Os processos biológicos apresentam o menor custo de todas as técnicas atualmente aplicadas para o tratamento de lixiviados de aterros sanitários. Porém, eles não vêm demonstrando capacidade em degradar a matéria orgânica recalcitrante presente nesse tipo de água residuária. O presente estudo teve por objetivo avaliar a possibilidade da utilização de enzimas, que são largamente empregadas na indústria, como auxílio em tal remoção. Após a caracterização do lixiviado do aterro sanitário da cidade de Paulínia, verificou-se que o mesmo se encontrava em adiantada fase de biodegradação, com pH de 8,40 ± 0,14; baixa concentração de matéria orgânica facilmente biodegradável (DBO de 857 ± 475 mgO2/L) e altas concentrações de N-NH3(2343 ± 399 mg/L) e de Carbono Orgânico Total (2066 ± 746 mg/L). A investigação experimental foi realizada em duas etapas, empregandose um reator de lodo ativado em bateladas sequencial, com biomassa adaptada ao lixiviado. Na primeira etapa, utilizando o planejamento fatorial completo 2³, verificouse que aumentando o pH e diminuindo a concentração inicial de N-NH3 era possível evitar o acúmulo de nitrogênio amoniacal no sistema a partir da remoção total desse composto. Porém, a inibição às bactérias oxidantes da amônia não foi cessada, pois a eficiência de oxidação via biológica chegava no máximo a 49,1%, sendo os 50,9% restantes atribuídos à volatilização de nitrogênio amoniacal, que era intensificada com o aumento do pH. A segunda etapa teve por objetivo a remoção de matéria orgânica recalcitrante, medida como COT, presente no lixiviado de aterro sanitário, com a utilização da enzima lacase. Esta demonstrou uma expressiva capacidade de remoção de nitrito, de 127 mgNO2 -/L para menos que 0,1 mgNO2 -/L em 4 dias, e de COT, passando de 2333 mgC/L para 1400 mgC/L, ao ser utilizada sozinha, e de 1317 mgC/L para 174 mgC/L quando utilizada juntamente com bactérias heterotróficas. Ao final, observou-se remoções superiores a 99,9% de N-NH3 mantendo-se a concentração de OD=2,4 mg/L, pH=8,5 e concentração de N-NH3 inicial em torno de 270 mg/L. Remoções de 92,3% de nitrito e 40% de COT foram obtidas ao se adicionar a enzima ao efluente nitritado, porém foi observado um aumento na concentração de COT e de NKT após a inserção da solução enzimática, devido a uma alta concentração desses compostos na mesma. / The biological process is the one with the lowest cost of all the techniques currently used for the treatment of landfill leachate. However, it has not demonstrated ability to degrade recalcitrant organic matter present in this type of wastewater. This study aimed to evaluate the possibility of using enzymes, which are already used in industry, as an aid in such removal. After characterizing the Paulinia´s landfill leachate, wich was used in this study, it was found that it was in an advanced stage of degradation, with a pH of 8.40 ± 0.14; low concentration of readily biodegradable organic matter (BOD of 857 ± 475 mgO2/L) and high ammonia nitrogen (2343 ± 399 mgN/L) and Total Organic Carbon - TOC (2066 ± 746 mgC/L). The experimental research was conducted in two stages, using a sequential batch reactor with biomass adapted to the leachate. In the first step, using a full factorial design 2³, it was found that by increasing pH and decreasing the initial concentration of NH3-N is possible to avoid the accumulation of ammonia in the system by the total removal of that compound. However, the inhibition of ammonia oxidizing bacteria is not ceased. The biological pathway for oxidation efficiency reaches the maximum at 49.1%, with the remaining 50.9% being attributed to the volatilization of ammonia, which is enhanced with increasing pH. The second stage was aimed at removing recalcitrant organic matter, measured by the COT present in landfill leachate, with the use of laccase enzyme. The enzyme demonstrated a significant nitrite removal capacity, decreasing its concentration of 127 mgNO2 -/L to less than 0.1 mgNO2 -/L, and the TOC, from 2333 mgC/L to 1400 mgC/L in the same period time.

