Este trabalho teve como finalidade a avaliação da viabilidade técnica e econômica da utilização do processo de ozonização seguido de biofiltro aerado submerso, para melhoria da qualidade de efluente de reator anaeróbio compartimentado, para atender a legislação ambiental no que se refere ao padrão de emissão e para o reúso. A pesquisa foi dividida em três etapas. Na primeira etapa avaliou-se a concentração de ozônio aplicada e o seu tempo de contato através de um planejamento experimental, composto por planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta. Na segunda etapa realizou-se ensaios de isotermas utilizados como critério de escolha para o tipo de carvão ativado granular utilizado como meio suporte do biofiltro aerado submerso. Na terceira etapa operou-se o sistema de pós-tratamento composto por ozônio - biofiltro aerado submerso para avaliação de sua eficiência e comparação com os padrões e critérios de reúso. Na primeira etapa foram encontradas duas condições de maior eficiência para dosagens de 10 mg O3/L em 30 minutos e 30 mg O3/L em 10 minutos. A segunda etapa ficou prejudicada em função do efluente ozonizado ter floculado, com isso interferindo no ensaio de isoterma. Na terceira etapa foram construídos dois biofiltros aerados submersos, um com meio suporte de carvão ativado granular e outro com cubos de espuma de poliuretano. Os dois BFs apresentaram efluente com excelente qualidade final. O BFs com meio suporte de CAG demonstrou ser o mais eficiente entre os dois, teve estabilização mais rápida e produziu efluente final com DQO da ordem de 14,3 mg/L e SST de 6,8 mg/L. O custo do pós-tratamento ficou em torno de R$ 0,25 por metro cúbico para população de 10.000 habitantes e de R$ 0,16 para população de 200.000 habitantes, demonstrando com isso que é um processo viável técnica e economicamente. O reúso agrícola torna-se interessante, visto que, o efluente final apresenta fósforo e nitrato que podem ser consumidos pelas plantas. / This work had as purpose the assessment of the technical and economical viability of ozonization process\' use followed by submerged aerated biofilter, for improvement of the quality of effluent of anaerobic baffed reactor, to attend the environmental legislation in what it refers to the emission pattern and reuse guidelines. The research was divided in three faces. In the first face it was evaluated the concentration of ozone applied and its time of contact through a factorial planning and response surface methodology. In the second face, tests of isotherms were made as choice criterion for the type of granulate activated carbon used as material support of the submerged aerated biofilter. In the third face the post-treatment system composed by ozone - submerged aerated biofilter was operated for assessment of your performance and a comparison with the patterns and reuse criteria. In the first face two conductions of greater performance were found: one with 10 mg O3/L and 30 min and other with 30 mg O3/L and 10 min. The second face was prejudiced in function of the effluent ozonizated to have floculated, with that interfering in the isotherm test. In the third faces two submerged aerated biofilters were built, one with granulate activated carbon and other with polyurethane foam as material supports. The BFs presented effluent with excellent final quality. The BFs with GAC demonstrated to be the most efficient among the two, it had faster stabilization and it produced final effluent with COD of the order of 14,3 mg/L and TSS of 6,8 mg/L. The cost of the post-treatment was around in R$ 0,25 for cubic meter for 10.000 persons and R$ 0,16 for 200.000 persons, demonstrating viable technique and economically of process. The agricultural reuse becomes interesting, because the final effluent presents phosphorus and nitrate that can be consumed by the plants.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SdenaON.pdf: 498260 bytes, checksum: a0b396ee44112569b4bda63adc61df97 (MD5) Previous issue date: 2006-09-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Marine shrimp farming has grown exponentially during the last years in Brazil. In spite of the promising economical situation, this activity is facing an increasing criticism due to its environmental impact. Thus, the necessity of alternatives to mitigate environmental degradation caused by this activity. An alternative that is being studied is the policulture that is the integrated culture of two or more organisms, normally one of them a filtering organism. Among filtering organisms, macroalgae are very practicable because they are efficient in the removal of the exceeding nutrients of the water and do not leave residues in the water. Besides, the integrated culture with macroalgae allows the economical exploration of the seaweed (for the manufacture of jelly and jam, for the dairy industry, pharmaceuticals, etc.) along with possibility of a sustainable aquaculture. In the present experiment, the development of the seaweed Gracilaria birdiae, the influence and tolerance of this species to the environmental parameters, and its absorption efficiency in relation with the three kinds of macronutrients (NH4+, NO3- and PO4-3) found in the effluents of marine shrimp