Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-13T19:50:28Z No. of bitstreams: 1 Carina Ines dos Santos Soares.pdf: 7765458 bytes, checksum: dd167d7c7fa47d7d5c8180d36e705731 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-13T19:50:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carina Ines dos Santos Soares.pdf: 7765458 bytes, checksum: dd167d7c7fa47d7d5c8180d36e705731 (MD5) Previous issue date: 2013-06-17 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Ministério da Ciência e Tecnologia / te estudo teve como objetivo avaliar o potencial de biodegradação aeróbia de lixiviado de aterro sanitário e servir como apoio à operação de unidade piloto de tratamento biológico aeróbio, do tipo Contactor Biológico Rotatório (CBR), operado na Unisinos para tratamento de lixiviado gerado no Aterro Sanitário de São Leopoldo - RS. Esse sistema emerge como uma alternativa para o tratamento biológico de lixiviado de aterro sanitário, visto que fornece aos microorganismos as condições necessárias para a degradação de grande parte dos poluentes contidos neste tipo de efluente. Por meio de ensaios de biodegradabilidade aeróbia, utilizando o teste Zahn-Wellens, o potencial de biodegração aeróbia do lixiviado foi avaliado. A etapa de partida no CBR foi monitorada através de análises de parâmetros específicos (DQO e COT) e esses resultados foram comparados posteriormente com os resultados obtidos nos ensaios de biodegradabilidade aeróbia. O CBR foi operado de duas formas diferentes, variando-se a vazão e o tempo de retenção hidráulica do lixiviado no sistema. Na primeira forma de operação, a vazão utilizada foi de 8,5 L/h e tempo de retenção hidráulica de 15 h. Já a segunda forma de operação, a vazão utilizada foi de 5,1 L/h e tempo de retenção hidráulica de 24 horas. Os ensaios de biodegradabilidade revelaram potencial médio de biodegradação aeróbia do lixiviado, que alimentava o CBR, de 44,3% e 54,5% para os parâmetros de DQO e COT respectivamente. O final da etapa de partida ocorreu na segunda forma de operação, quando os percentuais médios atingidos de remoção no CBR chegaram a 15% e 18%, para os parâmetros de DQO e COT, respectivamente. / This study aims at evaluating the potential for aerobic bio-degradation of landfill leachate and being the support for the operation for the aerobic biological treatment pilot plant. This treatment is a Rotating Biological Contactor (RBC) kind, operated at Unisinos to process the leachate generated at the landfill located in São Leopoldo city - RS. This system has emerged as an alternative for the biological treatment of leachate, because it provides the necessary conditions for the micro-organisms to degrade most part of the pollutants contained in the effluent. The potential for aerobic bio-degradation of leachate was evaluated by testing for aerobic biodegradability using the Zahn-Wellens test. The starting period in RBC was monitored by the analysis of the specific parameters (COD and TOC) and then these results were compared to the results obtained in the tests for aerobic biodegradability. The RBC was operated in two different ways, varying the flow rate and the hydraulic retention time of the leachate system. In the first mode of operation, the flow used was 8.5 L/h and the hydraulic retention times (HRT) was 15 h. In the second mode of operation, the flow used was 5.1 L/h and the hydraulic retention time was 24 hours. The biodegradability tests showed that the average potential for the aerobic bio-degradation of the leachate used in RBC was 44.3% and 54.5% for COD and TOC parameters, respectively. The end of the starting period was in the second mode of operation when the average percentage of removal achieved in the RBC reached 15% and 18% for COD and TOC parameters, respectively.

O líquido denominado “lixiviado”, formado pela disposição de resíduos em aterros sanitários e lixões, apresenta composição complexa, dada principalmente pela presença de compostos orgânicos extremamente recalcitrantes. O tratamento consorciado deste efluente com esgotos domésticos em ETE’s municipais carece de estudos, tendo em vista que são líquidos com características diferentes. Neste trabalho foi avaliado o desempenho de um processo biológico de tratamento de efluentes, composto por 3 sistemas de banhados construídos (B1, B2 e B3) operados em paralelo, tratando a combinação de esgoto doméstico (90%) + lixiviado de aterro sanitário (10%), no que diz respeito a remoção de matéria orgânica de lenta degradação. Cada sistema foi composto por 4 leitos cultivados com as macrófitas emergentes Luziola peruviana e Typha latifolia, recebendo afluente proveniente de diferentes níveis de pré-tratamento, nomeadamente: B1 - processo biológico anaeróbio (UASB) seguido de aeróbio (CBR); B2 - processo biológico aneróbio (UASB) e B3 - sem prévio tratamento. Para tal, além das análises da matéria orgânica pelos parâmetros não específicos, foi também empregada análise de absorbância e fluorescência para analisar a presença de substâncias húmicas e o uso da respirometria para avaliação da DQO lentamente biodegradável. As eficiências médias de remoção dos sistemas B1, B2 e B3 foi de 97,4, 96,1 e 96,6 % para DBO5, 66,9, 70,9 e 80,6% para DQOT, 61,9, 69 e 62,8 % para DQOFil e de 60,3, 72,8 e 72 % para COT, respectivamente. A avaliação destes parâmetros permitiu inferir que o nível de pré-tratamento não influenciou na eficiência de remoção pelos sistemas de banhados. Os espectros de absorbância foram marcados por maior absorbância na região λ < 400 nm, com diminuição progressiva até 700 nm. A aplicação de coeficientes de absortividade indicaram a predominância de matéria orgânica dissolvida proveniente de esgoto doméstico, com pouca influência de SH’s. Nos espectros de emissão de fluorescência, o aparecimento de bandas na região de 450 nm indicou a presença de substâncias húmicas no afluente e efluente do sistema de banhados construídos, sem diferença significativa entre a intensidade de fluorescência emitida em 450 nm nas amostras analisadas, indicando que a substância em questão passou pelo tratamento sem ser degradada. Os resultados observados pela análise de fluorescência sincronizada do B1 apresentaram contribuição positiva do pré-tratamento (menor concentração de DQOFil) para o desempenho do banhado, devido a menor presença de ácidos húmicos no efluente. / The