O principal objetivo desse trabalho foi desenvolver uma nova configuração de biofiltro aerado submerso utilizado no pós-tratamento do efluente de reator UASB, capaz de realizar nitrificação e desnitrificação em um único sistema. Em busca de bases operacionais dessa nova configuração, a pesquisa foi inicialmente conduzida com três reatores seqüenciais. Esses reatores foram dispostos nas seqüências I e II, respectivamente. Os resultados obtidos com esses sistemas seqüenciais levaram a concepção do projeto da nova configuração do biofiltro proposto (BF definitivo). Os resultados da seqüência I mostraram alto potencial para conversão de nitrogênio amoniacal e total, e também alta eficiência na remoção da matéria orgânica carbonácea. Esse sistema, porém, não apresentou potencial para desnitrificação. Na seqüência II foi realizada recirculação entre dois reatores do sistema (anóxico e aeróbio) para aumento de tal potencial. O maior potencial de desnitrificação, nessa seqüência, foi observado para razão de recirculação, Rc, igual a 2,65 e com o uso de 40%, em volume, de esgoto sanitário bruto como fonte de carbono. Sob essas condições operacionais, para concentração média afluente ao sistema igual a 33,74 mg de \'N-\'NH IND.3\'/L as concentrações efluentes médias de \'N-NH IND.3\', \'N-NO IND.2\'POT.-\' e \'N-NO IND.3\'POT.-\' foram, respectivamente, iguais a 0,16, 0,0026 e 9,72 mg/L. Os resultados do BF definitivo mostraram que a nova configuração proposta é viável como unidade de pós-tratamento de efluente de reator UASB, promovendo nitrificação e desnitrificação em um único sistema, além de alta eficiência de remoção da matéria orgânica. Em todas as fases dessa pesquisa, praticamente, todos os resultados obtidos atenderam ao padrão de lançamento de nitrogênio amoniacal estabelecido pela legislação ambiental. / The main objective of this work was developing a new configuration of submerged aerated biofilter used in UASB reactor post-treatment, with nitrification and denitrification in a single system. Searching operational bases of this new configuration, this research was initially driven by three sequential reactors. These reactors were arranged in the sequences I and II, respectively. The results obtained with these sequential systems took the conception of the project of the new configuration of the proposed biofilter (definitive BF). The results of the sequence I showed high ammoniacal and total nitrogen conversion potential, and also high carbonaceous organic matter removal efficiency. This system, however, not presented potential for denitrification. In the sequence II recirculation between two reactors (anoxic and aerated) of the system was made for such potential increasing. The higher denitrification potential, in this sequence, was observed with recirculation reason, Rc, equal to 2,65 and using 40%, in volume, of raw sanitary sewage as carbon source. Under these operational conditions, for average affluent concentration of 33,74 mg of \'N-NH IND.3\'/L the average effluent concentrations of \'N-NH IND.3\', \'N-NO IND.2\'POT.-\' e \'N-NO IND.3\'POT.-\' were, respectively, equal to 0,16, 0,0026 and 9,72 mg/L. The results of the definitive BF showed that the new proposed configuration is feasible as effluent UASB post-treatment unity, with nitrification and denitrification in a single system, besides high organic matter removal efficiency. Practically in all the phases of this research, all the results obtained attended to the launch standard of ammoniacal nitrogen established by the environmental legislation.

O presente trabalho buscou avaliar uma unidade de BAS (Biofiltro Aerado Submerso), em escala piloto, com volume útil de 66 litros, tratando esgoto doméstico, visando seu controle operacional, a remoção de matéria orgânica e nitrificação. O esgoto afluente passa por pré-tratamento e decantação antes de seguir para o BAS em estudo. A unidade piloto é constituída, basicamente, por um BAS de fluxo ascendente. O meio suporte utilizado é composto por biomídias de sistemas MBBR, as quais apresentam elevadas porosidade (>85%) e área superficial específica (650 m2/m3), além de baixa densidade (0,95 kg/L). Para avaliação do biofiltro em estudo, o trabalho foi divido em quatro fases (I a IV) para avaliação do comportamento do reator em diferentes condições operacionais. Para isso foram efetuadas variações no tempo de detenção hidráulica (I=8h, II=14h, III=10h e IV=6h) e na velocidade de escoamento (I=0,13m/h, II=0,07m/h, III=1,0m/h e IV=1,1m/h) através da recirculação do efluente tratado (I e II sem recirculação, III e IV com recirculação). Com relação à remoção de matéria orgânica, o BAS demonstrou bom desempenho em todas as fases de estudo, resultando em um efluente tratado com concentrações médias de DBO abaixo de 30 mg/L, com uma eficiência de remoção de DBO