farming was studied. The experiment was divided in two parts: a laboratorial part and one part carried under natural conditions. The water used in the laboratory trial was collected in the shrimp ponds of Tecnar?o farm and distributed in aquaria containing 20 g of G. birdiae. In the field trial, 0.5 kg of G. birdiae was inserted in PVC cages cultivated in the farm. The results of the study showed a modest growth of G. birdiae, probably due to its low tolerance to highly eutrophicated environments. However, the removal of nutrients was very expressive. Ammonia was reduced in approximately 34 %. Ortho-phosphate showed a reduction of 93.5 %. The capacity of biofiltration of the NO3- by the macro algae was of 100 %, showing that G. birdiae is a seaweed-filtered with a high level of removal for this nutrient under laboratorial conditions. In spite of the low growth of the macro algae in the experiment, the results in relation to the removal of nutrients of the water was encouraging, suggesting that this species can be an efficient biofilter and thus, a strong candidate to be used in a sustainable aquaculture / A cria??o de camar?es marinhos no Brasil tem se expandido rapidamente nos ?ltimos anos. Apesar do cen?rio econ?mico promissor, a carcinicultura apresenta um quadro de insustentabilidade, o que faz da atividade impactante ao meio ambiente. Com isso, surge a necessidade de alternativas para mitigar poss?veis impactos gerado pela atividade. Uma alternativa que vem sendo bastante estudada ? o policultivo, isto ?, cultivo integrado entre dois ou mais organismos, normalmente entre eles um biofiltrador. Dos organismos biofiltradores, as macroalgas t?m se mostrado vi?veis, porque al?m de eficientes na remo??o de nutrientes em excesso na ?gua, elas n?o geram res?duos. Al?m do mais, o cultivo integrado com macroalgas permite tanto a explora??o econ?mica da alga (fabrica??o de gelatinas e gel?ias, na ind?stria de latic?nios, farmac?utica, etc.) como a possibilidade de uma aq?icultura sustent?vel. Com o intuito de observar o desenvolvimento da macroalga Gracilaria birdiae, a influ?ncia e toler?ncia da esp?cie aos par?metros ambientais e a efici?ncia biofiltradora da alga em rela??o aos tr?s tipos de macronutrientes (NH4+ , NO3- e PO4-3) nos efluentes de fazenda de camar?o marinho, foi realizado um experimento, o qual foi dividido em duas fases: uma em laborat?rio e outra em condi??es naturais. A ?gua utilizada para o experimento em laborat?rio foi coletada nos viveiros pertencentes a fazenda Tecnar?o e distribu?da em aqu?rios contendo 20 g de G. birdiae. No campo, 0,5 kg de G. birdiae foi inserido em gaiolas de PVC e cultivado no pr?prio viveiro da fazenda. Os resultados obtidos mostraram um crescimento modesto, provavelmente devido ? baixa toler?ncia da esp?cie a ambientes altamente eutrofizados. Contudo, a remo??o de nutrientes foi expressiva. A am?nia foi reduzida em aproximadamente 34 %. O ortofosfato apresentou uma redu??o de 93,5 %. A capacidade de biofiltra??o do NO3- pela macroalga foi de 100 %, indicando que a G. birdiae ? a alga-biofiltro que apresenta elevada taxa de remo??o deste nutriente em condi??es de laborat?rio. Apesar do baixo crescimento da macroalga nesse experimento, o resultado em rela??o ? remo??o de nutrientes na ?gua dos aqu?rios foi bastante animador, sugerindo que a esp?cie pode ser eficiente como biofiltro e uma forte candidata na utiliza??o da aq?icultura sustent?vel

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:58:46Z : No. of bitstreams: 1 pereira_els_me_ilha.pdf: 891055 bytes, checksum: 1f192c5619aab2493cb699997dee266a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os efluentes de curtume caracterizam-se por possuírem elevadas concentrações de compostos tóxicos, tais como: cromo, amônia, sulfatos e compostos orgânicos de baixa biodegradabilidade, por isso o tratamento desses efluentes é extremamente difícil. O presente trabalho tem como objetivo comparar a eficiência de tratamento de efluentes de curtume de duas linhas experimentais, em escala piloto, compostas por: reator UASB simplificado em forma de “Y” seguido de um Biofiltro Aerado Submerso (BF) e somente um BF, operadas simultaneamente, recebendo o mesmo efluente pré-tratado físico-quimicamente, por meio de um decantador de coluna e um floculador de manta de lodo. As linhas experimentais foram montadas junto à estação de tratamento de efluentes do curtume Fuga Couros Jales Ltda., na cidade de Jales-SP. O monitoramento das linhas de tratamento foi dividido em 4 etapas operacionais distintas: 1aetapa, a partida do sistema experimental, 2a etapa, adição do coagulante sulfato de alumino ferroso, 3a etapa, aumento da taxa de aeração nos BFs e 4a etapa, aumento do TDH nos reatores. Em cada etapa, foram analisados os seguintes parâmetros: alcalinidade total, acidez volátil, cromo total, DBObruta, DQObruta, fósforo total, nitrato e nitrito, nitrogênio total e amoniacal, oxigênio dissolvido, pH, sólidos, sulfato, sulfeto e temperatura. A eficiência média de remoção de DQO e DBO, na linha 1, foi de 66% e 73%, respectivamente. Na linha 2, a eficiência média de remoção de DQO foi de 47% e de DBO foi de 49%. A baixa eficiência de remoção de DQO, nas duas linhas, é devido as