A presente pesquisa avaliou duas alternativas para a remoção de fósforo em esgoto sanitário: uso de filtros percoladores com adição de material com potencial de ligação de fósforo e uso de banhados construídos com macrófitas com potencial assimilação de fósforo. Estas tecnologias são apropriadas para pequenas comunidades ou residências unifamiliares e também podem ser utilizadas como etapa no tratamento dos esgotos. Estes sistemas apresentam remoção satisfatória de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, contudo apresentam diminuta eficiência de remoção de fósforo e nitrato. Na presente pesquisa foram estudadas duas técnicas para aumentar a remoção de fósforo: utilização de materiais com potencial de remoção de fósforo nos filtros percoladores, e plantas com alta capacidade de assimilação de fósforo nos banhados construídos. Os materiais adicionados aos leitos percoladores com potencial de remoção de fósforo foram: Cavaco de Usinagem e Escória de Aciaria Elétrica. As frações de materiais adicionados foram: 10%, 20% e 40% em peso em relação ao material suporte. As plantas utilizadas foram a Luziola peruviana, a qual apresenta em sua constituição alta concentração de fósforo e a Typha latifolia, já amplamente utilizada em banhados construídos. Os materiais utilizados como meios suportes foram brita e areia. A adição de materiais com potencial remoção de fósforo auxiliou na remoção do nutriente, a qual foi mais significativa nos leitos contendo Cavaco de Usinagem. Não foi observada diferença de remoção de fósforo para as diferentes frações dos materiais testados para o período de estudo. A utilização da planta Luziola peruviana contribuiu no máximo com 2,11% da remoção de fósforo total, contudo foi observada importante função do sistema radicular no tempo de percolação, contribuindo para maior tempo de contato do efluente com material suporte, especialmente para o caso da brita. O uso de areia de granulometria grossa possibilitou eficiência de remoção de fósforo superior a 85%, entretanto, a massa de fósforo retida por unidade de área no sistema utilizando brita 0 apresentou valores duas vezes superiores aos obtidos para os leitos preenchidos com areia. / This research evaluated two alternatives to phosphorus removal from domestic wastewater: use of intermittent sand filters with materials addition with potential phosphorus binding and use of constructed wetlands with macrophytes potential phosphorus assimilation. These present themselves as technologies suitable for small communities or single family houses and can be used as a intermediate or final stage of wastewater treatment. The systems based on intermittent feed get satisfactory removal of organic matter and ammonia-N, but they have reduced efficiency of phosphorus and nitrate removal. The aim of present study was to evaluate two techniques for phosphorus removal: use of materials with potential removal of phosphorus, in the intermittent sand filters, and plants with capacity for assimilation of phosphorus metabolism, in the vertical flow constructed wetlands. The materials added to the sand filters with the potential removal of phosphorus were the Machine Bit and Electric Arc Furnace Slag. The fractions of materials added were: 10%, 20% and 40% related to material support weight. The plants tested were Luziola peruviana, which has in its constitution a high concentration of phosphorus and Typha latifolia, widely used in constructed wetlands. The support materials tested were gravel and sand. The use of materials with potential removal of phosphorus aid in the removal of phosphorus, which is more significant in the beds with Machine Bit. Difference of phosphorus removal was not observed for the different fractions of the materials tested for the study period. The use of the plant Luziola peruviana contributed at the most with 2,11% of removal of total phosphorus, however important role of the root system was observed in the percolation time, contributing to larger time of contact of wastewater with support materials, especially for use of coarse material, as it the coarse gravel. The use of coarse sand allowed removal efficiency of phosphorus higher than 85%, however, the mass of phosphorus retained per unit area in the system using gravel present values twice higher than obtained to the beds filled with sand.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2479.pdf: 4196494 bytes, checksum: 14c6802d9f57503ce1779318c1aa87a2 (MD5) Previous issue date: 2009-04-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / The lack of sanitation systems is one of the main causes of insalubrity and environmental degradation. The term sustainability has provoked a debate in the literature, derived, mainly with the environmental concern and the use of the non-endless natural resources. Besides environmental and ecological issues, the concept incorporates the economical, social, cultural and political dimensions. The last one emphasizes the people participation on making decisions, management and general control of the production process, through the comprehension of the reality and the analysis of different alternatives. The use of participatory processes for taking decision to the choice of more sustainable domestic wastewater system, besides easing the knowledge transfer, permit access to the