Tese de doutoramento. Ciências de Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-08-29T19:01:55Z No. of bitstreams: 1 REGINALDO JOSÉ FARIAS DA SILVA M.pdf: 4995343 bytes, checksum: 616800f82f4461c4209c658882f1eef2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T19:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 REGINALDO JOSÉ FARIAS DA SILVA M.pdf: 4995343 bytes, checksum: 616800f82f4461c4209c658882f1eef2 (MD5) Previous issue date: 1998-06 / A separação do Nd e sua obtenção com elevada pureza (>99,99%) de uma mistura contendo os elementos da fração leve de terra raras,especialmente o Pr e utilizando somente a extração por solvente é uma tarefa extremamente difícil. Neste trabalho foi desenvolvido e operacionalizado um fluxograma para produzir óxido de neodímio (Nd¿03) de elevada pureza que é usado na fabricação de capacitores cerâmicos de multicamada e cristais de Nd-YAG e Nd-Vidro. Para este processo de separação foi utilizando o ácido di(2-etil-hexil) fosfórico (DEHPA) como extratante e querosene desodorizado como diluente na proporção de 60% (VA/). A fase aquosa de alimentação continha os elementos La, Ce, Pr, Nd, Sm e traços de Y em meio clorídrico com uma concentração de terras raras totais de 109.04 g/L. As condições operacionais do fluxograma elaborado foram otimizadas pelo código LANTEX que é um simulador que foi desenvolvido com objetivo de estudar o comportamento, separar e purificar todos os lantanídeos em baterias de misturadores-decantadores de múltiplos estágios em regime dinâmico ou estacionário. Uma campanha foi realizada em uma instalação piloto de 96 estágios com capacidade de 664ml por estágio. Os resultados obtidos para as concentrações de Neodimio, praseodímio, terras raras totais e acidez livre nesta operação foram comparados com os resultados previstos pelo código LANTEX, mostrando excelente concordância. Após 650 horas de operação contínua na instalação piloto foram produzidas cerca de 1.2 kg de Nd203 com pureza acima de 99,99%. / The separation of Nd and its obtaining with high purity (>99,99%) of a mixture containg the elements of the rare light fraction of rare earth, specially Pr, and using only the solvent extraction is an extremely difficult task. In this work an solvent extraction process was performed a flowsheet to produce neodymium oxide (Nd203) high purity. In the separation process for solvent extraction was used bis-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (DEHPA)) as extractant and odourless kerosene as diluent in the proportion of 60% (V/V). The operational conditions of the elaborated flowsheet were optimized for the LANTEX code that is a simulator that was developed to separate and to purify all the lanthanides in batteries of multi-stage mixer-settler in dynamic or stationary state. A campaign was carried out with this flowsheet in a pilot installation of 96 stages with capacity of 664 ml per stage. The results obtained in this campaign were compared with the results foreseen by the LANTEX code, showing excellent agreement.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2799.pdf: 10407408 bytes, checksum: 69f85421eb6843f50163b11fb36900ef (MD5) Previous issue date: 2009-10-27 / The conventional or life-cycle system for water treatment (chemical coagulation, flocculation, sedimentation, filtration, disinfection, fluoridation and pH correction) employed in most water treatment plants (WTP) in Brazil turns water unfit for human consumption (spring water and surface water) into a product that is in accordance with the drinking water guidelines for distribution to the population. In this system, the waste generated in the decanters by the addition of chemical coagulants has been termed WTP sludge . This material consists of solid phase and liquid phase (this latter divided into distinct fractions), and free water may represent a considerable portion of it, depending on the cleaning of the sedimentation tanks. The natural removal of free water from WTPs can be performed by natural systems to reduce volume, in which task the drainage beds play a key role. This work studied the microcomponents of solid waste generated in the WTP decanters of 03 cities in the state of Sao Paulo which use distinct types of chemical coagulants. The samples passed through a drying process and subsequent laboratory analysis. In light of the results, suitable strategies for either disposal or reuse of the waste were