variable selection methods were the most indicated. The CT has most of its concentration explained by the variables block, time, temperature and precipitation. The concentration of NT and P were not explained by the same group of variables in the different scenarios. The organic carbon from Tifton 85 grass and TN from STSE inputs appeared not to be enough to mitigate the TC and TN losses of soil, respectively. The grass was, in adequate conditions for growth and above ground dry mass accumulation, an important Pavai sink and, moreover, the input of P from STSE few changed the concentration of soil Pavai. / A preocupação com a diminuição na oferta de água potável tem implicado na busca por fontes alternativas, particularmente, para atividades agrícolas. A utilização de efluente de tratamento secundário de esgoto (ETSE) na irrigação das culturas tem sido prática comum em diversas situações de clima e solo. Todavia, as mudanças ocorridas no sistema solo-planta mediante o uso de ETSE não são bem compreendidas em situação de ambiente tropical, particularmente, sob pastagens cultivadas. Objetivou-se neste trabalho, modelar cenários, incluindo sistemas solopastagem submetido à irrigação e doses de nitrogênio via fertilizante mineral, mediante uso de regressão linear múltipla (RLM), visando auxiliar no entendimento da dinâmica dos atributos carbono total (CT), nitrogênio total (NT) e fósforo disponível (Pdisp) no solo. Na construção dos modelos de RLM foram utilizados os métodos de seleção de variáveis stepwise, forward e backward e comparados com o método padrão, através dos índices de coeficiente de determinação ajustado e do fator de inflação de variância. Os modelos gerados com seleção de variáveis foram os mais indicados. O CT teve a maior parte de sua concentração explicada pelas variáveis bloco, tempo, temperatura e precipitação. As concentrações de NT e Pdisp não foram explicadas por um mesmo conjunto de variáveis nos diferentes cenários. O aporte de carbono orgânico oriundo do capim-Tifton 85 e do NT oriundo do ETSE parecem não ser suficientes para resultar em reposição das perdas de CT e NT do solo, respectivamente. O capim atuou como um dreno de Pdisp e, o aporte de P oriundo do ETSE pouco influenciou a concentração deste nutriente no solo.

Este trabalho teve por objetivo avaliar a combinação de processos de tratamento de esgoto e a partir dos efluentes produzidos com diferentes padrões de qualidade elencar as possibilidades para reúso de acordo com legislação internacional. Foi feito o monitoramento da estação piloto de tratamento de esgoto constituído reator UASB seguido de lodo ativado cujos efluentes foram utilizados neste estudo, não somente para análises físico-químicas e microbiológicas, mas também para posterior tratamento físico-químico em laboratório com equipamento jarteste utilizando dois coagulantes - cloreto férrico e sulfato de alumínio. Após os tratamentos combinados seis amostras diferentes foram analisadas, sendo elas: efluente do UASB, efluente do lodo ativado, tratamentos UASB-\'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')IND.3\', UASB-\'FE\'CL IND.3\', lodo ativado-\'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')IND.3\' e lodo ativado-\'FE\'CL IND.3\'. Os ensaios realizados com cloreto férrico foram os que melhor promoveram remoção dos microrganismos indicadores e de (oo)cistos, de DQO e SST. Porém, mesmo após o tratamento físico-químico não será possível reutilização agrícola, urbana e/ou industrial dos efluentes, conforme legislação internacional e diretrizes da OMS, uma vez que a concentração de microrganismos indicadores ainda é muito elevada. Os valores médios de E. coli, coliformes totais e Giardia spp., mesmo após o tratamento que forneceu melhor remoção microbiológica (lodo ativado \'FE\'CL IND.3\') foram de 4,31 x \'10 POT.2\', 7,68 x \'10 POT.3\' e 2,17 x \'10 POT.2\', respectivamente. / The present dissertation reports to evaluate the combination of process wastewater treatment and from the effluent produced with different standards quality list the possibilities for reuse in accordance with international Law. Was monitored from the wastewater treatment plant pilot consists of a UASB reactor followed by activated sludge whose effluents were used in this study not only physical-chemical and microbiological analyzes, but also for subsequent physical-chemical treatment in the laboratory with equipment jartest using two coagulants ferric chloride and aluminum sulfate. After the treatments combined six different samples were analyzed: UASB effluent, activated sludge effluent, treatments UASB-\'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')IND.3\', UASB-\'FE\'CL IND.3\', activated sludge-activated sludge and activated sludge-\'FE\'CL IND.3\'. The tests with ferric chloride were better promoted removal of the microbiological indicators and (oo)cysts, COD and TSS. However, even after physical-chemical treatment will not be possible wastewater reuse in agriculture, urban and/or industrial, according international law and the WHO guidelines, since the concentration of indicator microorganisms is still very high. The average values of E. coli and total coliform and Giardia spp., even after the treatment which promoted better microbiological removal, were 4,31 x \'10 POT.2\', 7,68 x \'10 POT.3\' e 2,17 x \'10 POT.2\', respectively.

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.