nonconventional techniques. General purpose was to analyze the strategies, conditions and obstacles for the implantation of more sustainable domestic wastewater systems, containing as experimental object the Rural Settlement Sepé-Tiaraju, located in Serra Azul-SP (Brasil), considering the participatory process for families taking decisions. General strategy used was the participatory action research, which the researcher and the families interact with each other in a cooperative and participatory way. General steps of the action were: 1- participatory process for domestic wastewater systems choice; 2- executive project and the budget system; 3- execution plan of the pilot system; 4- family organization for the execution of the pilot system; 5- the execution of the pilot system; 6- the system maintenance and utilization instructions. For each verified hypothesis, it was elaborated a spreadsheet in where it was explained: the type of information (variable), the evidence sources, the proceedings for the data collection and analysis. It was used as evidence sources the reports, the spreadsheets, the audiovisual images from the discussion meetings with the families and the execution of the domestic pilot wastewater system. Products were: 1- characterization of the domestic wastewater system choice by participatory process for the case of rural settlement Sepé- Tiaraju; 2- characterization of the domestic pilot wastewater system execution by participatory process; 3- sustainability and the participatory action research analysis for the more sustainable domestic wastewater system implantation. Results indicate that the use of participatory process enables the information access, the choice of non-conventional techniques and more sustainable, although it takes more time of the evolved actors (researcher and families) and the adequacy of the activities to the social reality and the capacity of comprehension of the participants. Challenges are related to the actors governance, conflicts and financial resources governance, besides the match of disposable time for the research and the action in the social reality. / A ausência de saneamento ambiental é uma das principais causas de insalubridade e degradação ambiental. O termo sustentabilidade tem provocado um debate na literatura, derivado, principalmente, da preocupação com o meio ambiente e a utilização dos recursos naturais finitos. Além de questões ambientais e ecológicas, o conceito incorpora as dimensões econômica, social, cultural e política. A dimensão política da sustentabilidade enfatiza a participação das pessoas na tomada de decisão, gestão e controle coletivo dos processos de produção, por meio da compreensão da realidade e da análise das diferentes alternativas. A adoção de processos participativos para escolha de sistemas de tratamento esgoto residenciais mais sustentáveis, além de possibilitar a transferência do conhecimento, permite acesso às técnicas não convencionais. O presente estudo tem como objetivo geral analisar as estratégias, condições e obstáculos para implantação de técnicas mais sustentáveis de tratamento de efluentes sanitários residenciais, tendo como objeto empírico o Assentamento Rural Sepé- Tiaraju, localizado no município de Serra Azul, SP, levando em conta processos participativos para tomada de decisão das famílias. A estratégia geral de pesquisa utilizada foi a pesquisaação participativa, em que o pesquisador e as famílias interagem de modo cooperativo e participativo. As etapas gerais da ação referem-se a: 1- processo participativo de escolha do sistema de tratamento local de efluentes sanitários residenciais; 2- projeto executivo e orçamento do sistema; 3- planejamento da execução de sistema piloto; 4- organização das famílias para a execução de sistema piloto; 5- execução do sistema piloto; 6- instruções para uso e manutenção do sistema. Para cada hipótese verificada, foi elaborada uma planilha em que foram explicitados: o tipo de informação (variável), as fontes de evidências, os procedimentos para coleta e análise dos dados. Foram utilizados como fontes de evidências os relatos, planilhas, imagens audiovisuais das reuniões de discussão com as famílias e da execução do sistema piloto de tratamento de efluentes sanitários residenciais. Os produtos obtidos foram: 1- caracterização do processo participativo para escolha de sistema de tratamento de efluentes sanitários residenciais mais sustentáveis para o caso do Assentamento Rural Sepé-Tiarajú, 2- caracterização do processo participativo para construção de sistema piloto de tratamento de efluentes sanitários residenciais; 3- análise da sustentabilidade e pesquisa-ação participativa para escolha e implantação de sistema de tratamento de efluentes sanitários residenciais mais sustentáveis. Os resultados indicam que a utilização de processos participativos possibilita além do acesso às informações, a escolha de técnicas não convencionais e mais sustentáveis, porém demanda um tempo maior de dedicação dos atores envolvidos (pesquisadores e famílias) e adequação das atividades à realidade social e capacidade de compreensão dos participantes. Os desafios são relativos à governabilidade de diferentes tipos de atores, conflitos e recursos financeiros, além da compatibilização dos tempos disponíveis para a pesquisa e ação na realidade social.

