Atualmente, existe uma tendência entre os projetistas brasileiros de valorizar a etapa de tratamento preliminar em projetos de novas estações de tratamento de esgoto (ETE). Neste ensejo foi concebido, construído e estudado um protótipo, em escala plena, de uma unidade composta de separador hidrodinâmico por vórtice (SHV) – empregado como desarenador – e grade fina cilíndrica de fluxo tangencial. Estudos acerca da hidrodinâmica da unidade, fundamentados em ensaios de estímulo-resposta com traçador (sal de cozinha) e simulações computacionais do padrão de escoamento em software de dinâmica dos fluidos computacional, demonstrou que ao se operar a unidade com taxas de aplicação superficial (TAS) de 764 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd e 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd o regime de macro-mistura do padrão de escoamento que se desenvolve no SHV aproximou-se do plug-flow, porém com certo grau de mistura que diminuiu com o aumento da TAS. Nesta pesquisa, foram desenvolvidos dois métodos um para determinação da concentração de areia no esgoto sanitário e outro para determinação da distribuição granulométrica dos grãos dessa areia. Ambos foram empregados na avaliação de desempenho da unidade de tratamento preliminar desenvolvida, que foi realizada na estação elevatória de ETE Jardim das Flores do município de Rio Claro, SP. Durante esta fase da pesquisa, o SHV demonstrou enorme potencialidade na remoção de areia para as TAS de 764 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd e 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd, porquanto, além de não remover significativamente matéria orgânica particulada (medida em termos de concentração de sólidos suspensos voláteis) presentes no esgoto sanitário, a unidade atingiu eficiências de remoção de grãos de areia de tamanho maior ou igual a 200 'mü'm entre 85% e 95%. Entretanto, a grade fina cilíndrica de fluxo tangencial (auto-limpante) revelou-se inviável. / Currently, there is a trend among the brazilian designers of valorizing the preliminary treatment in recently designed wastewater treatment plants (WWTP). In this context, a full scale prototype of a unit made up of a hydrodynamic vortex separator (HVS) – applied as a degritter – and a tangential flux fine screening was designed, built and evaluated. Research about the hydrodynamic of the prototype, based on stimulus-response essays with a salt tracer (sodium chloride) and computational simulations of the flow pattern using the computational fluid dynamic (CFD) software, showed that the macro mixture regime of the flow was similar to a plug-flow when the unit was operated with superficial loading rates (SLR) of 746 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd and 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd, however, the flow presented a certain mixture degree that reduced with the SLR increase. In this research, two methods were developed: one for the determination of grit concentration in sewage and another one for the assessment of grit grading. Both methods were used on the evaluation of the HVS prototype efficiency, which was carried out at Jardim das Flores WWT, in the city of Rio Claro, SP. During this phase of the research, the HVS presented a great potential for grit removal when the SLR of 746 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd and 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd were applied; for the reason that, besides not significantly removing the particulate organic matter present in sewage (measured as volatile suspended solids), the unit achieved grit removal efficiencies in the range of 85% to 95% for grit equal to or large than 200 'mü'm. However, the tangential flux cylindrical fine screening (self cleaning) did not reveal feasibility.