próxima de 90% ao longo de toda a pesquisa. Em termos de DQO, as concentrações médias ficaram abaixo de 82 mg/L, com uma eficiência de remoção de DQO próxima de 85% ao longo de todas as fases da pesquisa. Já com relação ao processo de nitrificação, na fase II o biofiltro estudado apresentou um efluente com 16 mgN/L de N-NTK e 35 mgN/L de NO3-, demonstrando potencial do processo para as situações em que se exige remoção de matéria orgânica e nitrificação. Nas fases I, III e IV a nitrificação não ocorreu de forma satisfatória. Com relação ao controle operacional do processo de lavagem, o intervalo necessário para a realização do processo de lavagem, de acordo com os processos definidos, foi consideravelmente prolongado, acima de 10 dias, ao longo de todas as fases do estudo, demostrando uma grande capacidade de retenção de sólidos no biofiltro estudado. Com relação à utilização de recirculação nas fases III e IV, esta operação não demonstrou vantagens com relação às fases sem recirculação. Dessa forma, neste trabalho foi possível observar que a qualidade do efluente final e a estabilidade operacional do biofiltro aerado submerso preenchido com biomídias reforçam a condição desta unidade como alternativa viável a ser considerada na concepção de sistemas de tratamento de esgotos sanitários. / The present work sought to evaluate a unit of a BAF (Biological Aerated Filter), in pilot scale, with working volume of 66 liters, treating domestic sewage, aiming its operational control, organic matter removal and nitrification. The affluent sewage is pre-treated and decanted before proceeding to the BAF under study. The pilot unit consists, basically, of an upflow BAF. The media used is composed of biocarriers of MBBR systems, which have high porosity (>85%) and specific surface area (650 m2/m3), besides low density (0,95 kg/L). For evaluation of the biofilter under study, the work was divided in four phases (I to IV) to evaluate the behavior of the reactor in different operating conditions. For this, variations were made in the hydraulic retention time (I=8h, II=14h, III=10h and IV=6h) and at the flow rate (I=0,13m/h, II=0,07m/h, III=1,0m/h and IV=1,1m/h) by recirculating the treated effluent (I and II without recirculation, III and IV with recirculation). Regarding the removal of organic matter, the BAF demonstrated good performance in all study phases, resulting in an effluent treated with avarage concentrations of BOD under 30 mg/L, with an efficiency of removal of BOD near 90% throughout the research. In terms of COD, the average concentrations were below 82 mg/L, with an efficiency of removal of COD near 85% throughout all phases of the research. Regarding the nitrification process, in the phase II the studied biofilter presented an effluent with 16 mgN/L of N-NTK and 35 mgN/L of NO3 -, demonstrating process potential for situations where organic matter removal and nitrification are required. In phases I, III and IV nitrification did not occur satisfactorily. Regarding the operational control of the washing process, the interval required to carry out the washing process, according to the defined processes, was considerably extended, over 10 days, throughout all phases of the study, demonstrating a great solids retention capacity in the biofilter studied. Regarding the use of recirculation in phases III and IV, this operation did not demonstrate advantages in comparison with the phases without recirculation. Thus, in this work, it was possible to observe that the final effluent quality and the operational stability of the biological aerated filter filled with biocarriers reinforce the condition of this unit as a viable alternative to be considered in the design of domestic sewage treatment systems.

O principal objetivo desse trabalho foi desenvolver uma nova configuração de biofiltro aerado submerso utilizado no pós-tratamento do efluente de reator UASB, capaz de realizar nitrificação e desnitrificação em um único sistema. Em busca de bases operacionais dessa nova configuração, a pesquisa foi inicialmente conduzida com três reatores seqüenciais. Esses reatores foram dispostos nas seqüências I e II, respectivamente. Os resultados obtidos com esses sistemas seqüenciais levaram a concepção do projeto da nova configuração do biofiltro proposto (BF definitivo). Os resultados da seqüência I mostraram alto potencial para conversão de nitrogênio amoniacal e total, e também alta eficiência na remoção da matéria orgânica carbonácea. Esse sistema, porém, não apresentou potencial para desnitrificação. Na seqüência II foi realizada recirculação entre dois reatores do sistema (anóxico e aeróbio) para aumento de tal potencial. O maior potencial de desnitrificação, nessa seqüência, foi observado para razão de recirculação, Rc, igual a 2,65 e com o uso de 40%, em volume, de esgoto sanitário bruto como fonte de carbono. Sob essas condições operacionais, para concentração média afluente ao sistema igual a 33,74 mg de \'N-\'NH IND.3\'/L as concentrações efluentes médias de \'N-NH IND.3\', \'N-NO IND.2\'POT.