considered. It was concluded that sludge from sources 1 and 3 have potential for reuse in ceramics, because they have high contents of Al and Si. On the other hand, sludge 2 may be used in red ceramics (due to the high percentage of Iron). / O sistema de tratamento de água convencional ou de ciclo completo (coagulação química, floculação, decantação, filtração, desinfecção, fluoretação e correção de pH) utilizado na maioria das Estações de Tratamento de Água (ETAs) do Brasil, transforma água inadequada para o consumo humano (água bruta de mananciais superficiais) em um produto que esteja em acordo com o padrão de potabilidade para distribuição à população. Neste sistema, gera- se resíduos nos decantadores (através da adição de coagulante químico), que denomina- se de lodo de ETA . Este material é constituído de fase sólida e fase líquida (a fase líquida subdividida em diferentes frações), e a água livre pode representar quantidade apreciável, dependendo da forma de limpeza dos decantadores. A remoção natural de água livre dos resíduos de ETAs pode ser realizada por sistemas naturais de redução de volume, destacando- se neste sentido os leitos de drenagem. O presente trabalho estudou as micropartículas constituintes dos resíduos sólidos gerados nos decantadores das ETAs de 03 cidades do interior do estado de São Paulo (que utilizam diferentes tipos de coagulantes químicos), sendo que este resíduo passou pelo processo de secagem, com a realização posterior de análises laboratoriais, avaliação dos resultados obtidos e avaliação no sentido de analisar uma forma de disposição final (ou reaproveitamento) adequado para este material. Concluiu- se que os lodos 1 e 3 possuem potencial de reutilização em produtos cerâmicos, pois possuem altos teores de Al e Si. Já o lodo 2, poderá ser utilizado em cerâmica vermelha (devido ao elevado percentual de Ferro).

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DulcineiaCS.pdf: 1697403 bytes, checksum: 0f7cd236e54bc771afdfff455ddc2e54 (MD5) Previous issue date: 2008-07-25 / The study of a promising alternative for the treatment of produced water from the oil industry envisaging its reuse was the focus of this work. Millions of liters of water are generated per day, containing heavy metals in low concentrations (< 0,15 mg/L for Pb, <0,04 mg/L for Cd, <0,04 mg/L for Ni). The technology applied to extract these metals from aqueous phase was the solvent extraction and the extratants used were vegetable oils originated from coconut oil. They can be used in natural form or as derivatives, known as MAC - Mixture of Carbox?lics Acids. The determination of the heavy metal con?centrations in a complex matrix was made by using the atomic absorption spectrometry technique (AAS). On the bench tests using synthetics aqueous solutions containing metals, vegetable oils showed no power to extract the metals studied. The extractant MAC was selective for the Pb> Cd> Ni, in the concentration of 8% in the same organic phase. In this condition, the lower efficiency of extraction obtained was 92% for the Pb, 69% for the Cd, in the range of pH ranging from 6 to 8. An experimental planning was conducted for continuous tests. The device used was called MDIF Misturador-Decantador ? Invers?o de Fases and the aqueous phase was produced water from P?lo Indutrial de Guamar?/RN . No correlation between the studied variables (concentration of metal, concentration of extratant and agitation in the mixing chamer) could be obtained, because of possible factors which occurred as: variation in the composition of the studied sample, phenomena of precipitation and complexation of metals in the reservoir of feed, solubility of extratant / O estudo de uma promissora alternativa para o tratamento de ?guas produzidas da ind?stria do petr?leo visando a sua reutiliza??o foi o foco deste trabalho. S?o milh?es de litros de ?gua/dia descartados ao mar, atrav?s de emiss?rios submarinos, contendo metais pesados em baixas concentra??es (< 0,15 mg/L de Pb, <0,04 mg/L de Cd, <0,04 mg/L de Ni). A tecnologia utilizada para extrair esses metais da fase aquosa foi a extra??o por solvente e os extratantes estudados foram ?leos vegetais in natura e derivados do ?leo de coco, denominada MAC Mistura de ?cidos Carbox?licos. A determina??o da concentra??o dos metais pesados em matriz complexa foi realizada utilizando o EAA Espectr?metro de Absor??o At?mica. Nos ensaios de bancada realizados, com solu??es sint?ticas contendo metais, os ?leos vegetais n?o apresentaram poder de extra??o dos metais estudados. J? o extratante MAC foi seletivo para o Pb > Cd > Ni na concentra??o de 8% do mesmo na fase org?nica. Nesta condi??o, a menor efici?ncia de extra??o obtida foi de 92% para o Pb, 69% para o Cd, na faixa de pH variando de 6 a 8. Um planejamento experimental foi realizado para os ensaios em regime cont?nuo. O equipamento utilizado foi o MDIF - Misturador Decantador ? Invers?o de Fases e a fase aquosa utilizada foi a ?gua produzida proveniente da sa?da do SAO Separador ?gua ?leo do P?lo Industrial de Guamar?