Submitted by João Gabriel Thomaz Queluz null (queluz13@terra.com.br) on 2016-11-30T18:09:17Z No. of bitstreams: 1 Tese (João Queluz).pdf: 4075935 bytes, checksum: 5e22f8f089d2895be8857e7315e76c88 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-02T15:49:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 queluz_jgt_dr_bot.pdf: 4075935 bytes, checksum: 5e22f8f089d2895be8857e7315e76c88 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-02T15:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 queluz_jgt_dr_bot.pdf: 4075935 bytes, checksum: 5e22f8f089d2895be8857e7315e76c88 (MD5) Previous issue date: 2016-11-08 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A maioria dos sistemas de tratamento de águas residuárias é complexa, têm construção e manutenção dispendiosas e necessitam de recursos humanos qualificados para operação, características que praticamente inviabilizam sua adoção na zona rural do país. Áreas rurais demandam sistemas de custo reduzido, simples e de fácil operacionalidade, características encontradas em sistemas de alagados construídos. Os objetivos do presente trabalho foram: desenvolver um sistema alagado construído para o tratamento de águas residuárias; avaliar a eficiência do alagado construído utilizando diferentes densidades de macrófitas; verificar a resposta do sistema a diferentes taxas de aplicação de matéria orgânica; e ajustar e modificar modelos hidráulicos que representem a cinética de remoção de matéria orgânica e de coliformes fecais. Foi desenvolvido um sistema de tratamento com três leitos de alagados construídos, compostos por quatro caixas d’água retangulares ligadas em série. As caixas d'água foram preenchidas com o material suporte (brita #0) até a altura de 30 cm e ficaram saturadas com efluente até a altura de 25 cm. Os alagados construídos foram cultivados com diferentes densidades (0, 11,5 e 23 plantas m-2) de taboa (Typha latifólia). Cada leito recebeu 50 litros diários de água residuária doméstica, resultando em 3,2 dias de tempo de detenção hidráulica nominal. A eficiência do sistema foi avaliada pela análise de coliformes fecais, coliformes totais, condutividade elétrica, demanda bioquímica de oxigênio, demanda química de oxigênio, fósforo total, nitrogênio total, pH, potássio, potencial redox, sólidos suspensos totais, temperatura e turbidez. Análise de regressão linear foi realizada para comparar a eficiência dos três alagados construídos na remoção de matéria orgânica e de patógenos. Além disso, os dados de demanda química de oxigênio e de coliformes fecais foram comparados com modelos hidráulicos convencionais (fluxo em pistão e tanques em série) com uso do coeficiente de determinação. Os alagados construídos foram eficientes na remoção de coliformes fecais (99%), demanda bioquímica de oxigênio (72%), demanda química de oxigênio (80%), nitrogênio total (73%), fósforo total (83%), potássio (54%) e sólidos suspensos totais (98%). A densidade de macrófitas não alterou a eficiência de remoção de coliformes fecais e de demanda química de oxigênio nos três alagados construídos. Porém, os alagados cultivados com macrófitas (11,5 e 23 plantas m-2) foram mais eficientes na remoção de nitrogênio, fósforo e potássio. O sistema alagado construído foi sensível às taxas de aplicação de matéria orgânica, havendo correlação linear positiva entre as taxas aplicada e removida de matéria orgânica. Os dados de demanda química de oxigênio e coliformes fecais foram comparados com as estimativas fornecidas pelos modelos hidráulicos de fluxo em pistão e de tanques em série. O modelo hidráulico de fluxo em pistão convencional foi, então, modificado incluindo-se um fator de resistência à degradação (q). O modelo hidráulico de fluxo em pistão modificado representa mais adequadamente a cinética de remoção de matéria orgânica do que os modelos hidráulicos convencionais de fluxo em pistão e de tanques em série. (q = 0,521631, quando a evapotranspiração é considerada e q = 0,479332 quando a evapotranspiração não é considerada). Por outro lado, o modelo modificado não é superior ao modelo convencional em relação à remoção de coliformes fecais. Concluindo, sugere-se que o modelo hidráulico modificado seja utilizado tanto para o dimensionamento quanto para a avaliação da eficiência de remoção de matéria orgânica em alagados construídos. / Most wastewater treatment systems are complex, have expensive cost for both construction and maintenance, and require skilled manpower for operation, features that practically precludes its adoption in rural areas of the country. Rural areas require simple and low-cost systems, characteristics found in constructed wetlands. This study aimed 1) to develop a constructed wetland system for wastewater treatment; 2) to assess the constructed wetlands efficiency using different densities of macrophytes; 3) to check the system response to different organic matter application rates; 4) to adjust and modify hydraulic models which represent the kinetics of organic matter and fecal coliforms removal. It was developed a treatment system with three constructed wetlands beds, composed by four rectangular water storage tanks connected in series. The water tanks were filled with gravel (Ø = 2.4 – 9.5 mm) to a height of 30 cm and were saturated with effluent to a height of 25 cm. The constructed wetlands were cultivated with different cattail (Typha latifolia) densities: 0, 11.5 and 23 plants m-2. Each bed received 50 liters of domestic wastewater per day, resulting in 3.2 days of nominal hydraulic retention time. The system efficiency was evaluated by the analysis of fecal coliforms, total coliforms, electrical conductivity, biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand, total phosphorus, total nitrogen, pH, potassium, redox potential, total suspended solids, temperature, and turbidity. Linear regression analysis was performed to compare the efficiency of the three constructed wetlands in the removal of organic matter and