Atualmente, existe uma tendência entre os projetistas brasileiros de valorizar a etapa de tratamento preliminar em projetos de novas estações de tratamento de esgoto (ETE). Neste ensejo foi concebido, construído e estudado um protótipo, em escala plena, de uma unidade composta de separador hidrodinâmico por vórtice (SHV) – empregado como desarenador – e grade fina cilíndrica de fluxo tangencial. Estudos acerca da hidrodinâmica da unidade, fundamentados em ensaios de estímulo-resposta com traçador (sal de cozinha) e simulações computacionais do padrão de escoamento em software de dinâmica dos fluidos computacional, demonstrou que ao se operar a unidade com taxas de aplicação superficial (TAS) de 764 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd e 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd o regime de macro-mistura do padrão de escoamento que se desenvolve no SHV aproximou-se do plug-flow, porém com certo grau de mistura que diminuiu com o aumento da TAS. Nesta pesquisa, foram desenvolvidos dois métodos um para determinação da concentração de areia no esgoto sanitário e outro para determinação da distribuição granulométrica dos grãos dessa areia. Ambos foram empregados na avaliação de desempenho da unidade de tratamento preliminar desenvolvida, que foi realizada na estação elevatória de ETE Jardim das Flores do município de Rio Claro, SP. Durante esta fase da pesquisa, o SHV demonstrou enorme potencialidade na remoção de areia para as TAS de 764 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd e 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd, porquanto, além de não remover significativamente matéria orgânica particulada (medida em termos de concentração de sólidos suspensos voláteis) presentes no esgoto sanitário, a unidade atingiu eficiências de remoção de grãos de areia de tamanho maior ou igual a 200 'mü'm entre 85% e 95%. Entretanto, a grade fina cilíndrica de fluxo tangencial (auto-limpante) revelou-se inviável. / Currently, there is a trend among the brazilian designers of valorizing the preliminary treatment in recently designed wastewater treatment plants (WWTP). In this context, a full scale prototype of a unit made up of a hydrodynamic vortex separator (HVS) – applied as a degritter – and a tangential flux fine screening was designed, built and evaluated. Research about the hydrodynamic of the prototype, based on stimulus-response essays with a salt tracer (sodium chloride) and computational simulations of the flow pattern using the computational fluid dynamic (CFD) software, showed that the macro mixture regime of the flow was similar to a plug-flow when the unit was operated with superficial loading rates (SLR) of 746 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd and 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd, however, the flow presented a certain mixture degree that reduced with the SLR increase. In this research, two methods were developed: one for the determination of grit concentration in sewage and another one for the assessment of grit grading. Both methods were used on the evaluation of the HVS prototype efficiency, which was carried out at Jardim das Flores WWT, in the city of Rio Claro, SP. During this phase of the research, the HVS presented a great potential for grit removal when the SLR of 746 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd and 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd were applied; for the reason that, besides not significantly removing the particulate organic matter present in sewage (measured as volatile suspended solids), the unit achieved grit removal efficiencies in the range of 85% to 95% for grit equal to or large than 200 'mü'm. However, the tangential flux cylindrical fine screening (self cleaning) did not reveal feasibility.

Nesse trabalho foi estudado a degradação anaeróbia do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS), um surfactante amplamente utilizado na fabricação de detergentes e presente em esgoto doméstico e águas residuárias industriais. Para isso foi utilizado reator anaeróbio de leito fluidificado em escala de bancada (1,2 L) preenchido com material suporte para imobilização da biomassa. Quatro diferentes suportes foram testados previamente em reatores de leito fluidificado em menor escala (350 ml): carvão ativado (R1), argila expandida (R2), pérolas de vidro (R3) e areia (R4). Todos os reatores foram inoculados com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentados com substrato sintético acrescido de LAS. Os reatores foram mantidos a 30°C e operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 18 horas. Foi possível constatar que os quatro reatores foram aptos na remoção de matéria orgânica (acima de 84%) e LAS (acima de 81%), respectivamente para concentração inicial média de 550 mg/L e 16,5 mg/L. No entanto, carvão ativado e argila expandida sofreram processo de fragmentação durante a operação do reator. Assim, areia foi o material escolhido para preencher o reator em escala de bancada devido aos bons resultados de remoção do LAS (99%), menor custo e facilidade de aquisição, quando comparada a pérola de vidro. Após 270 dias de operação, com concentrações crescentes de LAS e média de 32,3 mg/L, constatou-se que o reator em escala de bancada removeu 93% de LAS. Todos os suportes adsorveram pouco LAS (máximo de 0,43 mgLAS/gargila) não interferindo significativamente no processo de remoção biológica. Exames microscópicos realizados durante a operação dos reatores mostraram que estiveram presentes microrganismos com morfologias semelhantes a espiroquetas, bacilos, bactérias filamentosas e cocos, entre outros. A biomassa presente no final da operação do reator em escala de bancada e nos reatores menores preenchidos com pérolas de vidro (R3) e areia (R4) foi submetida à técnica de clonagem e sequenciamento do gene 16S RNAr para o Domínio Bacteria. Observou-se que os reatores apresentaram clones relacionados a diversos Filos como Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia e Firmicutes, entre outros. / This work presents the anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulphonate (LAS), a surfactant widely used in the production of detergents and present in domestic and industrial wastewaters. It was used an anaerobic fluidized bed reactor in bench scale (1,2L) filled with support material for biomass immobilization. Four different supports were previously tested in small scale fluidized bed reactors (350 ml): activated charcoal (R1), expanded clay (R2), glass beads (R3) and sand (R4). All reactors were inoculated with sludge from a UASB reactor treating swine wastewater and were fed with a synthetic substrate supplemented with LAS. The reactors were kept at 30ºC and operated with a hydraulic retention time (HRT) of 18 h. It was possible to note that the four tested reactors were able to remove organic matter (higher than 84%) and LAS (higher than 81%), respectively, to initial mean value of 550 mg/L and 16.5 mg/L. However, activated charcoal and expanded clay both produced shearing during reactor operation. Thus, sand was the chosen material to fill the bench scale reacto because of good results of LAS removal (99%) and smaller cost and affordability compared to glass beads. After 270 days of operation, with crescent LAS concentrations and average of 32,3 mg/L, it was found that the bench scale reactor was able to remove LAS in 93%. All supports adsorb a few LAS (maximun of 0.43 mgLAS/gclay). This value does not interfere in biologic removal process. Microscopic tests done during the reactor´s operation presented microorganisms with morphologies similar to spirochetes, bacillus, filamentous, cocci and others. 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis of samples from the bench scale reactor and smaller reactor filled with glass beads (R3) and sand (R4) revealed that these reactors gave rise to broad microbial diversity, with microorganisms belonging to the phyla Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia and Firmicutes, and others.