/RN. Nenhuma correla??o entre as vari?veis estudadas, concentra??o do metal, concentra??o do extratante e agita??o na c?mara de mistura pode ser obtida devido a poss?veis fatores ocorridos como: varia??o na composi??o da amostra estudada, fen?menos de precipita??o e complexa??o de metais no reservat?rio de alimenta??o, solubiliza??o do extratante

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-26Bitstream added on 2014-06-13T18:58:47Z : No. of bitstreams: 1 cavazzana_tl_me_ilha.pdf: 2979174 bytes, checksum: 3a1c33ad1723fd5eb6eef680e02d054b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Na busca de avanços na concepção de uma Estação de Tratamento de Água (ETA) mais eficiente construiu-se, estudou-se e testou-se um Módulo Floco Decantador de Manta de Lodo (MFDML) - escala modelo. Essa busca contou com várias etapas e processos que envolveram uma ampla e variada pesquisa bibliográfica para a formação de idéias que foram ou poderão ser colocadas em prática para melhores calibração e verificação. Os avanços no MFDML forneceram resultados que motivaram seu estudo em escala de protótipo, denominado Sistema Floculador de Manta de Lodo (SFML) na forma de um Protótipo Modular Compacto (PMC) automatizado que pudesse ser operado de forma integrada aos diversos monitoramentos dos recursos hídricos. As idéias pesquisadas e estudadas geraram metodologias de cálculo que permitem a utilização prática do SFML, obtenção prévia de dosagens a partir de jar-test, estimativa da quantidade de lodo formada e estabelecimento de correlações qualitativas para aumento de escala. O SFML possui uma tecnologia com taxas de decantação 10 vezes maior que as tecnologias atuais (400m 3 /m 2 /dia) associados a bons resultados em termos de remoção de sólidos suspensos e dissolvidos, com turbidez da água decantada da ordem de 3uT e da filtrada de 0,1uT. No entanto, um maior desenvolvimento dessa nova tecnologia poderá ocorrer no âmbito científico-tecnológico conforme as necessidades e o despertar de idéias para contemplá-las. Assim, a busca por conhecimentos e melhoramentos científico-tecnológicos é um processo dinâmico, o qual envolve tempo, dedicação e continuidade das pesquisas. / On improvements search of the Water Treatment Plant more efficient conception was build, studied and tested a Sludge Blanket Flocculate Setter Modular Model. This search has been several processes and steps involved a varied and ample bibliographic search for ideas formation that was or will be set in practice for true verification and calibration. The improvements at the Sludge Blanket Flocculate Setter Modular Model gave results have motivated its prototype scale study, called Sludge Blanket Flocculator System in a Automated Compact Modular Prototype that could be operated in a integrated way with both waters resources managements and monitoring. These ideas generated calculation methodologies that may the Sludge Blanket Flocculator System for practice utilization, previous of dosages whith jar-test, formed sludge quantity estimate and scale increase correlations qualitative establishment. The Sludge Blanket Flocculator System owns a technology with settling rates 10 larger times than the current technologies (400m 3 /m 2 /dia) associates the good results in terms of suspended and dissolved solid removal, with water turbidity about 3uT and of the filtrated about 0,1uT. However, a more development of this new methodology may happen in a scientific-technology environ accord to the ideas necessities and emerge to get it. Thus, technologies-scientifics improvements and knowledge search is a dynamic process, which involves the research spend time, dedication and keep on of these.