pathogens. Furthermore, chemical oxygen demand and fecal coliforms data were compared with conventional hydraulic models using the coefficient of determination. The constructed wetlands were efficient for removing fecal coliforms (99%), biochemical oxygen demand (72%), chemical oxygen demand (80%), total nitrogen (73%), total phosphorus (83%), potassium (54%) and suspended solids (98%). The macrophytes density did not affect the efficiency of the three constructed wetlands for removing fecal coliforms and chemical oxygen demand. However, the beds cultivated with macrophytes presented higher efficiency in the removal of nitrogen, phosphorus and potassium. The constructed wetlands responded to the different organic matter application rates, with positive linear correlation between the applied and removed rates. The chemical oxygen demand and fecal coliforms data were compared with the predicted values provided by the conventional hydraulic models (plug flow and tanks in series). The conventional plug flow model was then modified and a degradation resistance factor (q) was included. The modified plug flow model showed better fit to the organic matter data than the conventional hydraulic models (whether or not evapotranspiration was considered: q = 0.521631 and q = 0.479332). On the other hand, the modified plug flow model did not show better fit to the fecal coliforms data than the conventional plug flow models. In conclusion, it is suggested that the modified plug flow hydraulic model should be used for the design and the assessment of organic matter removal efficiency in constructed wetlands. / FAPESP: 2014/05997-6

A presente pesquisa avaliou duas alternativas para a remoção de fósforo em esgoto sanitário: uso de filtros percoladores com adição de material com potencial de ligação de fósforo e uso de banhados construídos com macrófitas com potencial assimilação de fósforo. Estas tecnologias são apropriadas para pequenas comunidades ou residências unifamiliares e também podem ser utilizadas como etapa no tratamento dos esgotos. Estes sistemas apresentam remoção satisfatória de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, contudo apresentam diminuta eficiência de remoção de fósforo e nitrato. Na presente pesquisa foram estudadas duas técnicas para aumentar a remoção de fósforo: utilização de materiais com potencial de remoção de fósforo nos filtros percoladores, e plantas com alta capacidade de assimilação de fósforo nos banhados construídos. Os materiais adicionados aos leitos percoladores com potencial de remoção de fósforo foram: Cavaco de Usinagem e Escória de Aciaria Elétrica. As frações de materiais adicionados foram: 10%, 20% e 40% em peso em relação ao material suporte. As plantas utilizadas foram a Luziola peruviana, a qual apresenta em sua constituição alta concentração de fósforo e a Typha latifolia, já amplamente utilizada em banhados construídos. Os materiais utilizados como meios suportes foram brita e areia. A adição de materiais com potencial remoção de fósforo auxiliou na remoção do nutriente, a qual foi mais significativa nos leitos contendo Cavaco de Usinagem. Não foi observada diferença de remoção de fósforo para as diferentes frações dos materiais testados para o período de estudo. A utilização da planta Luziola peruviana contribuiu no máximo com 2,11% da remoção de fósforo total, contudo foi observada importante função do sistema radicular no tempo de percolação, contribuindo para maior tempo de contato do efluente com material suporte, especialmente para o caso da brita. O uso de areia de granulometria grossa possibilitou eficiência de remoção de fósforo superior a 85%, entretanto, a massa de fósforo retida por unidade de área no sistema utilizando brita 0 apresentou valores duas vezes superiores aos obtidos para os leitos preenchidos com areia. / This research evaluated two alternatives to phosphorus removal from domestic wastewater: use of intermittent sand filters with materials addition with potential phosphorus binding and use of constructed wetlands with macrophytes potential phosphorus assimilation. These present themselves as technologies suitable for small communities or single family houses and can be used as a intermediate or final stage of wastewater treatment. The systems based on intermittent feed get satisfactory removal of organic matter and ammonia-N, but they have reduced efficiency of phosphorus and nitrate removal. The aim of present study was to evaluate two techniques for phosphorus removal: use of materials with potential removal of phosphorus, in the intermittent sand filters, and plants with capacity for assimilation of phosphorus metabolism, in the vertical flow constructed wetlands. The materials added to the sand filters with the potential removal of phosphorus were the Machine Bit and Electric Arc Furnace Slag. The fractions of materials added were: 10%, 20% and 40% related to material support weight. The plants tested were Luziola peruviana, which has in its constitution a high concentration of phosphorus and Typha latifolia, widely used in constructed wetlands. The support materials tested were gravel and sand. The use of materials with potential removal of phosphorus aid in the removal of phosphorus, which is more significant in the beds with Machine Bit. Difference of phosphorus removal was not observed for the different fractions of the materials tested for the study period. The use of the plant Luziola peruviana contributed at the most with 2,11% of removal of total phosphorus, however important role of the root system was observed in the percolation time, contributing to larger time of contact of wastewater with support materials, especially for use of coarse material, as it the coarse gravel. The use of coarse sand allowed removal efficiency of phosphorus higher than 85%, however, the mass of phosphorus retained per unit area in the system using gravel present values twice higher than obtained to the beds filled with sand.

