Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-12-05T14:40:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação ANTONIO GUSTAVO BIBLIOTECA - versão final.pdf: 1726777 bytes, checksum: 84cfc9b69cd2e68ee079cffc86278903 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-05T14:40:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação ANTONIO GUSTAVO BIBLIOTECA - versão final.pdf: 1726777 bytes, checksum: 84cfc9b69cd2e68ee079cffc86278903 (MD5) Previous issue date: 2016-08-01 / CAPES / Matéria orgânica e nutrientes são poluentes presentes nos esgotos sanitários que, quando não tratados e lançados nos corpos receptores, causam problemas ambientais como a depleção de oxigênio dissolvido, a perda da biodiversidade e aceleração do processo de eutrofização. A remoção de nutrientes dos esgotos apesar de ser uma questão resolvida nos países desenvolvidos ainda é um desafio para o Brasil. No presente trabalho foram operados dois reatores biológicos em escala piloto sob o regime de bateladas sequências (RBS). Na fase de reação, os reatores eram submetidos a condições anaeróbias, aeróbias e anóxicas, onde, um dos reatores na fase aeróbia, operava em regime de aeração contínua (RC) e o outro sob regime de aeração intermitente (RI). O afluente utilizado no sistema era proveniente do tratamento preliminar de uma estação de tratamento de esgotos e apresentou características de esgoto diluído (304 mgDQO.L-1). A carga orgânica média aplicada ao sistema foi de 63,8 g.DQO-1.d-1 e relação DQO:P de 108,5. O principal ácido graxo volátil presente no afluente foi o ácido acético (numa concentração média de 38,5 mg.L-1). A remoção de matéria orgânica (avaliada em termos de DQO) e de fósforo, através da remoção biológica avançada de fósforo (EBPR) foram satisfatórias para os dois sistemas com remoções acima de 80%, chegando a concentrações abaixo de 10 mgDQO.L-1 e 0,1 mgP.L-1, já a remoção de nitrogênio só se manteve estável no reator de aeração contínua, onde foi alcançada uma remoção de 97% para nitrogênio amoniacal e de 63% para nitrogênio total. / Organic matter and nutrients are pollutants presented in domestic wastewater, when not treated and released into receiving water bodies may cause environmental problems such as depletion of dissolved oxygen, biodiversity loss and acceleration in the eutrophication process. Despite the removal of nutrients be successfully made in developed countries, it is still a challenge in Brazil. In this study, two biological reactors in pilot scale were operated under regime of batch sequence. In the reaction phase, the reactors were carried out in anaerobic, aerobic and anoxic conditions. One of the reactors in aerobic phase was operated under continuous aeration mode (RC) and the other under intermittent aeration system (RI). The influent used in this study underwent preliminary treatment in a wastewater treatment plant and presented diluted sewage characteristics (304 mgDQO.L-1). The average organic load applied to the system was 63.8 gDQO-1d-1 and ratio COD / P 108.5. The main volatile fatty acid present in the influent was acetic acid (an average concentration of 38.5 mg. L-1). The removal of organic matter (measured in terms of COD) and phosphorus, trough of Enhanced Biological Phosphorus Removal (EBPR) were satisfactory for both systems with over 80% removal, reaching concentrations below 10 mgDQO.L-1-one and 0.1 mgP.L-1. In addition, the nitrogen removal remained stable only under continuous aeration reactor in which 97% of ammonia nitrogen and 63% of total nitrogen.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-23T21:20:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Valéria Vanda Trajano de Souza.pdf: 1564653 bytes, checksum: 092f4f7922f14aa081313e99cd95bcdb (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-24T18:26:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Valéria Vanda Trajano de Souza.pdf: 1564653 bytes, checksum: 092f4f7922f14aa081313e99cd95bcdb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:26:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Valéria Vanda Trajano de Souza.pdf: 1564653 bytes, checksum: 092f4f7922f14aa081313e99cd95bcdb (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / FACEPE / Para controlar as descargas de nutrientes no meio ambiente, incluindo o uso de sistemas químicos, físicos e biológicos, diversos métodos de tratamento de efluentes têm sido utilizados. Dos métodos propostos, inúmeros processos têm sido desenvolvidos para remover fósforo e nitrogênio biologicamente. Os Reatores em Bateladas Sequenciais, são sistemas onde, em uma única unidade se faz possível a remoção de matéria orgânica e nutrientes. No presente trabalho foi operado um RBS em escala piloto. Na fase de reação, o reator foi submetido a condições anaeróbias, aeróbias e anóxicas. O sistema piloto está instalado na área experimental da UFPE localizada na Estação de Tratamento de Esgotos da Mangueira que recebe os esgotos de uma comunidade de baixa renda da cidade de Recife-PE. O estudo avaliou a remoção biológica de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo, assim como a identificação da biomassa, ao longo do período de operação. A carga orgânica média aplicada ao sistema foi de 63,8 g.DQO⁻¹d⁻¹ e relação DQO/P de 108,5. Foram