Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-21. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:23Z : No. of bitstreams: 1 000858440.pdf: 865663 bytes, checksum: 9d8a3b897184887ab2164eda77314433 (MD5) / Quantificar a emissão de CO2 devido à aplicação de lodo de esgoto (LE) e de efluente de estação de tratamento de esgoto (EETE) é importante, pois atualmente tais resíduos estão sendo utilizados na agricultura com maior frequência. A informação do quanto de CO2 pode ser emitido quando adicionado ao solo pode contribuir para futuros inventários de emissão de gases de efeito estufa. O objetivo deste estudo foi quantificar a emissão de CO2 em função da aplicação de palha, lodo de esgoto e EETE em um Latossolo Vermelho eutroférrico da Faculdade de Ciência Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal-SP. Foram conduzidos dois experimentos com delineamento em blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 3. Em um dos experimentos, os tratamentos constituíram da aplicação de LE (sem lodo e com lodo, 10 Mg ha-1) e irrigação (L1: 20 mm, L2: 110 mm e L3:184 mm). No outro experimento, os tratamentos constituíram de cobertura de palha de Brachiaria brizantha sobre o solo (SPA: sem palha e CPA: com palha, 10 Mg ha-1) e irrigação com 3 frações EETE em água (F1: 11%, F2: 60% e F3:100% de EETE). As avaliações durante 23 dias da condução do experimento revelaram que o solo com adição de lodo de esgoto emitiu 9,34 % mais CO2, apresentou temperatura 2% mais elevada e teve redução de pH de 2,59% em relação ao tratamento sem adição de lodo. A aplicação de palha, combinada com irrigação com EETE, incrementou a emissão de CO2, a temperatura e a umidade do solo em 8,9%, 3,1% e 12,98%, respectivamente, em relação aos tratamentos sem aplicação de palha. Frações maiores de EETE em água resultaram em maior emissão de CO2 e teores mais elevados de matéria orgânica no solo / Quantifying CO2 emissions due to the applications of sewage sludge (SS) and trated sewage effluent (TSE) is important because such waste is currently being used in agriculture more often. Information on how much CO2 can be emitted when applied to the soil can contribute to future inventories of greenhouse gases. The aim of this study was to quantify the CO2 emission due to the application of straw, SS and TSE in an Oxisol of the Faculty of Agricultural Science and Veterinary of Jaboticabal-SP. Two experiments were conducted in a factorial 2 x 3, in a randomized block design. In one of the experiments, the treatments consisted of SS application (no sewage sludge and with sewage sludge, 10 Mg ha-1) and irrigation (L1: 20 mm, L2 110 mm, L3 184 mm). In another experiment, treatments consisted of application of Brachiaria brizantha straw (without straw and with straw, 10 Mg ha-1) and irrigation with 3 TSE fractions in water (F1: 11%, F2: 60% and F3: 100% of TSE). The results over 23 days of evaluation revealed that the soil with SS application had 9,34% increase in CO2 emission and 2% increase in temperature and 2,59% reduction in pH, as compared to treatments without SS application. The application of straw, combined with irrigation with TSE, increased CO2 emissions, temperature and soil moisture 8,9%, 3,1% and 12,98%, respectively, compared to treatment without application of straw. Larger fractions of TSE in water resulted in higher CO2 emissions and higher organic matter content in the soil

Orientadora : Prof. Dr. Álvaro Luiz Mathias / Coorientadores: Profª Drª Regina Maria Matos Jorge e Prof. Dr. Mário José Dallavalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 25/10/2012 / Inclui referências : f. 110-115 / Resumo: A ETE Atuba Sul trata efluente urbano e industrial de Curitiba, Paraná, Brasil. Ela foi projetada para uma vazão de 1.120 l/s. O tratamento é atualmente realizado em 16 reatores anaeróbicos tipo UASB. Esta prevista sua ampliação para 1.680 l/s com a instalação de mais oito reatores. Esses reatores após o tratamento produzem biogás, lodo e efluente tratado. Este último é descartado de acordo com as normas ambientais em corpo hídrico. O biogás tem sido queimado para evitar emissões mais nocivas à atmosfera. O lodo após ser desaguado, recebe adição de cal, é maturado nos pátios de cura em média por 120 dias e é destinado a uso na agricultura. A produção de lodo pela população da região metropolitana de Curitiba (3,22 milhões de habitantes) é de 295 ton/dia de lodo desaguado e revela a importância desse sub-produto. Isto exige o gasto de cal na ordem de 150 ton/dia, sendo o insumo mais importante no gasto da ETE. Assim, a viabilidade do aproveitamento da energia térmica da combustão do biogás para secagem do lodo foi avaliado para reduzir os custos com transporte interno e externo e para reduzir o tempo necessário para destinação do material; bem como dispensa o uso de cal. O fluxo de efluente, a DQO, a DBO5, o pH e a alcalinidade apresentam grande variação e são cíclicos, mas são compatíveis com a biotransformação em metano. O comportamento cíclico também foi verificado na produção de biogás, o que exigirá o uso de reservatório de biogás. A produção média (21,6 Nm3/h) atingiu 54% do previsto teoricamente pela remoção da DQO. Essa diferença pode ser atribuída a falhas de vedação do sistema e a perda do biogás dissolvido no efluente tratado e no lodo. O teor de metano no biogás atingiu cerca de 60% (5.100 kcal/m3). A secagemem secador rotativo reduziu a massa em 79%, sendo esperado atingir 90% depois da otimização. A umidade inicial média foi reduzida de 82% a 15%. O consumo médio de biogás foi de 164,71 m3/ton de lodo desaguado. Ovos de helmintos em amostras de lodo com 20,16 e 8% de umidade residual não foram detectados em lodo seco e não caiado. Assim, a secagem é mais rápida e eficiente, reduz o gasto com transporte interno e externo e dispensam gastos com adição de cal. O investimento necessário para implantação do sistema de desaguamento e secagem prevê um investimento de R$ 8.509.752,32. No entanto, a tecnologia de secagem evita investimento na construção adicional de pátios de cura, de sistema de cal e de desaguamento de lodo, os quais foram considerados como receita auferida; além dos gastos menores para transporte interno e externo de lodo e demanda de cal (R$ 1.026.562,59 por ano). O resultado do VPL (Valor Presente Líquido) será positivo no ano 20 para propostas das empresas Andritz e Pieralise com uso exclusivo dobiogás. Caso seja necessário utilizar gás natural, a quantidade máxima para o VPL igual a zero é de 180 Nm³/h. Palavras-chave: Lodo de esgoto. Estação de tratamento de esgoto. Biogás. Secagem térmica. UASB. / Abstract: Atuba Sul wastewater treatment Plant receives domestic and industrial effluent from Curitiba, Parana, Brasil. It was designed for an inflow of 1.120 L/s. Nowadays the treatment is realized with 16 UASB reactors. 