Este trabalho teve o intuito de avaliar a eficiência de remoção de protozoários patogênicos - Giardia spp. e Cryptosporidium spp. - em processos de tratamento de esgoto sanitário por reator UASB, lodos ativados, filtro lento em areia e diferentes desinfetantes. A recuperação de cistos de Giardia e de oocistos de Cryptosporidium, realizada por diferentes metodologias e utilizando ColorSeed®, foi de, respectivamente, 85 e 20% em esgoto bruto, e 62,5 e 17,5% em efluente tratado, quando foi utilizado o método de tripla centrifugação. Cistos de Giardia foram encontrados em 100% as amostras de esgoto pesquisadas, com média de 1,5 x 104 cistos por litro e oocistos de Cryptosporidium em 31,4% com média 3,1 x 10² oocistos por litro, em esgoto bruto. No tratamento biológico por reator UASB seguido de Lodos Ativados, a remoção de cisto de Giardia e esporos de Clostridium perfringens foram estatisticamente menores que as remoções de E. coli e coliformes totais. Não foram encontrados (oo)cistos após o tratamento terciário realizado através da filtração lenta em areia. Houve remoção estatisticamente maior na ETE em escala plena para coliformes totais e Clostridium perfringens. E. coli e cistos de Giardia, em ambas ETEs, apresentaram remoções similares. Elevadas concentrações de (oo)cistos foram encontradas no lodo de esgoto, com grande porcentagem ainda viável. Com relação à desinfecção, entre as bactérias indicadoras, Clostridium perfringens foram mais resistentes ao cloro, ozônio e radiação ultravioleta. O efeito sinérgico, promovido pelas desinfecções sequenciais (clororadiação ultravioleta e ozônio-radiação ultravioleta), foi evidenciado em alguns experimentos para todas as bactérias estudadas. O cloro alterou a fluorescência dos cistos de Giardia e o ozônio, além de alterar a fluorescência, foi capaz de diminuir a concentração de cistos desse microrganismo. Pode-se concluir que as concentrações tanto de microrganismos indicadores como de protozoários patogênicos é bastante elevada, qualquer que seja o tipo de esgoto: bruto, efluente do reator UASB ou efluente do lodos ativados. Isso evidencia o extremo cuidado com que estes efluentes devem ser tratados, para posteriores usos ou lançamento em corpo receptor, em especial devido à presença de (oo)cistos ainda viáveis de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. mesmo após o tratamento biológico por lodos ativados, e a necessidade de desinfecção do efluente. / This work aimed to evaluate the efficiency of removal of pathogenic protozoa - Giardia spp. and Cryptosporidium spp. - during wastewater treatment by UASB reactor, activated sludge, slow sand filter and different disinfectants. The recovery of Giardia cysts and of Cryptosporidium oocysts, performed by different methodologies and using ColorSeed®, was respectively of 85 and 20%, in raw wastewater and 62.5 and 17.5% in treated effluent, applying triple centrifugation method. Giardia cysts were found in 100% of the the sewage samples surveyed, with average of 1.5 x 104 cysts per liter and Cryptosporidium oocysts were found in 31.4% with average of 3.1 x 10² oocysts per liter, in raw wastewater. Giardia cyst and Clostridium perfringens spores removals were statistically lower than E. coli and total coliforms removal when applying the biological treatment by UASB reactor followed by Activated Sludge. There were no (oo) cysts after treatment tertiary accomplished by slow sand filtration. There was a statistically higher removal in the full scale WWTP for total coliforms and Clostridium perfringens; however, E. coli and Giardia cysts, in both WWTPs, presented the same removal efficiency. High concentrations of (oo)cysts were found in the sludge sludge, with a high percentage still viable. Regarding disinfection, among the indicating bacteria, Clostridium perfringens was more resistant to chlorine, ozone and ultraviolet radiation. The synergic effect promoted by sequential disinfections (chlorine-ultraviolet radiation and ozone-ultraviolet radiation) was evidenced in some experiments for all the bacteria studied. Chlorine altered the fluorescence of Giardia cysts and ozone, as well as change in fluorescence was able to decrease the concentration of this microorganism. It can be concluded that the concentrations of indicator microorganisms as well as of pathogenic protozoa is very high, regardless the kind of wastewater: raw, UASB reactor effluent or activated sludge effluent. This shows the extreme care that must be taken towards these effluents, for future reuse or simply release in the environment, mainly due to the presence of viable Giardia spp. and Cryptosporidium spp. (oo)cysts even after the activated sludge treatment, and the need of disinfection of the effluent.