A presente pesquisa avaliou duas alternativas para a remoção de fósforo em esgoto sanitário: uso de filtros percoladores com adição de material com potencial de ligação de fósforo e uso de banhados construídos com macrófitas com potencial assimilação de fósforo. Estas tecnologias são apropriadas para pequenas comunidades ou residências unifamiliares e também podem ser utilizadas como etapa no tratamento dos esgotos. Estes sistemas apresentam remoção satisfatória de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, contudo apresentam diminuta eficiência de remoção de fósforo e nitrato. Na presente pesquisa foram estudadas duas técnicas para aumentar a remoção de fósforo: utilização de materiais com potencial de remoção de fósforo nos filtros percoladores, e plantas com alta capacidade de assimilação de fósforo nos banhados construídos. Os materiais adicionados aos leitos percoladores com potencial de remoção de fósforo foram: Cavaco de Usinagem e Escória de Aciaria Elétrica. As frações de materiais adicionados foram: 10%, 20% e 40% em peso em relação ao material suporte. As plantas utilizadas foram a Luziola peruviana, a qual apresenta em sua constituição alta concentração de fósforo e a Typha latifolia, já amplamente utilizada em banhados construídos. Os materiais utilizados como meios suportes foram brita e areia. A adição de materiais com potencial remoção de fósforo auxiliou na remoção do nutriente, a qual foi mais significativa nos leitos contendo Cavaco de Usinagem. Não foi observada diferença de remoção de fósforo para as diferentes frações dos materiais testados para o período de estudo. A utilização da planta Luziola peruviana contribuiu no máximo com 2,11% da remoção de fósforo total, contudo foi observada importante função do sistema radicular no tempo de percolação, contribuindo para maior tempo de contato do efluente com material suporte, especialmente para o caso da brita. O uso de areia de granulometria grossa possibilitou eficiência de remoção de fósforo superior a 85%, entretanto, a massa de fósforo retida por unidade de área no sistema utilizando brita 0 apresentou valores duas vezes superiores aos obtidos para os leitos preenchidos com areia. / This research evaluated two alternatives to phosphorus removal from domestic wastewater: use of intermittent sand filters with materials addition with potential phosphorus binding and use of constructed wetlands with macrophytes potential phosphorus assimilation. These present themselves as technologies suitable for small communities or single family houses and can be used as a intermediate or final stage of wastewater treatment. The systems based on intermittent feed get satisfactory removal of organic matter and ammonia-N, but they have reduced efficiency of phosphorus and nitrate removal. The aim of present study was to evaluate two techniques for phosphorus removal: use of materials with potential removal of phosphorus, in the intermittent sand filters, and plants with capacity for assimilation of phosphorus metabolism, in the vertical flow constructed wetlands. The materials added to the sand filters with the potential removal of phosphorus were the Machine Bit and Electric Arc Furnace Slag. The fractions of materials added were: 10%, 20% and 40% related to material support weight. The plants tested were Luziola peruviana, which has in its constitution a high concentration of phosphorus and Typha latifolia, widely used in constructed wetlands. The support materials tested were gravel and sand. The use of materials with potential removal of phosphorus aid in the removal of phosphorus, which is more significant in the beds with Machine Bit. Difference of phosphorus removal was not observed for the different fractions of the materials tested for the study period. The use of the plant Luziola peruviana contributed at the most with 2,11% of removal of total phosphorus, however important role of the root system was observed in the percolation time, contributing to larger time of contact of wastewater with support materials, especially for use of coarse material, as it the coarse gravel. The use of coarse sand allowed removal efficiency of phosphorus higher than 85%, however, the mass of phosphorus retained per unit area in the system using gravel present values twice higher than obtained to the beds filled with sand.

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castagnato_Renata_M.pdf: 1224635 bytes, checksum: 513cfc1c14b5af1159379a00e5d00297 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O formaldeído é um composto orgânico muito utilizado em diversos setores da indústria e serviços de saúde. Em hospitais e laboratórios de anatomia, ele é empregado em solução de 8 a 10 %, que ao se tornar imprópria para uso, necessita ser disposta adequadamente para não afetar os ecossistemas presentes nos corpos d¿água ou nos processos biológicos das estações de tratamento de esgotos. Pois, dependendo da concentração que o formaldeído se encontra, pode ser extremamente tóxico. O presente estudo teve o objetivo de verificar a tratabilidade de esgoto sanitário contendo formaldeído em um sistema combinado composto de um filtro anaeróbio (FA) seguido de um biofiltro aerado submerso (BAS). O volume útil de cada reator era de 17,6 L e o tempo de detenção hidráulica de 12 h. As concentrações de formaldeído aplicadas ao esgoto sanitário afluente ao sistema foram de 50, 100, 200 e 400 mg L-1, dividas em quatro fases de operação. Durante o monitoramento do sistema, foi verificado que a eficiência de remoção de formaldeído variou de 85,0 a 99,4 %, sendo que a partir do início da segunda fase (quando a concentração