liquid known as "leachate", produced by the disposal of waste in landfills and dumps, has a complex composition, characterized mainly by the presence of recalcitrant organic compounds. Currently, there is a lack of knowledge regarding the co-treatment of leachate with municipal wastewater in WWTP's, considering that these are effluents with different characteristics. This study evaluated the performance of a biological treatment process of wastewater consisting of 3 constructed wetlands systems (B1, B2 and B3), operated in parallel, treating a combination of domestic sewage (90%) + landfill leachate (10 %). Each system was comprised of four beds cultured with emerging macrophytes Luziola peruviana and Typha latifolia receiving affluent from different levels of pre-treatment, namely: B1 - anaerobic biological process (UASB) followed by aerobic biological process (CBR); B2 - anaerobic biological process (UASB). B3 received the untreated effluents. The content of organic matter and humic substances was analyzed by non-specific parameters, absorbance and fluorescence methods. Respirometry test were conducted to evaluate the content of slowly biodegradable COD. The average removal efficiencies of systems B1, B2 and B3 was of 97.4, 96.1 and 96.6% for BOD5, 66.9, 70.9 and 80.6% for CODT, 61,9, 69 and 62.8% for CODFil and 60.3, 72.8 and 72% of TOC, respectively. The evaluation of these parameters allowed to infer that the level of pre-treatment did not influenced the removal efficiency by wetland systems. Absorbance spectra were marked by greater absorbance in the region λ = <400 nm with progressive decrease up to 700 nm. Absorptivity coefficients indicated the predominance of domestic sewage, with little influence of SH's. In the fluorescence emission spectra, the appearance of bands in the 450 nm region indicated the presence of humic substances in the influent and effluent of the constructed wetland systems without a significant. This indicates that the substance in question went through the treatment without being degraded. The results obtained by synchronous fluorescence analysis showed a positive contribution of the B1 pretreatment (lowest concentration DQOFil) to the observed performance due to less presence of humic acids in the effluent. The authors did not have success during evaluation of the slowly biodegradable COD using the method proposed before.

Aterro sanitário é uma forma de destinação final de resíduos sólidos que gera lixiviado durante e após sua operação. O lixiviado é um líquido de elevada carga orgânica e poder poluidor. A presente pesquisa objetivou estudar a remoção da matéria orgânica presente em lixiviado de aterro sanitário bruto ou pré-tratado por air-stripping por meio de processos oxidativos avançados. Avaliou-se a influência do pré-tratamento na eficiência da remoção de matéria orgânica, a possibilidade do uso do conceito de número médio de oxidação do carbono como indicativo de oxidação e a ocorrência de processos sinérgicos na remoção dos parâmetros DQO, COT e cor proveniente da aplicação combinada de oxidantes. Os tratamentos propostos foram: ozônio apenas, ozônio/peróxido de hidrogênio e peróxido de hidrogênio/radiação ultravioleta. As doses de ozônio variaram entre 0,5 e 6 g/L. As doses de peróxido de hidrogênio variaram entre 0,2 e 7,2 g/L. Os tempos de contato de radiação ultravioleta variaram entre 40 e 200 minutos. O pré-tratamento por air-stripping, que visava à remoção de amônia, reduzia carga orgânica e a cor do lixiviado. A eficiência de remoção da DQO e COT foi baixa para todos os tratamentos propostos, alcançando valor máximo de 44%. As baixas eficiências podem ser decorrentes das interferências causadas por alcalinidade, nitrogênio amoniacal e sólidos fixos. O tratamento baseado em ozônio apenas apresentou as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica. A remoção de cor foi elevada em todos os tratamentos, e os melhores resultados foram no tratamento baseado em ozônio/peróxido de hidrogênio. O pré-tratamento não alterou significativamente a oxidação da matéria orgânica. O conceito de número médio de oxidação do carbono não foi adequado para a indicação do processo oxidativo. A limitação do uso desse conceito está relacionada, provavelmente, à presença de DQO referente a substâncias inorgânicas, compostos nitrogenados e clorados. O efeito sinérgico do uso combinado de oxidantes não é dominante para a remoção da DQO e COT, e é em se tratando da remoção de cor. / Sanitary landfills are a method for solid waste disposal that generates leachate when operating and after their closure. Leachate is a pollutant liquid with a high concentration of organic constituents. The aim of this study was the application of advanced oxidative processes for organic matter removal from raw and pre-treated leachate by air-stripping. This research evaluated the influence of pre-treatment on the organic matter removal efficiency; the possibility of using the concept of mean oxidation number of carbon, as indicative of organic matter oxidation; and the occurrence of synergic processes in the removal of COD, TOC and color, when combined oxidants were used. The proposed treatments were ozone only, ozone/hydrogen peroxide and hydrogen peroxide/ultraviolet radiation. Ozone concentrations varied from 0.5 to 6 g/L. Hydrogen peroxide concentrations varied from 0.2 to 7.2 g/L. Ultraviolet radiation contact time were between 40 and 200 minutes. Air-stripping pre-treatment, which aimed ammonia removal, caused organic and color reduction. The removal efficiency of COD and TOC was low for all treatments, reaching a maximum of 44%. The low efficiencies may result from interference caused by alkalinity, ammonia nitrogen and fixed solids. When ozone only was used, the highest organic matter removal efficiencies were achieved. Color removal was high for all the systems, and the best option for its removal was ozone/hydrogen peroxide system. The pre-treatment did not improve significantly the organic matter oxidation. The concept of mean oxidation number of carbon was not appropriate as indicator of oxidation process. The limitation of this concept is probably related to the presence of the inorganic COD, nitrogen and chlorine compounds. The synergic effect of combined oxidants was only dominant for color removal, which was not observed for COD and TOC removal.