coletadas amostras da biomassa desenvolvida no reator para aplicar a técnica de biologia molecular de reação em cadeia polimérica (PCR) e identificar quais organismos estavam presentes no sistema. As remoções de matéria orgânica e de fósforo foram satisfatórias para o sistema com valores de remoções acima de 80%, já a remoção de nitrogênio só se manteve estável no final do período estudado, onde foi alcançado 86% para nitrogênio amoniacal e 79% para nitrogênio total. As análises de PCR confirmaram a presença dos grupos de interesse: bactérias oxidantes de amônia (BOA), bactérias desnitrificantes, anammox, o gênero de bactérias oxidantes de nitrito – Nitrospira- e organismos acumuladores de fósforo (PAO) no reator. / To control discharges of nutrients in the environment, including the use of chemical, physical and biological systems, various methods of treatment of effluents have been used. Of the proposed methods, numerous processes have been developed to remove phosphorus and nitrogen biologically. In Sequential Batch reactors, are systems where, in a single unit makes possible the removal of organic matter and nutrients. In the present work was operated a RBS on a pilot scale. In reaction, the reactor was subjected to anaerobic conditions, aerobic and anoxic conditions. The pilot system is installed in the experimental area of UFPE in sewage treatment station that receives the sewer hose to a low-income community of Recife-PE. The study evaluated the biological removal of organic matter, nitrogen and phosphorus, as well as the identification of biomass, over the period of operation. The organic load was applied to the system average of 63.8 g. COD⁻¹d⁻¹ and COD/P to 108.5. We collected samples of biomass reactor developed to apply the technique of molecular biology of polymer chain reaction (PCR) and identify which organisms were present in the system. The removal of organic matter and phosphorus were satisfactory to the system with values of removals over 80%, nitrogen removal only remained stable at the end of the period studied, where 86% was reached to ammoniacal nitrogen and 79% for total nitrogen. PCR analysis confirmed the presence of interest groups: ammonia-oxidizing bacteria (BOA), desnitrificantes bacteria, organelle, the genus of nitrite-oxidizing bacteria and organisms Nitrospira accumulators (PAO) in the reactor.

Orientador: Bruno Coraucci Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T01:24:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Senna_PaulaReginaCoeliBarbosa_M.pdf: 5617120 bytes, checksum: 340fdd25e903f12f594069b1c57b10b9 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O excesso de nutrientes, provenientes principalmente de esgotos sanitários, que são lançados em corpos receptores pode levar ao processo de eutrofização, ocasionando efeitos adversos ao meio ambiente. Surge então a necessidade do tratamento avançado ser considerado no planejamento dos recursos hídricos. Deste modo, avaliou-se a desnitrificação de uma parcela do efluente sanitário proveniente UNICAMP. Para isso, esta água residuária foi tratada por um filtro anaeróbio com recheio de bambu (Bambusa tuldoides), operado com tempo de detenção hidráulica de 9 horas, sendo logo após direcionada para um filtro de areia (aeróbio). Tendo como alternativa o reuso agrícola, o processo de desnitrificação do efluente é fundamental evitando-se a percolação do nitrato no solo. Na primeira fase do estudo, o efluente dos filtros de areia foi aplicado em reator anaeróbio com recheio de brita, variando-se as vazões de fonte de carbono de 20 para 25L e o tempo de detenção hidráulica de 4 para 7 horas. Na segunda fase, o efluente nitrificado no filtro de areia foi recirculado para o filtro anaeróbio com recheio de bambu, em proporções de 15% e 20% em relação ao esgoto bruto. As duas fases do tratamento atingiram até 60% de desnitrificação, com efluente dentro de padrões de lançamento para DQO, DBO para fase 1 como também eficiência na desinfecção referente a Coliformes Totais e Escherichia Coli de acordo com Legislação, podendo o efluente ser lançado em corpos hídricos de classe 2, como também aplicado em práticas de reúso de classe A, B e C / Abstract: The excess nutrients, mainly from sewage released into receptors, can lead to eutrophication, causing adverse effects to the environment and also the health of the population. Then comes the need for advanced treatment be considered in the planning of water resources. Thus, we estimated the denitrification of the University of Campinas Hospital's sanitary effluent, through a combination of aerobic and anaerobic filter. To do so, the wastewater was treated by an anaerobic filter filled with bamboo (Bambusa tuldoides), operated with hydraulic retention time of 9 hours, forwarded by a sand filter. Intermittent operation was used to ensure a wide ground layer oxygenation, causing nitrification of 80% of the affluent. Denitrification is an essential process when reusing wastewater for agricultural purposes, as it prevents the percolation of nitrate in the soil. The denitrification analysis was done in two phases. First, the sand filter's effluent hás been applied into the anaerobic reactor filled with gravel with flows of carbon source of 20 and 25L and hydraulic