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-22Bitstream added on 2014-06-13T20:20:51Z : No. of bitstreams: 1 maigualenriquez_ya_me_ilha.pdf: 1515184 bytes, checksum: 854b45266358b64c6017c5058af88c81 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sistemas de Recirculação para Aquicultura (SRA) possibilitam um meio alternativo de produção de peixes para áreas com limitada disponibilidade de água. Estes sistemas de cultivo intensivo de peixes oferecem potencial de produção em pequena escala assim como em grande escala, devido a recuperação de efluentes e a reutilização da água, produzindo volumes relativamente pequenos de resíduos líquidos e sólidos. O objetivo deste estudo foi determinar a eficácia do tratamento de águas residuárias em relação à remoção de Nitrogênio Amoniacal Total (NAT), Sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST), Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5), Nitrogênio total (NT) e Fósforo Total (FT). Para tanto, foram introduzidos Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), com 0,323kg de peso médio inicial e 17 kg m-3 de densidade de armazenamento inicial no SRA experimental. O SRA era composto de 03 tanques de plástico com capacidade de 0,20 m3, Decantador de Coluna (DC), o reator de leito fluidizado aeróbio com circulação em tubos concêntricos (BAS-CT), tendo como meio de suporte a areia de diâmetro efetivo (D10) = 0,29 mm e na sequência reator de transferência de oxigênio e remoção de CO2. A eficiência na remoção do NAT no reator BAS-CT no período de aclimatação e de estabilização foi 31,0% e 35,2%, respectivamente. A remoção de ST e SST foi de 44,44% e 71,71%, respectivamente. A eficiência alcançada de remoção no SRA da DQO foi de 64,90% e de 48,01% para DBO5. Os valores médios de remoção do NT e FT no SRA foram de 25,02% e 41,05%, respectivamente. Estes resultados indicaram que o tratamento de águas residuárias de aquicultura proposto neste estudo através do BAS-CT associado ao DC tem evitado elevadas concentrações e acumulação de poluentes dentro do SRA / Recirculating aquaculture systems (RAS) offer an alternative means of fish production for areas that to have limited water and land availability. RAS are a highly intensive fish culture systems and offer potential production units for small and large scale operations. For effluent recovery and treated water reuse, RAS produce relatively small volumes of liquid and solids wastes. The objective of this study were to determine the efficiency of the wastewater treatment with recommended to removal of Total Ammonia Nitrogen (TAN), Total Solids (TS), Total Suspended Solids (TSS), Chemical Oxygen Demand (COD) and Biochemical Oxygen Demand (BOD5), Total Nitrogen (TN) and Total Phosphorus (TP). In this study was cultivating the Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) with 0.323kg initial average weight and 17 kg m-3 initial storage density, cultivated in RAS. The RAS was composed with 03 plastic tanks with capacity of 0.20 m3 in each, column settler (CS), aerobic fluidized bed reactor with concentric tubes circulation (BAS-CT) with sand bed support of effective diameter (D10) of 0.29 mm and oxygen transfer-CO2 removal reactor. NAT removal efficiency was in acclimation and stabilized periods in BAS-CT reactor were 31.0% and 35.2% respectively. TS and TSS removal was 44.44% and 71.71% respectively. In this RAS, the COD removal efficiency reached was 64.90% and 48.01% for BOD5. The average removal in the NT and FT in the RAS were 25.02% and 41.05% respectively. These results indicate that aquaculture wastewater treatment proposed in this study by BAS-CT associated to CS prevents high concentrations and accumulating of pollutants within the SRA

Este estudo foi motivado pela necessidade de se tratar o excesso de vazão afluente às estações de tratamento de esgoto, que ocorre em dias de chuvas intensas. A hipótese central deste estudo é a de que a adoção de processo físico-químico para o tratamento de esgoto excedente diluído, pode ser vantajosa em relação ao aumento da capacidade com a ampliação dos sistemas exclusivamente biológicos. A pesquisa foi desenvolvida na ETE Martim de Sá da SABESP, localizada em Caraguatatuba/SP, onde o esgoto é tratado por lodos ativados em bateladas sequenciais. Estudou-se a variação da vazão de esgoto afluente na época de chuvas, bem como o funcionamento das bateladas. Além disso, foi avaliado o emprego da coagulação, floculação e sedimentação em decantador laminar para tratar o excesso de vazão com aplicação de