A tecnologia de tratamento com dupla filtração encontra-se em estágio relativamente elevado de desenvolvimento, porém, ainda são poucos os dados de operação em escala real. Este trabalho teve como objetivo avaliar um sistema de dupla filtração em escala real (ETA2) para tratamento de água, do serviço autônomo de água e esgoto da cidade de São Carlos - SP, que trata água bruta proveniente do Ribeirão do Feijão e é constituída de três unidades de filtração cada uma contendo um filtro ascendente e um descendente. Em uma primeira etapa foram levantadas as medidas das unidades de dupla filtração, caracterizado o material filtrante e avaliadas as condições operacionais da ETA 2. Posteriormente, foi estudada a situação geral da ETA por meio de diversos parâmetros (turbidez, pH, expansão da areia na lavagem, contagem de partículas, de coliformes totais e Escherichia. coli), para verificar os principais problemas. Em seguida, realizou-se uma comparação da ETA2 com uma Instalação Piloto de Dupla Filtração. Este trabalho permitiu concluir principalmente que: i) devido às baixas taxas de filtração de unidades filtrantes da ETA2, excessivas dosagens de coagulante e falta de controle de lavagens, geralmente foi baixa a produção efetiva de água (em torno de 90%); ii) o desempenho, algumas vezes insatisfatório das unidades de filtração ascendente e descendente, deveu-se principalmente à ineficiência da mistura de coagulante na água bruta, falta de areia nos filtros ascendentes e à diferença de granulometria nos filtros descendentes; iii) o desenvolvimento da perda de carga nos filtros ascendentes da ETA2 foi mais acentuado na Instalação Piloto devido à mistura de seus materiais filtrantes. / Water treatment by means of a double filtration system is in a relatively high stage of development, however, there are still few data on real scale operations. The aim of this work was to evaluate a double filtration system in a real scale (ETA2) for the treatment of water, of the autonomous service of water and sewer of the city of São Carlos - SP, which treats water from the Ribeirão do Feijão (name of a local river), and is constituted of three filtration units, each a contain a direct up-flow sand filter, and a rapid filter. In the first stage, the sand of the filters was characterized, and the operational conditions of the ETA2 were evaluated. Next, the general situation of the ETA was studied by means of several parameters (turbidity, pH, expansion of the sand during washing process, counting of particles, total coliforms and Escherichia coli), in a order to detect the main problems. Finally, a confrontation between the ETA2 an a double filtration pilot Plant was carried through. This study made infer that: I) due to the low filtration rates of the ETA2`s filtration units, excessive doses of coagulant and lack of control of the washings, the actual production of water was low (around 90%); ii) the sometimes insufficient performance of the direct up-flow sand filtration and rapid filtration systems was mainly caused by an inefficient mixing of the coagulant with the natural water, lack of sand in direct up-flow filters; iii) the building up of the lossof cargo in the direct up-flow san filtration in filters of the ETA2 was more accentuated than in the Pilot Plant due to the mixture of the filtration materials.

