Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T12:24:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:24:54Z : No. of bitstreams: 1 175743.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / A utilização de lagoas anaeróbias vem tornando-se uma alternativa econômica relevante para o tratamento de dejetos de suínos em situações de suinocultura intensiva. Entretanto, continua-se adaptando parâmetros de outros resíduos para dejetos de suínos sem sucesso, considerando a necessidade de informações específicas e a falta de validação de experimentos com resultados positivos. A origem do trabalho é baseada nos resultados obtidos por MEDRI, (1997), através de estudos em escala real com lagoas anaeróbias para o tratamento de dejetos de suínos. Neste trabalho são apresentados parâmetros cinéticos obtidos durante à avaliação de três sistemas de lagoas anaeróbias em série e escala piloto. O acompanhamento dos sistemas de tratamento foi feito por meio dos seguintes parâmetros: temperatura, pH, DQO, DQOF, ST, SF, SV, NT, NF, PT, PF e coliformes fecais. O sistema 1, testemunha, tentou representar o mesmo sistema proposto por MEDRI (1997), com duas lagoas anaeróbias em série somando 81 dias de tempo de detenção hidráulica (TDH). Nos sistemas 2 e 3, as lagoas anaeróbias de estabilização tiveram menores TDH, 65 e 50 dias respectivamente. Os resultados não indicaram aproximação do sistema 1 com o modelo proposto por MEDRI (1997). O sistema 2 obteve os melhores resultados médios totais de eficiência de remoção de DQO (76,42%), DQOF (74,85%), NF(30,7%), ST(54%)e SV(71,91%). Através da relação entre o material filtrado e não filtrado foi possível estimar a presença da fração solúvel dos dejetos nos reatores dos três sistemas. Os três sistemas tiveram tendência de estabilização aos 209 dias de experimentação.

Este trabalho teve por objetivo relacionar a estrutura da comunidade fitoplanctônica com as variáveis físicas, físico-químicas e químicas das Lagoas de Maturação da Estação de Tratamento de Esgotos da Universidade de Caxias do Sul, no período de um ano. Foram considerados os atributos da comunidade (riqueza, composição, densidade, diversidade e eqüitabilidade), suas relações com as variáveis abióticas (temperatura do ar e da água, turbidez, transparência da água, pH, condutividade elétrica, OD, DBO5 total e solúvel, DQO total e solúvel, sólidos suspensos totais e voláteis, nitrato, nitrito, nitrogênio amoniacal e fósforo total), além da precipitação pluviométrica e da intensidade do vento. As amostragens foram mensais no período de agosto/05 a julho/06. As análises quali-quantitativas do fitoplâncton foram realizadas em microscópio binocular, sendo que, para a quantificação, utilizou-se a câmara de Sedwick-Rafter. Na análise quali-quantitativa foram identificados 242 táxons em níveis genérico, específico e infra-específico.A comunidade fitoplanctônica mostrou-se semelhante nos doze meses amostrados, sendo que as classes Chlorophyceae e Zignematophyceae foram as mais representativas nos períodos mais quentes. No período de temperaturas mais baixas, predominaram as classes Cianophyceae, Bacillariophyceae e Euglenophyceae. Os gêneros com maior densidade anual, dentre as classes estudadas, foram representados por: Chlamydomonas, Synechocystis, Surirella, Euglena e Cosmarium. As espécies com maior densidade anual, dentre os gêneros registrados, foram: Chlorella miniata, Synechocystis aquatilis, Surirella ovata, Lepocinclis fusiformis e Cosmarium sp c. Os resultados mostraram que ocorreu uma variação sazonal no "standing-stock" com um máximo no outono e verão e um mínimo na primavera e no inverno. O "standing-stock" foi de 589.060 ind./mL a 1.181.498 ind./mL, com o valor médio anual de 898.166 ind./mL. Os índices de diversidade e eqüitabilidade, bem como os valores de riqueza, apresentaram uma pequena diferença entre as estações do ano e entre as estações amostradas, porém revelaram uma maior diferença entre os meses amostrados.Na análise de agrupamento, tanto a riqueza quanto a abundância de indivíduos encontradas na Entrada da Lagoa de Maturação 1 (ELM1) e Saída da Lagoa de Maturação 1 (SLM1) foram similares entre si, no entanto diferiram da encontrada na Saída da Lagoa de Maturação 2 (SLM2). Essa diferença foi determinada, provavelmente, pelas variações existentes entre as variáveis ambientais estudadas da Lagoa de Maturação 1 (LM1) e da Lagoa de Maturação 2 (LM2) e pelo tempo de detenção hidráulica de cada Lagoa de Maturação. Na análise de regressão linear múltipla, constatou-se que a turbidez foi a única variável que influenciou diretamente na riqueza, abundância e diversidade fitoplanctônica. Isso ocorreu, provavelmente, porque essa variável reduz a penetração da luz, fator que controla a temperatura e a fotossíntese, alterando, com isso, a estrutura da comunidade fitoplanctônica. / The aim of