8 reactors will be installed icreasing the capacityof treatmento to 1.680 L/s. These reactors produce biogas, sludge and treated effluent being discharged acoording to the environment regulation in the river. The biogas is burned in order to avoid emissions to the atmosphere. The sludge after dewatering process, recieves lime, it is matured in landfills for 120 days and destinated to agiculture. The production of sludge by Curitiba metropolitan area (3,22 millions of inhabitants) is 295 ton/day of dewatered sludge revealing the importance of this by-product. The demand of lime is around 150 ton/day and it is considered in the most costful material. Therefore, the feasibility for using thermal energy from biogas combustion for sludge dewatering process was assesed to reduce internal and exertenal transportation cost and to reduce the time needed to final disposal, as well as if the use of lime is dispensable. The inflow, COD, BOD, pH and alcalinity present great variation and occur in cycles, but are compatible to the biotransformation in methane. The cycle behavior was also observed in biogas production, that will require the use of biogas reservoir. The avarage production reached 54% of theorectical calculated COD degradation. This difference can be attributed to vedation system failures and the loss of dissolved biogas in treated effluent and sludge. The methane level in the biogas reached aroud 60% (5.100 kcal/m3). The dewatering process in rotative equipment reduced the mass in 79% expecting to reach 90% after optmization. The initial average moisture wasreduced from 82% to 15%. The average biogas consumption was 164,71 m3/ton of dewatered sludge. Helminth eggs in samples of sludge with 20,16 and 8% of residual moisture were not detected in dry not limed sludge. Hence, the drying process is faster and efficient, reduces costs with internal and external transportation, and lime is dispensable. The investment necessary to implement de dewatering and drying system is R$ 8.509.752,32. But, this technology avoids aditional investment in landfills, lime and dewatering systems, which were considered as earned income, in addition to lower costs of internal and external sludge transport and lime demand R$ 1.026.562,59 per year). The result of NPL (Net present value) will be positive in year 20 for the proposals of Andritz and Pieralise enterprises using exclusively biogas. If it is necessary to use natural gas, the maximun amount for the NPL equals zero is 180 Nm³/h. Keywords: Sludge. Sewage treatment station. Biogas. Thermal drying. UASB.

Orientador : Profª. Drª. Karen Juliana do Amaral / Co-orientador : Prof. Dr. Gustavo Rafael Collere Possetti / Anexo cd-rom, conteúdo com planilhas de controle e gerenciamento e a dissertação com título de Análise dos fluxos de materiais e de energia como ferramenta de gestão para uma estação de tratamento anaeróbio de esgoto doméstico / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 29/09/2014 / Inclui referências: f. 99-106 / Resumo: O bom gerenciamento dos processos de tratamento de esgotos é fundamental para garantir que o fluxo e a concentração de poluentes na água, no solo e no ar sejam mantidos em níveis que não comprometam o meio ambiente e a saúde pública. Para tanto, faz-se necessário conhecer as entradas, os estoques e as saídas de materiais e de energia nesses processos. As análises dos fluxos de materiais (AFM) e de energia (AFE) podem ser empregadas como ferramentas para o gerenciamento operacional de estações de tratamento de esgoto (ETE). Neste trabalho, aplicaramse a AFM e a AFE em uma planta de tratamento anaeróbio de esgoto doméstico de médio porte, localizada no município de Curitiba, com o intuito de avaliar o desempenho de cada etapa do processo da ETE, criar indicadores para avaliação da eficiência do tratamento, diagnosticar oportunidades de aproveitamento de subprodutos do processo e desenvolver procedimentos para aplicação da AFM e da AFE em outras ETEs. Os materiais consumidos e gerados pelo processo de tratamento durante o ano de 2013 foram quantificados e, posteriormente, representados em um diagrama de Sankey. Da mesma forma, também foram estudados a energia consumida e o potencial energético de subprodutos, como o biogás, o lodo e a escuma. A aplicação da AFM permitiu identificar oportunidades de melhorias, tais como a redução no uso de produtos químicos e a minimização de custos associados com o transporte de resíduos. Além disso, a AFE permitiu identificar que a flotação por ar dissolvido, adotada na etapa de pós-tratamento do esgoto, é o processo que mais consome energia na ETE, seguida da elevatória de recalque de esgoto bruto. Por meio da AFE foi possível verificar ainda que seria possível a geração de mais de 80% da energia elétrica consumida pela ETE em 2013, caso o biogás fosse utilizado para tal fim. O aproveitamento energético do biogás, da escuma e, principalmente, do lodo por meio de sua combustão após prévia secagem demonstrou ser atrativo, em especial se tais subprodutos fossem utilizados como fontes de energia para o processo de secagem térmica de resíduos. Por fim, os indicadores específicos concebidos para avaliação da eficiência de cada etapa do processo de tratamento possibilitaram a criação de dados de referência para a supervisão sistemática das rotinas operacionais da ETE e para a tomada de decisão acerca do aprimoramento de processos. A replicação da AFM e da AFE poderá beneficiar o gerenciamento de outras ETEs, bem como possibilitar que os dados gerados neste trabalho sejam utilizados como fonte de comparação entre diversos processos de tratamento. Palavras-chave: Análise do fluxo de materiais, análise do fluxo de energia, estação de tratamento de esgoto, gerenciamento