elevadas concentrações de sulfato afluentes ao tratamento biológico, resultando numa baixa relação DQO/SO4 2-, cerca de 1,2. Apesar da eficiência de remoção de DBO, na linha 1, estar próxima da porcentagem mínima estipulada na legislação estadual, cerca de 80%, o efluente das duas... / The tanning effluents are characterized for its have high concentrations of toxicity compounds, such as: chromium, ammonia, sulfates and organic compound of low biodegradability, the treatment for those effluents is extremely hard. The present work has as objective compared the tanning effluents treatment efficiency of two lines experimental devices on pilot scale, composed for: line 1 - simplified UASB reactor on “Y” form following the Submerged Aerated Biofilter (BF) and line 2, only the BF reactor were operated simultaneously, receiving the same effluent pre-treated by physic-chemical devices, through a column settler and a sludge blanket flocculator. The experimental devices were installed in the tanning effluents treatment plant of the Fuga Couros Jales Ltd., at the Jales-SP city of. The treatment lines was monitoring on four different operational steps: 1st.step, start-up of the experimental system, 2nd step, addition of the coagulant ferrous aluminum sulfate in the pre-treatment devices, 3rd step, increase of the aeration rate in BFs and 4th step, increase the reactors HDT. On each step, the following parameters were analyzed: total alkalinity, volatile acidity, total chrome, BOD, COD, total phosphorous, nitrate and nitrite, total nitrogen and ammonia, dissolved oxygen, pH, solids, sulfate, sulfide and temperature. The COD and BOD removal efficiency average, in the line 1, was 66% and 73%, respectively. In the line 2, the removal efficiency average of the COD was 47% and the BOD was 49%. This low removal efficiency of COD, at two lines, is due the high sulfate inlet concentrations to the biological treatment, that resulting in a low COD/SO4 2- rate, about 1.2. In spite of the removal BOD efficiency, at line 1, reach the minimum state legislation requisite, about 80%, the effluent of the two treatment lines doesn't attempt the effluents discharges patterns, established by the environmental legislation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarileideMA.pdf: 625410 bytes, checksum: 4571e21e5bf4561ee450806713d749af (MD5) Previous issue date: 2005-03-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In the last decade, biological purification of gaseous waste has become an important alternative to many conventional methods of exhaust air treatment. More recently, biofiltration has proved to be an effective and inexpensive method for the treatment of air contaminated with volatile organic compounds (VOCs). A biofilter consists in a reactor packed with a porous solid bed material, where the microorganisms are fixed. During the biofiltration process, polluted air is transported through the biofilter medium where the contaminant is degraded. Within the biofilm, the pollutants in the waste gases are energy and carbon sources for microbial metabolism and are transformed into CO2, water and biomass. The bed material should be characterized by satisfactory mechanical and physical properties as structure, void fraction, specific area and flow resistance. The aim of this research was the biofilter construction and study of the biological degradation of ethanol and toluene, as well as the modeling of the process. Luffa cylindrica is a brazilian fiber that was used as the filtering material of the present work. The parameters and conditions studied were: composition of nutrients solution; effect of microflorae strains, namely Pseudomanas putida and Rhodococcus rhodochrous; waste gas composition; air flow rate; and inlet load of VOCs. The biofilter operated in diffusion regime and the best results for remotion capacity were obtained when a microorganisms consortion of Pseudomanas putida and Rhodococcus rhodochrous,were used, with a gas flow rate of 1 m3.h-1 and molar ratio nitrogene/phosphore N/P=2 in the nutrients solution. The maximum remotion capacity for ethanol was around 90 g.m-3.h-1 and 50 g.m-3.h-1 to toluene. It was proved that toluene has inhibitory effect on the ethanol remotion When the two VOCs were present in the same waste gas, there was a decrease of 40% in ethanol remotion capacity. Luffa cylindrica does not present considerable pressure drop. Ottengraf and van Lith models were used to represent the results obtained for ethanol and toluene, respectively. The application of the transient model indicated a satisfactory approximation between the experimental results obtained for ethanol and toluene vapors biofiltration and the ones predicted it / Na ultima d?cada, a purifica??o biol?gica de rejeitos gasosos tem sido uma importante alternativa em detrimento dos m?todos convencionais de tratamento. Mais recentemente, a biofiltra??o tem se mostrado um m?todo efetivo e de baixo custo para tratamento de ar contaminado com compostos org?nicos vol?teis (COVs). O biofiltro ? um reator que possui um leito filtrante constitu?do por um material poroso, onde est?o fixados os microrganismos. Durante o processo de biofiltra??o, o ar polu?do ? transportado ao longo do leito