aplicada era de 100 mg L-1), a média de remoção foi de 98,0 ± 1,2 %. A média de remoção de DQO, durante as quatro fases de aplicação, foi de 84,4 ± 7,3 %, apesar do formaldeído não ter sido a única fonte de carbono. O valor máximo de carga de formaldeído removida no sistema foi de 0,407 kgm-3 d-1, quando sua aplicação no esgoto bruto era de 0,411 kg m-3 d-1 (concentração de 410,8 mg L-1). Foi observado também que a maior concentração de formaldeído encontrada no efluente tratado pelo sistema foi de 5,8 mg L-1, com valor médio de 1,9 ± 1,4 mg L-1. Houve inibição do processo de nitrificação no BAS a partir de 50 mg L-1 de formaldeído presente no esgoto afluente. Verificou-se que o sistema proposto foi adequado ao tratamento de esgoto sanitário com formaldeído, pois em todas as concentrações do composto aplicado (0 a 410,8 mg L-1), o seu desempenho se manteve estável, principalmente com relação à remoção de DQO e do próprio formaldeído. Palavras-chave: Formaldeído, sistema combinado anaeróbio/aeróbio, filtro anaeróbio, biofiltro aerado submerso, nitrificação, esgoto sanitário / Abstract: Formaldehyde is an organic compound largely used in several industrial sectors and health services, for example in hospitals and anatomy laboratories in a proportion of 8 to 10 %. When it becomes inadequate to be used, this solution must be properly disposed in order not to affect the ecosystems in water streams or in the biological process in the treatment sewage works, because depending on its concentration it can be extremely toxic. This study aims to verify the treatability of domestic wastewater containing formaldehyde in a combined system formed by an Anaerobic Filter followed by a Biological Aerated Filter. Each reactor presented a volume of 17,6 l and 12 h of hydraulic retention time (HRT). This type of system aggregates the advantages of these combined processes: anaerobic and aerobic. The concentration of formaldehyde used in domestic wastewater influent in the system was divided into 4 phases of operation, which corresponded to 50, 100, 200 and 400 mg L-1. The efficacy of removal of formaldehyde in the system varied from 85,0 and 99,4 %, and it must be noted that from the beginning of the 2nd phase (100 mg L-1) the average of removal was 98,0 ± 1,2 %. The average of removal of COD, during the whole 4 phases of operation, was 84,4 ± 7,3 %. It must be said that formaldehyde was not the only carbon source. The removal rate of formaldehyde achieved a maximum of 0,407 kg m-3 d-1, when the applied rate in the system was 0,411 kg m-3 d-1. This fact happened when the concentration of aldehyde in the influent was 410,8 mg L-1. The maximum concentration verified of formaldehyde in the effluent of system was 5,8 mg L-1, with an average of 1,9 ± 1,4 mg L-1. The process of nitrification has been inhibited in the Biological Aerated Filter from 50 mg L-1 of formaldehyde present in the influent. The proposed system was adequate to the treatment of domestic wastewater plus formaldehyde because in all concentration of aldehyde applied (0 a 410,8 mg L-1) its performance was kept stable, mainly in relation to COD removal and formaldehyde itself. Key words: Formaldehyde, combined system anaerobic/aerobic, anaerobic filter, biological aerated filter, nitrification, domestic wastewater / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Os principais objetivos deste trabalho foram analisar o desempenho de sistema combinado (escala piloto), constituído por reator anaeróbio de leito expandido (Ralex) seguido por sistema de lodos ativados, utilizado no tratamento de esgoto sanitário, correlacionar as características da microbiota do sistema de lodos ativados com os resultados físico-químicos e determinar a cinética de consumo de substrato no sistema de lodos ativados. O desempenho do sistema combinado quanto à remoção de DQO total e DQO filtrada foi de 82% e 80%, respectivamente. No sistema combinado, a remoção de nitrogênio total foi de 65% e a remoção de fósforo foi de 35%. A população de protozoários foi bem diversificada, sendo condizente com as características operacionais do sistema de lodos ativados. Arqueas metanogênicas foram capazes de sobreviver no tanque de aeração, porém em número reduzido. O modelo cinético que melhor representou a degradação de DQO filtrada, no sistema de lodos ativados, foi o de primeira ordem com residual. A constante aparente específica média foi de 0,05L/gSSV.dia. Nas condições estudadas, não ficou evidenciado o efeito da temperatura na cinética, provavelmente devido à resistência de transferência de massa. / The major objectives of this study were: (i) to evaluate the performance of a combined system (pilot scale) treating wastewater, composed by an expanded bed anaerobic reactor and an activated sludge system; (ii) to correlate microorganisms characteristics of the activated sludge system with the physical-chemical results; and (iii) to determinate the substrate consumption kinetics of the activated sludge system. The performance of the combined system in terms of total and filtrated COD was 82% and 80% respectively. Total nitrogen removal was 65% and total phosphorous removal was 35%, in the combined system. Protozoa populations were well diversified, according to operational characteristics of activated sludge. Methanogenics archeas survived into aeration tank, but in a reduced number. First order with residual kinetic model represented the filtered COD degradation, in the activated sludge system. The mean apparent specific constant was 0,05L/gVSS.day. In this study, the effect of temperature on kinetics was not evident, probably due to mass transfer resistance.