sulfato de alumínio, cloreto férrico e polímero catiônico em uma estação piloto, após a realização de ensaios em escala de bancada em aparelho de Jar Test. O monitoramento da vazão afluente mostrou que em dias de chuvas e com ocorrência de desvios, a vazão máxima foi 220 L/s, ou seja, até 6 vezes maior que a vazão média de tempo seco. Para esta situação, o processo físico-químico pode tornar-se uma alternativa promissora, devido à sua capacidade de trabalho sob altas vazões em instalações de menor porte. Nos ensaios para se avaliar o tratamento físico-químico utilizou-se esgoto bruto pertencente a duas faixas de DBO: 50 e 100 mg/L e taxa de aplicação superficial no decantador de 76,82 m³ / m² / dia. A melhor dosagem de produto químico utilizada para tratar o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 50 mg/L foi 40mg/L de cloreto férrico mais 0,5mg/L de polímero catiônico resultando em efluentes com DBO média de 26mg/L. Para o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 100 mg/L a melhor dosagem foi a de 60mg/L de cloreto férrico, com DBO média dos efluentes igual a 44mg/L. Para esta faixa de trabalho é recomendável prever a aplicação de polímero. Por esta pesquisa concluiu-se que é possível atender aos limites legais de qualidade do esgoto tratado com o emprego do tratamento físico-químico, além disso produziu elementos importantes para subsidiar a avaliação econômica para a implantação desta tecnologia em paralelo ao sistema de lodo ativado nas situações de sobrecarga hidráulica. No entanto, a análise do fluxograma do funcionamento da estação com o processo de lodos ativado em bateladas, indicou que é possível efetuar o tratamento da vazão de 220 L/s pelo processo biológico. Assim, é recomendável a implantação do tratamento físico-químico somente se, após a realização do teste em escala real do funcionamento das bateladas com a vazão de 220 L/s, o tratamento biológico não atender aos padrões estabelecidos. / This study was motivated by the need to treat high wastewater influent exceeding in sewage treatment plants, which occurs on days of heavy rain. The central hypothesis of this study is that the physical-chemical process to treat dilute sewage overflow, it can be advantageous with respect to increased capacity and expansion of biological systems. The research was conducted in ETE Martim de Sá (SABESP), located in Caraguatatuba / SP, where the sewage is treated by sequencing batch reactor. It was studied the variation of the flow of wastewater during the rainy season, and the operation of the batch. Furthermore, it was evaluated the use of coagulation, flocculation and sedimentation in plate settler with application of aluminium sulfate, ferric chloride and cationic polymer in a pilot plant, after the testing of bench scale apparatus in Jar Test. Monitoring the inflow showed that on days of rainfall and bypass, the maximum flow was 220 L/s, up to 6 times the dry weather average flow. For this situation, the physico-chemical process may become a promising alternative, due to its ability to work under high flow rates in smaller facilities. In tests to evaluate the physical-chemical treatment was used two kinds of raw sewage: 50 and 100 mg/L BOD, overflow rate used in the plated settling tank was 76.82 m³/m² / day. The best dosage of chemical used to treat the raw sewage BOD of 50 mg/L was 40 mg/L ferric chloride plus 0.5 mg/L of cationic polymer, resulting in average effluent with BOD of 26 mg/L. For the raw sewage of the range BOD of 100 mg/L, 60 mg/L ferric chloride was the best dosage with an average BOD of effluent equal to 44 mg/L. For this range of work is recommended to provide for the application of polymer. This research concluded that it is possible to comply with the legal standard of treated sewage with physical-chemical treatment, also produced evidence that can help in the economic evaluation for the implementation of this technology in parallel with the activated sludge system in hydraulic overload situations. However, analysis of the flow diagram of operation of the station with the sequencing batch reactor, indicated that it is possible to make the treatment of flow of 220 L/s by the biological process. Therefore, is recommend the implementation of physical-chemical treatment only if after the test-scale operation of the batches with the flow rate of 220 L/s, the biological treatment doesn\'t meet the established standards.