operacional. / Abstract: Best practices in wastewater treatment management are important to assure low environmental thresholds taking into account water, soil and air. Consequently, it is necessary to address all the inputs, stocks and outputs of the treatment process. The material and energy flow analysis (MFA and EFA, respectively) can be employed as tools for operational management of wastewater treatment plants (WWTP). The MFA and EFA were applied in a midsize WWTP located in the Brazilian southern region, in order to evaluate the performance of each step in the treatment process, create indicators for assessing treatment efficiency, diagnose opportunities to reuse byproducts of the process and develop procedures to allow the tool to replicate in others plants. The materials used and generated in the plant over 2013 were measured and reported in a Sankey diagram. Likewise, energy consumed and energy potential of reuse of by-products such as biogas, sludge and scum, were also studied. The application of MFA allowed to identify opportunities for improvement, such as reducing the use of chemicals and minimizing transportation costs of waste. In addition, the EFA identified that the dissolved air flotation is the process that consumes more energy in the WWTP, following by the lifting of raw sewage process. By EFA was still possible to verify that it would be possible to generate more than 80% of the electricity consumed by the WWTP in 2013, if biogas was reused for this purpose. The energy reuse of biogas, scum and, especially, of the sludge through its combustion, after previous drying, proved to be very attractive, if it is used as an energy source in the thermal drying of waste. Finally, specific indicators designed to assess the efficiency of each step of the treatment process enabled the creation of reference data for the systematic surveillance of the WWTP operational routines and decision making about process improvement. The replication of the AFM and the EFA can benefit the management of others WWTPs and the data generated in this study can be used as comparison between different treatment processes. Key-words: Material flow analysis, energy flow analysis, wastewater treatment plant, operational management.

Um dos problemas enfrentados, atualmente, em relação ao tratamento de esgotos urbanos é a disposição final do lodo de esgoto produzido. Entre as formas de disposição final deste lodo, o sistema de landfarming se destaca pela minimização de impactos ambientais em relação a outras formas de disposição como a oceânica, a incineração e o uso agrícola. A disposição agrícola e a oceânica, embora permitam a ocorrência da biodegradação do lodo, implicam em contaminantes biológicos e/ou metais pesados ao meio ambiente. Por outro lado, a incineração quando realizada dentro dos padrões requeridos de emissões gasosas, não se justifica pelo alto custo envolvido. No entanto, o sistema de landfarming permite altas taxas de aplicação e degradação, de modo seguro e econômico. Com o objetivo de verificar a possibilidade de tratamento do lodo de esgoto da estação de tratamento de efluentes ETE-Belém com os microrganismos da camada reativa do landfarming da Repar, foram realizados estudos em condições de campo e laboratório. Estes estudos envolveram a aplicação de lodo de esgoto na camada reativa do landfarming, com determinação das melhores doses para tratamento medidas pelas curvas de doses e estudos que envolveram o tratamento de lodo de esgoto em solos não contaminados, com a adição do inóculo preparado a partir da camada reativa do landfarming em conjunto com substrato oleoso. As taxas de biodegradação foram determinadas através da respiração do solo e pela oxidação da matéria orgânica. Os resultados obtidos indicaram a possibilidade de tratar o lodo de esgoto com microrganismos da camada reativa do landfarming e necessidade da utilização de substrato oleoso para estabelecimento da biodegradação destes compostos. A viabilidade da aplicação do lodo em sistema de landfarming com os microrganismos foi comprovada, sendo recomendado o uso de substrato oleoso para promover as condições necessárias ao tratamento com eficiência

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-04Bitstream added on 2015-05-14T16:58:47Z : No. of bitstreams: 1 000819538.pdf: 2038838 bytes, checksum: 51e85661abbf9b61b903bc4deb8bf12b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Resíduos industriais e urbanos aplicados em cultivos agrícolas sob sistema de plantio direto (SPD) podem promover benefícios nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo. A reutilização desses materiais reduz o aporte de fertilizantes, proporcionando maior sustentabilidade ambiental e econômica. Além de atuarem como atenuadores da acidez do solo, alguns desses resíduos são excelentes fontes de nutrientes de planta, como o fósforo (P). O entendimento da dinâmica do P advindo de resíduos e aplicados em solos tropicais é importante para auxiliar no manejo da adubação de espécies agrícolas. Neste contexto, objetivou-se com este estudo, analisar as alterações químicas no solo, principalmente, por meio do fracionamento do P, bem como avaliar o estado nutricional e a produtividade de grãos da cultura da soja cultivada sob sistema de plantio direto (SPD) em um Latossolo Vermelho distrófico que recebeu aplicação de resíduos urbanos e industriais. O delineamento experimental adotado foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 4x3+2, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos por quatro resíduos: LC - lodo de esgoto centrifugado com adição de cal virgem (CaO); LB - lodo de esgoto proveniente de biodigestor com adição de polieletrólitos; E - escória de aciaria; e Lcal - lama cal, aplicados nas doses 0, 2, 4 e 8 Mg ha-1. Em amostra de terra coletadas nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm de profundidade,realizou-se o fracionamento de P no solo (Pi RTA, Pi e Po NaOH 0,1 mol L-1, Pi HCl, Pi e Po NaOH 0,5 mol L-1, P residual) e ... / Industrial and municipal wastes applied to agricultural crops under no-tillage (NT) can promote benefits in physical, chemical and biological soil properties. The reuse of these materials reduces the supply of synthetic fertilizers, providing greater economic and