Este trabalho avaliou a técnica de dosagem variável de coagulante em função da variação da turbidez do esgoto afluente a sistema de pós-tratamento por flotação do efluente de reatores UASB, localizado em Campinas, SP. Utilizou-se equipamento do tipo Flotateste para a flotação em escala de laboratório, sendo fixados os parâmetros: Tmr = 15 s; Gmr = 800 \'S POT.-1\'; Tfloc = 20 min; Gfloc = 90 \'S POT.-1\'; Psat = 5,00 Bar. Foram estudadas quatro velocidades de flotação (Vf), entre 8 à 20 cm/min. Na fase 1 da pesquisa estudou-se os coagulantes \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\', PAC e \'FE\'Cl IND.3\', sendo determinadas as melhores dosagens para o horário das 12:00 horas. Posteriormente, na segunda fase, foram fixadas as melhores dosagens de cada coagulante e associada dosagens variadas de polímeros catiônico, aniônico e não iônico. Em seguida, na fase 3, foi realizada avaliação temporal, com ensaios realizados em seis diferentes horários do dia, estabelecendo uma razão entre a variação da turbidez afluente com a dosagem de coagulante. Finalmente, na quarta fase, foram aplicados quatro cenários de dosagens em doze horários diferentes ao longo de 24 horas. Para fase 1, verificou-se remoção de SST, DQO e fósforo para as dosagens de \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\' (11,77mg \'AL IND.2\'O IND.3\'/L), 76,5%; 67,6% e 63,9%; PAC (8,45 mg \'AL IND.2\'O IND.3\'/L), 62,5%; 75,0% e 82,7%; e \'FE\'CL IND.3\' (24,38 mg\'FE\'/L), 60,0%; 55,9% e 90,3%, respectivamente, para Vf = 16 cm/min. Na fase 2, determinou-se como melhor polímero, para ambos coagulantes, o polímero catiônico (PC), sendo associado às melhores dosagens definidas na fase1. Desta maneira na fase 2 verificou-se remoção de SST, DQO e fósforo para as dosagens associadas de \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\' + PC (11,77 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L + 1,00 mg PC/L), 94,4%, 88,6% e 70,4%; PAC + PC (8,45 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L + 1,00 mg PC/L), 94,7%, 62,3% e 88,8%; e \'FE\'CL IND.3\' + PC (24,38 mg\'FE\'/L + 1,00 mg PC/L), 77,3%, 61,6% e 91,6%, respectivamente. O cloreto férrico foi escolhido para ser utilizado nas fases seguintes devido a capacidade de precipitação de sulfeto o qual atingiu concentrações de até 15 mg/L no efluente anaeróbio. Em adição, foram fixadas as dosagens de polímero catiônico em 1,00 mg/L. Assim, para fase 3, a aplicação de dosagem variada entre 12,07 a 25,51 mg\'FE\'/L, para seis diferentes horários resultou em DQO < 50 mg/L e Fósforo < 0,50 mg/L para Vf = 16 cm/min. A aplicação de razão entre a dosagem de \'FE POT.+3\' e a turbidez afluente (RDmT) de 0,463 mg\'FE POT.+3\'/L.UNT (para turbidez < 50 UNT) e 0,244 mg\'FE POT.+3\'/L.UNT (para turbidez >50 UNT) na fase 4, garantiu para todas as velocidades de flotação estudadas turbidez < 15 UNT em 100% dos ensaios. Em adição, ao se realizar correlação entre a concentração de SST no efluente da FAD e a turbidez, chegou-se a conclusão de que este cenário atingiu remoção de lodo próxima a dosagem de \'FE\'CL IND.3\' máxima definidas na fase 3 (74 mg\'FE\'CL IND.3\'/L), com economia de 27,8% no consumo do coagulante. / This study evaluated the variable coagulant dosage technique according to the variation in turbidity of the influent sewage of the post-treatment flotation system of the UASB reactor effluents, located in Campinas, SP. Laboratory scale flotation equipment was used, with fixed parameters: Tmr = 15 s; Gmr = 800 \'S POT.-1\'; Tfloc = 20 min; Gfloc = 90 \'S POT.-1\'; Psat = 5,00 Bar. Four flotation velocities (Vf), between 8 a 20 cm/min, were studied. Phase 1 of the research studied the coagulants \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\', PAC e \'FE\'CL IND.3\', being determined the best dosages for 12:00 pm. In phase 2 the best dosages of each coagulant were fixed and the associated cationic, anionic and nonionic polymer dosages were varied. In phase 3 experiments were taken at six different periods of the day, establishing a ratio between the variation in influent turbidity and coagulant dosage. In the fourth phase, four different dosage scenarios were applied at twelve different periods during a 24 hour day, to verify the best dosage scenario. In phase 1, the removal of TSS, COD and phosphorus was verified to the dosages of \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\' (11,77 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L), 76,5%; 67,6% and 63,9%; PAC (8,45 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L), 62,5%; 75,0% and 82,7%; and \'FE\'CL IND.3\' (24,38 mg\'FE POT.