Os reatores UASB (upflow anaerobic sludge blanket reactors) foram um marco histórico no tratamento de efluentes ao propiciar alta retenção de sólidos e boa mistura entre biomassa e afluente. Apesar de os reatores com a concepção original dos UASB serem usados com sucesso em muitas estações de tratamento de esgoto, algumas questões relacionadas a sua operação, construção e manutenção ainda prevalecem. Sendo assim, novas configurações baseadas na concepção tradicional de reatores de manta de lodo podem simbolizar novas tentativas para sanar essas questões. Neste contexto, uma configuração que emprega manta de lodo, objetivando principalmente a eliminação dos separadores trifásicos e adoção mistura com jatos, é aqui proposta, almejando simplificar a distribuição/mistura do esgoto afluente. A pesquisa foi, assim, realizada primeiramente em escala de bancada para determinar do gradiente de velocidade médio necessário para suspensão de sólidos, resultando em valores favoráveis de até 20 s-1. Na segunda fase, uma instalação piloto de 2,69 m3, construída em acrílico, foi utilizada para o estudo das características do jato e dos bocais, e do regime de mistura proporcionado pelo mesmo. Com auxílio das informações obtidas na primeira e segunda fases, a terceira fase do experimento abrangeu a reforma de um reator UASB tradicional, em escala piloto de 20,8 m3, para a implantação desse novo sistema de tratamento: removeram-se os sistemas para coleta de gases e de distribuição de fundo e implantou-se alimentação intermitente por meio de jatos, além de unidade de decantador de alta taxa. Em essência, o novo sistema foi dividido em duas zonas distintas: uma para as reações e outra provida de decantação laminar para a remoção de sólidos suspensos. Na primeira zona, a entrada de esgoto sanitário deu-se por meio de bocal que proporcionou jato para mistura da manta de lodo através da carga manométrica fornecida por reservatório elevado. A velocidade de entrada no reator e o alcance do jato puderam ser determinados, constatando-se que o número de pontos de entrada no reator pode ser reduzido (em relação ao número de pontos recomendados tradicionalmente: 2 a 4 m2, por ponto). O gradiente de velocidade aplicado durante cada jato (com 30 segundos de duração) foi de 16,6 s-1. Para o reator da terceira fase, na fase estável da operação, obteve-se eficiência de remoção de 52,79%, 70,90 % e 47,00% para DQO, DBO e SST, respectivamente. Adicionalmente, avaliou-se o uso de filtro rápido de camada única de areia para o pós-tratamento do efluente do reator anaeróbio, cujas remoções de DQO, SST e Turbidez (para taxa de aplicação de 100 m3.m-2.dia-1) foram de 54,94%, 84,44% e 81,71% respectivamente. Concluiu-se, desta forma, a viabilidade da operação do reator de manta de lodo com alimentação intermitente e sem necessidade de instalação do sistema separador trifásico. / In spite of reactors with the original design of UASB are successfully used in many wastewater treatment plants, some issues regarding the operation, construction and maintenance of these reactors still prevail. Thus, new configurations based on the traditional conception of sludge blanket reactors may signify new tries to solve these issues. In this context, this research proposes a new configuration, using sludge blanket, mainly aiming at the elimination of the three-phase separators and adoption of a mixture through jets in order to simplify distribution / mixing of the influent. Therefore firstly a bench scale study was conducted to determine the required average velocity gradient for suspension of solids, resulting in favorable values up to 20 s-1. In the second phase, a 2.69 m3 pilot plant was built in acrylic to study the characteristics of the jet and the nozzles, and the resulting mixing state. After this stage, and with the contribution of information obtained in the earlier stages, a traditional pilotscale UASB reactor of 20.8 m3 was adapted for the implementation of this new treatment system: the systems for gas collection and distribution of background were removed, and a high-rate sedimentation unit and intermittently feed through jets were introduced. In essence, the new system has been divided into two distinct zones: one for reactions and other provided of laminar decantation to remove suspended solids. In the reaction zone the entry of sewage was given through jet for mixing the sludge blanket. The mixing energy was provided by jet stemmed on an elevated tank, where the sewer was accumulated. The jet range and entry velocity into the reactor could be determined, noting that the number of entry points in the reactor can be reduced (relative to the number of points traditionally recommended: 2 to 4 m2 per point). The velocity gradient applied during each jet (with a 30 seconds duration) was 16.6 s-1. The pilot-scale reactor (third phase), in stable-phase operation, got a removal efficiency of 52.79%, 70.90% and 47.00% for COD, BOD and TSS, respectively. Additionally, were evaluated the use of unique coating rapid sand filter to the post-treatment of the effluent in the anaerobic reactor. The removals obtained for COD, TSS and Turbidity (for application rate of 100 m3.m-2.dia-1) were 54.94%, 84.44% and 81.71% respectively. It was concluded, therefore, the viability of the sludge blanket reactor operation with intermittent feed and without threephase separator system installation.