retention time from 4 to 7 hours. The obtained values were within the standards for reuse. Second, the nitrified effluent in sand filter is recirculated to the anaerobic filter filled with bamboo, in proportions of 15% and 20% compared to raw sewage. Both phases of the treatment achieved a rate of 60% effluent denitrification and, for first phase, the effluents are in agreement with the standards releases of COD, BOD as well as the disinfection efficiency regarding coliform and Escherichia Coli. According to law, the effluent may be flowed out into bodies of water Class 2 and also can be applied in reuse practices of class A, B and C / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:54:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Foco_MarioLuizRodrigues_M.pdf: 3471759 bytes, checksum: 1643f91209e0cdb8cb1ba9502091e4a1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Sistemas de tratamento concebidos a promover a diminuição das concentrações: de amônia por meio da nitrificação e de Nitrogênio Total (NT) utilizando desnitrificação, são necessidades cada vez maiores para diminuir os impactos causados nos ecossistemas aquáticos quando do aporte de espécies nitrogenadas. Estudou-se o desempenho de um sistema combinado anaeróbio/aeróbio, tratando esgoto sanitário, do complexo hospitalar, da Unicamp, constituído por filtro anaeróbio (FA) seguido de biofiltro aerado submerso (BAS), empregados para a conversão de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, sem a recirculação de biomassa das unidades. A desnitrificação foi avaliada pelo encaminhamento do efluente formado no BAS para o FA, onde em ambiente redutor os doadores de elétrons utilizados foram os compostos orgânicos de rápida biodegradação presentes no esgoto bruto e os ácidos orgânicos formados no processo anaeróbio. O estudo foi dividido em 3 etapas experimentais: 1ª etapa, avaliou-se a conversão de matéria orgânica em dois regimes hidráulicos (TDH total de 23,2 e 20,9 h); 2ª etapa, buscou-se estabelecer o processo e a biomassa relacionada a nitrificação, em dois regimes hidráulicos (TDH total de 18,6 e 13,9 h); 3° etapa, avaliou-se a possibilidade de desnitrificação em dois regimes hidráulicos diferenciados pela ausência e presença de recirculação do efluente tratado pelo BAS, a razão de 0,5 (ambos com TDH total de 18,6 h) A melhor condição operacional (12,1 h no FA e 6,5 h no BAS), apresentou redução das concentrações de DQO, DBO e SST, respectivamente, de 93 ± 3 %, 99 ± 1 % e 98 ± 2 %, com concentrações médias efluentes de 48 ± 9 mg DQO L-1, 5 ± 1 mg DBO L-1 e 3 ± 2 mg SST L-1 (2° etapa), não havendo diferenças significativas (p>0,05) com o desempenho da 3° etapa. Nesta sem recirculação, com TCN de 0,22 ± 0,02 kg N-NH3 m-3 d-1 e TCO de 0,91± 0,31 kg DQO m-3 d-1, alcançou-se nitrificação no BAS de 0,10 ± 0,05 kg N-NO3- m-3 d-1, relação C/N de 4 ± 1,5 e conversão de NH3 de 54 ± 20 %; na 3° etapa com recirculação, com TCN de 0,34 ± 0,05 kg N-NH3 m-3 d-1 e TCO de 0,81 ± 0,16 kg DQO m-3 d-1, alcançou-se nitrificação no BAS de 0,17 ± 0,02 kg N-NO3- m-3 d-1, C/N de 3,4 ± 0,6, conversão de NH3 de 61 ± 20 % e de NT de 43 ± 10 %. No FA em virtude da recirculação de efluente a uma razão de 0,5 a taxa de carregamento de nitrato aplicada foi de 0,024 ± 0,011 kg N-NO3- m-3 d-1 com 89 ± 3 % de conversão. A recirculação do efluente não interferiu na conversão de matéria orgânica, indicando que a configuração e operação proposta está adequada a atender as expectativas sobre sua robustez e possibilidade de reduzir a concentração de carbono orgânico e compostos de nitrogênio, influenciou positivamente em relação a regulação da relação C/N no BAS, porém a recirculação foi insuficiente para promover a regulação da relação C/N-NOx no FA e possibilitar o aumento da conversão de nitrato / Abstract: Treatment systems designed to reduced concentrations ammonia through nitrification and Total Nitrogen (TN) using denitrification, are growing needs to reduce to the impacts on aquatic ecosystems by discharge of nutrients. Evaluated the performance combined anaerobic/aerobic system to treat sewage of the hospital complex, Unicamp, consisting of anaerobic filter (AF) followed by aerated submerged biofilter (ASB) used for the conversion of organic matter and ammonia nitrogen without recirculation of biomass between reactors. Denitrification was evaluated by recirculating part of the effluent formed in the ASB for the AF, in environment reducing where the electron donors used were those organic compounds of rapid biodegradation present in raw sewage and organic acids formed in the anaerobic process. The study was divided into three experimental steps. Step 1, evaluated the conversion of organic matter in two hydraulic regimes (total HRT of 23.2 and 20.9h), step 2, tried to establish the process and biomass related to nitrification in two HRT (18.6 and 13.9h), step 3, evaluated the possibility of denitrification in two HRT distinguished by the absence and presence of recirculation of treated effluent by ASB, ratio of 0.5 (both with HRT of 18.6h) The best operating condition (12.1h in AF and 6.5h in ASB) showed conversion efficiencies of COD, BOD and TSS, respectively, 93 ± 3% 99 ± 1% and 98 ± 2%, with average effluent concentrations of 48 ± 9 mg COD L-1, 5 ± 1 mg L-1 BOD and TSS 3 ± 2 mg L-1 (2nd stage), no differences significant (p>0.05) with the performance of the 3rd step. In this without recirculation, with NLR to 0.22 ± 0.02 kg NH3 m-3 d-1 and OLR 0.91 ± 0.31 kg COD m-3 d-1, was reached in nitrification ASB 0.10 ± 0.05 kg NO3- m-3 d-1, C/N of 1.5 ± 4, and NH3 conversion of 54 ± 20%, while on the 3rd stage with recirculation, with the NLR 0.34 ± 0.05 kg NH3 m-3 d-1 and OLR 0.81 ± 0.16 kg COD m-3 d-1, was reached in ASB nitrification of 0.17 ± 0.02 kg NO3- m-3 d-1, C/N of 3.4 ± 0.6, NH3 conversion of 61% ± 20 and NT 43 ± 10%. In the AF due to the effluent recycle ratio of 0.5 to nitrate loading rate applied was 0.024 ± 0.011 kg NO3- m-3 d-1 with 89 ± 3% conversion. The recirculation did not affect the conversion of organic matter and indicated that the proposed configuration and operation is adequate to meet the expectations of its robustness and ability to reduce the concentration of organic carbon and nitrogen compounds, positively influenced regarding the regulation of C/N ratio in ASB, but this was insufficient to promote the regulation of the C/N-NOx ratio in AF and to increase the conversion of nitrate / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KelianaDantasSantos.pdf: 895385 bytes, checksum: 3acd95bf0a090afc60f2e59780dde652 (MD5) Previous issue date: 2007-02-22 / The environmental conditions in Brazil have been contributing to the development of anaerobic systems in the treatment of wastewaters, especially UASB reactors Upflow Anaerobic Sludge Blanket. In the anaerobic digestion, the organic nitrogen is reduced, to ammonium form, which is not degraded in those conditions. The method more used for nitrogen removal is the biological treatment by nitrification and denitrification. The nitrification is an aerobic process, accomplished by autotrophic bacteria that promote the oxidation of ammonia to nitrite and nitrate. The second stage of the treatment, named denitrification, is a process in which anaerobic bacteria reduce nitrite and nitrate to molecular nitrogen. The classic biological process, for removal of nutrients, use three reactors - Bardenpho System, therefore, this work intends an alternative system, where the anaerobic digestion and the denitrification happen in the same reactor, in this system, is reduced for two, the number of reactors. This work had as objective evaluates the performance of the UASB reactor, in terms of removal efficiency, of bath COD and nitrogen. It was verified that the anaerobic digestion process was not affected, the removal efficiency of organic material expressed in COD, in all the phases, was 71%, removal already expected for a reactor of this type. It was also observed that the denitrification process happened, the removal nitrate efficiencies were, in the first phase, 90% and in the following ones, 50%. Therefore, the denitrification process in reactor UASB is viable. / As condições ambientais do Brasil, principalmente o clima por apresentar altas temperaturas, têm contribuído para o desenvolvimento de sistemas anaeróbios no tratamento de águas residuárias, especialmente reatores UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket,. No processo de digestão anaeróbia, o nitrogênio orgânico é reduzido para a forma amoniacal, a qual não é degradada nessas condições. Nos sistemas de tratamento de águas residuárias, o método mais frequentemente utilizado para remoção de nitrogênio é o tratamento biológico por nitrificação e desnitrificação. A nitrificação é um processo aeróbio, realizado por bactérias autotróficas que promovem a oxidação da amônia para nitrito e nitrato. Na segunda etapa do tratamento, desnitrificação, as bactérias facultativas anaeróbias reduzem nitrito e nitrato a nitrogênio molecular. No processo biológico clássico, para remoção de nitrogênio e fósforo, são necessários três reatores - Sistema Bardenpho. Nesta pesquisa, propõe-se um sistema alternativo, onde a metanização e a desnitrificação acontecem no mesmo reator, sendo o número de reatores, desse sistema, reduzido para dois. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um reator UASB, em termos de eficiência de remoção, de DQO e de compostos de nitrogênio. Verificou-se que o processo de metanização não foi prejudicado, pois, a eficiência de remoção de material carbonáceo expresso em DQO, em todas as fases, foi de 71%, remoção já esperada por um reator deste tipo. Também se observou que efetivamente ocorreu o processo de desnitrificação, visto que as eficiências de remoção de nitrato foram, na primeira fase, de 90% e nas seguintes, em média 50%. Portanto, o processo de desnitrificação em reator UASB é viável.