O tratamento de resíduos sólidos orgânicos, como lodos de estação de tratamento de esgotos e a fração orgânica de resíduos sólidos urbanos, são desafios atuais da engenharia sanitária e ambiental. Os processos biológicos são os mais apropriados para o tratamento desses resíduos. Acordos recentes como o Protocolo de Kyoto e os mecanismos de desenvolvimento limpo (MDL) estão contribuindo para o crescimento da digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos em todo o mundo. Nesta pesquisa foi investigado o efeito da adição de lodo anaeróbio ao lixiviado de aterro sanitário empregado como inóculo de reator anaeróbio híbrido sólido-líquido tratando a fração orgânica de resíduos sólidos urbanos. Foi verificado que a adição de lodo melhorou a digestão anaeróbia, acelerando a degradação de ácidos graxos voláteis, antecipando a geração de biogás, aumentando a composição percentual de metano e promovendo maior variabilidade e presença de microrganismos. A adição de lodo também aumentou a eficiência de conversão de sólidos totais e sólidos totais voláteis e sólidos totais fixos / Treatment of organic solid wastes like wastewater treatment plant sludges and organic fraction of municipal solid wastes are current issues in environmental engineering. Biological processes are more appropriate to treat these wastes. Recent trends like Kyoto protocol and clean development mechanisms (CDM) are improving anaerobic digestion of organic solid wastes. It was investigated the effect of adding anaerobic sludge to bioreactor landfill leachate applied like seed in hybrid anaerobic solid-liquid bioreactor treating organic fraction of municipal solid wastes. It was verified that sludge addition improved anaerobic digestion, accelerating volatile fatty acids degradation, anticipating biogas generation, increasing methane percentile composition and promoting more variability and presence of microorganisms. Sludge addition also increased total solids, total volatile solids and total fixed solids conversion

O pesticida Vertimec® 18CE é amplamente utilizado no controle de pestes na agricultura como inseticida, nematicida e acaricida. Embora aplicado sobre plantações agrícolas, ele pode atingir os sistemas aquáticos via escoamento superficial e afetar muitas espécies não-alvo. Um experimento simulando o escoamento sobre um campo contaminado consistiu em duas áreas separadas por uma distância de 6,0 metros, uma não-contaminada servindo como controle, e o outra contaminada com 0,125 L/\'M POT.2\' de Vertimec por meio de um pulverizador manual. As amostras do lixiviado oriundo do escoamento foram coletadas na parte inferior das áreas experimentais em declive. Uma fração das amostras foi utilizada para análises físicas e químicas e para realização de testes de toxicidade aguda em laboratório, e o restante da amostra foi inoculado em 12 câmaras cilíndricas, imersas em um tanque preenchido com a água da represa do Lobo, localizado em um mesocosmo construído em área próxima. Além da realização de um ensaio crônico in situ, também investigamos os efeitos de amostras ambientais oriundas dos mesocosmos a parir de ensaios agudos e crônicos realizados em laboratório com diferentes espécies de invertebrados aquáticos. Três espécies de invertebrados foram utilizadas como organismos teste neste estudo: Chironomus sancticaroli (Insecta Diptera), Hydra viridissima (Cnidaria, Hydridae) e Girardia tigrina (Plathyelminthes, Turbellaria). Os valores de LC50 96h para o pesticida Vertimec® 18EC foram: 0,14 mL/L (2,52 mg/L de abamectina) para H. viridissima, 0,28 mL/L (494,0 ug/L de abamectina) para G. tigrina e 0,54 \'10 POT.