Nesse trabalho foi estudado a degradação anaeróbia do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS), um surfactante amplamente utilizado na fabricação de detergentes e presente em esgoto doméstico e águas residuárias industriais. Para isso foi utilizado reator anaeróbio de leito fluidificado em escala de bancada (1,2 L) preenchido com material suporte para imobilização da biomassa. Quatro diferentes suportes foram testados previamente em reatores de leito fluidificado em menor escala (350 ml): carvão ativado (R1), argila expandida (R2), pérolas de vidro (R3) e areia (R4). Todos os reatores foram inoculados com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentados com substrato sintético acrescido de LAS. Os reatores foram mantidos a 30°C e operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 18 horas. Foi possível constatar que os quatro reatores foram aptos na remoção de matéria orgânica (acima de 84%) e LAS (acima de 81%), respectivamente para concentração inicial média de 550 mg/L e 16,5 mg/L. No entanto, carvão ativado e argila expandida sofreram processo de fragmentação durante a operação do reator. Assim, areia foi o material escolhido para preencher o reator em escala de bancada devido aos bons resultados de remoção do LAS (99%), menor custo e facilidade de aquisição, quando comparada a pérola de vidro. Após 270 dias de operação, com concentrações crescentes de LAS e média de 32,3 mg/L, constatou-se que o reator em escala de bancada removeu 93% de LAS. Todos os suportes adsorveram pouco LAS (máximo de 0,43 mgLAS/gargila) não interferindo significativamente no processo de remoção biológica. Exames microscópicos realizados durante a operação dos reatores mostraram que estiveram presentes microrganismos com morfologias semelhantes a espiroquetas, bacilos, bactérias filamentosas e cocos, entre outros. A biomassa presente no final da operação do reator em escala de bancada e nos reatores menores preenchidos com pérolas de vidro (R3) e areia (R4) foi submetida à técnica de clonagem e sequenciamento do gene 16S RNAr para o Domínio Bacteria. Observou-se que os reatores apresentaram clones relacionados a diversos Filos como Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia e Firmicutes, entre outros. / This work presents the anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulphonate (LAS), a surfactant widely used in the production of detergents and present in domestic and industrial wastewaters. It was used an anaerobic fluidized bed reactor in bench scale (1,2L) filled with support material for biomass immobilization. Four different supports were previously tested in small scale fluidized bed reactors (350 ml): activated charcoal (R1), expanded clay (R2), glass beads (R3) and sand (R4). All reactors were inoculated with sludge from a UASB reactor treating swine wastewater and were fed with a synthetic substrate supplemented with LAS. The reactors were kept at 30ºC and operated with a hydraulic retention time (HRT) of 18 h. It was possible to note that the four tested reactors were able to remove organic matter (higher than 84%) and LAS (higher than 81%), respectively, to initial mean value of 550 mg/L and 16.5 mg/L. However, activated charcoal and expanded clay both produced shearing during reactor operation. Thus, sand was the chosen material to fill the bench scale reacto because of good results of LAS removal (99%) and smaller cost and affordability compared to glass beads. After 270 days of operation, with crescent LAS concentrations and average of 32,3 mg/L, it was found that the bench scale reactor was able to remove LAS in 93%. All supports adsorb a few LAS (maximun of 0.43 mgLAS/gclay). This value does not interfere in biologic removal process. Microscopic tests done during the reactor´s operation presented microorganisms with morphologies similar to spirochetes, bacillus, filamentous, cocci and others. 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis of samples from the bench scale reactor and smaller reactor filled with glass beads (R3) and sand (R4) revealed that these reactors gave rise to broad microbial diversity, with microorganisms belonging to the phyla Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia and Firmicutes, and others.