environmental sustainability. Apart from acting as attenuators of soil acidity, some of these residues are excellent sources of plant nutrients such as phosphorus (P). Understanding the dynamics of P arising from waste and applied in tropical soils is important to assist in fertilization management of agricultural species. In this context, the objective of this study was to analyze the chemical changes in the soil, mainly through the fractionation of P, and to assess the nutritional status and grain yield of soybean plants grown under no-tillage (NT) in an Oxisol that received application of municipal and industrial waste. The experimental design was randomized blocks, 4x3+2 factorial scheme with three replications. Treatments were four residues LC - centrifuged sewage sludge with addition of quicklime (CaO); LB - sewage sludge from the digester with the addition of polyelectrolytes; and - steel slag; and LCAL - lime slurry applied at dosages of 0, 2, 4 and 8 mg ha-1. In soil sample collected in the 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm depth was held fractionation of soil P (RTA Pi, Pi Po and NaOH 0.1 mol L-1, HCl Pi, Pi Po and NaOH 0.5 mol L-1, residual P) and evaluated some characteristics of soil pH, organic matter, V%, P, Ca and Mg. In the plant, we assessed the nutritional status, through the determination of N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, and Zn in the leaves and grain yield. It was found that the application of the waste, along with the annual planting fertilization, contributed to a significant increase and preferred organic forms of phosphorus in the soil, and the LB and ...

A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho de reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB) operando sob condições de temperaturas típicas de regiões de clima temperado. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto constituída por três reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB), cada um com um volume de 19,2 L. Uma quantidade equivalente de lodo foi disposta nos três reatores para obter uma carga biológica de 0,11 kgDQOkgSVT-1d-1, sendo a origem da biomassa o lodo de um reator UASB tratando efluente de uma indústria de gelatina. Os reatores trataram um esgoto sintético constituído por glicose, acetato, micro e macronutrientes, com concentração de DQO compatível com a de esgotos domésticos. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas. Na primeira, aclimatação, os três reatores operaram a temperatura de 35ºC. Na segunda etapa, os reatores operaram com temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35°C Na etapa de aclimatação, os reatores funcionaram muito bem, com remoções de DQO em torno de 90%. Na segunda etapa, observou-se um pequeno decréscimo da remoção de DQO total com a redução da temperatura (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 e 87,2% de remoção para 35, 30, 25, 20 e 15ºC, respectivamente). Entretanto, a temperatura não influenciou a remoção de DQO solúvel, o que foi confirmado pela análise estatística aplicada. O volume diário de metano, calculado pelos métodos de balanço de DQO e bioenergética foram semelhantes. Durante os experimentos, devido a interrupções no sistema de energia elétrica, os reatores sofreram choques não intencionais de temperatura, de 5 e 10ºC. Os reatores que apresentaram choques de 5ºC conseguiram se recuperar tão logo houve o restabelecimento das condições iniciais, voltando a apresentar os mesmos graus de remoção de matéria orgânica medidos antes dos choques. Porém, o reator que sofreu um choque da ordem de 10ºC não se recuperou em relação às condições iniciais. Os índices de remoção de matéria orgânica e produção de biogás foram reduzidos, com o concomitante acréscimo na concentração efluente de ácidos graxos voláteis. Em paralelo ao experimento de laboratório, foi monitorado um reator UASB em escala real, construído em Caxias do Sul, cidade que apresenta invernos rigorosos. Neste caso, a influência de outras variáveis na composição dos esgotos domésticos mascararam o possível efeito da temperatura na eficiência do reator. Os reatores protótipos operando com condições controladas de temperatura e concentrações de substrato e vazão estáveis apresentam eficiências de remoção de matéria orgânica significativamente superiores aquelas atingidas no reator UASB de escala real. Os resultados dos experimentos de laboratório conduzidos nesta pesquisa indicaram que houve influência da temperatura na remoção de matéria orgânica de reatores UASB. Contudo, esta influência não causou perda significativa na qualidade do efluente, o que sugere que reatores UASB, operados de maneira cuidadosa, podem ser utilizados como parte de processos de tratamento de esgotos em cidades de clima temperado. / This research assessed the efficiency of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor operating under typical temperatures found in regions with temperate climate. A pilot plant constituted by three 19.2 L anaerobic reactors was operated. Sludge from an UASB reactor treating residuals from a gelatin industrial plant was introduced in each prototype. The initial biological load in each reactor was 0.11 kg CODkg TVS-1.d-1. The reactors treated a synthetic wastewater formed by glucose, acetate, micro and macronutrients, with COD concentration compatible with urban sewage. Reactor’s operation was divided in two phases. In the first, start-up, reactors operated at 35°C. In the second phase, temperatures within reactors were 15, 20, 25, 30, and 35°C. During the start-up and acclimatizing period, COD removal efficiencies were high, around 90%. In the second phase, it was observed that organic matter removal was slightly affected by temperature. Generally, there was a decrease in COD efficiency with temperature reduction (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 and 87,2% removal for 35, 30, 25, 20, and 15°C, respectively). However, soluble COD removal was unaffected by temperature, an observation confirmed by statistical analysis. Methane gas volume, calculated by COD mass balances and bioenergetics, was similar. Electric power shortages occurred in some small periods during the experiments. As a consequence, the reactors endured unintentional 5°C and 10°C