Lixiviados de aterros sanitários apresentam altas concentrações de nitrogênio amoniacal e matéria orgânica, além de outros poluentes, que não permitem seu descarte no meio ambiente, sem um prévio tratamento. Lixiviados de aterros sanitários mais antigos, com matéria orgânica mais estabilizada, apresentam grande potencial poluidor, principalmente devido à presença de substâncias recalcitrantes que, usualmente, não são removidas através de tratamento biológico, necessitando, portanto, da aplicação de um pós-tratamento. A presente pesquisa objetivou aplicar o tratamento físico-químico a dois efluentes de sistemas biológicos de tratamento. O primeiro sistema era constituído de um reator de lodo ativado operado em bateladas seqüenciais (70 Litros) cujo efluente era submetido à processo de coagulaçãofloculação usando sais de ferro e alumínio, para remoção da matéria orgânica recalcitrante. Operou-se, em paralelo, uma lagoa aerada, em escala de bancada, dimensionada para remoção da matéria orgânica biodegradável cujo efluente era submetido a processo de precipitação química para remoção de amônia, através da formação do mineral estruvita (MgNH4PO4.6H2O). Os resultados obtidos demonstraram que o cloreto férrico (FeCl3) foi o coagulante mais apropriado sob o ponto de vista econômico, embora, dosagens elevadas (1.160 mg FeCl3/L), frente a 2.465 mg Al2(SO4)3.6H2O/L tenham sido requeridas para o alcance de remoções da matéria orgânica recalcitrante. Com a aplicação de FeCl3 o pH ótimo de coagulação foi próximo de 4,0 e para o Al2(SO4)3; por volta de 5,0. Ao longo dos testes, avaliouse a influência das condições de mistura sobre os fenômenos físico-químicos. Os resultados demonstram que, para o despejo estudado, o gradiente de velocidades e o tempo de mistura não exercem influência sobre os fenômenos de coagulaçãofloculação. Quanto à precipitação química da amônia na forma do mineral estruvita, as melhores remoções (~ 90%) foram alcançadas quando o limite de solubilidade do mineral estruvita foi excedido, para tanto se faz necessária aplicar uma razão molar igual a 1,5:1:1,4 entre os íons envolvidos (Mg+2:NH4 +:PO4 -3). Entretanto, o efluente final desse sistema apresentou uma concentração residual de fósforo solúvel superior a 12 mg P-PO4 -3/L, o que o torna pouco recomendável para fins práticos. / Landfill leachates present high ammonia and organic matter concentrations, besides other pollutants, which do not allow its discharge to the environment without a previous treatment. Older landfill leachates, with more stabilized organic matter, present great pollutant potential, mainly due to the presence of recalcitrant substances that not often are removed by biological treatment and need the application of a post-treatment. The present research aimed to apply the physicochemical treatment for two biological wastewater treatment plant effluents. The first one was constituted by an activated sludge (sequence batch reactor - 70 liters), which effluent was submitted to a coagulation-flocculation process, using iron and aluminum salts, for recalcitrant organic matter removal. A lab scale aerated lagoon was operated in parallel. The lagoon was dimensioned for biodegradable organic matter removal, which effluent was submitted to a chemical precipitation process for ammonia removal (formation of the mineral struvite (MgNH4PO4.6H2O).The results showed that the ferric chloride (FeCl3) was the more appropriated coagulant considering the economic point of view, however high dosages (1,160 mg FeCl3/L) comparing with 2.465 mg Al2(SO4)3.6H2O/L had been required to achieve recalcitrant organic matter removal. Applying FeCl3, the optimum pH was of the order of 4.0 and for Al2(SO4)3, approximately 5.0. During the tests, the influence of the mixture conditions on the physicochemical phenomena was evaluated. The results demonstrated that the velocities gradient and the mixture time do not influenced the coagulation-flocculation phenomena. Regarding to the chemical precipitation of ammonia in struvite form, the better removals (~ 90%) were achieved when the solubility limit of the mineral was exceeded. Due to this fact, it was necessary to apply a molar rate of 1.5:1:1.4 between the ions (Mg+2:NH4 +:PO4 -3). Nevertheless, the final effluent of this system presented a residual soluble phosphorus concentration higher than 12 mg P-PO4 -3/L, hence it is not recommended for practical purposes.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia Carvalho.pdf: 1090354 bytes, checksum: 2030967b9c0c255376ba3167b9a6b633 (MD5) Previous issue date: 2009-08-18 / In terms of the actual Brazilian scenario, 56% of the solid s treatment units produce leachate, 46.8% of this leachate is treated and 70.4% of Brazilian residences are sewered. The development of methods to jointly treat landfill leachate and domestic sewage must recognize the great potential that landfill leachate has as a pollutant and the advantages gained by this combined treatment. The combined treatment of leachate and domestic sewage already exists at full-scale but studies on the optimum levels of dilution of the leachate with sewage are yet to be resolved. The objective of this work was to study the efficiency of a UASB reactor treating landfill leachate in combination with different proportions of domestic sewage, evaluate the influence of the organic loading on the treatment process and develop a biological treatment technology for residual liquids with high pollution loads. The study was carried out between February 2008 and February 2009. The UASB reactor was constructed, installed and monitored at EXTRABES in the municipality of Campina Grande PB. The UASB was constructed in PVC tubing with a diameter of 150mm, 2.35m in height and with a total volume of 41.5L and the treatment consisted of two phases. In the first phase of operation, the UASB reactor was fed with leachate and domestic sewage in ratio of 1:9 by volume respectively, resulting in an AOL of 2.1 kg m-3 d-1. In the second phase of operation the volumetric fraction of leachate was reduced in the proportion of 0.3 to 9.7 of the volume of domestic sewage or 1.6 kg m-3 d-1. The leachate used in this study were from the Metropolitan Landfill in the city of Joao Pessoa and pre-treated for removal of the load of ammonia in piston flow for stripping of ammonia. The domestic wastewater used in this study came from the city where the study was conducted in Campina Grande.In both phases the HRT was 12 hours and the flow of 83L d-1. The influent and effluent of the experimental system were monitored for pH, VFA and TA twice. Analysis of COD, TSS and VSS were monitored weekly. All tests were recommended