-\' e \'N-NO IND.3\'POT.-\' foram, respectivamente, iguais a 0,16, 0,0026 e 9,72 mg/L. Os resultados do BF definitivo mostraram que a nova configuração proposta é viável como unidade de pós-tratamento de efluente de reator UASB, promovendo nitrificação e desnitrificação em um único sistema, além de alta eficiência de remoção da matéria orgânica. Em todas as fases dessa pesquisa, praticamente, todos os resultados obtidos atenderam ao padrão de lançamento de nitrogênio amoniacal estabelecido pela legislação ambiental. / The main objective of this work was developing a new configuration of submerged aerated biofilter used in UASB reactor post-treatment, with nitrification and denitrification in a single system. Searching operational bases of this new configuration, this research was initially driven by three sequential reactors. These reactors were arranged in the sequences I and II, respectively. The results obtained with these sequential systems took the conception of the project of the new configuration of the proposed biofilter (definitive BF). The results of the sequence I showed high ammoniacal and total nitrogen conversion potential, and also high carbonaceous organic matter removal efficiency. This system, however, not presented potential for denitrification. In the sequence II recirculation between two reactors (anoxic and aerated) of the system was made for such potential increasing. The higher denitrification potential, in this sequence, was observed with recirculation reason, Rc, equal to 2,65 and using 40%, in volume, of raw sanitary sewage as carbon source. Under these operational conditions, for average affluent concentration of 33,74 mg of \'N-NH IND.3\'/L the average effluent concentrations of \'N-NH IND.3\', \'N-NO IND.2\'POT.-\' e \'N-NO IND.3\'POT.-\' were, respectively, equal to 0,16, 0,0026 and 9,72 mg/L. The results of the definitive BF showed that the new proposed configuration is feasible as effluent UASB post-treatment unity, with nitrification and denitrification in a single system, besides high organic matter removal efficiency. Practically in all the phases of this research, all the results obtained attended to the launch standard of ammoniacal nitrogen established by the environmental legislation.

O pós-tratamento apresenta-se como uma forma de adequar o efluente de reatores anaeróbios aos requisitos da legislação ambiental e propiciar a proteção dos corpos receptores. O trabalho foi desenvolvido com a finalidade de avaliar a viabilidade técnica da utilização do processo de ozonização quando aplicado a um sistema combinado composto por reator UASB seguido por biofiltro aerado submerso. No sistema foi avaliada a operação de quatro biofiltros, dois com carvão ativado e dois com anéis de polietileno. Para verificar a influência da oxidação com ozônio na biodegrabilidade somente um dos biofiltros preenchidos por cada material suporte recebeu efluente ozonizado. Os menores valores de concentração de DQO foram encontrados nos filtros preenchidos com carvão ativado granular, com valores de até 14,00 mg/L, para os dois tipos de afluentes, ozonizado e não-ozonizado. Contudo, considerando eficiência de remoção de DQO para todo período de operação os biofiltros preenchidos com anéis de polietileno se mostraram mais eficazes, com eficiência de até 80%. Os resultados evidenciaram a ocorrência de nitrificação em todos os sistemas, uma vez que houve consumo de NTK e de alcalinidade, com queda de pH; produção de nitrato. / The post-treatment is presented as an alternative to adjust the effluent of anaerobic reactors to the requirements of the brazilian environmental legislation. The work was developed with the purpose to evaluate the viability of the use of the ozonization process when applied to a system composed by a reactor UASB followed by submerged aerated biofilter. In the system the operation of four biofilters was evaluated, two fillet with granular activated carbon (GAC) and two with polyethylene rings. To check the influence of the oxidation with ozone in biodegradability, only one of the biofilter with each support material received ozonized effluent. The lowest values of DQO concentration had been found in the filters with GAC, with values of up to 14,00 mg/L, for the two types, ozonized and not-ozonized. However, considering the DQO removal efficiency for all operation periods the biofilters with polyethylene rings were more efficient, with efficiency of up to 80%. The results had evidenced the occurrence of nitrification in all the systems, a time that had NTK and alkalinity consumption, with fall of pH and nitrate production.