temperature shocks. Reactors that suffered 5°C shocks recovered very well as soon as they returned to their initial operational temperature. However, the reactor that had a 10°C temperature reduction didn’t recover to its initial efficiency upon return to the original operating temperature. Organic matter removal and biogas production dropped significantly, with a corresponding increase in the volatile organic acids concentration in the reactor effluent. In parallel with the laboratory experiments, it was monitored a full scale UASB reactor operating in Caxias do Sul, a city characterized by cold winters. For the full scale reactor, it was not possible to verify the effect of temperature on efficiency. This was due to the interference of variables other than temperature on the quality of the effluent. The COD removals obtained in the prototype reactors were significantly higher than those measured at the full scale reactor. It has to be considered that the prototypes operated under controlled temperature and constants concentrations and flowrates. On the contrary, the full scale reactor received complex substrates (domestic wastewater), with variations in concentrations, flowrates and temperatures. The results of the research suggest that is feasible to operate UASB reactors in regions where temperature varies significantly around the year, with cold winters and warm summers. Although the experiment showed a small decrease in organic matter removal with temperature, the efficiencies were still high to warrant the application of UASB at lower temperatures. In full scale reactors, a careful operation of the reactor will probably compensate for a small decrease in organic matter removal due to lower temperatures.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade, Departamento de Economia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-13T17:40:49Z No. of bitstreams: 1 2017_TerezaCristinaSepúlvedaAlcântara.pdf: 1080943 bytes, checksum: a9dca1ebfc6e9ef3618f12016d9bfd69 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-03-15T15:00:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_TerezaCristinaSepúlvedaAlcântara.pdf: 1080943 bytes, checksum: a9dca1ebfc6e9ef3618f12016d9bfd69 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-15T15:00:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_TerezaCristinaSepúlvedaAlcântara.pdf: 1080943 bytes, checksum: a9dca1ebfc6e9ef3618f12016d9bfd69 (MD5) Previous issue date: 2018-03-15 / O objetivo principal deste estudo consiste na análise do acesso ao esgotamento sanitário domiciliar no Brasil nos anos de 2011 e 2015 e análise da atuação do governo federal, considerado o Plano Plurianual 2012-2015, e provável contribuição deste ente governamental na redução do déficit de acesso aos serviços de esgotamento sanitário domiciliar no período. Para tanto, faz-se essa análise a partir das informações constantes nas Pesquisas Nacionais por Amostra de Domicílio, do IBGE, e no instrumento de orientação da política pública governamental, Plano Plurianual, e em documentos complementares. Inicialmente, descrevem-se os conceitos fundamentais que perpassam os temas tratados ao longo do estudo, em seguida, apresenta-se breve evolução histórica da política pública de saneamento básico, desde o Planasa até o Plansab e a inserção do esgotamento sanitário nos Planos. Posteriormente, apontam-se características e aspectos principais do esgotamento sanitário domiciliar. Analisam-se então o acesso aos serviços de esgotamento sanitário domiciliar no Brasil nos anos de 2011 e 2015 e atuação do governo federal no período. E por fim apresentam-se os resultados desta intervenção governamental, que indicam reduzida evolução no acesso ao esgotamento sanitário domiciliar no Brasil e a necessidade de ampliação da intervenção do governo federal por meio de políticas públicas. Apontam-se também desafios e perspectivas para aprimoramento desta política pública no Brasil. Desse modo, este estudo contribui para o entendimento das condições recentes de acesso ao esgotamento sanitário domiciliar no Brasil e do modo pelo qual o governo federal pode, a partir do principal instrumento de planejamento e implementação de políticas públicas do país, ampliar o aporte e apoiar a redução do déficit em esgotamento sanitário domiciliar, e consequentemente, colaborar para a melhoria das condições de vida da população brasileira. / The main objective of this study is to analyze the access to sanitary sewage in Brazil in the years 2011 and 2015 and analysis of the performance of the federal government, considered the Pluriannual Plan 2012-2015, and probable contribution of this government entity in the reduction of the access deficit household sewage services in the period. To do so, this analysis is based on the information contained in the National Household Sample Surveys, by the IBGE, and in the instrument for guiding government public policy, the Pluriannual Plan, and in complementary documents. Firstly, we describe the fundamental concepts that pervade the themes dealt with throughout the study, and then we present a brief historical evolution of the public policy of basic sanitation, from Planasa to Plansab and the insertion of sanitary sewage in the Plans. Subsequently, characteristics and main aspects of household sanitary sewage are pointed out. We analyze the access to domestic sewage services in Brazil in the years 2011 and 2015 and the performance of the federal government in the period. Finally, we present the results of this governmental intervention, which indicate a reduced evolution in the access to domestic sanitary sewage in Brazil and the need to expand the intervention of the federal government through public policies. It also points out challenges and perspectives for the improvement of this public policy in Brazil. In this way, this study contributes to the understanding of the recent conditions of access to domestic sanitary sewage in Brazil and the way in which the federal government can, from the main instrument of planning and implementation of public policies of the country, increase the contribution and support the reduction of the deficit in domestic sanitary sewage, and consequently, to contribute to the improvement of the living conditions of the Brazilian population.