-5\' mL/L (97,0 ng/L de abamectina) para C. sancticaroli. Estes resultados indicam que C. sancticaroli tem uma sensitividade muito mais elevada a este pesticida do que as outras espécies testadas. No experimento em mesocosmos foi observado que no tratamento onde foi inoculado o lixiviado oriundo da área contaminada, o comprimento e a largura do corpo e da cápsula cefálica das larvas sobreviventes foram menores quando comparadas a dos indivíduos que foram expostos aos controles, evidenciando que a exposição crônica ao Vertimec via lixiviado oriundo da área contaminada afetou o crescimento das larvas de C. sancticaroli. Além disso, algumas larvas no mesocosmo contaminado (via runoff) tiveram deformidades no mento (4,2%). As análises referentes à comunidade de macroinvertebrados bentônicos total nos mesocosmos ao final do experimento mostraram que no tratamento com aplicação direta do Vertimec houve 100% de mortalidade de C. sancticaroli e um decréscimo de quase 80% na riqueza de táxons e na densidade total da comunidade bentônica quando comparada com a comunidade no controle. Nenhum táxon pertencente à Classe Insecta foi registrado no tratamento contaminado diretamente pelo contaminante utilizado corroborando a elevada toxicidade deste inseticida. Considerando todos os resultados, podemos concluir que o Vertimec® 18EC é altamente tóxico à comunidade de macroinvertebrados bentônicos e que os ecossistemas aquáticos contaminados com o escoamento superficial de áreas agrícolas com aplicação deste pesticida serão adversamente afetados. / The pesticide Vertimec® 18EC is largely used to control pests in agriculture acting as insecticide, nematicide and acaricide. Although applied in agricultural lands it can reach the aquatic systems via surface runoff and affect many non-target species. A field experiment simulating the runoff over a field plot contaminated which consisted of two 6 m apart agricultural plots, one non-contaminated, acting as control, and the other contaminated with 0.125 L/\'M POT.2\' of Vertimec using a backpack sprayer. Runoff samples were collected downstream the plots. One fraction was used for physical and chemical analysis and laboratory acute toxicity tests and the remaining sample was inoculated in 12 cylindrical chambers, immersed in a water tank filled with Lobo Reservoir water, in a nearby constructed mesocosm. Three species of freshwater invertebrates were used as test-organisms in this study: Chironomus sancticaroli (Insecta, Diptera), Hydra viridissima (Cnidaria, Hydridae) and Girardia tigrina (Plathyelminthes, Turbellaria). The values of LC50 96 h for Vertimec® 18EC were: 0.14 mL/L (2.52 mg/L of abamectin) for H. viridissima, 0.028 mL/L (494 ug/L of abamectin) for G. tigrina and 0.54 \'10 POT.-5\' mL/L (97 ng/L of abamectin) para C. sancticaroli. These results indicate that C. sancticaroli has a much higher sensitivity to this pesticide than the other species tested. In the experiments in mesocosms it was found that in the highest concentration tested, the length and width of the body and cephalic capsules of the larvae in the contaminated runoff were smaller than those of the larvae from both, the control and non-contaminated runoff, evidencing that the chronic exposure to the Vertimec contaminated runoff affected adversely the growth of C. sancticaroli larvae. In addition some larvae in the contaminated mesocosm had mentum deformities (4.2%). The analyses of the whole community in the mesocosms at the end of the experiment showed that in the treatment with direct application of Vertimec, there were 100% mortality of all C. sancticaroli inoculated larvae, and almost 80% decrease in the richness of taxa and in the total density of benthic organisms when compared with the community in the control. No taxa belonging to the Class Insecta were recorded in the contaminated treatment corroborating the strong toxicity of this insecticide. From all results obtained we conclude that Vertimec® 18EC is highly toxic to benthic macro-invertebrates community and that aquatic ecosystems contaminated by agricultural runoff with this pesticide will be adversely affected.