by APHA (1998). The results show that the combined treatment of landfill leachate diluted domestic sewage in a UASB reactor is technologically feasible alternative and produces effluent with characteristics satisfactory to post-treatment in stabilization ponds. Were obtained removal efficiencies of 44.0, 48.5, 85.4 and 79.9% in the first stage and 59.4, 53.6, 92.7 and 89.8% in the second step for the parameter of COD , STV, TSS and VSS respectively. The second stage had the highest decomposition constants for the parameters of STV, TSS and VSS. It is recommended the continuation of studies of treatment of leachate from landfill diluted sewage with COA than 1.6 kg COD m-3d-1. / No atual cenário brasileiro 56% das unidades de processamento de resíduos drenam lixiviado, apenas 46,8 % tratam esse lixiviado e 70,4% dos domicílios brasileiros são atendidos por rede coletora de esgotamento sanitário. O desenvolvimento de métodos de tratamento integrado de lixiviado e esgotos domésticos é necessário, visto grande potencial poluidor do lixiviado e as vantagens apresentadas nesse tratamento combinado. O tratamento conjugado de lixiviado com esgotos domésticos em escala real já existe, porém, estudar as faixas de diluições de lixiviado para realização do tratamento conjugado em faixas ótimas é imprescindível.Os objetivos deste trabalho foram estudar o desempenho de reator UASB no processo de tratamento de lixiviado combinado com esgotos domésticos em diferentes proporções, avaliar a influência da carga orgânica aplicada no processo de tratamento conjugado de lixiviado e esgoto doméstico em reator UASB e desenvolver tecnologia de tratamento biológico para resíduos líquidos com elevada carga poluidora. O trabalho foi realizado no período de Fevereiro de 2008 a Fevereiro de 2009. O reator UASB foi construído, instalado e monitorado nas dependências físicas da EXTRABES no município de Campina Grande PB. O reator UASB foi construído em tubo de PVC com diâmetro de 150 mm, 2,35 m de altura e volume total de 41,5 L e o tratamento consistiu de duas etapas. Na primeira etapa o reator UASB foi alimentado com lixiviado numa proporção de 1 para 9 vezes o volume de esgoto doméstico, o que resultou numa COA de 2,1 kg m-3dia-1. Na segunda fase de operação a fração volumétrica de lixiviado foi diminuída para a proporção de 0,3 para cada 9,7 vezes o volume de esgoto doméstico ou COA de 1,6 kg m-3 dia-1. O lixiviado utilizado neste trabalho foi proveniente do Aterro Sanitário Metropolitano da cidade de João Pessoa e era pré-tratado para remoção da carga de amônia em reatores de fluxo pistonado para Stripping de amônia. O esgoto doméstico utilizado neste trabalho foi proveniente da cidade onde o estudo foi realizado, Campina Grande-PB. Em ambas as etapas do tratamento o TDH foi 12 horas e a vazão de 83 L.d-1. O monitoramento do sistema experimental foi realizado no afluente e efluente do reator e as análises referentes aos parâmetros pH, AGV e AT foram realizadas duas vezes por semana. As análises referentes aos parâmetros DQO total e solúvel, STV, SST e SSV foram realizadas semanalmente. Todas as análises foram preconizados por APHA (1998). Os resultados mostram que o tratamento conjugado de lixiviado de aterro sanitário diluído em esgotos domésticos em reator UASB é uma alternativa tecnologicamente viável e produz efluente com características satisfatórias para pós-tratamento em lagoas de estabilização. Foram obtidas eficiências de remoção de 44,0; 48,5; 85,4 e 79,9% na primeira etapa e 59,4; 53,6; 92,7 e 89,8% na segunda etapa para os parâmetro de DQO, STV, SST e SSV respectivamente. A segunda etapa apresentou as maiores constantes de decomposição para os parâmetros de STV, SST e SSV. Recomenda-se a continuidade dos estudos de tratamento de lixiviado proveniente de aterro sanitário diluído em esgoto doméstico com COA superior a 1,6 Kg DQO m-3d-1.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danuza Costa Campos.pdf: 804335 bytes, checksum: 441982181b951341885ec2d7d4211a38 (MD5) Previous issue date: 2009-07-09 / By the population growth, the production of municipal solid residues is enhancing, and consequently the final disposal of such residues has been one of the major environmental problems faced in large urban centers. Lately the most used form of arrangement is the sanitary landfill, and when the residues are biodegraded inside the landfill cells they produce leachate and biogas. The leachate is a highly liquid pollutant, besides having high concentrations of ammonia nitrogen. Treating leachate is a very difficult task once its composition is very complex. A kind of treatment that is being developed is the stripping of ammonia where this chemical will be removed from the leachate by the mass transfer of the liquid phase to gas. Therefore, this paper addressed to study the ammonia stripping process in leachate liquids using plug-flow reactors in series. In order to accomplish the experimental part four plugflow reactors in series were built, with average height of 50 centimeters, without forced air supplier and without the leachate pH adjustment. The leachate samples used was from the metropolitan landfill of João Pessoa city, Paraiba, which was collected and transported to the EXTRABES laboratory and made the physicalchemical caracterization. The experimental monitoring system consisted of four distinct phases, with applied superficial loads of 450, 500, 600 and 700 kg NH4 +. ha 1.dia 1, hydraulic detention time equal to 65, 60, 50 and 38 days, and it was obtained an average efficiency of ammonia nitrogen removal around 96.1%, 99.7%, 99.5% and 98.5% respectively. At the end of monitoring, the reactor was discharged and made microscopic examinations of the remaining sludge reactor and each can observe the presence of bacteria fototróficas anoxigênicas, cocci, bacilli and algae. Can be found in this study that the higher the applied superficial load, was greater efficiency of removal of ammonia nitrogen, which may be load tested to verify the larger surface of contaminant removal. / Com o aumento populacional, a geração de resíduos sólidos urbanos vem aumentando, e com isso a disposição final desses resíduos vem sendo um dos graves problemas ambientais enfrentados nos grandes centros urbanos. A forma de disposição mais utilizada ultimamente é o aterro sanitário, e quando os resíduos são biodegradados dentro das células dos aterros, esses geram lixiviado e biogás. O lixiviado é um líquido altamente poluidor, haja vista, possuir altas concentrações de nitrogênio amoniacal. Tratar lixiviado é uma tarefa muito difícil devido a sua composição ser muito complexa. Um tratamento que vem sendo desenvolvido