this paper is to establish a relationship between the phytoplanktic’s community structure with the physical, physical-chemical and chemical variables of the Maturation Lakes from Station Sewerage Treatment of Caxias do Sul University, over a year. It has been considered the community’s features (richness, composition, density, diversity and equitability), their relationships between the abiotic variables (air and water temperature, turbidity, water transparency, pH, eletric conductivity, DO, total and soluble BOD5, total and soluble COD, total and volatile suspendend solids, nitrate, nitrite, ammonium nitrogen and total phosphorus), as well as the rainfalls and the wind’s intensity. The samples were taken monthly from August 2005 to July 2006. The quali-quantitative phytoplankton analysis were carried out in a binocular optic microscope and for the quantification a of Sedwick-Rafter’s chamber was used as well. In the quali-quantitative analysis were identified 242 taxa in generic levels, specific and infra-specific. The phytoplanktic community was similar all over the 12 months sampled, however the Chlorophyceae and Zignematophyceae were more significant in the hot months. In the low temperature months it could be perceived the Cianophyceae, Bacillariophyceae and the Euglenophyceae more significantly.The genre with higher annual density among the classes been studied were: Chlamydomonas, Synechocystis, Surirella, Euglena and Cosmarium. The species with highest annual density among the classes been studied were: Chorella miniata, Synechocystis aquatilis, Surirella ovata, Lepocinclis fusiformis and Cosmarium sp c. The results showed a seasonal variation in the standing-stock with a maximum in the fall and summer and a minimum in the spring and winter. The standing-stock was 589.060 ind./mL a 1.181.498 ind./mL, with the medium annual rate of 898.166 ind./mL. The diversity and equality levels, as well as the richness values showed a slight difference among the seasons of the year themselves and the seasons sampled, however, they showed a bigger difference in the sampled months. In the grouping analysis, either the richness or the abundance of individuals found in the entrance of Maturation Lake 1 (EML1) and the exit of the Maturation Lake1 (SML1), were alike each other, however, they differ from those found in the exit of the Maturation Lake 2 (SML2). This difference was probably defined by the remaining environmental variables studied from Maturation Lake 1 (ML1) and from the Maturation Lake 2 (ML2) and for the time of hydraulical retention of each Maturation Lake. In the linear multiple regression analysis, the results showed that the turbidity was the only variable that influenced directly in the phytoplanktic’s richness, abundance and diversity. That probably might have happened due to the turbity which reduces the light penetration, a factor which controls the temperature, the photosyntesis, changing that way the structure of the phytoplanktic community.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:09:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225786.pdf: 5551294 bytes, checksum: b723e784e8d92a6e468b9c7a7b28f612 (MD5) / Filtros plantados com macrófitas, constructed wetlands, são sistemas naturais projetados sob critérios de engenharia e empregados no tratamento de esgotos domésticos, industriais e agrícolas. Estudos e aplicações da combinação destes filtros com lagoas de estabilização no tratamento de esgotos domésticos, vêm sendo intensificados desde 1990, principalmente, na Europa. Em regiões de clima subtropical, caso do sul do Brasil, inexistem trabalhos utilizando a seqüência lagoas de estabilização seguido de filtros plantados com macrófitas no tratamento de esgotos domésticos, contribuindo para o déficit do saneamento da região. Este trabalho tem como objetivo geral identificar e avaliar a potencialidade de filtros plantados com macrófitas no pós-tratamento de efluente de lagoas de estabilização empregadas sob clima subtropical, a fim de aplicá-los como alternativa tecnológica para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A base metodologia empregada conduziu a ações diferenciadas em quatro etapas, sendo uma em laboratório, duas em experimento de campo conduzidas simultaneamente e uma por simulação computacional empregando-se o software AQUASIM®. Em laboratório, durante um período de sete meses, buscou-se através de ensaios em colunas de PVC (DN 150) a identificação do material filtrante a ser empregado nos filtros plantados. Para as etapas de campo, foram construídos e avaliados, durante um período de vinte e dois meses, dois FPMHs em paralelo (10m2 de área; 0,60m profundidade, cada unidade), plantados com Typha domingensis, implantados a jusante de duas lagoas facultativas pilotos de tratamento secundário de esgotos domésticos, a fim de se identificar