O reator seqüencial em batelada (RSB) é uma variante de lodos ativados capaz de promover a remoção da matéria orgânica, a remoção dos nutrientes e a separação da fase sólida da líquida em uma unidade. A valorização das áreas urbanas, a carência de tratamento terciário e a crescente necessidade de redução nas dimensões de estações de tratamento de esgoto devem impulsionar o desenvolvimento de pesquisas sobre RSB em curto espaço de tempo. A partir deste cenário, o presente trabalho teve como objetivo modelar o comportamento do reator seqüencial em batelada a partir da teoria desenvolvida por Marais e colaboradores. Dentro deste contexto, a cinética de oxidação dos compostos orgânicos e do nitrogênio na forma amoniacal foi descrita e modelada. O trabalho experimental foi realizado em duas escalas: bancada e piloto. O experimento em escala de bancada foi dividido em duas fases. Foram utilizados dois RSBs e um sistema de fluxo contínuo. Um reator seqüencial em batelada (RSB1) foi operado com idade de lodo. O outro reator em batelada (RSB2) foi operado em função da relação F/M e o sistema de fluxo contínuo (FC1) por idade de lodo. Estes reatores foram utilizados como controle no monitoramento do RSB1 Na primeira fase, os três sistemas removeram apenas matéria orgânica. Na fase seguinte, removeram matéria orgânica e nitrogênio. A partir dos resultados obtidos em escala de bancada, foi possível concluir que o modelo desenvolvido pode ser aplicado ao reator seqüencial em batelada operando com idade de lodo, permitindo determinar a qualidade do efluente, a produção de lodo e o consumo de oxidante. Além disso, foi possível descrever o comportamento da taxa de consumo de oxigênio em função da oxidação da matéria orgânica biodegradável e da oxidação do nitrogênio na forma amoniacal. O reator seqüencial em batelada operado com idade de lodo (RSB1) alcançou remoção média de matéria orgânica de 90 % nas idades de lodo de 30, 20, 10 e 5 dias. A remoção média de nitrogênio mais elevada foi obtida na idade de lodo de 20 dias e atingiu 87 %. Nas demais idades de lodo a remoção média de nitrogênio variou entre 79 e 42 %. A modelagem do comportamento do reator seqüencial em batelada resultou numa proposta de metodologia para o dimensionamento que tem como finalidade abolir critérios obsoletos e inadequados para o dimensionamento de lodos ativados em batelada No experimento em escala piloto, foram utilizados um reator seqüencial em batelada, denominado RSB, e um sistema de fluxo contínuo com a configuração Bardenpho, denominado FC. Os sistemas de lodos ativados sob investigação foram monitorados em duas idades de lodo: 30 e 10 dias. Os dados do experimento em escala piloto mostraram que os processos físico-químicos e biológicos envolvidos na remoção de matéria orgânica e nitrogênio no RSB foram mais eficientes do que no Bardenpho quando trataram o mesmo esgoto doméstico e foram submetidos às mesmas condições operacionais. No RSB, obteve-se 88 e 89 % de remoção de matéria orgânica nas idades de lodo de 10 e 30 dias, respectivamente. Nesta seqüência das idades de lodo, a eficiência do Bardenpho caiu de 87 para 76 %. O sistema de fluxo contínuo removeu 66 e 52 % do nitrogênio total afluente nas idades de lodo de 10 e 30 dias, respectivamente. A eficiência do RSB na remoção de nitrogênio foi determinada apenas na idade de lodo de 10 dias e alcançou 69 %. A partir dos resultados obtidos em escala de bancada e piloto, constata-se que o reator seqüencial em batelada operando com idade de lodo pode ser utilizado no tratamento de esgoto doméstico e obter eficiência na remoção de matéria orgânica e nitrogênio igual ou superior ao sistema de fluxo contínuo. / The sequential batch reactor (SBR) is a variant of activated sludge than can promote the removal of organic matter, the removal of nutrients and the separation of the solid phase from the liquid one in a unit. The increased value of urban areas, the lack of tertiary treatment and the growing need to reduce the size of sewage treatment plants should drive the development of research on SBRs in a short time period. According to this scenario, the present study aimed at modeling the behavior of the sequential batch reactor based on the theory developed by Marais et cols. The kinetics of oxidation of organic compounds and nitrogen in the ammoniacal form was described and modeled in this context. The experimental work was performed on two scales: bench and pilot. The bench-scale experiment was divided into two phases. Two SBRs and a continuous flow system were used. A sequential batch reactor (SBR1) was operated with sludge age. The other batch reactor (SBR2) was operated considering the F/M relationship and the continuous flow system (FC1) by sludge age. These reactors were used as control in monitoring SBR1. During the first phase, the three systems removed only organic matter. In the next phase they removed organic matter and nitrogen. Based on the bench-scale results obtained, it could be concluded that the model developed can be applied to the sequential batch reactor operating with sludge age and determine the quality of effluent, sludge production and oxidant consumption. Furthermore, the behavior of the oxygen consumption rate as a function of biodegradable organic matter oxidation and the oxidation of nitrogen in the ammoniacal form could be described. The