onde o contaminante ? degradado. No biofilme, os poluentes presentes no efluente gasoso ser?o a fonte de carbono e energia para os microrganismos e ap?s serem metabolizados ser?o transformados em CO2, ?gua e biomassa. O leito filtrante deve ser caracterizado por propriedades f?sicas e mec?nicas como estrutura, fra??o de vazios, ?rea especifica e resist?ncia ao fluxo gasoso. O principal objetivo deste trabalho de pesquisa foi a constru??o de um biofiltro e o estudo da degrada??o do etanol e tolueno, bem como a modelagem do processo. Luffa cylindrica ? uma fibra bastante encontrada no nordeste do Brasil e foi utilizada no presente trabalho como leito filtrante. Os par?metros e condi??es estudos foram: composi??o da solu??o nutriente; efeito da esp?cie de microrganismos, denominadas Pseudomanas putida e Rhodococcus rhodochrous; composi??o do efluente gasoso; taxa de fluxo gasoso e carga de entrada do COV. O biofiltro operou em regime difusional, sendo os melhores resultados para a capacidade de remo??o foram obtidos quando utilizado o cons?rcio de microrganismos de Pseudomanas putida e de Rhodococcus rhodochrous, com uma vaz?o volum?trica de ar de 1 m3.h-1 e raz?o molar nitrog?nio/fosforo N/P=2 na solu??o nutriente. A m?xima capacidade de elimina??o foi de 90 g.m-3.h-1 para o etanol e 50 g.m-3.h-1 para o tolueno. Constatou-se que o tolueno tem efeito inibit?rio sobre a degrada??o do etanol, quando os dois VOCs est?o presentes no mesmo efluente, houve uma queda de 40% na remo??o do etanol. A Luffa cylindrica n?o apresentou grandes valores de perda de carga. Os modelos de Ottengraf e van Lith representaram bem os resultados obtidos para o etanol e tolueno, respectivamente. A aplica??o do modelo transiente evidenciou uma aproxima??o satisfat?ria entre os resultados experimentais obtidos para a biofiltra??o de vapores de etanol e tolueno e aqueles previstos pelo referido modelo

Orientador: Bruno Coraucci Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T23:41:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dominato_DanieleTonon_D.pdf: 5136145 bytes, checksum: bc4588de570931c9d0ab9bc99456069f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A escassez cada vez maior de água doce devido ao crescimento demográfico, a urbanização e, provavelmente, as mudanças climáticas, tem dado lugar ao uso crescente de águas residuárias na agricultura. Atualmente, essa prática é uma realidade, principalmente na região sudeste de São Paulo, onde os conflitos pelos usos múltiplos da água são constantes. Frente a essa situação, o objetivo desse trabalho foi avaliar o condicionamento de efluentes sanitários, de um sistema composto por filtros anaeróbios e pós-tratamento por filtros de areia (com espessura de 0,75 m) com altas taxas de aplicação diárias que variaram de 300 a 800 Lm-2, visando reúso agrícola e/ou para lançamento em corpos hídricos. Verificou-se uma remoção na concentração de matéria orgânica em termos de DQO, DBO e COD acima de 90 % no efluente dos filtros de areia em todas as taxas de aplicação estudadas. Os resultados apontam que o parâmetro limitador para a utilização de taxas de aplicação diárias superiores a 700 L m-2 foi a concentração de nitrogênio amoniacal produzido nos filtros de areia, superiores a 20 mg L-1, obrigando a implantação de um sistema de aeração superior. A dosagem de hipoclorito de cálcio empregada para adequar o efluente a legislação foi de 3,25 mg L-1 com um tempo de contato de 45 minutos e a classificação do efluente final para a utilização deste na agricultura foi C3S1, estando apto a ser utilizado com um grau moderado de restrição. Como os resultados foram satisfatórios, comprova-se que é possível a aplicação de maiores taxas hidráulicas nos leitos de areia / Abstract: Increasing scarcity of freshwater due to demographic growing, urbanization and, climate changing are the reason of increasing use of the wastewater in agriculture. Nowadays, this practice is a reality, mainly in São Paulo in the southeast areas, where the conflicts caused by multiples use of water are constant. Based on this situation, the aiming of this investigation was to evaluate wastewater conditioning, from a system composed by anaerobic filters and post - treated by sand filters (0,75m height) with high daily application rates which varied from 300 to 800 L m-2, agriculture reuses and/or discharging into receiving waters. An organic matter removing of 90% in terms of COD, BOD and DOC was observed in sand filters effluent in all application rates which were studied. Results have shown that the limitation parameter to use application rates over 700 L m-2 was the ammonium nitrogen concentration which are produced by sand filters and were over 20 mg L-1, forcing to implant a superior aeration system. Calcium hypochlorite dose, used to make the effluent appropriate according to the law, was 3,25 mg L-1 with a contact time of 45 minutes and the final effluent classification to use it in agriculture was C3S1, which is suitable to be used with a moderate degree of restriction. As the results were satisfactory, higher application hydraulic rates in sand filters are proved to be possible / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil

O principal objeto desta pesquisa foi aprimorar a eficiência de remoção de DQO, DBO, SST e conversão de nitrogênio amoniacal de biofiltro aeróbio submerso (BF), aplicado no pós-tratamento do efluente de um reator anaeróbio compartimentado (RAC). O BF, em escala piloto, foi construído em tubos de PVC, com 0,40 m de diâmetro externo e volume útil de 190,6 L. Para a imobilização celular foram utilizadas, como material suporte, matrizes cúbicas de espuma de poliuretano, em um período total de operação de 180 dias e tempos de detenção hidráulica de 6, 4 e 12 horas, respectivamente. O trabalho de investigação foi dividido em duas fases: na fase I o BF operou por 55 dias com TDH de 6 horas, para a transferência de OD para o sistema foi utilizado uma câmara de saturação não pressurizada; na fase II, o BF operou por 28 dias com TDH de 6 horas; por 30 dias com TDH de 4 horas e no período restante por 67 dias com TDH de 12 horas. Nessa fase a câmara de saturação foi inicialmente removida por não atender à demanda de OD necessária para manter condições aeróbias no interior do BF; foi injetado ar comprimido diretamente no sistema. Foram alcançadas eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST; na fase I 32,4%, 39,2% e 62% com concentrações médias no efluente bruto de 143,7 mg DQOb/L, 101,2 mg DBOb/L e 25,1 mg SST/L, respectivamente. Nessa fase, não foi detectada eficiência de conversão de nitrogênio amoniacal. Na fase II, operando com TDH de 6 horas, o BF alcançou eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST de 74%, 85% e 85% com concentrações médias no efluente bruto de 63 mg DQOb/L, 15 mg DBOb/L e 13 mg SST/L, respectivamente. Nesse período também não foi detectado processo de nitrificação. Para TDH de 4 horas, as eficiências média de remoção de DQOb, DBOb e SST foram 77%, 70% e 71%, com concentrações médias no efluente bruto de 57 mg DQOb/L, 27 mg DBOb/L e 17 mg SST/L, respectivamente. Durante esse período também não ocorreu conversão de nitrogênio amoniacal. Na fase final, em que o BF operou com TDH de 12 horas, foram encontradas eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST de 83%, 73% e 86% com concentrações médias no efluente bruto de 42 mg DQOb/L, 36 mg DBOb/L e 9 mg SST/L, respectivamente. Nesse período a eficiência média de conversão de nitrogênio amoniacal foi de 57,8% com concentração média de 10 mg N-amoniacal/L no efluente bruto. A espuma de poliuretano foi adequada para imobilização da biomassa aeróbia, porém, a lavagem do leito foi dificultada pela mesma devido à sua alta capacidade de absorção. A injeção direta de ar no sistema resultou em considerável aumento da eficiência, produzindo efluente bastante clarificado. / The main object of this research was the removal efficiency improvement of COD, BOD, TSS and ammonia nitrogen conversion in a Submerged Aerated Biofilter (BF), used in the effluent post-treatment of an Anaerobic Baffed reactor (ABR). The BF, was built in pilot scale by PVC tubes with 0,40 m of external diameter and useful volume of 190,6 L. Cubic matrices of polyurethane foam with were used as support for cellular immobilization in an operation period of 180 days with HDT of 6, 4 and 12 hours, respectively. The investigations period was shared in two phases: BF in the phase I operated for 55 days with HDT of 6 hours and the oxygen transferring was done using a chamber not pressured; BF in the phase II operated for 28 days with HDT of 6 hours, 30 days with HDT of 4 hours and on the rest of the investigation period (67 days) with HDT of 12 hours. In this phase the chamber was initially removed due to not attending the DO demand necessary to keep aerobic condition into the BF and, compressed air was directly injected at the system. The removal averages efficiencies of CODr, BODr and SST in the phase I were 32,4%, 39,2% and 62% with average concentrations in the raw effluent of 146 mg CODr/L, 101,2 mg BODr/L and 25,1 mg TSS/L, respectively. Ammonia nitrogen conversion efficiency wasn\'t detected in this. In the phase II, operating with HDT of 6 hours, BF reached averages efficiencies of CODr, BODr and SST of 74%, 85% and 85% with averages concentrations in the raw effluent of 63 mg CODr/L, 15 mg BODr/L and 13 mg TSS/L, respectively. Nitrification process wasn\'t detected in this period too. For HDT of 4 hours, the removal averages efficiencies of CODr, BODr and SST were 77%, 70% and 71% with average concentrations in the raw effluent of 57 mg CODr/L, 27 mg BODr/L and 17 mg TSS/L, respectively. During this period ammonia nitrogen conversion also not occurred. In the ending phase, where BF operated with HDT of 12 hours, removal averages efficiencies found of CODr, BODr and TSS were 83%, 73% and 86% with averages concentrations in the raw effluent of 42 mg CODr/L, 36 mg BODr/L and 9 mg TSS/L, respectively. In this period the ammonia nitrogen conversion medium efficiency was 57,8% with medium concentration in the raw effluent of 10 mg N-ammonia/L. The polyurethane foam was appropriated for aerobic biomass immobilization however the bed washing was harmed by the same one due to its high absorption capacity. The direct air injection into the system resulted in a considerable efficiency increase producing a sufficiently clearly effluent.