Esta pesquisa propôs o desenvolvimento de um sistema de biofiltros submersos, modificados com base na configuração de filtros de pedra, visando o pós-tratamento do efluente de lagoas de estabilização, inicialmente para a remoção de algas. A modificação consiste na variação das alturas da camada filtrante e na colocação de tampa na superfície do BS, evitando o acesso da luz. O esgoto tratado captado na lagoa de maturação foi feito em duas profundidades – a 60 cm de profundidade da superfície da lagoa (denominada zona superficial) e a 180 cm de profundidade da superfície da lagoa (denominada zona intermediárias). O experimento foi composto por 8 BS sendo 4 BS alimentados pelo esgoto captado na zona superficial (60 cm) e outros 4 BS alimentados pela esgoto captado na zona intermediária (180 cm). Foi utilizado, como recheio dos biofiltros submersos, pedra brita nº 3, nas seguintes alturas de camada filtrante: 50 cm, 100 cm, 150 cm e 200 cm, tendo por objetivo avaliar a influência deste fator sobre a eficiência de remoção de algas mediante análise de Clorofila a, e outras 16 variáveis de qualidade associadas neste estudo. Concluiu-se que a extração a partir da zona superficial da lagoa de maturação, e uma profundidade de leito entre 150 cm e 200 cm, foram os parâmetros operacionais que levaram a um melhor desempenho global dos biofiltros submersos modificados, e mais especificamente quanto às seguintes variáveis: Clorofila a, DQO (Demanda Química de Oxigênio), DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) e sólidos totais. / This research proposed the development of a submerged bio filters system, modified based in rock filters configuration, aiming the post treatment of the effluent of stabilization lagoons, for algae removal first. The modification consists invariance of the heights of the filter layer and the cover placed on the surface of the BS, preventing access of light. The treated sewage captured in the maturation lagoon was made at two depths – at 60cm depth of the lagoon surface (called superficial zone) and at 180cm depth of the lagoon surface (called intermediary zone). The experiment consisted of 8 BS, with 4 BS being fed by sewage captured in the superficial zone (60 cm) and other 4 BS fed by sewage captured in the intermediary zone (180 cm). It was used, as a stuff of submerged biofilters, rock number three, at the following heights of filtering layers: 50 cm, 100 cm, 150 cm e 200 cm, aiming to evaluate the influence of this factor over algae removal efficiency towards chlorophyll a, and other 16 quality variables associated in this study. It was concluded that the collecting from superficial zone of the maturation lagoon, and a layer depth between 150 cm e 200 cm, were the operational parameters that lead to a better overall performance of modified submerged biofilters, and more particularly to the following variables: Chlorophyll a, COD (Chemical Oxygen Demand), BOD (Biochemical Oxygen Demand) and total solids.

A falta de água potável é um agravo que atinge populações em nível mundial e nacional e as pequenas comunidades isoladas são as que estão mais suscetíveis à essa vulnerabilidade. Essas localidades demandam soluções descentralizadas, como o filtro lento domiciliar (FLD). Nesse contexto, nesta tese propõe-se a construção de FLD com materiais de PVC, de fácil aquisição e montagem simples. Na Fase 1 do trabalho, compararam-se FLDs com regime de fluxo intermitente, com (FI) e sem (FIS) controle do nível da água por boia; e contínuo, com (FC) e sem (FCS) boia, tratando mistura de água subterrânea com caulinita. Analisaram-se turbidez remanescente, redução de Escherichia coli, tempo de amadurecimento e duração das carreiras de filtração para investigar o efeito da boia nos dois regimes. Na Fase 2, estudou-se a aceleração do amadurecimento nos dois regimes, usando como acelerador o pó de cacto Opuntia cochenillifera, tratando água natural. Compararam-se unidades intermitentes com (FIA) e sem (FI) acelerador, e unidades contínuas com (FCA) e sem (FC) acelerador. Nessa fase consideraram-se também a redução de coliformes totais, consumo de oxigênio dissolvido e remoção de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium além das variáveis consideradas na Fase 1. Nas duas fases estudaram-se as correlações de variáveis operacionais (taxa de filtração, perda de carga dividida por espessura de meio filtrante, tempo de operação, tempo após a manutenção) com eficiências para redução de bactérias e turbidez remanescente. O custo dos FLDs em PVC foi estimado em cerca de R$ 420,00. Os resultados indicaram que na Fase 1, FI demonstrou maiores carreiras de filtração que FIS, sem diferenças para as outras variáveis. FC apresentou turbidez remanescente média menor que FCS (1,24 ± 0,91 versus 1,90 ± 1,36 NTU). Na Fase 2, FIA apresentou melhor eficiência para redução de E. coli (2,32 ± 0,79 versus 1,936 ± 0,61 log) e menor turbidez remanescente média que FI, entre os contínuos, não houve diferença de eficiências (p.e. 2,51 ± 0,60 e 2,60 ± 0,56 log de E. coli), no entanto, FCA apresentou carreiras de filtração mais curtas que FC (33 ± 13 versus 60 ± 14 dias). A variável perda de carga nos primeiros 2 cm foi a com maior correlação com a redução de bactérias na Fase 1, enquanto que na Fase 2, a redução de bactérias se correlacionou melhor com turbidez remanescente. No estudo sobre de remoção de (oo)cistos de protozoários, 92% de 30 amostras não apresentaram os parasitos, no entanto, em duas amostras detectaram-se a presença de um oocisto de Cryptosporidium. Apesar de elevadas reduções de bactérias por FLDs, não houve