Este trabalho teve o intuito de avaliar a eficiência de remoção de protozoários patogênicos - Giardia spp. e Cryptosporidium spp. - em processos de tratamento de esgoto sanitário por reator UASB, lodos ativados, filtro lento em areia e diferentes desinfetantes. A recuperação de cistos de Giardia e de oocistos de Cryptosporidium, realizada por diferentes metodologias e utilizando ColorSeed®, foi de, respectivamente, 85 e 20% em esgoto bruto, e 62,5 e 17,5% em efluente tratado, quando foi utilizado o método de tripla centrifugação. Cistos de Giardia foram encontrados em 100% as amostras de esgoto pesquisadas, com média de 1,5 x 104 cistos por litro e oocistos de Cryptosporidium em 31,4% com média 3,1 x 10² oocistos por litro, em esgoto bruto. No tratamento biológico por reator UASB seguido de Lodos Ativados, a remoção de cisto de Giardia e esporos de Clostridium perfringens foram estatisticamente menores que as remoções de E. coli e coliformes totais. Não foram encontrados (oo)cistos após o tratamento terciário realizado através da filtração lenta em areia. Houve remoção estatisticamente maior na ETE em escala plena para coliformes totais e Clostridium perfringens. E. coli e cistos de Giardia, em ambas ETEs, apresentaram remoções similares. Elevadas concentrações de (oo)cistos foram encontradas no lodo de esgoto, com grande porcentagem ainda viável. Com relação à desinfecção, entre as bactérias indicadoras, Clostridium perfringens foram mais resistentes ao cloro, ozônio e radiação ultravioleta. O efeito sinérgico, promovido pelas desinfecções sequenciais (clororadiação ultravioleta e ozônio-radiação ultravioleta), foi evidenciado em alguns experimentos para todas as bactérias estudadas. O cloro alterou a fluorescência dos cistos de Giardia e o ozônio, além de alterar a fluorescência, foi capaz de diminuir a concentração de cistos desse microrganismo. Pode-se concluir que as concentrações tanto de microrganismos indicadores como de protozoários patogênicos é bastante elevada, qualquer que seja o tipo de esgoto: bruto, efluente do reator UASB ou efluente do lodos ativados. Isso evidencia o extremo cuidado com que estes efluentes devem ser tratados, para posteriores usos ou lançamento em corpo receptor, em especial devido à presença de (oo)cistos ainda viáveis de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. mesmo após o tratamento biológico por lodos ativados, e a necessidade de desinfecção do efluente. / This work aimed to evaluate the efficiency of removal of pathogenic protozoa - Giardia spp. and Cryptosporidium spp. - during wastewater treatment by UASB reactor, activated sludge, slow sand filter and different disinfectants. The recovery of Giardia cysts and of Cryptosporidium oocysts, performed by different methodologies and using ColorSeed®, was respectively of 85 and 20%, in raw wastewater and 62.5 and 17.5% in treated effluent, applying triple centrifugation method. Giardia cysts were found in 100% of the the sewage samples surveyed, with average of 1.5 x 104 cysts per liter and Cryptosporidium oocysts were found in 31.4% with average of 3.1 x 10² oocysts per liter, in raw wastewater. Giardia cyst and Clostridium perfringens spores removals were statistically lower than E. coli and total coliforms removal when applying the biological treatment by UASB reactor followed by Activated Sludge. There were no (oo) cysts after treatment tertiary accomplished by slow sand filtration. There was a statistically higher removal in the full scale WWTP for total coliforms and Clostridium perfringens; however, E. coli and Giardia cysts, in both WWTPs, presented the same removal efficiency. High concentrations of (oo)cysts were found in the sludge sludge, with a high percentage still viable. Regarding disinfection, among the indicating bacteria, Clostridium perfringens was more resistant to chlorine, ozone and ultraviolet radiation. The synergic effect promoted by sequential disinfections (chlorine-ultraviolet radiation and ozone-ultraviolet radiation) was evidenced in some experiments for all the bacteria studied. Chlorine altered the fluorescence of Giardia cysts and ozone, as well as change in fluorescence was able to decrease the concentration of this microorganism. It can be concluded that the concentrations of indicator microorganisms as well as of pathogenic protozoa is very high, regardless the kind of wastewater: raw, UASB reactor effluent or activated sludge effluent. This shows the extreme care that must be taken towards these effluents, for future reuse or simply release in the environment, mainly due to the presence of viable Giardia spp. and Cryptosporidium spp. (oo)cysts even after the activated sludge treatment, and the need of disinfection of the effluent.