sequential batch reactor operated with sludge age (SBR1) achieved the mean removal of organic matter of 90% at sludge ages of 30, 20, 10 and 5 days. The highest mean removal of nitrogen was obtained at the sludge age of 20 days and reached 87%. At the other sludge ages, the mean removal of nitrogen varied from 79 to 42%. Modeling the behavior of the sequential batch reactor led to a proposal for a sizing methodology in order to eliminate obsolete criteria that are inappropriate to size batch activated sludges In the pilot scale experiment, a sequential batch reactor called SBR and a continuous flow system with ah Bardenpho configuration called FC were used. The activated sludge systems investigated were monitored with two sludge ages of 30 and 10 days. The data on the pilot scale experiment showed that the physicochemical and biological processes involved in the removal of organic matter and nitrogen in the SBR were more efficient than in the Bardenpho, when treating the same domestic sewage and submitted to the same operational conditions. In the SBR 88 and 89% removal of organic matter at the sludge ages of 10 and 30 days respectively were obtained. In this sequence of sludge ages, the efficiency of the vi Bardenpho dropped from 87 to 76%. The efficiency of nitrogen removal was obtained only for the sludge age of 10 days. The SBR and Bardenpho removed 69 and 66%, respectively. Based on the results obtained on bench and pilot scale, it is found that the sequential batch reactor operating with sludge age may be used to treat domestic sewage and achieve an efficiency of organic matter and nitrogen removal equal to or higher than the continuous flow system.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2015-11-06T19:16:12Z No. of bitstreams: 1 2015_AnaMariadoCarmoMota.pdf: 4808251 bytes, checksum: f4d668ffe64f49dd5f289b4c38732d77 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2015-12-20T16:07:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AnaMariadoCarmoMota.pdf: 4808251 bytes, checksum: f4d668ffe64f49dd5f289b4c38732d77 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-20T16:07:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AnaMariadoCarmoMota.pdf: 4808251 bytes, checksum: f4d668ffe64f49dd5f289b4c38732d77 (MD5) / O sistema de lodos ativados é um dos processos de tratamento de águas residuárias mais utilizados no mundo. Apesar de apresentar boas eficiências na remoção de matéria orgânica e nutrientes, é muito sensível a aumento de cargas hidráulicas e orgânicas, além de gerar grandes quantidades de lodo. Vários estudos indicam que a implantação de sistemas híbridos pode resultar na otimização das vantagens e minimização das desvantagens do sistema de lodos ativados. O IFAS (Integrated Fixed-Film activated Sludge) é a um sistema de tratamento biológico formado pela associação do sistema de lodos ativados ao sistema MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor), no qual a biomassa cresce aderida a meios suporte mantidos em suspensão nos reatores biológicos. O presente estudo teve como objetivo avaliar o comportamento de uma unidade piloto, utilizando o sistema IFAS, em diferentes tempos de detenção hidráulica (TDH). Foi utilizado o PVA-Gel como meio suporte para crescimento da biomassa. Trata-se de um hidrogel poroso, que possui uma estrutura de malha com poros minúsculos, produzido a partir de álcool polivinílico, com densidade específica de 1.025, taxa de absorção de água de 0,08 m3/m3 e área superficial total de 2500m2/m3. A unidade piloto foi instalada na ETE Riacho Fundo, uma das unidades de tratamento de esgotos da Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal (CAESB). O sistema foi operado com sete regimes operacionais diferentes, nos quais foram aplicados TDHs que variaram de 18 a 5,1 horas e carga de amônia de 41 a 230 g N-NH4+. m-3.d-1. A eficiência de remoção global de nitrogênio amoniacal foi de 79%, sendo que nos regimes com TDH de 18,12 e 9 horas, essa eficiência se manteve acima de 90%. Verificou-se pouca variação na eficiência de remoção de matéria orgânica ao longo do experimento, mantendo uma eficiência média de 95% de remoção de DQO solúvel. A estrutura da comunidade de protozoários e metazoários foi semelhante àquela observada nos sistemas de lodos ativados. Ensaios de atividade específica indicaram que a biomassa imobilizada no PVA-Gel é eficiente na remoção de amônia e matéria orgânica, com uma taxa de oxidação de amônia de até 12 mg N-NH4+h-1 em 0,525L de PVA-Gel. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The activated sludge system is one of sewage treatment process most commonly used in the world. Despite showing good efficiency in removing organic matter and nutrients, it is very sensitive to increased hydraulic and organic loads, besides generate large amounts of sludge. Several studies indicate that the deployment of hybrid systems can result in optimizing the advantages and minimizing the disadvantages of activated sludge system. The IFAS (Integrated Fixed-Film Activated Sludge) is a biological treatment system formed by the combination of activated sludge system to the MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) in which the biomass grows attached to support means maintained in suspension in the biological reactor. This study aimed to evaluate the behavior of a pilot plant using