amostras filtradas com ausência de coliformes, para tanto, fizeram-se testes com hipoclorito de sódio, que resultaram ausência de bactérias na água tratada. O controle por boia prolongou a carreira de filtração no regime intermitente e melhorou a turbidez filtrada no fluxo contínuo. O uso do acelerador de amadurecimento foi efetivo para eficiências dos FLDs apenas no fluxo intermitente. Dentre os modelos estudados, o FC apresentou melhores resultados em termos de eficiência e duração das carreiras de filtração. / The lack of drinking water is an aggravation affecting populations at the global and national levels and the small and isolated communities are the most susceptible to this vulnerability. These locations require decentralized solutions, such as the household slow sand filter (HSSF). In this context, in the present thesis is proposed the construction of a HSSF with PVC materials, of easy acquisition and simple assemble. In Phase 1 of the study, it was compared HSSFs with intermittent flow regime, with (FI) and without (FIS) water level control by float; and continuous, with (FC) and without (FCS) float, treating groundwater with kaolinite. Remaining turbidity, Escherichia coli reduction, ripening time and filtration run times were investigated to explore the effect of the float in the two regimes. In Phase 2 the acceleration of ripening was studied in both regimes, using as accelerator Opuntia cochenillifera cactus powder, treating natural water. Intermittent units were compared with (FIA) and without (FI) accelerator, and continuous units with (FCA) and without (FC) accelerator. In this phase, the reduction of total coliforms, dissolved oxygen consumption and removal of Giardia cysts and Cryptosporidium oocysts in addition to the variables considered in Phase 1 were also studied. In the two phases it was studied the correlation of operational variables (filtration rate, head loss divided by filter media thickness, time of operation, time after maintenance) with efficiencies for bacterial reduction and remaining turbidity. The cost of FLDs in PVC was estimated at around R$ 420.00. The results indicated that in Phase 1, FI had larger filtration runs than FIS, with no differences for the other variables. FC had turbidity remaining mean lower than FCS (1.24 ± 0.91 versus 1.90 ± 1.36 NTU). In Phase 2, FIA had a better efficiency to reduce E. coli (2.32 ± 0.79 versus 1.936 ± 0.61 log) and lower average remaining turbidity than FI, there were no differences in efficiencies (e.g. 2, 51 ± 0.60 and 2.60 ± 0.56 log of E. coli), however, FCA had shorter filtration runs than FC (33 ± 13 versus 60 ± 14 days). The variable head loss in the first 2 cm was the one with the highest correlation with E. coli reductions in Phase 1, while in Phase 2, the bacterial reduction correlated better with remaining turbidity. In the study on the removal of protozoa (oo)cysts, 92% of 30 samples did not present the parasites, however, in two samples the presence of a Cryptosporidium oocyst was detected. Despite high bacterial reductions by HSSFs, there were no filtered samples with absence of coliforms; therefore, sodium hypochlorite tests were performed, which resulted in no bacteria in the treated water. The float control extended the filtration run in the intermittent regime and improved the turbidity filtered in the continuous stream. The use of the ripening accelerator was effective for FLD efficiencies only in the intermittent flow. Between the studied models of filters, FC was the one with the better results of efficiencies and duration of filters run.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2017-02-09T13:18:22Z No. of bitstreams: 1 Cybelle Pereira de Freitas Augusto.pdf: 260202 bytes, checksum: 9a7a4293ac15de6abd863a11cc2c2b0d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T13:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cybelle Pereira de Freitas Augusto.pdf: 260202 bytes, checksum: 9a7a4293ac15de6abd863a11cc2c2b0d (MD5) Previous issue date: 2004-07-09 / The bivalve mollusks are filter feeders that have been used as natural biofilter with the purpose of minimizing the excess of nutritious coming of the liberation of effluent’s of the sea shrimp culture, considering that such a nutrients ones can cause serious problems to the aquatic environment. The native oyster Crassostrea rhizophorae has been used as natural biofilter in cultivations of sea shrimps. The present work, used the native oyster C. rhizophorae as natural biofilter, has the purpose to verify the efficiency of C. rhizophorae in the reduction of the tenors of Ammonia, Nitrite, Nitrate, Orthophosphate and Chlorophyll the one of the effluent’s in the cultivation of shrimps sea the (10, 20 and 30) meters of distance of the beds in relation to the drainage of effluent’s of the shrimp culture. The experiment was accomplished in the period of March to December of 2003, in the farm of sea shrimp (New Field), in the Municipal district of (Rio Formoso), coast South of Pernambuco. They were certain the tenors of nutrients through the collection of samples of water in three points of the farm: in the channel of provisioning-AB, nursery 1 (V1), drainage-D and (bed I, II and III, respectively. These were analyzed at the Laboratory of Limnology of the Department of Fishing of Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE. The maximum and minimum value registered for Ammonia corresponded to 113.267 and 0.000μg/L; for Nitrate 41.055μg/L and 0.008μg/L; for Nitrite 3.435μg/L and 0.297μg/L; for Orthophosphate 104.411μg/L and 1.339μg/L and for Chlorophyll to 105.035μg/L and 