é o stripping de amônia, no qual a amônia vai ser removida do lixiviado por transferência de massa da fase líquida para a fase gasosa. Com isso, o presente trabalho tem como objetivo estudar o processo de stripping de amônia em líquidos lixiviados, utilizando reatores em série de fluxo pistonado. Para a realização da parte experimental foram construídos quatro reatores em série de fluxo pistonados, com altura média de 50 centímetros, sem alimentação forçada de ar e sem correção do pH do lixiviado. O lixiviado utilizado foi proveniente do aterro metropolitano de João Pessoa, onde foi coletado e transportado até as dependências físicas do laboratório da Estação Experimental de Tratamento Biológico de Esgoto Sanitário EXTRABES e feito a caracterização físico-química. O monitoramento do sistema experimental constou de quatro fases distintas, com cargas superficiais aplicadas de 450, 500, 600 e 700 kg NH4 +.ha 1.dia 1, tempo de detenção hidráulica igual a 65, 60, 50 e 38 dias, e obteve-se uma eficiência média de remoção de nitrogênio amoniacal em torno de 96,1%, 99,7%, 99,5% e 98,5%, respectivamente. Ao final do monitoramento, os reatores foram descarregados e feitos exames microscópicos no lodo remanescente de cada reator e pode-se observar a presença de bactérias fototróficas anoxigênicas, cocos, bacilos e algas. Pode ser constatado nesta pesquisa que quanto maior a carga superficial aplicada aos reatores, maior foi eficiência de remoção de nitrogênio amoniacal, podendo ainda ser testadas cargas superficiais maiores para verificar a remoção desse contaminante.

As microalgas têm sido objeto de diversos estudos visando-se à produção de biocombustíveis ou outros produtos de interesse dentro do conceito de biorrefinaria. Na produção de biocombustíveis, as microalgas têm sido utilizadas por apresentarem elevada produtividade em lipídeos e carboidratos. Para viabilização de seu uso como matéria prima, é fundamental o desenvolvimento de processos com elevada produção de biomassa. Os fatores que influenciam no crescimento e composição da biomassa microalgal incluem a seleção do biorreator, a concentração e natureza da fonte de nitrogênio e o tipo de cultivo com relação às fontes de carbono e energia (autotrófico, heterotrófico ou mixotrófico). Neste trabalho, a microalga Chlorella minutissima 26a foi cultivada em fotobiorreatores do tipo tanque de bolhas em modo batelada ou airlift de tubos concêntricos em modo contínuo. Em cultivo autotrófico, estes fotobiorreatores foram empregados para avaliação da influência da concentração de nitrato de sódio no meio de cultivo no crescimento microalgal, na composição química da biomassa e na produtividade em lipídeos, carboidratos, proteínas e biomassa seca. Foi analisado também o uso de lixiviado proveniente de aterro sanitário na composição do meio de cultivo em fotobiorreator airlift em processo mixotrófico contínuo, promovendo concomitante biorremediação do lixiviado empregado. Os resultados demonstraram que a concentração de nitrato no meio de cultivo influenciou o crescimento e a composição química da biomassa e, consequentemente, os valores de produtividade obtidos. Nos ensaios usando fotobiorreator de tanque de bolhas em batelada, a variação da concentração de nitrato de sódio no meio de 37,5 mg L-1 para 150 mg L-1 promoveu aumento da produtividade em lipídeos e carboidratos, com valores máximos de 105,2 &#177; 1,7 mg L-1 d-1 e 36,7 &#177; 0,6 mg L-1 d-1, respectivamente, obtidos com a maior concentração de nitrato avaliada. No cultivo usando o fotobiorreator airlift em processo contínuo, o aumento da concentração de nitrato de sódio de 75 mg L-1 para 225 mg L-1 resultou nos maiores valores de produtividade média no estado estacionário para biomassa, lipídeos, proteínas e carboidratos, os quais foram, respectivamente, de 188,6 &#177; 11.2 mg L-1 d-1, 92,8 &#177; 5,5 mg L-1 d-1, 37,7 &#177; 2,2 mg L-1 d-1 e 29,1 &#177; 1,7 mg L-1 d-1. Neste caso, quando a concentração de nitrato de sódio aumentou de 75 mg L-1 para 150 mg L-1, observou-se aumento no teor de lipídeos e redução no teor de carboidratos da biomassa, sem modificação composicional apreciável quando a concentração de nitrato de sódio foi elevada para 225 mg L-1. O emprego do lixiviado diluído como meio de cultivo da Chlorella minutissima 26a resultou em elevados valores de produtividade em lipídeos, carboidratos, proteínas e biomassa, correspondendo a valores máximos de 232,0 &#177; 7,6, 95,3 &#177; 5,2, 33,4 &#177; 2,1 e 69,2 &#177; 3,0 mg L-1 d-1, respectivamente, dependendo da concentração de lixiviado no meio. O cultivo microalgal em lixiviado diluído resultou ainda em remoção de até 92,8% da demanda química de oxigênio, 90,5% do carbono orgânico total e 100% do nitrato presente no meio. Além disso, metais presentes foram removidos do meio durante o cultivo, resultando na remoção de até 63%, 72%, 100% e 67% para Cr, Fe, Al e Ba, respectivamente. O fotobiorreator airlift de tubos concêntricos demonstrou grande potencial para o cultivo da microalga C. minutissima em processo contínuo, incluindo a possibilidade de uso de lixiviado diluído na composição do meio para cultivo mixotrófico com sua concomitante biorremediação. / Microalgae have been the subject of different studies aimed at the production of biofuels or other products of interest within the concept of biorefinery. In the production of biofuels, microalgae have been used because they present high productivity in lipids and carbohydrates. In order to enable its use as a raw material, the development of processes with high biomass production is fundamental. Variables influencing the growth and composition of microalgal biomass include the selection of the bioreactor, the concentration and kind of the nitrogen source and the type of cultivation with respect to carbon and energy sources (autotrophic, heterotrophic or mixotrophic). In this work, the microalgae Chlorella minutissima 26a was cultivated in photobioreactors of two different kinds: bubble tank in batch mode or airlift of concentric tubes in continuous mode. In autotrophic cultivation, these photobioreactors were used to evaluate the influence of sodium nitrate concentration in the culture medium on microalgal growth, chemical composition of biomass and productivity in lipids, carbohydrates, proteins and dry biomass. The use of landfill leachate was also analyzed as a component of the culture medium in continuous airlift photobioreactor in a mixotrophic process, promoting concomitant bioremediation of the used leachate. The results showed that the concentration of nitrate in the culture medium influenced the growth and chemical composition of the biomass