+3\'/L), 60,0%; 55,9% e 90,3%, respectively, for Vf = 16 cm/min. In phase 2 the cationic polymer (PC) was determined to be the best polymer for both coagulants, when applied to the best dosages determined in phase 1. This way, in phase 2 the removal of TSS, COD and phosphorus was verified to the associated dosages of \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\' + PC (11,77 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L + 1,00 mg PC/L), 94,4%, 88,6% and 70,4%; PAC + PC (8,45 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L + 1,00 mg PC/L), 94,7%, 62,3% and 88,8%; and \'FE\'CL IND.3\' + PC (24,38 mg\'FE POT.+3\'/L + 1,00 mg PC/L), 77,3%, 61,6% e 91,6%, respectively. Ferric chloride was chosen in the following phases due to its sulfide precipitation ability, reaching concentrations of up to 15 mg/L in the anaerobic effluent. In addition, the cationic polymer dosages were fixed to 1,00 mg/L. Thus, in phase 3, the dosage, varying between 12,07 to 25,51 mg\'FE POT.+3\'/L, applied to six different periods resulted, to Vf = 16 cm/min, in COD < 50 mg/L and phosphorus < 0,50 mg/L. The ratio between the dosage of \'FE POT.+3\' and the influent turbidity (RDmT) of 0,463 mg\'FE POT.+3\'/L.UNT (for turbidities < 50 NTU) and 0,244 mg\'FE POT.+3\'/L.UNT (for turbidities \'< OU =\' 50 NTU) when applied in phase 4, ensured, in 100% of the experiments, turbidity < 15 NTU for the studied flotation velocities. In addition, when correlating the concentration of TSS in FAD effluents with the turbidity, the conclusion was that this scenario reached a sludge removal close to that obtained by the maximum \'FE\'CL IND.3\' dosage defined in phase 3 (74 mg\'FE\'CL IND.3\'/L), with an economy of 27,8% in coagulant consumption.

Os reatores anaeróbios de tratamento de esgoto possibilitam elevada remoção de matéria orgânica, com menor custo em comparação com os processos aeróbios. Entretanto, esses reatores geralmente são pouco eficientes na remoção de nutrientes e seu efluente pode apresentar valores relativamente elevados de DQO e de sólidos suspensos. Por isso, investigou-se a aplicação de cloreto férrico e auxiliares de floculação no afluente de um reator anaeróbio de leito expandido em escala real (Volume = 32 m3; TDH = 3,2 h), no intuito de elevar as eficiências de remoção de DQO, turbidez, fósforo e sólidos. Foram realizados testes de Atividade Metanogênica para avaliar a toxicidade do cloreto férrico ao lodo do reator, mas nenhum efeito tóxico foi detectado para concentrações de até 500 mg FeCl3/l. Em seguida, foram realizados testes em reator de bancada (jar test), quando foi investigado o uso de cloreto férrico (dosagens entre 40 e 200 mg/l) em conjunto com um polímero catiônico, um polímero aniônico e amido natural de batata (dosagens entre 0,5 e 2,0 mg/l), sendo obtidos os melhores resultados com cloreto férrico e polímero aniônico. As eficiências médias diárias de remoção no reator de leito expandido foram elevadas de 64% para 71%, para DQO; de 47% para 59%, para turbidez; de 17% para 31%, para fósforo; e de 52% para 77%, para SST, quando aplicadas dosagens de 40 mg/l de cloreto férrico e 1,0 mg/l de polímero aniônico. / Anaerobic reactors for wastewater treatment have high capacity in removing organic matter and lower costs in comparison with aerobic processes. Nevertheless, anaerobic reactors generally are less efficient in nutrient removal and their effluents may present relatively high COD and total suspended solid (TSS) concentrations. Hence, the application of ferric chloride (FeCl3) and flocculant aids to a full-scale (Volume = 32 m3; HRT = 3,2 h) anaerobic expanded bed reactor influent was investigated to improve removal of COD, turbidity, phosphorous and solids. Methanogenic activity tests were conducted to evaluate toxicity of ferric chloride against methanogenic anaerobic reactor sludge. Tests showed that no toxic effect occurred before concentrations of FeCl3 reached 500 mg/l. Conventional bench-scale jar tests were conducted and ferric chloride was tested in combination with a cationic polymer, an anionic polymer and natural potato starch. Best results were obtained when ferric chloride was employed with anionic polymer. Average daily removal rates were increased from 64% to 71% for COD, from 47% to 59% for turbidity, from 17% to 31% for phosphorous and from 52% to 77% for TSS when dosages close to 40 mg/l of ferric chloride and 1,0 mg/l of anionic polymer were applied to anaerobic expanded bed reactor influent.

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.