1.860μg/L respectively. The experiment randomic was used entirely, being the treatments represented by three different distances of the beds in relation to drainage floodgate the (10m, 20m and 30m), with densities of stock of 1500 semen/cam. Theused statistical analysis was the one of analysis of simple variance (ANOVA), associated to the test of grouping of averages (Test of Tukey) being this applied to the analyses of compositions nitrogen and Chlorophyll-a. With base in the results is possible to affirm that the native oyster reduces the chlorophyll tenors the, and the orthophosphate. / Os moluscos bivalves são organismos filtradores que vem sendo utilizados como biofiltro natural com a finalidade de minimizar o excesso de nutrientes provenientes da liberação de efluentes da carcinicultura marinha, considerando que tais nutrientes podem causar sérios problemas ao ambiente. A ostra nativa Crassostrea rhizophorae vem sendo empregada como biofiltro natural em cultivos de camarões marinhos. O presente trabalho, utilizou a ostra nativa C. rhizophorae como biofiltro natural, tendo como objetivo verificar a eficiência da C. rhizophorae na redução dos teores de Amônia, Nitrito, Nitrato, Ortofosfato e Clorofila a dos efluentes no cultivo de camarões marinho a (10, 20 e 30) metros de distância das camas em relação à drenagem de efluentes da carcinicultura. O experimento foi realizado no período de março a dezembro de 2003, na fazenda de camarão marinho (Campo Novo), no município de Rio Formoso, litoral Sul de Pernambuco. Foram determinados os teores de nutrientes através da coleta de amostras de água em três pontos da fazenda: no canal de abastecimento-AB, viveiro 1 (V1), drenagem-D e (cama I, II e III, respectivamente. Estas foram analisadas no Laboratório de Limnologia do Departamento de Pesca da UFRPE). O valor máximo e mínimo registrado para Amônia correspondeu a 113,267 e 0,0μg/L; para Nitrato 41,055μg/L e 0,008μg/L; para Nitrito 3,435μg/L e 0,297μg/L; para Ortofosfato 104,411μg/L e 1,339μg/L e para Clorofila a 105,035μg/L e 1,860μg/L respectivamente. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, sendo os tratamentos representados por três diferentes distâncias das camas em relação a comporta de drenagem a (10m, 20m e 30m), com densidades de estocagem de 1500sementes/cama. A análise estatística utilizada foi a de análise de variância simples (ANOVA), associado ao teste de agrupamento de médias (Teste de Tukey) sendo esta aplicada às análises de compostos nitrogenados e Clorofila a. Com base nos resultados é possível afirma que a ostra nativa reduz os teores de clorofila a, e esta o ortofosfato.

Esta pesquisa propôs o desenvolvimento de um sistema de biofiltros submersos, modificados com base na configuração de filtros de pedra, visando o pós-tratamento do efluente de lagoas de estabilização, inicialmente para a remoção de algas. A modificação consiste na variação das alturas da camada filtrante e na colocação de tampa na superfície do BS, evitando o acesso da luz. O esgoto tratado captado na lagoa de maturação foi feito em duas profundidades – a 60 cm de profundidade da superfície da lagoa (denominada zona superficial) e a 180 cm de profundidade da superfície da lagoa (denominada zona intermediárias). O experimento foi composto por 8 BS sendo 4 BS alimentados pelo esgoto captado na zona superficial (60 cm) e outros 4 BS alimentados pela esgoto captado na zona intermediária (180 cm). Foi utilizado, como recheio dos biofiltros submersos, pedra brita nº 3, nas seguintes alturas de camada filtrante: 50 cm, 100 cm, 150 cm e 200 cm, tendo por objetivo avaliar a influência deste fator sobre a eficiência de remoção de algas mediante análise de Clorofila a, e outras 16 variáveis de qualidade associadas neste estudo. Concluiu-se que a extração a partir da zona superficial da lagoa de maturação, e uma profundidade de leito entre 150 cm e 200 cm, foram os parâmetros operacionais que levaram a um melhor desempenho global dos biofiltros submersos modificados, e mais especificamente quanto às seguintes variáveis: Clorofila a, DQO (Demanda Química de Oxigênio), DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) e sólidos totais. / This research proposed the development of a submerged bio filters system, modified based in rock filters configuration, aiming the post treatment of the effluent of stabilization lagoons, for algae removal first. The modification consists invariance of the heights of the filter layer and the cover placed on the surface of the BS, preventing access of light. The treated sewage captured in the maturation lagoon was made at two depths – at 60cm depth of the lagoon surface (called superficial zone) and at 180cm depth of the lagoon surface (called intermediary zone). The experiment consisted of 8 BS, with 4 BS being fed by sewage captured in the superficial zone (60 cm) and other 4 BS fed by sewage captured in the intermediary zone (180 cm). It was used, as a stuff of submerged biofilters, rock number three, at the following heights of filtering layers: 50 cm, 100 cm, 150 cm e 200 cm, aiming to evaluate the influence of this factor over algae removal efficiency towards chlorophyll a, and other 16 quality variables associated in this study. It was concluded that the collecting from superficial zone of the maturation lagoon, and a layer depth between 150 cm e 200 cm, were the operational parameters that lead to a better overall performance of modified submerged biofilters, and more particularly to the following variables: Chlorophyll a, COD (Chemical Oxygen Demand), BOD (Biochemical Oxygen Demand) and total solids.