Este trabalho teve como finalidade a avaliação da viabilidade técnica e econômica da utilização do processo de ozonização seguido de biofiltro aerado submerso, para melhoria da qualidade de efluente de reator anaeróbio compartimentado, para atender a legislação ambiental no que se refere ao padrão de emissão e para o reúso. A pesquisa foi dividida em três etapas. Na primeira etapa avaliou-se a concentração de ozônio aplicada e o seu tempo de contato através de um planejamento experimental, composto por planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta. Na segunda etapa realizou-se ensaios de isotermas utilizados como critério de escolha para o tipo de carvão ativado granular utilizado como meio suporte do biofiltro aerado submerso. Na terceira etapa operou-se o sistema de pós-tratamento composto por ozônio - biofiltro aerado submerso para avaliação de sua eficiência e comparação com os padrões e critérios de reúso. Na primeira etapa foram encontradas duas condições de maior eficiência para dosagens de 10 mg O3/L em 30 minutos e 30 mg O3/L em 10 minutos. A segunda etapa ficou prejudicada em função do efluente ozonizado ter floculado, com isso interferindo no ensaio de isoterma. Na terceira etapa foram construídos dois biofiltros aerados submersos, um com meio suporte de carvão ativado granular e outro com cubos de espuma de poliuretano. Os dois BFs apresentaram efluente com excelente qualidade final. O BFs com meio suporte de CAG demonstrou ser o mais eficiente entre os dois, teve estabilização mais rápida e produziu efluente final com DQO da ordem de 14,3 mg/L e SST de 6,8 mg/L. O custo do pós-tratamento ficou em torno de R$ 0,25 por metro cúbico para população de 10.000 habitantes e de R$ 0,16 para população de 200.000 habitantes, demonstrando com isso que é um processo viável técnica e economicamente. O reúso agrícola torna-se interessante, visto que, o efluente final apresenta fósforo e nitrato que podem ser consumidos pelas plantas. / This work had as purpose the assessment of the technical and economical viability of ozonization process\' use followed by submerged aerated biofilter, for improvement of the quality of effluent of anaerobic baffed reactor, to attend the environmental legislation in what it refers to the emission pattern and reuse guidelines. The research was divided in three faces. In the first face it was evaluated the concentration of ozone applied and its time of contact through a factorial planning and response surface methodology. In the second face, tests of isotherms were made as choice criterion for the type of granulate activated carbon used as material support of the submerged aerated biofilter. In the third face the post-treatment system composed by ozone - submerged aerated biofilter was operated for assessment of your performance and a comparison with the patterns and reuse criteria. In the first face two conductions of greater performance were found: one with 10 mg O3/L and 30 min and other with 30 mg O3/L and 10 min. The second face was prejudiced in function of the effluent ozonizated to have floculated, with that interfering in the isotherm test. In the third faces two submerged aerated biofilters were built, one with granulate activated carbon and other with polyurethane foam as material supports. The BFs presented effluent with excellent final quality. The BFs with GAC demonstrated to be the most efficient among the two, it had faster stabilization and it produced final effluent with COD of the order of 14,3 mg/L and TSS of 6,8 mg/L. The cost of the post-treatment was around in R$ 0,25 for cubic meter for 10.000 persons and R$ 0,16 for 200.000 persons, demonstrating viable technique and economically of process. The agricultural reuse becomes interesting, because the final effluent presents phosphorus and nitrate that can be consumed by the plants.

Nesta pesquisa, estudou-se a aplicação do biofiltro aerado submerso (BF) para pós-tratamento de esgoto sanitário tratado em reator anaeróbio compartimentado (ABR), visando adequar o efluente aos padrões estabelecidos pela legislação ambiental. A pesquisa foi dividida em duas etapas experimentais diferenciadas, principalmente, pela escala do biofiltro. Na primeira etapa, foi utilizado um biofiltro aerado submerso (BF1), em escala de laboratório, com volume útil de 7,82 L, sendo operado com tempo de detenção hidráulica de 3 horas, durante 117 dias. Na segunda etapa, foi empregado um biofiltro aerado submerso (BF2), em escala piloto, com volume útil de 178 L, sendo operado com tempo de detenção hidráulica de 6 horas, durante 47 dias. Em ambas as etapas, foram utilizadas matrizes cúbicas de espumas de poliuretano como meio suporte para imobilização celular e câmara de saturação - semelhante às utilizadas em sistemas de flotação por ar dissolvido - como mecanismo de aeração. O biofiltro BF1 obteve eficiências médias de remoção de DQOB, DBO5 e SST de 78%, 81% e 84%, respectivamente. O efluente apresentou as seguintes características médias: 22 mg DBO5/L, 49 mg DQOB/L e concentrações de SST e SSV inferiores a 20 mg/L em 96% dos valores medidos. A ocorrência do processo de nitrificação foi considerada pequena, atingindo eficiência máxima de conversão igual a 49%. Com relação ao biofiltro BF2, o desempenho do mesmo foi prejudicado pelo arraste do lodo do inóculo durante a primeira retro-lavagem e pelas baixas cargas orgânicas volumétricas aplicadas que dificultaram o crescimento dos microrganismos, não sendo observado se o reator entrou em regime permanente. As eficiências médias de remoção de DQOB, DBO5 e SST foram de 49%, 64% e 51%, respectivamente. . O efluente do biofiltro BF2 apresentou as seguintes médias: 98 mg DQOB/L, 49 mg DBO5/L e 19 mg SST/L. Quanto à inativação de microrganismos patogênicos, os resultados obtidos indicaram a necessidade de uma unidade de desinfecção após o sistema de pós-tratamento. O efluente do biofiltro BF1 apresentou concentrações médias de coliformes totais e fecais de 7,1 x 104 e 1,1 x 105 NMP/100 mL, enquanto para o biofiltro BF2 as concentrações foram de 3 x 106 e 6,4 x 104 NMP/100mL. A espuma de poliuretano comportou-se de forma adequada para imobilização da biomassa aeróbia, bem como para remoção de sólidos suspensos, devida a sua porosidade (90%) e capacidade de absorção. A câmara de saturação mostrou-se eficiente quanto ao processo de saturação de oxigênio e, quando operada com tempos de detenção hidráulica significativos, contribuiu com o processo de tratamento do efluente anaeróbio. / In this research, the application of the submerged aerated biofilter (BF) for post-treatment of domestic wastewater treated in anaerobic baffed reactor (ABR) was studied, seeking to adapt the effluent to established patterns by the environmental legislation. The research was divided in two differentiated experimental stages, mainly, for the scale of the biofilter. In the first stage, a submerged aerated biofilter (BF1), on laboratory scale, with useful volume of 7,82 L, being operated with hydraulic detention time of 3 hours was used for 117 days. In the second stage, a submerged aerated biofilter (BF2), on pilot scale, with useful volume of 178 L, being operated with hydraulic detention time of 6 hours was used for 47 days. In both stages, cubic matrices of polyurethane foam were used as a supports for cellular immobilization and pressure chamber, similar those used then in flotation system for dissolved air, as aeration mechanism. The biofilter BF1 obtained medium efficiencies of removal of BOD5, CODB and TSS 81%, 79% e 84%, respectively. The effluent presented the following medium characteristics: 22 mg BOD5/L, 49 mg CODB/L and concentrations of TSS and VSS lower than 20 mg/L in 96% of the measured values. The occurrence of the nitrification process was considered small, reaching maximum efficiency of conversion of 49%. About the biofilter BF2, its performance was harmed for the lost of sludgeseeding in effluent during the first backwash and for the low applied organic volumetric loads that hindered the growth of the microorganisms, not being observed if the reactor entered in permanent regime. The medium efficiencies of removal of BOD5, CODB and TSS were 64%, 49% and 51%, respectively. The effluent of the biofilter BF2 presented the following medium concentrations: 98 mg CODB/L, 49 mg BOD5/L and 19 mg TSS/L. As a pathogens inactivation, the obtained results indicated the need of a unit of disinfectiafter the post-treatment system. The effluent of the biofilter BF1 presented medium concentrations of total and fecal coliforms of 7,1 x 104 and 1,1 x 105 NMP/100 mL, while for the biofiltro BF2 the concentrations were 3 x 106 and 6,4 x 104 NMP/100mL, respectively. The polyurethane foam behaved in an appropriate way for immobilization of the aerobic biomass, as well as for removal of suspended solids, due its porosity (90%) and absorption capacity. The pressure chamber was shown efficient regarding the process of oxygen saturation, and, when operated with significant hydraulic detention times, it contributed with the process of treatment of the anaerobic effluent.

Neste trabalho avaliou-se o desempenho técnico e a viabilidade econômica do biofiltro aerado submerso preenchido com carvão granular antracitoso, empregado no pós-tratamento de efluente proveniente de reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo. Os biofiltros experimentais utilizados no trabalho, com volume reacional de 47 L, operaram por 200 dias, com tempos de detenção hidráulica de 5 e 7,5 h. Constatou-se a viabilidade técnica em relação à remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal. O BF1 (TDH = 5 h), apresentou eficiências médias na remoção de \'DQO IND.f\', \'DBO IND.5\' e nitrogênio amoniacal de 62%, 46% e 89%, respectivamente, com valores médios de efluente de 25 \'+ OU -\' 11 mg\'DQO IND.f\'/L, 36 \'+ OU -\' 29 mg\'DBO IND.5\'/L e 4 \'+ OU -\' 9 mg N-\'NH IND.3\'/L. Por outro lado, o BF2 (TDH = 7,5 h), com desempenho superior, apresentou eficiências médias na remoção de \'DQO IND.f\', \'DBO IND.5\' e nitrogênio amoniacal de 68%, 95% e 89%, respectivamente, com valores médios de efluente de 21 \'+ OU -\' 12 mg\'DQO IND.f\'/L, 3 \'+ OU -\' 3 mg\'DBO IND.5\'/L e 6 \'+ OU -\' 12 mg N-\'NH IND.3\'/L. Os sistemas combinados UASB+BF apresentaram eficiências globais médias acima de 87% para DQO filtrada. Na análise da viabilidade econômica, o custo do leito filtrante de carvão representou, em média, 23% do custo total de implantação. Para o horizonte de projeto de 20 anos e taxa de juros de 11% ao ano, as receitas mínimas estimadas para sistemas de pós-tratamento com biofiltro preenchido com carvão foram de R$ 0,19; R$ 0,20; R$ 0,22 e R$ 0,24 por metro cúbico tratado, para populações de 200.000, 100.000, 50.000 e 25.000 habitantes respectivamente, sem considerar o custo com o tratamento do lodo gerado neste tratamento. / This research refers to technical performance and economic viability of submerged aerated biofilter with bed granular anthracite coal, employed in the post-treatment of effluent from upflow anaerobic sludge bed reactor. The experimental biofilters used in this research, with 47 L reaction volume, were loaded for 200 days with hydraulic retention time of 5 and 7.5 h. Technical feasibility regarding the removal of organic matter and ammonia nitrogen was confirmed. BF1 (HRT = 5 h) removal efficiencies of filtered COD, BOD and ammonia nitrogen were 62%, 46% and 89%, respectively, with average effluent concentration of 25 \'+ OU -\' 11 mg \'COD IND.f\'/L, 36 \'+ OU -\' 29 mg \'BOD IND.5\'/L e 4 \'+ OU -\' 9 mg \'NH IND.3\'/L. Moreover, BF2 (HRT = 7.5 h), with higher performance, achieved removal efficiencies 68%, 95% and 89% of filtered COD, DBO and ammonia nitrogen respectively, with average effluent concentration of 21 \'+ OU -\' 12 mg \'COD IND.f\'/L, 3 \'+ OU -\' 3 mg \'BOD IND.5\'/L and 6 \'+ OU -\' 12 mg \'NH IND.3\'/L. Combined systems UASB+BF achieved average overall efficiencies above 87% to filtered COD. Concerning economic feasibility study, the coal bed represented, on average, 23% of the total deployment cost. Within a twenty-year-project horizon and 11% of annual interest rate, the estimated minimum revenues for post-treatment system with submerged aerated biofilter with bed coal were R$ 0,19; R$ 0,20; R$ 0,22 and R$ 0,24 - brazilian real - per cubic meter of wastewater treated for 200,000, 100,000, 50,000 and 25,000 inhabitants respectively, without evaluating treatment cost of sludge generated in this system.