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2018-05-30T14:40:38Z No. of bitstreams: 2 Camila Ester Hollas.pdf: 1390526 bytes, checksum: fda6b2a6373f5f1f7bf0cf8b63022b1e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-30T14:40:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Camila Ester Hollas.pdf: 1390526 bytes, checksum: fda6b2a6373f5f1f7bf0cf8b63022b1e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The intensive animal production generates high volume of effluents, which is potentially damaging to the environment, when improperly managed. One of the production chains known for its high pollutant load is the swine production. An alternative of treatment is to remove ammoniacal nitrogen, which is one of the main pollutant, by nutrient biological removal processes. However, for this to occur properly the solid-liquid separation (SLS) becomes a fundamental step, due to the necessity to reduce total solids and its carbon/nitrogen ratio. Therefore, with the solids removal the discrete particles are removed thereby avoiding overload in subsequent treatment steps. In addition, besides the high nitrogen load, swine manure also presents high organic load when compared to sanitary sewage, which makes possible to use nitrification and denitrification processes to remove nitrogen without the need to add external carbon sources. The modified Ludzack-Ettinger system (MLE) is known as an efficient configuration to use this process for nitrogen and carbon removal from effluents. The objective of this study was to evaluate the influence of SLS process in swine manure for nitrogen removal using a MLE system. For such purpose, a MLE system was carried out with continuous feeding and aeration. The system was fed with effluent from a SLS in tapered decanter, with variable hydraulic retention time (HRT) as a function of volumetric organic matter concentration (volatile solids). The study was conducted in three stages (I, II and III), according to three different hydraulic retention times of the decanter (5, 10, and 30 minutes), pre-determined through tests of sedimentation. The system showed high nitrogen removal efficiency in the three phases under study, 99.6, 99.1%, and 96.5% in each respective phases I, II and III, with high total solids concentration reaching the value of 18.45 g L-1 in the third stage. In addition, the average of carbon removal efficiency was 74.8, 86.3, and 86.3% to phases I, II and III respectively. It was possible verify that the carbon (solids) increase has a detrimental effect on the MLE system, since there is an increase in the oxygen consumption and the sludge volume discarded, leading to an inhibitory effect observed in the kinetic data. It was possible to conclude that the proposed SLS technique used is efficient as a pre-treatment before the nitrogen removal from pig slurry in a MLE system. Moreover, settling times shorter than 30 minutes may cause reduction of nitrification and denitrification efficiency, as well as make the treatment system more expensive. / A produção intensiva de animais gera elevado volume de resíduos com potencial causador de impactos ambientais quando não gerenciados corretamente. Nesse sentido, a suinocultura é conhecida pela elevada carga poluente de seus dejetos. Uma das principais alternativas de tratamento do nitrogênio amoniacal, o qual é um dos principais poluentes, é a remoção biológica desse nutriente. Porém, para que esta ocorra corretamente, a separação sólido-líquido (SSL) torna-se uma etapa fundamental, devido à necessidade de reduzirem-se os sólidos totais e a relação carbono nitrogênio para que não haja comprometimento do processo supracitado. Com a remoção dos sólidos, as partículas discretas são removidas, evitando assim a sobrecarga nas etapas subsequentes de tratamento. Os dejetos de suínos, além da alta carga de nitrogênio apresentam elevada carga orgânica, quando comparados com esgoto sanitário, o que viabiliza a utilização do processo de nitrificação e desnitrificação para a remoção de nitrogênio, sem a necessidade de adição de fontes externas de carbono. O sistema Ludzack-Ettinger modificado (MLE) se caracteriza como uma configuração eficiente na remoção de nitrogênio e carbono de efluentes. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência das técnicas de separação sólido-líquido em dejetos suínos, na remoção de nitrogênio em sistema Ludzack-Ettinger modificado (MLE). Para isto, foi utilizado um sistema MLE com alimentação e aeração contínua. O sistema foi alimentado com efluente proveniente do processo de separação sólido-líquido, em decantador cônico, com TRH variável em função da carga orgânica volumétrica (sólidos voláteis) planejada. O estudo foi conduzido em três fases (I, II e III), em função de três diferentes tempos de retenção hidráulico no decantador (5, 10 e 30 minutos), pré-determinados por meio de testes de sedimentação. O sistema apresentou uma alta eficiência na remoção de nitrogênio nas três fases em estudo, em média de 99,6, 99,1 e 96,5% nas fases I, II e III, respectivamente, e suportou altas concentrações de sólidos, atingindo o valor de 18,45 g L -1, na terceira fase. Além disso, em média a eficiência de remoção de carbono foi de 74,8, 86,3 e 86,3% para as fases I, II e III, respectivamente. Foi possível verificar que o acréscimo de carbono (sólidos) tem um efeito prejudicial sobre o sistema MLE, visto que há um aumento no consumo de oxigênio e no volume de lodo a ser descartado, acarretando em um efeito inibitório, observado com base nos dados cinéticos. Diante desses resultados foi possível concluir que a SSL proposta é eficiente, como pré-tratamento para a remoção de nitrogênio de dejetos suínos em sistema MLE, sendo que tempos de decantação inferiores a 30 minutos podem causar redução na eficiência do processo de nitrificação e desnitrificação, além de encarecer o sistema de tratamento.