Este estudo foi motivado pela necessidade de se tratar o excesso de vazão afluente às estações de tratamento de esgoto, que ocorre em dias de chuvas intensas. A hipótese central deste estudo é a de que a adoção de processo físico-químico para o tratamento de esgoto excedente diluído, pode ser vantajosa em relação ao aumento da capacidade com a ampliação dos sistemas exclusivamente biológicos. A pesquisa foi desenvolvida na ETE Martim de Sá da SABESP, localizada em Caraguatatuba/SP, onde o esgoto é tratado por lodos ativados em bateladas sequenciais. Estudou-se a variação da vazão de esgoto afluente na época de chuvas, bem como o funcionamento das bateladas. Além disso, foi avaliado o emprego da coagulação, floculação e sedimentação em decantador laminar para tratar o excesso de vazão com aplicação de sulfato de alumínio, cloreto férrico e polímero catiônico em uma estação piloto, após a realização de ensaios em escala de bancada em aparelho de Jar Test. O monitoramento da vazão afluente mostrou que em dias de chuvas e com ocorrência de desvios, a vazão máxima foi 220 L/s, ou seja, até 6 vezes maior que a vazão média de tempo seco. Para esta situação, o processo físico-químico pode tornar-se uma alternativa promissora, devido à sua capacidade de trabalho sob altas vazões em instalações de menor porte. Nos ensaios para se avaliar o tratamento físico-químico utilizou-se esgoto bruto pertencente a duas faixas de DBO: 50 e 100 mg/L e taxa de aplicação superficial no decantador de 76,82 m³ / m² / dia. A melhor dosagem de produto químico utilizada para tratar o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 50 mg/L foi 40mg/L de cloreto férrico mais 0,5mg/L de polímero catiônico resultando em efluentes com DBO média de 26mg/L. Para o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 100 mg/L a melhor dosagem foi a de 60mg/L de cloreto férrico, com DBO média dos efluentes igual a 44mg/L. Para esta faixa de trabalho é recomendável prever a aplicação de polímero. Por esta pesquisa concluiu-se que é possível atender aos limites legais de qualidade do esgoto tratado com o emprego do tratamento físico-químico, além disso produziu elementos importantes para subsidiar a avaliação econômica para a implantação desta tecnologia em paralelo ao sistema de lodo ativado nas situações de sobrecarga hidráulica. No entanto, a análise do fluxograma do funcionamento da estação com o processo de lodos ativado em bateladas, indicou que é possível efetuar o tratamento da vazão de 220 L/s pelo processo biológico. Assim, é recomendável a implantação do tratamento físico-químico somente se, após a realização do teste em escala real do funcionamento das bateladas com a vazão de 220 L/s, o tratamento biológico não atender aos padrões estabelecidos. / This study was motivated by the need to treat high wastewater influent exceeding in sewage treatment plants, which occurs on days of heavy rain. The central hypothesis of this study is that the physical-chemical process to treat dilute sewage overflow, it can be advantageous with respect to increased capacity and expansion of biological systems. The research was conducted in ETE Martim de Sá (SABESP), located in Caraguatatuba / SP, where the sewage is treated by sequencing batch reactor. It was studied the variation of the flow of wastewater during the rainy season, and the operation of the batch. Furthermore, it was evaluated the use of coagulation, flocculation and sedimentation in plate settler with application of aluminium sulfate, ferric chloride and cationic polymer in a pilot plant, after the testing of bench scale apparatus in Jar Test. Monitoring the inflow showed that on days of rainfall and bypass, the maximum flow was 220 L/s, up to 6 times the dry weather average flow. For this situation, the physico-chemical process may become a promising alternative, due to its ability to work under high flow rates in smaller facilities. In tests to evaluate the physical-chemical treatment was used two kinds of raw sewage: 50 and 100 mg/L BOD, overflow rate used in the plated settling tank was 76.82 m³/m² / day. The best dosage of chemical used to treat the raw sewage BOD of 50 mg/L was 40 mg/L ferric chloride plus 0.5 mg/L of cationic polymer, resulting in average effluent with BOD of 26 mg/L. For the raw sewage of the range BOD of 100 mg/L, 60 mg/L ferric chloride was the best dosage with an average BOD of effluent equal to 44 mg/L. For this range of work is recommended to provide for the application of polymer. This research concluded that it is possible to comply with the legal standard of treated sewage with physical-chemical treatment, also produced evidence that can help in the economic evaluation for the implementation of this technology in parallel with the activated sludge system in hydraulic overload situations. However, analysis of the flow diagram of operation of the station with the sequencing batch reactor, indicated that it is possible to make the treatment of flow of 220 L/s by the biological process. Therefore, is recommend the implementation of physical-chemical treatment only if after the test-scale operation of the batches with the flow rate of 220 L/s, the biological treatment doesn\'t meet the established standards.