Em instalação piloto, de 06/1998 a 10/1999, utilizando-se água natural de superfície com baixas turbidez e cor, foram avaliados dois sistemas de dupla filtração, com pré-tratamento em filtração direta ascendente em areia com taxas de 200 a 360 m3/m2.dia (sistema S01) e em filtração direta ascendente em pedregulho com taxas de 80 a 190 m3/m2.dia (sistema S02) e com tratamento final em filtração rápida descendente com taxas de 115 a 480 m3/m2.dia. As dosagens do coagulante (produto comercial de sulfato de alumínio) foram definidas utilizando-se filtro de laboratório de areia, havendo indicações de coagulação no mecanismo de adsorção, com neutralização parcial de carga. Foram executadas descargas de fundo intermediárias nas unidades de filtração direta ascendente, com significativa redução na perda de carga no meio granular de pedregulho. A turbidez, cor aparente, Fe e Mn totais dos efluentes finais dos sistemas atenderam às Normas Brasileiras para produção de água potável. No sistema S02 o crescimento da perda de carga no meio granular foi menos intenso na unidade de filtração direta ascendente do que no filtro rápido descendente, ocorrendo o inverso no sistema S01, no qual, em alguns ensaios, o filtro rápido descendente mostrou-se desnecessário. As carreiras de filtração foram de 27 a 88 h no sistema S01 e de 14 a 35 h no sistema S02. Em determinados casos, a floculação predominou na unidade de filtração direta ascendente em pedregulho, prejudicando a qualidade do seu efluente. O sistema S02 mostrou-se mais vantajoso que o sistema S01, exceto quando, neste, a filtração rápida descendente foi desnecessária. / Based on me investigation carried out in pilot plant, from June 1998 to October 1999, using natural surface raw water with low turbidity and color, two systems of two-stage filtration have been evaluated. As a pretreatment, the first system (S01) used direct up-flow sand filtration (with filtration rates from 200 to 360 m3/m2.day), and the second system (S02) used direct up-flow roughing filtration (with filtration rates from 80 to 190 m3/m2.day), both with final treatment based on rapid filtration (with filtration rates from 115 to 480 m3/m2.day) The coagulant doses (commercial product of aluminum sulfate) have been established through the use of laboratory scale sand filter, presenting signs of coagulation in the adsorption mechanism, with partial charge neutralization. Intermediate bottom discharges in the direct up-flow filtration units have resulted in significant reduction in thee headloss in gravel granular medium. The turbidity, apparent-color, total iron and manganese concentrations of the final effluents of the systems have attended the Brazilian Standards for drinking water production. The increase of headloss in gravel granular medium in system S02 was smaller in me direct up-fiow filtration unit than in the rapid filter, the opposite occurring in system S01, where some tests have proved lhe rapid filter redundant. The filter runs time were 27 to 88 hours in system S01 and 14 to 35 hours in system S02. In certain cases, flocculation was predominant in the direct up-flow roughing filtration unit, jeopardizing the effiuent quality. System S02 has proved advantageous in relation to system S01, except when in system S01 the rapid filter was redundant.

O uso de fundações por estacas helicoidais tem aumentado consideravelmente nos últimos anos, devido às suas vantagens comparadas a outros tipos de fundação, como a sua rápida instalação e sua capacidade de resistir simultaneamente a esforços de tração e de compressão. No entanto, os métodos de previsão do comportamento deste tipo de fundação submetida a esforços de tração (denominadas ancoragens helicoidais neste caso), ainda são insatisfatórios, e normalmente são observadas discrepâncias entre os resultados estimados por métodos teóricos e medidos em provas de carga. Entre outras razões, estas diferenças ocorrem principalmente pelo fato dos efeitos da instalação destas ancoragens no solo não serem considerados nos métodos de previsão disponíveis. No momento da instalação, os parâmetros do solo atravessado são modificados, e como é o volume de solo alterado que deve resistir ao carregamento da ancoragem sob tração, é essencial entender e quantificar este efeito de instalação para uma previsão adequada da capacidade de carga deste tipo de ancoragem. Para contribuir com o entendimento deste efeito, no presente trabalho foram realizadas simulações numéricas com o software FLAC3D, para se conhecer as modificações ocorridas no solo devido à instalação de uma ancoragem helicoidal em areia compacta. Para este fim, na simulação do solo penetrado pela hélice, foram reduzidos os valores de ângulo de atrito e do módulo de elasticidade da areia. O modelo foi validado por meio da comparação com a curva carga-deslocamento obtida experimentalmente em ensaios realizados em centrifuga. Após o ajuste do modelo numérico, foi realizada uma análise paramétrica com o objetivo de investigar o efeito da instalação no fator de capacidade de carga (Nq). Por meio da análise paramétrica também foram avaliados o deslocamento da ancoragem sob carga máxima e as tensões horizontais atuantes na superfície de ruptura. Os resultados estimados de Nq foram comparados com estudos anteriores, e mostraram um bom ajuste com resultados de provas de carga in situ e em centrifuga. Além disso, o estudo paramétrico indicou que as tensões horizontais atuantes na zona de ruptura são distribuídas em forma de tronco de cone, e variam de acordo com o diâmetro da hélice. / The use of helical foundations has increased considerably in recent years due to its advantages compared to other types of foundations, such as rapid installation and the capacity of resisting tensile and compressive loads. However, the methods normally used to predict the behavior of this type of foundation under tensile loads (called helical anchors in this case), are still unsatisfactory, and discrepancies are usually observed between the results estimated by theoretical methods and measured in load tests. Among other reasons, these differences occur mainly because the effects of helical anchor installation in the soil are not considered in the available predicting methods. During installation, the parameters of the soil penetrated are modified, and since it is this disturbed soil volume that must support the loading of the anchor under tension, it is essential to understand and quantify this installation effect for an adequate prediction of the uplift capacity of this type anchor. In order to contribute to the understanding of this effect, in the present work numerical simulations with the software FLAC3D were performed to evaluate the modifications occurred in the soil due to the installation of a helical anchor in dense sand. For this purpose, in the simulation of the soil penetrated by the helices, the values of friction angle and modulus of elasticity of the sand were reduced. The model was validated by means of the comparison with a load-displacement curve obtained experimentally in centrifuge model tests. After adjusting the numerical model, a parametric analysis was carried out to investigate the effect of the installation on the breakout factor (Nq). The parametric analyses were also used to investigate the anchor displacement at the peak load and the horizontal stresses acting on the failure surface. The estimated Nq values were compared with previous studies, and showed a good agreement with experimental results obtained by field and centrifuge tests. Additionally, the parametric study indicated that the horizontal stresses acting on the failure zone are distributed in the shape of a truncated cone, and vary with the helix diameter.