A falta de água potável é um agravo que atinge populações em nível mundial e nacional e as pequenas comunidades isoladas são as que estão mais suscetíveis à essa vulnerabilidade. Essas localidades demandam soluções descentralizadas, como o filtro lento domiciliar (FLD). Nesse contexto, nesta tese propõe-se a construção de FLD com materiais de PVC, de fácil aquisição e montagem simples. Na Fase 1 do trabalho, compararam-se FLDs com regime de fluxo intermitente, com (FI) e sem (FIS) controle do nível da água por boia; e contínuo, com (FC) e sem (FCS) boia, tratando mistura de água subterrânea com caulinita. Analisaram-se turbidez remanescente, redução de Escherichia coli, tempo de amadurecimento e duração das carreiras de filtração para investigar o efeito da boia nos dois regimes. Na Fase 2, estudou-se a aceleração do amadurecimento nos dois regimes, usando como acelerador o pó de cacto Opuntia cochenillifera, tratando água natural. Compararam-se unidades intermitentes com (FIA) e sem (FI) acelerador, e unidades contínuas com (FCA) e sem (FC) acelerador. Nessa fase consideraram-se também a redução de coliformes totais, consumo de oxigênio dissolvido e remoção de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium além das variáveis consideradas na Fase 1. Nas duas fases estudaram-se as correlações de variáveis operacionais (taxa de filtração, perda de carga dividida por espessura de meio filtrante, tempo de operação, tempo após a manutenção) com eficiências para redução de bactérias e turbidez remanescente. O custo dos FLDs em PVC foi estimado em cerca de R$ 420,00. Os resultados indicaram que na Fase 1, FI demonstrou maiores carreiras de filtração que FIS, sem diferenças para as outras variáveis. FC apresentou turbidez remanescente média menor que FCS (1,24 ± 0,91 versus 1,90 ± 1,36 NTU). Na Fase 2, FIA apresentou melhor eficiência para redução de E. coli (2,32 ± 0,79 versus 1,936 ± 0,61 log) e menor turbidez remanescente média que FI, entre os contínuos, não houve diferença de eficiências (p.e. 2,51 ± 0,60 e 2,60 ± 0,56 log de E. coli), no entanto, FCA apresentou carreiras de filtração mais curtas que FC (33 ± 13 versus 60 ± 14 dias). A variável perda de carga nos primeiros 2 cm foi a com maior correlação com a redução de bactérias na Fase 1, enquanto que na Fase 2, a redução de bactérias se correlacionou melhor com turbidez remanescente. No estudo sobre de remoção de (oo)cistos de protozoários, 92% de 30 amostras não apresentaram os parasitos, no entanto, em duas amostras detectaram-se a presença de um oocisto de Cryptosporidium. Apesar de elevadas reduções de bactérias por FLDs, não houve amostras filtradas com ausência de coliformes, para tanto, fizeram-se testes com hipoclorito de sódio, que resultaram ausência de bactérias na água tratada. O controle por boia prolongou a carreira de filtração no regime intermitente e melhorou a turbidez filtrada no fluxo contínuo. O uso do acelerador de amadurecimento foi efetivo para eficiências dos FLDs apenas no fluxo intermitente. Dentre os modelos estudados, o FC apresentou melhores resultados em termos de eficiência e duração das carreiras de filtração. / The lack of drinking water is an aggravation affecting populations at the global and national levels and the small and isolated communities are the most susceptible to this vulnerability. These locations require decentralized solutions, such as the household slow sand filter (HSSF). In this context, in the present thesis is proposed the construction of a HSSF with PVC materials, of easy acquisition and simple assemble. In Phase 1 of the study, it was compared HSSFs with intermittent flow regime, with (FI) and without (FIS) water level control by float; and continuous, with (FC) and without (FCS) float, treating groundwater with kaolinite. Remaining turbidity, Escherichia coli reduction, ripening time and filtration run times were investigated to explore the effect of the float in the two regimes. In Phase 2 the acceleration of ripening was studied in both regimes, using as accelerator Opuntia cochenillifera cactus powder, treating natural water. Intermittent units were compared with (FIA) and without (FI) accelerator, and continuous units with (FCA) and without (FC) accelerator. In this phase, the reduction of total coliforms, dissolved oxygen consumption and removal of Giardia cysts and Cryptosporidium oocysts in addition to the variables considered in Phase 1 were also studied. In the two phases it was studied the correlation of operational variables (filtration rate, head loss divided by filter media thickness, time of operation, time after maintenance) with