as potencialidades dos filtros no polimento de efluente de lagoas facultativas, notadamente em relação a remoção dos sólidos em suspensão. Apenas um FPMH (submetido a uma taxa hidráulica de 83mm/d) foi empregado no polimento do efluente das lagoas facultativas, enquanto que o outro permaneceu em repouso durante doze meses, sendo então posto em operação como unidade complementar FPMVs, (também sob uma taxa hidráulica de 83mm/d e plantados com a mesma macrófita) durante a segunda etapa de campo. Para esta segunda etapa de campo, realizada durante um período de nove meses, implantou-se seis módulos de FPMVs (2,57m2 de área em cada módulo, com densidade de plantio de 4mudas/m2 de Typha domingensis), submetidos a diferentes taxas hidráulicas (153,70mm/d, 230,74mm/d e 307,39mm/d) e diferentes cargas de sólidos suspensos (10gSS/m2.d, 15gSS/m2.d e 20gSS/m2.d), com o objetivo de se identificar as potencialidades de nitrificação do efluente da lagoa anaeróbia e da desnitrificação, sem introdução de carbono, promovida pelo FPMH pós FPMVs. Os resultados obtidos ao longo de todas as etapas apontaram: (i) à utilização da areia (d10 = 0,20mm e U = 4,9) como material filtrante dos filtros plantados; (ii) uma potencialidade de remoção de 80% de DBO5 e 94% de SS quando da utilização de FPMH pós lagoas anaeróbia seguidas de facultativas; (iii) nitrificação de 73% do total de nitrogênio amoniacal removido no FPMV com 0,75m de espessura de material filtrante (0,05m de brita 1 no topo, 0,60m de areia no meio e 0,10m de brita 1 no fundo), submetido a uma taxa hidráulica de 230,74mm/d e cargas orgânicas de 41gDQO/m2.d, 15gSS/m2.d, 12,7gNTK/m2.d e 10,2gNH4-N/m2.d.; (iv) desnitrificação no FPMH de 61% do nitrogênio nitrato efluente dos FPMVs, sem a necessidade da introdução forçada de carbono orgânico no filtro; (v) uma adaptação das macrófitas em todos os filtros e (vi) uma boa indicação do potencial de nitrificação em filtros verticais através da simulação computacional, quando utilizado cinéticas e coeficientes estequimétricos definidos pelo modelo ASM1 (Active Sludge Model N°1). A partir das conclusões geradas neste estudo, recomenda-se o uso de filtros plantados com macrófitas associadas às lagoas de estabilização no tratamento de esgotos domésticos, principalmente para locais com densidade populacional inferior a 50 habitantes/km2, caso verificado em oito dos treze municípios da Grande Florianópolis, estado de Santa Catarina, sul do Brasil. Soil filters planted with macrophytes, known as constructed wetlands, are natural systems designed using engineering criteria which are applied in the treatment of domestic, industrial and agricultural wastewaters. Studies and applications of a combination of these filters with stabilization ponds in the treatment of domestic wastewaters have been increasing since 1990, mainly in Europe. In regions with a subtropical climate, as in the case of southern Brazil, there have been no studies to date which use a sequence of stabilization ponds followed by constructed wetlands in the treatment of domestic wastewaters, contributing to the lack of sanitary facilities in the region. The overall aim of this study is to identify and evaluate the potential for constructed wetlands in the post-treatment of effluent from stabilization ponds applied in a subtropical climate, with a view to applying them as an alternative technology for the decentralized treatment of domestic wastewaters. The basic methodology employed led to four stages, one in the laboratory, two field experiments carried out simultaneously and one computer simulation using the software AQUASIM®. In the laboratory, for a period of seven months, tests were carried out in PVC (DN 150) columns to identify the filter material to be employed in the constructed wetlands. For the field stages, two HFCWs in parallel (10m2 area; 0.60m depth, each unit), planted with Typha domingensis, installed next to two pilot facultative treatment ponds for the secondary treatment of domestic wastewaters, were constructed and evaluated for a period of twenty-two months, in order to identify the potential of the filters in the polishing of the facultative pond effluents, particularly in relation to the removal of suspended solids. Only one HFCW (submitted to a hydraulic loading rate of 83mm/d) was employed in the polishing of the effluent from the facultative ponds while the other remained at rest for twelve months, it then being put into operation as a complementary VFCWs unit (also with a hydraulic loading rate of 83mm/d and planted with the same macrophyte) for the second field stage. For this second field stage, carried out for a period of nine months, six VFCW modules were installed (2.57m2 area in each module, with a plant density of 4seedlings/m2 of Typha domingensis), and submitted to different hydraulic loading rates (153.70mm/d, 230.74mm/d