Esta tese apresenta os resultados obtidos com a utilização de efluente produzido em digestor hidrolítico de lodo primário, para a remoção de nutrientes em reator em bateladas seqüenciais (RBS) tratando efluente de reator UASB. Assim, foram realizados dois estudos. O primeiro consistiu na verificação da melhor condição operacional para que se alcançasse a maior produção de ácidos graxos voláteis (AGV) em digestor hidrolítico de lodo (DHL), enquanto que, o segundo estudo, consistiu na avaliação do desempenho do RBS na remoção de nitrogênio e fósforo diante da aplicação dos AGV presentes no sobrenadante de lodo hidrolisado, do DHL. Os resultados do primeiro estudo permitiram a verificação de que a produção de AGV no DHL foi proporcional à taxa de aplicação. Foi verificado, também, que a maior produção destes ácidos se deu com a aplicação de tempos de detenção de lodo da ordem de 2 dias. Os resultados do segundo estudo permitiram a verificação de que a relação C/N igual, ou próxima a 3, se mostrou como a mais viável para o processo de desnitrificação, onde, neste caso foram observadas desnitrificações superiores a 70%. Nesta mesma condição, foram observadas remoções de fósforo da ordem de 25%. Entretanto, a utilização do sobrenadante de lodo hidrolisado, e os AGVs nele contido como fonte de carbono, ficou comprometida devido a alta concentração de nitrogênio (predominantemente sob a forma amoniacal) nele presente. O nitrogênio introduzido no RBS, pela adição de sobrenadante de lodo hidrolisado, se manteve inalterado fazendo com que o RBS acabasse por apresentar altas concentrações deste nutriente ao final do ciclo. Portanto, a aplicação deste tipo de fonte de carbono em escala plena para remoção de nutrientes, acabou ficando inviável da forma como se propôs, nesta pesquisa, que fosse realizada. / This thesis presents the results obtained with the use of effluent produced in primary sludge hydrolytic digester for nutrient removal in sequential batch reactor (SBR) treating effluents from an up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. Two bench scale studies were developed. The first one consisted in verifying the best operational condition to produce volatile fatty acids (VFA) in the primary sludge hydrolytic reactor; the second one aimed to evaluate the sequential batch reactor (SBR) performances in the removal of nitrogen and phosphorus. In this operational condition, VFA from the liquid phase of the hydrolytic reactor was applied as external carbon source. The results from the first study permitted to verify that the VFA production in the HSR was proportional to the application rate (AR). The best VFA production was obtained for sludge retention time (SRT) of two days. In the second study, the best C/N ratio for the denitrification process was found to be close to 3, with denitrification efficiency higher than 70%. In this condition, phosphorus removal efficiency was approximately 25%. However, nitrogen removal was deeply affected by the high concentration of ammonium nitrogen in the liquid phase of the hydrolyzed sludge that remains unaltered in the SBR. Consequently, the use of such endogenous carbon source for denitrification needs further development in order to be applied in full-scale treatment systems.

O principal objetivo deste trabalho foi a avaliação de estratégias que viabilizassem o uso do metano como doador de elétrons para desnitrificação em ambiente anóxico, visando à aplicação de tecnologia para pós-tratamento de efluente de reatores de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) aplicado no tratamento de esgoto sanitário. O trabalho foi dividido em cinco etapas, sendo que em todas elas o metano foi fornecido como única fonte de carbono orgânico. Na Etapa 1, foram comparados dois inóculos, em reatores em batelada sequenciais (SBR) com biomassa imobilizada. Como inóculo, foi utilizada mistura de sedimento marinho e sedimento de mangue (SED-SBR) ou lodo de reator UASB (LAn-SBR). Na Etapa 2, foram avaliadas estratégias de enriquecimento da comunidade metanotrófica desnitrificante. Para tanto, foram operados dois SBRs: um com biomassa imobilizada (Imob-SBR) e outro com biomassa suspensa (Susp-SBR). Na Etapa 3, foi operado reator contínuo de leito fixo e estruturado e fluxo ascendente (Up-FSBR). Nas etapas 1 e 3, o metano suportou a ocorrência da desnitrificação e da manutenção celular. O consumo das formas nitrogenadas na Etapa 2 foi muito baixo e não foi possível concluir qual a melhor estratégia para enriquecimento da biomassa. Na Etapa 4, a biomassa retirada do Up-FSBR ao final da operação foi submetida a testes de endogenia. Foram operadas bateladas simples e, em cada uma, foi dosada apenas uma das formas nitrogenadas em condições com metano e sem metano. Os resultados mostraram que a redução das formas nitrogenadas é um processo paralelo à oxidação de metano. Na Etapa 5, foi avaliado o consumo de metano e de nitrato em SBR com biomassa suspensa em condições microaeradas e anóxicas. Foi observado que tanto a oxidação do metano quanto a redução do nitrato ocorrem em maior intensidade quando