efficiencies for bacterial reduction and remaining turbidity. The cost of FLDs in PVC was estimated at around R$ 420.00. The results indicated that in Phase 1, FI had larger filtration runs than FIS, with no differences for the other variables. FC had turbidity remaining mean lower than FCS (1.24 ± 0.91 versus 1.90 ± 1.36 NTU). In Phase 2, FIA had a better efficiency to reduce E. coli (2.32 ± 0.79 versus 1.936 ± 0.61 log) and lower average remaining turbidity than FI, there were no differences in efficiencies (e.g. 2, 51 ± 0.60 and 2.60 ± 0.56 log of E. coli), however, FCA had shorter filtration runs than FC (33 ± 13 versus 60 ± 14 days). The variable head loss in the first 2 cm was the one with the highest correlation with E. coli reductions in Phase 1, while in Phase 2, the bacterial reduction correlated better with remaining turbidity. In the study on the removal of protozoa (oo)cysts, 92% of 30 samples did not present the parasites, however, in two samples the presence of a Cryptosporidium oocyst was detected. Despite high bacterial reductions by HSSFs, there were no filtered samples with absence of coliforms; therefore, sodium hypochlorite tests were performed, which resulted in no bacteria in the treated water. The float control extended the filtration run in the intermittent regime and improved the turbidity filtered in the continuous stream. The use of the ripening accelerator was effective for FLD efficiencies only in the intermittent flow. Between the studied models of filters, FC was the one with the better results of efficiencies and duration of filters run.

The activity of creation of aquatic organisms in the country is hopeful and caring for the environment provide the best quality production. The objective this study was to evaluate water quality in supply channels with cultured tambaqui (Colossoma macropomum). We used a supply channel 35 meters long, which has a trapezoidal shape, cut with wire mesh and PVC coated zinc. Two studies, the initial experiment determined the rates of stocking density on tambaqui culture system (duration of 40 days), then the characterization of the effluent arising from the cultivation of tambaqui in channels using biofilters containing E. crassipes lasting 60 days. In both experiments, were monitored physico-chemical water. In the first experiment, the analysis performed by an ANOVA and Tukey test (p <0.05) showed that water quality in the supply channels were not influenced by planting densities, so little tangible changes have occurred in the parameters of fish in different treatments of the study. While the second experiment fori significant differences (p <0.05) between ammonia, alkalinity and hardness of the effluent treatment systems of the two, however it was proven the efficiency of water hyacinth in the removal of nutrients such as phosphorus, which recommended the its use in farming systems. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / A atividade de criação de organismos aquáticos é bastante promissora e necessita de certos cuidados a fim de produzir alimento de melhor qualidade, com menor custo e em áreas onde se emprega as boas práticas de manejo. Com o intuito de diminuir as lacunas existentes entre o setor produtivo do pescado em relação ao meio de cultivo ambientalmente sustentável, o presente trabalho tratou de avaliar e proporcionar uma melhor qualidade de água em canais de abastecimento com cultivo de tambaqui (Colossoma macropomum). Inicialmente foi utilizado um canal com 35 metros de extensão, que apresenta um formato trapezoidal, seccionado com telas de arame revestido por zinco e PVC. Os estudos foram conduzidos em duas etapas; o experimento inicial determinou as taxas de densidade de estocagem do tambaqui com duração de 40 dias. Em etapa posterior, foi testada a inclusão de biofiltros contendo E. crassipes com intuito de caracterizar o efluente decorrente do cultivo, este último com duração de 60 dias. Em ambos experimentos, foram monitoradas as variáveis físico-química da água. No primeiro experimento as análises realizadas por meio de uma ANOVA e teste de Tukey (p<0,05) comprovaram que a qualidade de água nos canais de abastecimento não foram influenciadas pelas densidades de cultivo, tão pouco ocorreram mudanças nos parâmetros corpóreos dos peixes nos diferentes tratamentos do estudo. Enquanto que o segundo experimento foi constatadas diferenças significativas (p<0,05) entre a amônia, alcalinidade e dureza do efluente dos dois sistemas de tratamento, contudo foi comprovado a eficiência do aguapé na remoção de nutrientes como o fósforo, sendo recomendado, o seu uso em sistemas de criação.