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 ± 1,7 mg L-1 d-1 e 36,7 ± 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 ± 11.2 mg L-1 d-1, 92,8 ± 5,5 mg L-1 d-1, 37,7 ± 2,2 mg L-1 d-1 e 29,1 ± 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 ± 7,6, 95,3 ± 5,2, 33,4 ± 2,1 e 69,2 ± 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 ± 1.7 mg L-1 d-1 and 36.7 ± 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 ± 11.2 mg L-1 d-1, 92.8 ± 5.5 mg L-1 d-1, 37.7 ± 2.2 mg L-1 d-1 and 29.1 ± 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 ± 7.6, 95.3 ± 5.2, 33. 4 ± 2.1 and 69.2 ± 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.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanieleNascimento FINAL.pdf: 1917070 bytes, checksum: 9dab0b8821fb6bad9d3da886eb4624f3 (MD5) Previous issue date: 2008-03-05 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Currently, the production and storage of solid residues have generated a discuss range about linked aspects to the disease propagation and environment damage, mainly due to the formation of leach and its infiltration, could cause earth contamination, flow and ground water. The final disposition place of trash at Ponta Grossa city started out in 1969, in an appearance of garbage in a Botuquara’s region, became controlled garbage earthwork in 2001. The aim in this paper is evaluate the characteristics of same earth points and the leach of Botuquara’s controlled garbage earthwork, checking in this area possible trends of contamination. It were accomplishing analyses of pH, OM, organic carbon, total nitrogen, C:N relation, CEC, bases saturation, K+, phosphates and sand contents, clay and silt to the earth and pH, CO, DO, phosphates, K+ and nitrogen to lixiviate. It also was checking the concentration of Ag, Cr, Cd, Cu and Fe, Mn, Ni, Pb and Zn on lixiviate and biodegradable metals and pseudo-total to earth. In the result show that the leach has risen contents of Mn, Ni, Fe, Cr, Cd, Pb, Cu, and Zn, low concentration of OD and high burden of nutrients. Earth show high concentration of Cr, Pb, Cd and Ag biodegradable and Pb, Cu, Cd, and Ag pseudo-total. The colloids saturation of soil means that the garbage earthwork reached retention capacity maximum. Like the degradation is slow and there is a continuous liberation of components to the environment, its can reached deeper layers is incorporate on lixiviate. If the resultant mix reaches ground water, it’s able to change the characteristics and pledge its use, characterizing a contamination process. / Atualmente, a produção e armazenamento de resíduos sólidos têm gerado uma gama de discussões acerca de aspectos ligados à veiculação de doenças e danos ambientais, devido principalmente à formação de lixiviado e sua infiltração, podendo causar contaminação do solo, cursos de água e lençóis freáticos. O local de disposição final do lixo na cidade de Ponta Grossa – PR teve início em 1969, na forma de lixão na região do Botuquara, em 2001 passou a aterro controlado. Este estudo tem por objetivo avaliar as características de alguns pontos do solo e do lixiviado do aterro controlado do Botuquara, verificando possíveis tendências a contaminação da área. Foram realizadas análises de pH, MO, carbono orgânico, nitrogênio total, relação C:N, CTC, saturação de bases, K+, fosfato e teores de areia, argila e silte para o solo e pH, OC, OD, fosfato, K+ e nitrogênio para o lixiviado. Também foram verificadas as concentrações de Ag, Cr, Cd, Cu Fe, Mn, Ni, Pb e Zn no lixiviado e metais biodisponíveis e pseudo-totais para o solo. Os resultados mostram que o lixiviado possui teores elevados de Mn, Fe, Cr, Cd, Pb, Cu, e Zn, baixa concentração de OD e elevada carga de nutrientes. O solo apresentou alta concentração de Cr, Pb, Cd e Ag biodisponíveis e Pb, Cu, Cd e Ag pseudo-totais. A saturação dos colóides do solo indica que o aterro atingiu sua capacidade máxima de retenção. Como a degradação é lenta e há liberação contínua de componentes ao meio, esses podem atingir camadas mais profundas se incorporando ao lixiviado. Se a mistura resultante alcançar corpos de água subterrâneas e/ou superficiais, poderá alterar suas características e comprometer seu uso, caracterizando um processo de contaminação.

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.

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.

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 ± 1,7 mg L-1 d-1 e 36,7 ± 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 ± 11.2 mg L-1 d-1, 92,8 ± 5,5 mg L-1 d-1, 37,7 ± 2,2 mg L-1 d-1 e 29,1 ± 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 ± 7,6, 95,3 ± 5,2, 33,4 ± 2,1 e 69,2 ± 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 ± 1.7 mg L-1 d-1 and 36.7 ± 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 ± 11.2 mg L-1 d-1, 92.8 ± 5.5 mg L-1 d-1, 37.7 ± 2.2 mg L-1 d-1 and 29.1 ± 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 ± 7.6, 95.3 ± 5.2, 33. 4 ± 2.1 and 69.2 ± 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.