and, consequently, the productivity values obtained. In the assays using batch bubble tank photobioreactor, the variation in the sodium nitrate concentration in the medium from 37.5 mg L-1 to 150 mg L-1 promoted an increase of the productivity in lipids and in carbohydrates, with maximum values of 105.2 &#177; 1.7 mg L-1 d-1 and 36.7 &#177; 0.6 mg L-1 d-1, respectively, obtained with the highest evaluated nitrate concentration. In the cultivation using continuous airlift photobioreactor, the increase in sodium nitrate concentration from 75 mg L-1 to 225 mg L-1 resulted in higher values of average productivity in steady-state for biomass, lipids, proteins and carbohydrates, which were, respectively, of 188.6 &#177; 11.2 mg L-1 d-1, 92.8 &#177; 5.5 mg L-1 d-1, 37.7 &#177; 2.2 mg L-1 d-1 and 29.1 &#177; 1.7 mg L-1 d-1. In this case, when the sodium nitrate concentration increased from 75 mg L-1 to 150 mg L-1, there was an increase in lipid and a reduction in the carbohydrate content of the biomass, with no appreciable compositional modification when the sodium nitrate concentration was increased to 225 mg L-1. The use of diluted leachate as a culture medium of Chlorella minutissima 26a resulted in high productivity values in lipids, carbohydrates, proteins and biomass, corresponding to maximum values of 232.0 &#177; 7.6, 95.3 &#177; 5.2, 33. 4 &#177; 2.1 and 69.2 &#177; 3.0 mg L-1 d-1, respectively, depending on the landfill leachate concentration in the medium. The microalgal cultivation in diluted leachate also resulted in the removal of up to 92.8% of the chemical oxygen demand, 90.5% of the total organic carbono and 100% of the nitrate present in the medium. In addition, present metals were uptake from the medium during cultivation, resulting in a removal of up to 63%, 72%, 100% and 67% for Cr, Fe, Al and Ba, respectively. The airlift photobioreactor of concentric tubes demonstrated great potential for the cultivation of C. minutissima microalgae in a continuous process, including the possibility of using landfill leachate diluted in the medium composition for mixotrophic cultivation with its concomitant bioremediation.

O chorume in natura utilizado foi proveniente do aterro sanitário da cidade de Cachoeira Paulista no interior do estado de São Paulo. Possui baixa razão de biodegradabilidade (DBO/DQO = 0,094) evidenciado principalmente através das análises de caracterização dos parâmetros COT (618,1 mg C/L), DQO (4345,88 mg O2/L) e DBO5 (409,7 mg O2/L) que estão acima do limite permitido pela legislação. Em função disso, os processos oxidativos avançados (POA´s) surgem como alternativa para o seu pré-tratamento. O foco principal desse trabalho foi utilizar a aplicação da fotocatálise homogênea, empregando concomitantemente a luz solar com o reagente Fenton (H2O2 + Fe2+) num reator aberto com volume constante da amostra (3L) em sistema semi-batelada para verificar a eficiência do processo na remoção da carga orgânica. O reator solar possui um suporte de madeira que está direcionado ao Equador com um ângulo de inclinação de 23º, com uma placa metálica sem pigmentação denominada branco, numa vazão constante (13 L / min) em períodos com maior intensidade de radiação UV e monitorados pelo radiômetro. Após o ajuste do chorume de acordo com a planilha experimental, o volume do reagente Ferro (0,82 mol) foi adicionado totalmente no início da reação e o peróxido de hidrogênio (30% m/v) durante 30 min do tempo total de 1 hora, através de uma bureta dosadora, de maneira controlada que o peróxido de hidrogênio fosse consumido integralmente na reação de degradação, aumentando assim sua eficiência. O chorume tratado foi bombeado até a parte superior da placa, percolando-a uniformemente enquanto recebia a radiação solar sobre a placa. O processo fotocatalítico foi otimizado por um planejamento fatorial (23) com duplicata e triplicata no ponto central contendo 19 experimentos com variáveis de entrada: pH (3, 3,5 e 4) , quantidade de [H2O2] ( 73,2 g , 85,4 g e 97,6 g ) e quantidade de [Fe2+ ] (4,0 g , 5,0 g e 6,0 g ). As variáveis respostas do processo utilizadas foram: eficiência de remoção de COT (Carbono Orgânico Total) e DQO (Demanda Química de Oxigênio). As maiores reduções percentuais de DQO e COT, respectivamente, 89,19% e 86,12%, além do aumento de sua biodegradabilidade para 0,55 com um custo de R$ 0,3558 / 3L. Desta forma, o processo fotocatalítico mostrou grande viabilidade técnica e econômica em relação à degradação da carga orgânica de chorume. / The leachate used was fresh from the landfill of the city of Cachoeira Paulista in the state of São Paulo. Has a low ratio of biodegradability (BOD / COD = 0.094) demonstrated mainly through the analysis parameters characterizing the TOC (618,1 mg C / l) COD (mg O2 4345,88 / L) and BOD5 (mg O2 409,7 / L) that are above the limit allowed by law. As a result, the advanced oxidation processes (AOP\'s) are an alternative to their pre-treatment. The main focus of this work was to use the application of photocatalysis homogeneous, employing concurrently sunlight with Fenton\'s reagent (H2O2 + Fe2+) in an open reactor with constant volume of sample (3L) in the semi-batch to verify the efficiency of the process in removal of organic matter. The solar reactor has a wooden support that is directed to the equator with a tilt angle of 23 º, with a metal plate without pigmentation called white, a constant flow rate (13 L / min) in periods with higher UV intensity and monitored by radiometer. After adjusting the leachate according to the experimental sheet, the volume of reagent iron (0,82 mol) was added entirely at the beginning of the reaction and hydrogen peroxide (30% w / v) for 30 min to 1 hour total time through a dosing burette so controlled that the hydrogen peroxide was consumed entirely in the degradation reaction, thus increasing its efficiency. The treated leachate was pumped to the top of the plate evenly percolating while receiving the solar radiation on the plate. The photocatalytic process was optimized by a factorial design (23) with duplicate and triplicate center point experiments containing 19 input variables: pH (3, 3,5 and 4), the amount of [H2O2] (73,2 g, 85,4 g 97,6 g) and the amount of [Fe 2+] (4,0 g, 5,0 g and 6,0 g). The response variables of the process were: removal efficiency of TOC (Total Organic Carbon) and COD (Chemical Oxygen Demand). The largest percentage reductions of COD and TOC, respectively, 89,19% and 86,12%, besides increasing its biodegradability to 0,55 at a cost of R $ 0,3558 / 3L. Thus, the photocatalytic process showed great technical and economic feasibility in relation to the degradation of the organic leachate.