the IFAS system at different hydraulic retention times (HRT). PVA-Gel was used as a carrier to the biomass growing. This is a porous hydrogel which has a knitted structure with small pores, produced from polyvinyl alcohol with a specific gravity of 1.025, water absorption rate of 0.08 m3 / m3, and the specific surface area of 2500m2. m-3. The pilot unit was installed in the Sewage Treatment Plant Riacho Fundo, one of the sewage treatment units of Environmental Sanitation Company of the Federal District. The system was operated at seven different operational systems, which were applied HRT ranging from 18 to 5.1 hours, ammonia load of 41 - 230 g N-NH4 +. m- 3.d -1. The overall removal efficiency of ammonia was 79%, and in HRT regimens of 18,12 and 9 hours, this efficiency has remained above 90%. There was little variation in the organic matter removal efficiency throughout the experiment, maintaining an average efficiency of 95% removal of soluble COD. The structure of the protozoa and metazoan community was similar to that observed in activated sludge systems. Specific activity assays indicated that the biomass immobilized in PVA-gel is effective in removing organic matter and ammonia to an ammonia oxidation rate of up to 12 mg N-NH4 + h-1 in 0,525L PVA- Gel.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-graduação em Ciências Florestais, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-20T13:46:36Z No. of bitstreams: 1 2015_LázaroSilvadeOliveira.pdf: 2760190 bytes, checksum: ceb300aa87d6067a327c4d528e546a16 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2016-01-05T12:43:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LázaroSilvadeOliveira.pdf: 2760190 bytes, checksum: ceb300aa87d6067a327c4d528e546a16 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-05T12:43:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LázaroSilvadeOliveira.pdf: 2760190 bytes, checksum: ceb300aa87d6067a327c4d528e546a16 (MD5) / Várias técnicas têm sido utilizadas com o objetivo de recuperar solos degradados, e a maioria combina práticas mecânicascom a adição de matéria orgânica. Inúmeras fontes de matéria orgânica também têm sido utilizadas, como a do lodo de esgoto, que favorece a formação de agregados, facilitando a penetração das raízes e a vida microbiana; aumenta a resistência do solo à erosão; além de fornecer nutrientes para as plantas, propiciando maior rendimento de matéria verde e seca. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento das mudas de três espécies do Cerrado em relação à altura, diâmetro e copa, em diferentes épocas de plantio, inicio e final do período chuvoso, utilizando o lodo de esgoto; e assimtestar sua viabilidade como adubo orgânico na recuperação de uma superfície degradada. O lodo, cedido pelaCompanhia Ambiental do Distrito Federal (CAESB), foi submetido à análise química de macro e micronutrientes, pH, sólidos voláteis, umidade, relação C/N e metais pesados. As mudas utilizadas no experimento foram das espécies Schinus terebinthifolius Raddi(aroeira),Anadenanthera colubrina (Vellozo) Brenan(angico) e Handroanthus impetiginosus (Mart. ex DC) (Mart. ex DC) Mattos(ipê roxo). As três espécies apresentam crescimento superior no período de início da chuva. Por sua vez, o ipê roxo apresentou o maior crescimento em diâmetro em porcentagem nos dois períodos. Em relação à altura em porcentagem para o IC a espécie mais bem sucedida foi o ipê roxo e para o FC o angico. Em relação ao crescimento em copa a espécie que apresentou o maior crescimento para o IC foi o angico e a espécie mais bem sucedida para o FC foi a aroeira. Todas as espécies responderam de forma positiva ao uso do lodo de esgoto. / Various techniques have been used with the aim of restoring degraded soils, and most practical mechanical combines with the addition of organic matter. Many organic materials have also been used, such as sewage sludge, which favors the formation of aggregates, facilitating the penetration of roots and microbial life; increases the soil's resistance to erosion; in addition to providing nutrients for the plants, providing a higher yield of green and dry matter. The objective of this study was to evaluate the development of seedlings of three species of the Cerrado in relation to height, diameter and canopy at different planting dates, beginning and end of the rainy season, using sewage sludge; and thus test its viability as organic fertilizer in the recovery of a degraded surface. The sludge, assigned by the Environmental Company of the Federal District (CEBS), was subjected to chemical analysis of macro and micronutrients, pH, volatile solids, humidity, C/N and heavy metals. The seedlings used in the experiment were of the species Schinus terebinthifolius Raddi (Aroeira), Anadenanthera colubrina (Vellozo) Brenan (Angico) and Handroanthus impetiginosus (Mart. Ex DC) (Mart. Ex DC) Mattos (Ipê-roxo). The three species have higher growth in the rain early period. In turn, the Ipê-roxo showed the highest growth in diameter in percent in both periods. Regarding the time percentage for the IC the most successful species was Ipê-roxo and FC Angico. Compared with the growth in the canopy species that showed the highest growth for the IC was the Angico and the most successful species for FC was the Aroeira. All species responded positively to the use of sewage sludge.