O monitoramento em campo de fundações em estacas metálicas helicoidais é baseado em correlações empíricas entre a capacidade de carga à tração e o torque medido durante a instalação. Nesta pesquisa é proposto um modelo teórico da relação entre o torque de instalação e a capacidade de carga à tração deste tipo de estaca em areias para ser utilizado como procedimento de controle durante a execução deste tipo de fundação. Para validar esta relação teórica e para avaliar o desempenho desta fundação em solos arenosos, foi realizado um programa experimental dividido em dois grupos: ensaios de campo e ensaios de laboratório. Em campo foram realizadas provas de carga à tração na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) e em Contagem (Minas Gerais). Os ensaios de laboratório foram divididos em três grupos. O primeiro corresponde aos ensaios de modelagem física em centrífuga realizados no Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) em Nantes, França. O segundo engloba ensaios de cisalhamento direto de interface entre o aço da hélice da estaca e diferentes areias, parte executada no LCPC e parte na EESC. O terceiro grupo refere-se a ensaios de torção de tubos de estacas metálicas helicoidais efetuados na EESC. A partir dos resultados dos ensaios, o modelo teórico proposto nesta tese foi verificado e mostrou-se adequado para estacas metálicas helicoidais profundas com diferentes dimensões e número de hélices instaladas em solos arenosos. Os resultados das provas de carga realizadas em centrífuga e em campo foram examinados por meio dos métodos existentes na literatura para estimativa de capacidade de carga à tração desenvolvidos para este tipo de fundação. Por meio dos resultados obtidos nos ensaios em centrífuga, constatou-se que nas estacas multi-hélices a porcentagem de capacidade de carga relativa à hélice da ponta aumenta de acordo com o diâmetro da hélice e com a densidade da areia. Nos ensaios de torção de fustes de estacas helicoidais observou-se que, para tubos de mesmo diâmetro e espessura, a ruptura se inicia a partir do mesmo valor de momento torçor aplicado, independentemente de conter ou não emenda. / Empirical correlations between installation torque and uplift capacity of helical screw piles are routinely used as a procedure for quality control on site of this type of foundation. In this work, a theoretical model of the relationship between uplift capacity and installation torque of deep helical screw piles in sand was presented to be used as a quality control method for this type of foundation. An experimental program of laboratory and field investigations was carried out in order to validate this theoretical relationship. The field study included uplift tests of full-scale piles installed at the Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) and in Contagem (Minas Gerais). The laboratory tests were performed in the Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC/ Nantes) and at the EESC. In the LCPC a program of centrifuge and direct shear interface tests was completed. A set of torsion tests on pile shafts and of direct shear interface tests were carried out at the EESC. The results showed that the theoretical model presented is applicable to different pile dimensions, number of helices, and sand relative density. The methods existing in the literature for estimating uplift capacity of helical screw piles were used to verify the results of uplift capacities measured in field and in centrifuge studies. The results of centrifuge modelling tests demonstrated that the fraction of uplift capacity corresponding to the bottom helix increases with helix diameter and sand density. The torsion tests showed that the failure of the pile shaft begins at the same torque magnitude in experiments on shafts with and without connections.