O chorume é um líquido produzido na decomposição dos resíduos sólidos e apresenta riscos ambientais, devido à variedade de substancias poluentes presentes na matriz. O chorume in natura utilizado neste trabalho foi proveniente do aterro sanitário de Cachoeira Paulista - SP, sendo caracterizado com elevadas concentrações de COT (1233,33 mgL-1), DQO (3565,0 mgL-1) e DBO5/DQO = 0,099. Diante da baixa biodegradabilidade do chorume (DBO5/DQO < 0,2), utilizou-se a ozonização catalítica, em presença de ferro, em sistema contínuo, como uma alternativa para viabilizar o tratamento deste efluente. Diversas configurações de reatores foram avaliadas, sendo utilizados, inicialmente, reatores contínuos rudimentares (PVC). As avaliações reacionais e operacionais dos protótipos possibilitaram a elaboração de um reator construído com bases conceituais de engenharia, confeccionado em vidro borosilicato, e em dois módulos: o corpo do reator com duas entradas, sendo uma de alimentação, localizada acima, e a outra de introdução de ozônio, que foi feita por meio de um difusor de vidro sinterizado na base do reator. O segundo módulo foi feito para garantir que a espuma formada durante a reação fosse eliminada pela quebra da tensão através de ar comprimido, retornando-a, sob a forma líquida, ao sistema. As avaliações iniciais da ozonização catalítica do chorume in natura, para a verificação da potencialidade deste tratamento, foram realizadas sem o uso de um planejamento experimental, sendo o melhor resultado obtido na ordem de 72,64 % para a redução de COT. Após a seleção do reator de ozonização para o processo contínuo e a escolha do íon ferroso como catalisador, foi elaborado um planejamento fatorial fracionado (24-1) para avaliação das variáveis (potência, vazão de saída do reator, concentração de Fe2+, pH), no qual, o melhor resultado para a redução de COT foi de 59,38%. Este desempenho inferior para a redução de COT pode ser atribuído à substituição do gás de oxigênio puro por ar comprimido, reduzindo a vazão mássica de ozônio disponível para o tratamento. Entretanto, este processo pode ser viabilizado no tratamento prévio do chorume, pois a ozonização proporcionou uma elevada redução de DQO na ordem de 82,3 % e um aumento de 74,4% na biodegradabilidade (DBO5/DQO = 0,389) do chorume, podendo torná-lo potencialmente tratável por processos convencionais. / Leachate is a liquid produced in the decomposition of solid waste and presents environmental risks due to the variety of polluting substances existing in the matrix. The in natura leachate used in this work was from the landfill of the city Cachoeira Paulista in the state of São Paulo, which was characterized with high concentrations of TOC (1233.33 mgL-1) COD (3565.0 mg.L-1) and BOD5/COD = 0.099. Due to the low biodegradability of leachate (BOD5/COD < 0.2), the catalytic ozonation in the presence of iron in a continuous system was used as a viable alternative for the treatment of this effluent. Several configurations of reactors were evaluated, and, initially, rudimentary continuous reactors (PVC) were used. The reactional and operational evaluations of the prototypes enabled the creation of a reactor built on conceptual foundations of engineering, that was made of borosilicate glass, and in two modules: the body of the reactor with two entries, one for feeding, located above, and the other one for ozone introduction, made through a sintered glass diffuser at the bottom of the reactor. The second module was made to ensure that the foam formed during the reaction is eliminated by breaking the tension via compressed air, returning it, in liquid form, to the system. Initial assessments of the catalytic ozonation of the in natura leachate, to verify the potential of this treatment, were performed without the use of an experimental design, and the best result obtained was to reduce TOC on about 72.64 %. After selecting the ozonation reactor for continuous process and choosing ferrous ion as catalyst, a fractional factorial design (24-1) was prepared to evaluation the selected variables (potency, output flow of reactor, Fe2+ concentration, pH) in which the best result for the TOC reduction was 59.38%. This inferior performance for the TOC reduction can be associated to the replacement of pure oxygen gas by compressed air, reducing the ozone mass flow available to the treatment. However, this process can be made possible in the pretreatment of leachate, because the ozonation provided a high reduction of COD on about 82.3% and an increase of 74.4% on the biodegradability (BOD5/COD = 0.389) of leachate, and that can make it potentially treatable by conventional methods.