O tratamento físico-químico da água em ETAs convencionais gera resíduos, denominados de lodo de ETA, cuja destinação constitui um desafio sob os aspectos econômicos, técnicos e ambientais. A disposição deste resíduo pelas ETAs do Brasil tem sido os corpos d’água, portanto, sob a ótica da minimização de impactos ambientais e economia de água, o trabalho avalia a possibilidade de reutilização do lodo de um decantador de alta taxa (DATx), através do procedimento de recirculação. A pesquisa foi desenvolvida com dados da ETA Renato de Freitas, Uberlândia – MG, que apresenta configuração de estação convencional. A caracterização da água de lavagem dos filtros (ALF) foi utilizada como parâmetro norteador para o equacionamento das descargas do lodo do DATx, uma vez que, a recirculação da ALF é uma prática adotada em ETAs. Para isto, foi avaliada a turbidez do lodo do DATx durante a abertura da válvula de descarga para os tempos de operação de 6, 12 e 24 h. Definido o tempo de operação do DATx, para descarga do lodo, foi proposto um pré-tratamento por ensaios de sedimentação, seguido dos ensaios de recirculação do lodo bruto e clarificado, nas taxas de 2 e 4%, em jarras de Jar Test. O equacionamento do DATx mostrou que após um tempo de 6 h de operação o lodo apresenta turbidez (39 UNT) aproximada ao valor encontrado na ALF (45 UNT) e ausência dos protozoários, Giardia spp. e Cryptosporidium spp. Para a taxa de 2%, a recirculação com lodo bruto ou clarificado produziu uma água decantada com valores de turbidez remanescente inferiores a 2,8 UNT. Enquanto, a taxa de 4%, a não clarificação do lodo, conduziu ao maior valor de turbidez remanescente (9 UNT). Os resultados ainda demonstraram ser possível obter redução na dosagem de coagulante de 4 a 13%, mantendo a qualidade da água decantada / The physico-chemical treatment of water in conventional ETAs generates waste, called ETA sludge, whose destination is a challenge under the economic, technical and environmental aspects. The disposal of this residue by Brazilian ETAs has been the water bodies, therefore, from the point of view of the minimization of environmental impacts and water economy, the work evaluates the possibility of reuse of the sludge from a high rate decanter (DATx), through the recirculation procedure. The research was developed with data from ETA Renato de Freitas, Uberlândia - MG, which presents a conventional station configuration the characterization of the filter wash water (ALF) was used as the guiding parameter for the DATx sludge discharges, since recirculation of the ALF is a practice adopted in ETAs. For this, the turbidity of the DATx sludge during the opening of the discharge valve was evaluated for the operating times of 6, 12 and 24 h. Once the DATx operating time was reached, a pretreatment was proposed for sedimentation tests, followed by the crude and clarified sludge recirculation tests, at 2 and 4% rates, in Jar Test jars. The DATx equation showed that after a 6 hour operation the sludge presented turbidity (39UNT) approximately to the value found in ALF (45 UNT) and absence of protozoa, Giardia spp. and Cryptosporidium spp. At the rate of 2%, recirculation with crude or clarified sludge yielded decanted water with remaining turbidity values below 2.8 NTU. Meanwhile, the 4% rate, the non-clarification of the sludge, led to the highest remaining turbidity value (9 UNT). The results showed that it is possible to obtain a reduction in the coagulant dosage of 4 to 13%, maintaining the quality of the water decanted / Dissertação (Mestrado)