and 307.39mm/d) and different suspended solids loads (10gSS/m2.d, 15gSS/m2.d and 20gSS/m2.d), in order to identify the potential for nitrification and denitrification of the anaerobic pond, without the introduction of carbon, offered by the HFCW after VFCWs. The results obtained over all of the stages indicated: (i) the use of sand (d10 = 0.20mm and U = 4.9) as the filter material for the constructed wetlands; (ii) a potential removal of 80% for BOD5 and 94% for SS when using a HFCW after anaerobic, followed by facultative, ponds; (iii) nitrification of 73% of total ammoniacal nitrogen removed in the VFCW with 0.75m of filter material thickness (0.05m of gravel 1 on top, 0.60m of sand in the middle and 0.10m of gravel 1 at the botton), submitted to a hydraulic loading rate of 230.74mm/d and organic loadings of 41gCOD/m2.d, 15gSS/m2.d, 12.7gTKN/m2.d and 10.2g NH4-N /m2.d.; (iv) denitrification in the HFCW of 61% of the nitrate nitrogen in the effluent of the VFCWs, without the need to introduce organic carbon into the filter; (v) an adaptation of the macrophytes in all of the filters; and (vi) a good potential for nitrification in vertical filters through the computational simulation, when using kinetic and stoichiometric coefficients defined by the ASM 1 model (Active Sludge Model N°1). From the conclusions generated by this study, the use of constructed wetlands together with stabilization ponds in the treatment of domestic wastewaters can be recommended, particularly for places with a population density lower than 50 inhabitants/Km2, as is the case for eight of the thirteen municipalities of Greater Florianopolis, state of Santa Catarina, Brazil.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-19T21:03:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:25:16Z : No. of bitstreams: 1 183648.pdf: 5970468 bytes, checksum: b8c8d8431be3985546c7ca789cceab07 (MD5) / Objetivou-se com este trabalho desenvolver uma modelagem matemática para lagoas facultativas e lagoas de aguapés de um sistema de tratamento de dejetos suínos. O estudo aconteceu em três etapas, uma compreendida pelo sistema composto por um decantador de palhetas, duas lagoas anaeróbias, uma lagoa facultativa (com chicanas) e uma lagoa de polimento com aguapés, em escala real (maio de 1999 a junho de 2000); a segunda etapa abrangeu o estudo o desempenho de lagoas facultativas com chicanas, em escala piloto, as quais eram abastecidas por efluentes da lagoa anaeróbia 2 do sistema em escala real (janeiro de 2000 a junho de 2001). A terceira etapa contemplou a substituição das chicanas por um aerador na lagoa facultativa em escala real (junho de 2000 a junho de 2001). Os parâmetros analisados foram: pH; Temperatura; Oxigênio Dissolvido (OD); Sólidos Totais (ST); Sólidos Fixos (SF); Sólidos Voláteis (SV); Demanda Química de Oxigênio (DQO); Nitrogênio total Kejdhal (NTK); Fósforo total (PT); Coliformes totais (CT) e Coliformes fecais (CF). Foram realizadas coletas mensais (8 meses) e coletas quinzenais (16 meses). O sistema total apresentou as seguintes eficiências de remoção: 93% de ST; 82% de SF; 97% de SV; 98% de DQO; 92% de NTK; 98% de PT; 7 unid log para CT e CF. A análise do desempenho da eficiência da lagoa facultativa com chicanas permitiu concluir que as chicanas não melhoraram significativamente a eficiência de remoção de nutrientes da lagoa, e o primeiro compartimento é o principal responsável pela eficiência da mesma. A lagoa facultativa aerada foi mais eficiente apenas na remoção de Sólidos totais e fixos, e teve desempenho similar quanto aos outros parâmetros (22,3% de ST, 30% de SF, 17% de SV, 29% de SST, 46% de DQO, 40% de NTK, 38,6% de Namon. e 48% de PT). As lagoas facultativas com chicanas, em escala piloto, apresentaram eficiências de remoção semelhantes com a lagoa facultativa em escala real (14% de ST, 7% de SF, 26% de SV, 47% de DQO, 46% de NTK, 45% de PT e 1 unid log de CT e CF). Aplicando uma análise fatorial (ACP) na interpretação dos parâmetros das lagoas facultativas e de aguapés evidenciou-se que o teor de matéria orgânica, a temperatura e o OD têm um efeito importante no desempenho destas lagoas. A predominância dos fatores matéria orgânica e sólidos totais, em todas as lagoas, demonstra que há necessidade de melhorar a eficiência do sistema de tratamento. A modelagem matemática do processo de tratamento de lagoas facultativas com chicanas apresentou resultados satisfatórios na remoção diária de nutrientes de dejetos de suínos. As simulações efetuadas mostraram que o desempenho da lagoa pode ser modelado através de sistema de equações diferenciais ordinárias. Os programas e algoritmos elaborados permitem a modelagem de sistemas com qualquer dinâmica de entrada de poluentes. Através da modelagem matemática é possível encontrar a quantidade ideal de aguapés que deve ser removida diariamente da lagoa.