Esta pesquisa avaliou a eficiência do biofiltro aerado submerso empregado no pós-tratamento do efluente do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), em escala real, localizado na ETE Água Vermelha em São Carlos, SP, sob condições hidráulicas desfavoráveis. Estudou-se a remoção de matéria orgânica e de sólidos, a possibilidade de remoção de nitrogênio e fósforo e também as características da biomassa aderida ao meio suporte. O estudo foi desenvolvido em duas fases, uma sem a adição de inóculo (fase I) e outra com inoculação (fase II). Na fase I foi aplicada vazão de 380 m³/dia, cargas orgânicas volumétricas (COV) de 3kgDQO/m³.dia com carga hidráulica (CH) de 8 m³/m².dia e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 170 minutos. Nesta fase o biofiltro alcançou eficiências médias de 40% na remoção de matéria orgânica (DQO) e de 35% para os SST. Na segunda fase foram aplicadas vazões de 500 m³/dia, COV de 4 kg DQO/ m³.dia com CH de 11 m³/ m².dia e TDH de 130 minutos. O BAS apresentou eficiências médias de remoção de DQO, \'COT IND.F\' e SST de 36%, 60% e 30%, respectivamente, para a fase II. A conversão de nitrito a nitrato foi considerada desprezível, podendo ser atribuída ao alto valor de DQO afluente ao BAS, à ocorrência de nitrificação e desnitrificação no mesmo biofilme e à distribuição ineficiente de ar no interior do reator. O biofiltro não apresentou bons resultados quanto à remoção de fósforo durante a pesquisa. O estudo permitiu concluir que o BAS apresentou um desempenho satisfatório como unidade de pós-tratamento de reator UASB na fase de partida, mesmo sendo submetido a altas cargas hidráulicas e orgânicas. Constatou-se, portanto, que o emprego do biofiltro aerado submerso apresenta-se como uma alternativa vantajosa para o pós-tratamento do efluente de reatores anaeróbios, produzindo um efluente de excelente qualidade. / This research evaluated the efficiency of a full scale submerged aerated biofilter (SAB) used for post-treatment of the effluent of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, located in the wastewater treatment plant Água Vermelha (São Carlos, SP, Brazil), under unfavorable hydraulic conditions. The removal of organic matter and solids, the possibility of removal of nitrogen and phosphorus and also the characterization of biomass attached to the packing media were studied. This study vas developed in two phases, one without reactor seeding (phase I), and another when the reactor was seeded (phase II). At phase I, a flow rate of 380 m³/d and a volumetric loading rate of 3 kgCOD/m³.d with hydraulic load (HL) of 8 m³/m².d were applied, with 170 minutes of hydraulic retention time (HRT). In this phase the biofilter reached average efficiencies of 40% in organic matter removal (COD) and 35% for TSS. Already in phase II, a flow rate of 500 m³/d, a volumetric loading rate of 4kgCOD/m³.d with HL of 11 m³/ m².dia were applied, with 130 minutes of HRT. The SAB allowed average removal efficiencies of COD, \'TOC IND.F\' and TSS of 36%, 60% and 30%, respectively, for phase II. The conversion of nitrite to nitrate was considered worthless, likely attributed to the high value of affluent COD to the SAB, the occurrence of nitrification and denitrification in the same biofilm and the inefficient air distribution in the interior of the reactor. The biofilter did not present good results in phosphorus removal. This study allowed to conclude that the aerated submerged biological filter presented a satisfactory performance as a post-treatment unit of an UASB reactor during the start-up phase, being submitted to high hydraulic and organic loads. It was found that the employment of the submerged aerated biofilter is an advantageous alternative as anaerobic effluent post-treatment, producing excellent quality effluent.