expostos a condições de microaerofilia. A análise dos resultados obtidos permite concluir que os organismos responsáveis pela redução de nitrato (MD) estabeleceram uma relação sintrófica com as bactérias oxidadoras de metano (MM). Observou-se que, quando as bactérias oxidadoras de metano foram estimuladas, a desnitrificação ocorreu em maior intensidade. / This work aimed to develop the methane (CH4) application as electron donor to denitrification under anoxic conditions for post-treatment of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) effluent, applied in sewage treatment systems. The study was conducted in five stages, in which methane was provided as the sole organic carbon source. In Stage 1, methanotrophic denitrification was assessed in Sequencing Batch Reactors (SBR) inoculated with a blend of marine and mangrove sediments (SED-SBR) or anaerobic sludge (LAn-SBR). For both inocula. In Stage 2, strategies for the enrichment of methanotrophic-denitrifying community were evaluated. Two SBRs were operated: in one of them, biomass was immobilized (Imob-SBR) while the other was inoculated with suspended biomass (Susp-SBR). In Stage 3, methanotrophic denitrification was addressed in an Upflow Fixed-Structured Bed Reactor (Up-FSBR). In Stages 1 and 3, methane supported denitrification and cellular maintenance. In Stage 2, the consumption of oxidized nitrogen compounds was too low, and it was not possible to conclude which is the better strategy for enrichment of the methanotrophic-denitrifying community. In Stage 4, the biomass withdrawn from Up-FSBR was subjected to endogeny tests, in batch reactors. In each batch reactor, only nitrite or nitrate was provided, and both methane and methane-free conditions were tested. It was observed that nitrite and nitrate reduction occurred as a marginal process. In Stage 5, methane oxidation coupled to denitrification was assessed under both anoxic and microoxic conditions and both processes were stimulated under the latter. The obtained data suggest denitrifiers established a syntrophic relationship with methane-oxidizers, and when the latter was stimulated, the denitrification also occurred in greater extent.

A remoção de nitrogênio via processos biológicos de nitrificação e desnitrificação foi estudada utilizando-se um reator operado em bateladas seqüenciais submetido a períodos aeróbios e anóxicos. Metano foi adicionado como doador de elétrons na etapa desnitrificante nos períodos anóxicos. Foram testadas diferentes condições operacionais e nutricionais com o objetivo de se alcançar a melhor eficiência de remoção de nitrogênio. Quando o reator operou com elevadas concentrações de biomassa em suspensão (6 g/L), a oxidação completa do nitrogênio amoniacal foi alcançada sob períodos aeróbios de 6 e 3 horas e anóxicos de 16,5 e 4 horas adotados nas etapas 1 e 2, respectivamente. Porém, a desnitrificação foi principalmente associada com o uso de subprodutos metabólicos no lugar do metano. De forma a diminuir o consumo de material endógeno, a biomassa foi imobilizada em material suporte (espuma de poliuretano) e os períodos aeróbios e anóxicos foram diminuídos para 3 horas cada (etapa 3) e posteriormente, 0,5 h e 1,5 h (etapa 4). Nesta última etapa, as maiores eficiências de remoção de nitrogênio, (~35%) foram verificadas somente nos primeiros dias de operação. O processo de desnitrificação utilizando metano como doador de elétrons também foi estudado sob condições anóxicas tendo nitrato e, posteriormente, nitrito como fontes de nitrogênio oxidadas. Nesses experimentos, as eficiências de remoção de nitrogênio foram de 75% e 90%, porém foram obtidos baixos valores de constantes cinéticas aparentes de primeira ordem, \'K IND.NO3\' = 0,007/h e \'K IND.NO2\' = 0,0278/h, respectivamente, para ambos os aceptores de elétrons. Os resultados obtidos a partir de ensaios de número mais provável (NMP) para a quantificação dos organismos metanotróficos resultaram em 5,1 x \'10 POT.3\' (etapa 3, biomassa em suspensão) e 3,5 x \'10 POT.7\' NMP/g sólidos totais voláteis (etapa 4, biomassa aderida). Portanto, a presença de meio suporte para a adesão de biomassa aliado aos ciclos de aeração mais freqüentes favoreceram o crescimento dessas bactérias. Sulfato e cloreto, nas concentrações de, aproximadamente, 100 mg/L, afetaram a eficiência de remoção de nitrogênio quando associado ao processo metanotrófico. Os resultados das análises de biologia molecular revelaram a presença de organismos metanotróficos semelhantes a Methylomonas sp. tanto em amostras de biomassa retiradas do reator quando este operou sob condições desnitrificantes na presença de oxigênio, como também, naquelas retiradas quando o reator operou em condições anóxicas. / Nitrogen removal via biological nitrification and denitrification was studied in a sequencing batch reactor submitted to aerate and anoxic periods. Methane was added as electron donor for denitrification in the anoxic periods. Different operational and nutritional conditions referred to as stages in this text were tested aiming to achieve the best nitrogen removal