A decomposição dos resíduos sólidos dispostos em aterro sanitário produz um líquido denominado chorume, o qual apresenta altos teores de poluentes. A caracterização do chorume do aterro sanitário de Cachoeira Paulista-SP, conforme os parâmetros de descarte, comprovam a presença de contaminantes tais como DQO (3596 mg L-1), COT (1773 mg L-1), nitrogênio amoniacal (1496 mg L-1), nitrogênio orgânico (49 mg L-1) e fenol (162 mg L-1). Após aprovada a Política Nacional de Resíduos Sólidos, a legislação aumenta a fiscalização e o controle da disposição e destinação adequada de resíduos sólidos urbanos e, desta forma, a sociedade moderna passou a necessitar de processos capazes de tratar tal lixiviado. As indústrias metalúrgicas, ao executarem técnicas de proteção de superfícies metálicas, produzem um rejeito industrial denominado de borra de fosfato. Nesta perspectiva, este trabalho visou o reuso deste rejeito devido à presença de metais de transição (catalisador na ozonização catalítica) e de fosfato (reagente de precipitação de amônia) para o processo de degradação do chorume. O objetivo desse reagente residual é proporcionar uma redução no custo do processo de tratamento, aplicar uma destinação para tal rejeito e ainda, talvez, reduzir a toxicidade do chorume para o devido descarte ou pré-tratamento. O experimento com 60 minutos, pH 2,5, 90 g L-1 de borra in natura e 3 L de chorume obteve redução de 15,41% de DQO. O mesmo experimento, exceto o fosfato, usando reagentes de sulfato de ferro, zinco e manganês obteve 57,5% de DQO. Isso comprovou o efeito negativo do íon fosfato, pelo sequestro de radical hidroxila, na ozonização catalítica em média de 40% na redução de DQO. Uma metodologia foi desenvolvida para separar o fosfato dos demais íons metálicos, através de dois processos (ácido sulfúrico e ácido clorídrico) para obter dois produtos (borra em pó com a presença dos metais de interesse e solução alcalina concentrada de fosfato). A ozonização catalítica da borra em pó foi avaliada em planejamento fatorial 23 com ponto central, cuja maior degradação foi em 90 minutos e pH 4, quando realizada com borra em pó sulfúrica (4,2 g L-1) obteve uma redução média de 59,09% COT (R$ 0,101 por litro) e com borra em pó clorídrica (4,75 g L-1) de 65,52% COT (R$ 0,100 por litro). Nestes tratados, um fatorial 22 com ponto central, foi usado na avaliação de precipitação da estruvita, o qual comprovou-se que a remoção de amônia é melhor em pH 12, diferente da literatura (pH 9,5), e quando executadas com prévio tratamento físico-químico (remoção dos catalisadores da ozonização), devido a menor interação no meio reacional. Nestas condições, com solução alcalina de fosfato (sulfúrica) em 20 minutos obteve redução de 96,74% de N-NH3 (R$ 0,365 por litro) e com solução alcalina de fosfato (clorídrica) em 10 minutos uma redução de 94,71% de N-NH3 (R$ 0,305 por litro). Isso demonstra o uso potencial desse rejeito no tratamento de chorume, ao tratar dois passivos ambientais e minimizar impactos ambientais antropogênicos, além da possível aplicação produção de fertilizante. / The decomposition of solid waste present in landfill produces the landfill leachate, which has high levels of pollutants. The characterization of the landfill leachate from Cachoeira Paulista - SP, according the discard parameters, proves the presence of contaminants due to high level of COD (3596 mg L-1), TOC (1773 mg L-1), ammonia nitrogen (1496 mg L-1), organic nitrogen (49 mg L-1) and phenol (162 mg L-1). After National Solid Waste Policy approval, the legislation increases the supervision and control of the proper disposal of solid waste, so the modern society began to require processes able to treat such leachate. Metallurgical industries do the metal surfaces protection techniques and produce an industrial waste of phosphate sludge. In this perspective, the aim of this study comprehends the reuse of metallurgical waste due to the presence of transition metals (catalyzer in ozonation) and phosphate (ammonia precipitation reagent) for the degradation process. The objective of this residual reagent is induce a reduction in the cost of the treatment process, apply a proper disposal for metallurgical waste and, perhaps, reduce the toxicity of landfill leachate to discard or pre-treatment. The experiment with 60 minutes, pH 2.5, 90 g L-1 sludge waste in natura and 3 L of landfill leachate obtained 15.41% reduction in COD. The same experiment, except the phosphate, using iron, zinc and manganese sulfate reagents reached 57.5% of the COD. This proved the negative effect of phosphate ion, the scavenger of hydroxyl radical in the catalytic ozonation around 40% reduction of COD. A method had been developed to separate phosphate from other metal ions, through two processes (hydrochloric acid and sulfuric acid) to obtain two products (phosphate sludge powder with metals of interest and phosphate concentrated alkaline solution). The catalytic ozonation of sludge powder was evaluated in 23 factorial design with central point, and the better degradation was obtained in 90 minutes and pH 4, when performed with sludge powder sulfuric (4.2 g L-1) had an average reduction of 59.09% TOC (R$ 0,101 per liter) and with sludge powder hydrochloric (4.75 g L-1) 65.52% TOC (R$ 0,100 per liter). In landfill leachate treated, a 22 factorial design with center point was used in the precipitation evaluation of struvite, which proved that the ammonia removal is better at pH 12, different from the literature (pH 9.5), and when performed after to physico-chemical treatment (removal of catalyzer of ozonation) due to the less interaction in the reaction. In these adjust conditions, with phosphate alkaline solution (sulfuric) was obtained in 20 minutes 96.74% of reduction of N-NH3 (R$ 0,365 per liter) and phosphate alkaline solution (hydrochloric) in 10 minutes a decrease of 94.71% N-NH3 (R$ 0,305 per liter). This result demonstrates the potential use of this waste in the treatment of landfill leachate, treat two contaminants and minimize anthropogenic environmental impacts, as well as possible application of struvite on fertilizer production.