efficiency. When the reactor operated with high suspended biomass concentration (6 g/L), complete ammonia nitrogen oxidation was obtained in 6 to 3 hours aerobic periods and 16.5 to 4 hours anoxic periods defined for stage 1 and stage 2, respectively. However, denitrification was mainly associated with the use of endogenous metabolic byproducts instead of methane. In order to diminish endogenous material uptake, the biomass was immobilized in support material (polyurethane foam) and aerobic and anaerobic periods were reduced to 3 hours each (stage 3), followed by another reduction to 0.5 and 1.5 hours, respectively (stage 4). The highest nitrogen removal efficiencies (~35 %) were identified in this last stage, but only during the initial days of operation. The denitrification process using methane as electron donor was also studied under anoxic conditions, separately from nitrification by adding nitrate and nitrite as the oxidized nitrogen sources. In these experiments, nitrogen removal efficiencies were of 75% and 90%, but very low first order kinetic constants \'K IND.NO3\' = 0,007/h e \'K IND.NO2\' = 0,0278/h, respectively, were obtained with both the electron acceptors. The most provable number (MPN) tests carried out for methanotrophic bacteria quantification resulted in 5,1 x \'10 POT.3\' MPN/gVSS (stage 3 - suspended biomass) and 3,5 x \'10 POT.7\' MPN/gVSS (stage 4 - attached biomass). Therefore, the presence of a support media for biomass adhesion as well as more frequent aeration cycles enhanced the growth of such bacteria. Sulfate and chloride at concentrations of 100 mg/L, approximately, affected the nitrogen removal efficiency associated to methanotrofic process. The presence of methanotrops identified by molecular biology tests as Methylomonas sp was observed in samples taken from reactor in presence of oxygen and under anoxic operational conditions.

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-26T09:02:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Foco_MarioLuizRodrigues_D.pdf: 4289583 bytes, checksum: d1eb026afe6452cef2dbcf25f6dbef83 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste estudo foi verificado o desempenho de um sistema combinado anaeróbio-aeróbio na remoção de matéria orgânica e de compostos de nitrogênio presentes em esgoto sanitário, por meio da utilização de recirculação do efluente tratado para o início do sistema, de forma a propiciar a desnitrificação sem adição de carbono ou alcalinizante externos. Foram estudados dois tipos de sistemas: Sistema 1 (escala de bancada) composto por filtro anóxico (FA) seguido de biofiltro aerado submerso (BAS) e decantador secundário (DS) com os respectivos volumes: 32,6; 17,6 e 7,2 L; Sistema 2 (escala piloto) constituído por filtro anaeróbio/anóxico (FAA), seguido de BAS e DS com os respectivos volumes: 298,7; 131.5 e 188,5 L. As razões de recirculação (R) utilizadas foram: 0,5; 1,5; 2,0; 3,0 e 4,0. No Sistema 1, com R=4,0 a máxima desnitrificação teórica (D%) possível foi de 86±5%, nessa configuração alcançou-se remoções de demanda química de oxigênio (DQO) e Nitrogênio Total (NT) de 92±4% e 83±8%, respectivamente. No Sistema 2, com R=3,0 o valor da D% possível foi de 78±9%, nessa configuração alcançou-se remoções de DQO e NT de 89±4 e 60±7%, respectivamente. Os resultados indicam a viabilidade do uso da recirculação do efluente tratado, na configuração proposta pelo Sistema 1, como alternativa para remoção de nitrogênio em Estações de Tratamento de Esgoto Combinadas Anaeróbio-Aeróbia, com biomassa imobilizada, uma vez que as concentrações finais de Nitrogênio Total (12±3 mg N L-1) estão abaixo do valor estipulado pela Resolução CONAMA N° 357/2005 / Abstract: This study verified the performance of anaerobic-aerobic combined systems in removing organic matter and nitrogen compounds from sewage by recirculation of treated effluent to the beginning of the system, aiming denitrification without addition of external carbon or alkalinity. System 1 (bench scale) were an anoxic filter (AF) followed by aerated submerged biofilter (ASB) and clarifier with respective volumes: 32.6, 17.6 and 7.2 L. System 2 (pilot scale), were an anaerobic/anoxic filter (AAF), followed by ASB and clarifier with their volumes: 298.7, 131.5 and 188.5 L. The recirculation ratios (R) were 0.5, 1.5, 2.0, 3.0 and 4.0. In System 1, with R=4.0 the maximum theoretical denitrification (D%) possible was 86±5%, and this configuration achieved removals of chemical oxygen demand (COD) and Total Nitrogen (TN) of 92±4% and 83±8%, respectively. In system 2, with R=3.0 the D% possible was 78±9%, and this configuration reached removal of COD and NT of 89±4 and 60±7%, respectively. The results indicate the feasibility of using effluent recirculation, in the System 1 configuration, as an alternative to nitrogen removal in sewage anaerobic-aerobic combined treatment plants, with immobilized biomass, since the final concentrations of Total Nitrogen (12±3 mg N L-1) are below the value established by CONAMA Resolution No. 357/2005 / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil