Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-17T17:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225393.pdf: 1073663 bytes, checksum: 4a93036a5fbd14e8ce8d07c91c1789fb (MD5) / O interesse pelo aproveitamento agrícola do lodo de esgoto vem crescendo nos últimos anos. Um dos pontos polêmicos de seu uso está relacionado aos teores de metais pesados presentes e ao conseqüente risco de toxidez para as plantas e seres humanos. Assim, os fatores que influenciam a disponibilidade dos metais pesados para culturas alimentares são temas de estudos da avaliação do risco potencial pelo consumo de vegetais provenientes da adição de adubo orgânicos no solo. A disponibilidade dos metais às plantas depende, entre outros fatores, das formas químicas que estes apresentam-se no solo. Com o objetivo de estudar o comportamento de zinco, cobre e níquel em solo adubados com lodo de esgoto urbano e industrial em solos:Latossolo Vermelho Escuro e Terra Roxa, foi utilizado a técnica de extração seqüencial de metais pesados no solo e no lodo de esgoto. O fracionamento de metais no solo por extração seqüencial baseia-se na ação de soluções de sais e ácidos concentrados, em diferentes pH; e diferentes tempos, sobre as frações de metais presentes no solo. O experimento foi desenvolvido na casa de vegetação da Universidade Estadual de Ponta Grossa -PR, no período de 29/8 a 15/11 de 1999, conduzido em delineamento experimental inteiramente ao acaso, esquema fatorial 3x2x2, com 2 repetições. Foi utilizado os solos, Latossolo Vermelho Escuro da região de Ponta Grossa e Terra Roxa da região de Londrina. Foi utilizado ainda como tratamentos de adubação: lodo de esgoto urbano, lodo de esgoto industrial e fertilizante químico. A dosagem de lodo recomendada foi baseada na demanda de nitrogênio e fósforo da cultura. Pelo fato de possuir quantidades baixas de fósforo foi acrescentado fertilizante químico no lodo, para suprir as necessidade nutricionais da planta. Como planta teste foi utilizada a cultura de feijão. Após o término do ciclo da cultura de feijão foi coletado amostras de solos homogeneizados dos vasos e foi feita a especiação dos metais obedecendo a extração seqüencial. As leituras foram feitas em espectrôfotometro de absorção atômica. Os resultados obtidos mostram que a Terra Roxa apresentou maior capacidade em complexar o zinco, cobre e níquel nas frações de óxido de ferro, na matéria orgânica e rede cristalina. O zinco e níquel no Latossolo Vermelho Escuro encontram-se em maior quantidade na fração trocável. Esse trabalho determinou preliminarmente o comportamento de zinco, cobre e níquel provenientes da adição de lodo de esgoto em solos argilosos do Paraná. A análise destes dados fornece base para elaboração de recomendação diferenciada da adubação orgânica a base de lodo de esgoto nas áreas agrícolas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290726.pdf: 6206326 bytes, checksum: 858e45511313c3534e62f2b4a7680417 (MD5) / As implicações econômicas e ambientais do desequilíbrio causado por despejos de efluentes com altas concentrações de nitrogênio em corpos receptores levam à necessidade de soluções eficientes na remoção deste poluente. Neste sentido, novos processos biológicos vêm sendo estudados. Os processos de remoção via nitrito ganham cada vez mais destaque, tendo em vista a redução da demanda de carbono e do suprimento de oxigênio necessários. Um dos fatores limitantes deste tipo de processo é a remoção ou inibição das Bactérias Oxidadoras de Nitrito (BON) enquanto as Bactérias Oxidadoras de Amônia (BOA) permanecem em plena atividade. O objetivo deste trabalho é propor uma forma de seleção dos microrganismos de interesse partindo de uma biomassa heterogênea e, a partir disso, verificar o comportamento desta biomassa na remoção de altas concentrações de nitrogênio amoniacal. O lodo coletado, a cada novo ensaio, na Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) do município de Florianópolis-SC, passou por um processo de lavagem em que o reator foi operado de forma continua, sem retenção de células. Altas vazões de alimentação foram aplicadas, utilizando-se meio sintético com cerca de 500 mg N-NH4.L-1. Ao se chegar a uma concentração próxima a 1 g SST.L-1 o reator passou a ser operado como SBR e se seguiam vários ciclos de alimentação. Durante todo período de operação a temperatura, aeração e agitação eram controladas em 35°C, 1VVM e 400 rpm, respectivamente. O pH foi mantido em 7,5 através do controle automático com uma bomba ácido/base. Ao todo foram realizados 9 ensaios, partindo-se de diferentes inóculos e variando algumas estratégias operacionais entre eles. Em um destes ensaios não foi aplicada a lavagem como forma de seleção da biomassa. As maiores velocidades específicas de oxidação de amônio (QNH4) e formação de nitrito (QNO2) foram sempre obtidas no último ciclo de cada ensaio. No ensaio de Agosto/2009, chegaram a 2,33gN-NH4 g-1 SSTd-1 e 1,51gN-NO2 g-1SST d-1 respectivamente. Este comportamento demonstra um fenômeno de adaptação continua da biomassa ao longo de cada ensaio. As medidas de velocidade de consumo de oxigênio confirmaram este fenômeno, já que partiram de valores mínimos, de difícil determinação, nas primeiras horas dos ciclos iniciais e tiveram um acréscimo significativo, chegando a valores superiores a 4 mgO2.g-1SST.min-1. No que diz respeito às porcentagens de remoção de nitrogênio houve uma maior variabilidade e instabilidade. Os valores mais altos ficaram na média dos 30%. Outra observação importante, feita em alguns ensaios, foi que, para valores de QNH4X mais elevados, os valores de QO2X experimentais são inferiores àqueles previstos pela estequiometria do processo, o que pode estar indicando que o amônio não foi todo oxidado a nitrito, evidenciando a ocorrência de uma via metabólica distinta, possivelmente, a desnitrificação aeróbia através do processo NOx. As análises microbiológicas mostraram diferenças entre as populações ao longo de cada ensaio, apresentando uma evolução na presença das BOA em relação aos demais grupos. Os resultados obtidos confirmam o processo de lavagem do lodo como uma alternativa para a seleção de uma biomassa mais específica, dando melhores condições à partida do processo. Além disso a procedência do lodo original revela-se como condição importante para o estabelecimento de um processo eficiente. / The economic and environmental implications of the imbalance caused by wastewater discharges with high nitrogen concentration in water-bodies leads to the need of efficient solutions in the removal of this pollutant. New biological processes have been studied. Nitrogen removal via nitrite has been recommended because of its reduces carbon and oxygen demand. One of this process limitations lies in retaining the ammonia oxidizing bacteria (AOB) while eliminating the nitrite oxidizing bacteria (NOB). The objective of this work was to propose a way to enrich the interested microorganisms tarting from a heterogeneous inoculum and verify its removal efficiency of a high ammonium nitrogen concentrations media. The sludge was collected, in each new test, at the municipal Sewage Treatment Station in Florianópolis, SC, and proceeded a washing process in which the reactor was operated continuously, without cells retention. High flow rate was applied, using a synthetic medium with about 500 mg N-NH4.L-1. When it achieved concentration close to 1 g SST.L-1, the reactor began to be operated as SBR and than followed several feeding cycles. During the entire operation period temperature, aeration and stirring were controlled at 35 ° C, 1VVM and 400 rpm, respectively. The pH was maintained at 7.5 by automatic control system with an acid / base pump. Altogether, it were performed 9 tests, starting from different inoculum and varying some operational strategies. In one of these tests it was not applied the wash out procedure as a way of selecting the biomass. The specific ammonium oxidation rate (QNH4) and nitrite formation (QNO2) were always obtained in the last cycle of each test. In August/2009 test, reached 2.33 gN-NH4. g-1TSS.d-1 and 1.51 gN-NO2.g-1TSS.d-1 respectively. This behavior demonstrates a phenomenon of biomass continues adaptation throughout each test. The oxygen consumption rates measurements confirmed this phenomenon, since they departed from minimum values, hard to determine, in the first hours of the initial cycles and had a significant increase, reaching values higher than 4 mgO2.g-1 SST.min-1. The percentage of nitrogen removal had a greater variability and instability. The highest values were about 30%. Another important observation made in some experiments was that for high values of QNH4X, QO2X experimental values were lower than those provided by the process stoichiometry, which may indicate that the ammonium was not all oxidized to nitrite, indicating the occurrence of a distinct pathway, possibly the aerobic denitrification process NOx. Microbiological analysis showed differences among populations throughout each test, showing an evolution in AOB occurrence over the other groups. The results confirm the sludge wash out as an alternative process to select a more specific biomass, giving better conditions to start up a process. Besides, the original sludge source is revealed as an important condition for an efficient process establishment.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:22:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227984.pdf: 2906404 bytes, checksum: b04e1b5addad60225c2ade202e4ccadd (MD5) / O processo de tratamento de resíduos por lodos ativados apresenta como maior desvantagem o grande volume de lodo gerado. Nos últimos anos, o problema do tratamento deste excesso de lodo gerado tem se evidenciado em virtude da crescente pressão dos órgãos fiscalizadores e maior conscientização da sociedade, que vêm exigindo o correto manuseio e uso deste lodo, fazendo aumentar em muito os custos desta operação. A digestão anaeróbia é um dos processos mais usados para a estabilização de lodos biológicos, pois além de fornecer um lodo bastante estabilizado, apresenta ainda um ganho energético pela produção de gás metano. A busca de maiores eficiências para a digestão anaeróbia tem levado ao desenvolvimento de diversos processos de pré-tratamentos de lodos biológicos, visando aumentar a solubilização e a biodegradabilidade da matéria orgânica constituinte destes lodos. Este estudo investigou os pré-tratamentos térmico, enzimático e alcalino de lodos biológicos gerados por sistemas de tratamento de efluentes por lodos ativados a fim de incrementar a solubilização da matéria orgânica, disponibilizando-a para posterior aproveitamento durante a digestão anaeróbia. A solubilização da matéria orgânica foi acompanhada pela determinação da Demanda Química de Oxigênio (DQO) na fração solúvel do lodo após os pré-tratamentos e a biodegradabilidade dos lodos tratados foi avaliada pela produção de gás metano em relação à quantidade de sólidos voláteis alimentada com o substrato. Os melhores resultados de solubilização da matéria orgânica foram produzidos pelo pré-tratamentos térmico realizado em autoclave (121ºC/15 min), 45,6% e pelo pré-tratamento termoalcalino (pH 10 - 120ºC/60 min), 59,1%. Os melhores graus de biodegradabilidade foram obtidos com o lodo biológico tratado enzimaticamente com 0,10% de protease, 513 L/kg SValimentado e termicamente, em autoclave à121ºC durante 15 minutos, 380 L/kg SValimentado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266096.pdf: 2035711 bytes, checksum: a9c4e0269f69c91a034efbfff69e905d (MD5) / Na última década, o sistema de tratamento de esgotos domésticos por lodos ativados perdeu espaço entre outros processos devido à necessidade de utilização de grandes quantidades de energia. Entretanto, os altos índices de eficiência de remoção de nutrientes o levam a ser o tratamento mais indicado para atender as mais severas exigências da legislação ambiental. Com o objetivo de otimização deste processo, procurando implementar a nitrificação-desnitrificação simultânea (NDS), foram realizados estudos sobre a operação de um reator em bateladas seqüenciais em escala real. Para isto foram executada duas etapas, em condições diferentes de concentração de OD, sendo monitorados seus parâmetros básicos de operação, a fim de verificar a eficiência de remoção de carga orgânica e de nutrientes, e também a velocidade de consumo de oxigênio por meio de respirometria. Na Etapa I, onde foi mantida a concentração de OD abaixo de 0,6 mg/L, a relação A/M, em média, manteve-se em 0,04 kg/kg.d e a carga aplicada média foi de 0,10 kgDQO/m³.d. Nesta etapa, obteve-se as melhores condições operacionais com pH acima de 7,0 e boa sedimentabilidade do lodo. A eficiência de desnitrificação foi satisfatória variando entre 37% e 79%. A remoção de carga orgânica manteve-se entre 86% e 94% e de amônia-N entre 80% e 92% (exceto para um ponto discrepante de 22%). Na Etapa II, onde foi mantida a concentração de OD acima de 0,6 mg/L, a relação A/M em média manteve-se em 0,07 kg/kg.d e a carga aplicada média foi de 0,20 kgDQO/m³.d. Nesta etapa, obteve-se oxidação de amônia-N com eficiências entre 95% e 100%, porém com quantidades de nitrato-N no efluente do RBS variando entre 17 e 41 mg/L. A eficiência de desnitrificação caiu em relação à Etapa I, ficando abaixo de 27%. Houveram problemas como consumo elevado de alcalinidade, levando a baixos valores de pH, prejudicando a decantabilidade do lodo. Da Etapa I para a Etapa II, a velocidade de consumo de oxigênio reduziu-se em torno de 50%, o consumo de alcalinizante dobrou e o consumo de energia aumentou, em média, 6.000 kWh por mês de operação. O controle operacional, com objetivo de atingir a simultaneidade das reações de nitrificação e desnitrificação, se mostrou uma alternativa eficiente na redução dos custos operacionais do reator RBS operado em escala real para tratamento de esgotos domésticos. / In the last decade, the system of wastewater treatment by actived sludge enabled lost space between other processes because of the need of using large quantities of energy. Meanwhile, the high rate of efficiency of removal of nutrients has led it to be the most appropriate treatment to meet the more stringent requirements of environmental legislation. In order to optimize this process, trying to implement simultaneous nitrification-denitrification (SND), studies were performed on the operation of a reactor in scale sequencing batch mode. To this were implemented two steps, in terms of concentration of different OD, and monitored their basic parameters of operation in order to check the efficiency of removal of organic load and nutrients, and also the rate of oxygen consumption through respirometry. In Stage I, where was kept the DO concentration below 0.6 mg/L, the F/M average has remained at 0.04 kg/kg.d and the applied load average was 0.10 kgDQO / m³.d. At this stage, was obtained from the best operating conditions with a pH above 7.0 and good sediments of sludge. The efficiency of denitrification was satisfactory ranging between 37% and 79%. The removal of organic load has remained between 86% and 94% and ammonium-N between 80% and 92% (except for one point discrepant 22%). In Stage II, where he was kept the DO concentration over 0.6 mg / L, the F/M average has remained at 0.07 kg / kg.d and the applied load average was 0.20 kgDQO/m³.d. At this stage, was achieved oxidation of ammonia-N with efficiencies between 95% and 100%, but with quantities of nitrate-N in the effluent of RBS ranging between 17 and 41 mg / L. The efficiency of denitrification reduced on the Stage I, being between 0% and 27%. There have been problems such as high consumption of alkalinity, leading to low levels of pH, damaging the sludge settling. From Stage I to Stage II, the oxygen uptake rate reduced around 50%, the consumption of lime doubled and energy consumption has increased by an average of 6,000 kWh per month of operation. The operational control in order to achieve the simultaneity of reactions of nitrification and denitrification, was an efficient alternative in reducing the operational costs of SBR for treatment of domestic sewage.

Submitted by Raniere Barreto (raniere.barros@ufvjm.edu.br) on 2018-05-14T18:29:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) bruna_avelar_oliveira.pdf: 2185430 bytes, checksum: cc196667efb3556fb7981d98e97ff23c (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-05-15T18:46:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) bruna_avelar_oliveira.pdf: 2185430 bytes, checksum: cc196667efb3556fb7981d98e97ff23c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T18:46:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) bruna_avelar_oliveira.pdf: 2185430 bytes, checksum: cc196667efb3556fb7981d98e97ff23c (MD5) Previous issue date: 2017 / Um dos principais fatores que favorece o desenvolvimento vegetal ? a caracter?stica dos substratos utilizados para a produ??o das mudas, considerando que o desenvolvimento produtivo das plantas est? intimamente ligado ? sua fase de desenvolvimento inicial. Considerando tais aspectos, este trabalho teve como objetivo avaliar o desenvolvimento fitot?cnico de plantas frut?feras e oler?colas, utilizando substratos desenvolvidos de res?duos de fibrilose oriundo de uma f?brica de papel e lodo de esgoto da Esta??o de tratamento de esgoto de Te?filo Otoni - MG. O res?duo de fibrilose foi coletado no p?tio de deposi??o de res?duo da f?brica de papel Santher, localizada em Governador Valadares - MG. O material coletado foi conduzido ao laborat?rio de ?gua e solos da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, localizado em Te?filo Otoni - MG. O material foi peneirado em peneira de malha de 5 mm para uniformiza??o de suas part?culas e mantido sob secagem ambiente durante uma semana. O lodo de esgoto tratado foi obtido da ETE de Te?filo Otoni, coletado no leito de secagem e conduzido ao laborat?rio sendo autoclavado e peneirado em peneiras de malha 5 mm para padroniza??o de suas part?culas. Em seguida, foi promovida a mistura do res?duo de fibrilose com o lodo de esgoto nas propor??es: T1 (4,5:5,5), T2 (5,5:4,5), T3 (6,5:3,5), T4 (7,5:2,5) e T5 (8,5:1,5) (fibrilose: lodo de esgoto) (Vol: Vol) em litros. Os materiais foram homogeneizados e mantidos em caixas de isopor durante 35 dias, visando ? estabiliza??o do composto. Os outros tratamentos utilizados foram: solo org?nico, composto org?nico Fertiliza ? e substrato Bioplant ?. Ap?s essa etapa foram utilizadas placas de isopor com c?lulas para produ??o de mudas. Ap?s o preenchimento das c?lulas foram semeadas sementes de Mam?o (Carica papaya), Maracuj? (Passiflora sp.), Berinjela (Solanum melongena), Piment?o (Capscium annuum) e Tomate (Licopersicum sp.). Foram utilizadas 36 c?lulas por parcela experimental e o experimento com cinco repeti??es. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualisado. Ap?s a germina??o foi avaliado o ?ndice de sobreviv?ncia das pl?ntulas. Em seguida, realizado um desbaste mantendo-se uma pl?ntula por c?lula durante 30 dias. Ap?s este per?odo as plantas foram coletadas e avaliados as seguintes vari?veis: comprimento por parte a?rea, comprimento da raiz, peso seco da raiz e parte a?rea. A an?lise estat?stica foi realizada utilizando o programa Estatjab da Unesp. As an?lises qu?micas dos substratos foram realizadas de acordo com o boletim de recomenda??o 3051 USEPA. Os resultados apontaram maior ?ndice de sobreviv?ncia do maracuj?, comparada com as demais esp?cies testadas e as an?lises qu?micas apontaram que os substratos produzidos de lodo de esgoto e fibrilose estavam de acordo aos padr?es da CONAMA 375/2006 e em concord?ncia com o MAPA, que disp?e sobre normas para o uso de substratos na agricultura. A eleva??o dos n?veis de mangan?s e pot?ssio provavelmente potencializaram a morte das pl?ntulas de berinjela e maracuj?, respectivamente. Em rela??o ao desenvolvimento das pl?ntulas, verificou-se que o composto fibrilose/ lodo de esgoto, nas propor??es T3 e T4 (fibrilose/ lodo de esgoto) apresentou resultados positivos e em muitos casos superiores quando comparado ao substrato comercial e demais materiais org?nicos. / Disserta??o (Mestrado Profissional) ? Programa de P?s-Gradua??o em Tecnologia, Sa?de e Sociedade, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / Brazilian agribusiness and family agriculture have a great potential for development considering the country's soil and climate conditions. One of the main factors favoring plant development is the characteristic of the substrates used for the production of seedlings, considering that the productive development of the plants is closely linked to its initial development phase. Considering these aspects, the objective of this work was to evalue the phytotechnical development of fruit and vegetable plants, using substrates developed from fibrilose residues from the paper and sewage sludge plant of the Te?filo Otoni MG sewage treatment plant. The fibrilose residue was collected in the waste disposal yard of the Santher paper mill, located in Governador Valadares - MG. The collected material was taken to the water and soil laboratory of the Federal University of the Jequitinhonha and Mucuri Valleys, located in Te?filo Otoni, MG. The material was sieved in a 0.5 cm mesh sieve for uniformization of its particles and kept under ambient drying for one week. The treated sewage sludge was obtained from the Te?filo Otoni ETE, collected in the drying bed and taken to the laboratory, being autoclaved and sieved in 0.5 cm mesh sieves to standardize its particles. Then the mixture of the fibrilose residue with the sewage sludge was promoted in the proportions: T1(4,5:5,5), T2 (5,5:4,5), T3(6,5:3,5), T4(7,5:2,5) e T5(8,5:1,5) (Fibrilose: sewage sludge) (vol: vol). the materials were mixed and kept in styrofoam boxesfor 28 days, aiming at the stabilization of the blend. The other treatments used were: organic soil, Fertilize organic? compound and Bioplant? substrate. After this step styrofoam plates were used with cells to produce the seedlings. After filling the cells for seedling production, seeds of Papaya (Carica papaya) were sown; Passion fruit (Passiflora sp.), Eggplant (Solanum melongena), bell pepper (Capsicum annuum) and Tomato (Licopersicum sp.) 36 cells were used per experimental plot and the experiment with five replicates. The experimental design was entirely randomized. After germination, one seedling per cell was maintained. The following variables were evaluated: seedling survival index, shoot length, root length, root dry weight and aerial part. Statistical analysis was performed using the Statistical Program of Unesp. The chemical analyzes of the substrates were performed according to UESPA 3051. The results indicated a higher index of survival of the passion fruit compared to the other species tested and chemical analyzes indicated that the substrates produced from sewage sludge and fibrillose are in agreement with the standards of CONAMA 375/2006 and ing agreement with the MAPA, which has Standards for the use of substrates in agriculture. The elevation of manganese and potassium levels potentiated the death of eggplant and passion fruit seedlings, respectively. In relation to the development of the seedlings, it was verified that the fibrilose/ sewage sludge mixture, in the proportions T3 and T4 (Fibrillose / sewage sludge) presented positive results and in many cases higher When compared to the commercial substrate and other organic materials.

A produção de hidrogênio pelo processo fermentativo sofre influência da concentração e das características do substrato orgânico, do valor do pH do efluente e da concentração de lodo no reator. A determinação da atividade hidrogênica específica de substratos orgânicos e de lodos pode auxiliar na análise do volume de hidrogênio produzido durante a fermentação, na produção de ácidos graxos voláteis, no grau de acidificação e avaliar a toxicidade de compostos aos microrganismos produtores de hidrogênio. Para determinação das condições ideais para a medida da atividade hidrogênica específica foram realizados testes em batelada utilizando glicose como fonte de matéria orgânica nas concentrações de 1.000, 2.000, 4.000, 8.000, 12.000, 16.000 e 20.000 mg.DQO.L-1. Foram testados os valores de pH de 5,0; 5,5; 6,0 e 6,5 e as concentrações de lodo de 1.250; 2.500; 5.000 e 7.500mgSVT.L-1. A maior atividade hidrogênica obtida foi de 483 mLH2.gSVT-1.h-1, para o valor de DQO de 12.000mgO2.L-1, no valor de pH igual a 6,0 e concentração de lodo de 2.500mgSVT.L-1. O maior volume de hidrogênio produzido foi de 38mL.gDQO-1 no valor de DQO de 16.000mgO2.L-1, no pH de 5,5 e concentração de lodo de 5.000mgSVT.L-1. A análise dos ácidos graxos voláteis indicou que os maiores percentuais de ácido acético e ácido propiônico foram obtidos quando o valor do pH testado foi de 6,5, na concentração SVT de 7.500mg.L-1. Nas demais condições estudadas, o ácido butírico foi o ácido graxo volátil predominante no efluente. O valor do grau de acidificação foi influenciado provavelmente pela matéria orgânica proveniente do lodo, resultando em valores acima de 1,0. Testes de medida da atividade hidrogênica específica realizados com diferentes substratos orgânicos (ácido propiônico, ácido butírico, efluente protéico, glicerol e efluente do processo de produção de fungicida) permitiram avaliar a aplicabilidade do teste de atividade e o potencial que os substratos orgânicos possuem para gerar hidrogênio. Foram utilizadas as concentrações de matéria orgânica apresentadas acima, valor do pH inicial igual a 6,0 e concentração de lodo de 2.500mgSVT.L-1 . A maior atividade hidrogênica e volume de hidrogênio produzido foram obtidas para o efluente protéico, 6,8mLH2.gSVT-1.h-1 e 1,74mL.gDQO-1, respectivamente. O ácido graxo volátil encontrado em maior porcentagem após a fermentação dos substratos orgânicos foi o ácido acético. Foi observado alto grau de acidificação nos testes com o ácido butírico devido as altas concentrações residuais no efluente. A influência do controle no valor do pH sobre os microrganismos produtores de hidrogênio foi avaliada em testes com e sem controle de pH, utilizando glicose como fonte de matéria orgânica na concentração de 12.000mg.DQOL-1, nos valores de pH de 5,0; 5,5 e 6,0 e na concentração de lodo de 2.500mgSVT.L-1. Os resultados indicaram que as maiores porcentagens de hidrogênio, produção de ácidos graxos voláteis, grau de acidificação e remoção de matéria orgânica ocorreram quando não houve o controle do pH, indicando que há a necessidade de um ajuste inicial no valor do pH, porém o controle pode prejudicar o desempenho do processo. Além disso, foi estudada a otimização do processo de produção de hidrogênio a partir de efluente da suinocultura, utilizando reatores anaeróbios seqüenciais em batelada, um reator acidogênico e outro metanogênico. Foram analisados o controle do tempo de detenção celular e os efeitos do pH e da temperatura da fase acidogênica sobre a produção de hidrogênio. No reator acidogênico foram testados os tempos de detenção celular de 1,4; 1,7 e 2,5 dias, os valores de pH de 5,0 e 6,0 e as temperaturas ambiente (de 15 a 25°C), 35ºC e 55ºC. A maior concentração de hidrogênio obtida no biogás foi de 21,3 %, para o tempo de detenção celular de 1,4 dia, o valor do pH inicial ajustado para 5,0 e na temperatura de 35ºC. Nesta condição foi verificado o aumento na concentração de ácidos graxos voláteis no efluente do reator acidogênico, indicando a ocorrência da hidrólise das substâncias complexas e conseqüente aumento na concentração de hidrogênio. / Hydrogen production by fermentation process is influenced by the concentration and characteristics of organic substrate, the effluent pH value and biomass concentration. The determination of specific hydrogenic activity of organic substrates and biomass can be a tool to analyze the hydrogen volume produced during the fermentation, the volatile fatty acids production, the degree of acidification and evaluated compounds toxicity to the hydrogen producing microorganisms. To determine the ideal conditions for the measurement of specific hydrogen activity were realized batch tests using glucose as source of organic matter at concentrations of 1,000, 2,000, 4,000, 8,000, 12,000, 16,000 and 20,000mg.COD.L-1. The pH values tested were 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5 and the biomass concentration of 1,250, 2,500, 5,000 and 7,500mgTVS.L-1. The higher hydrogen activity was 483mLH2.gTVS-1.h-1 for the organic matter concentration of 12,000mg.L-1, pH value of 6.0 and biomass concentration of 2,500mgTVS.L-1. The higher hydrogen volume produced was 38mL.gCOD-1 in the initial organic matter concentration of 16,000mg.L-1, at pH value 5.5 and sludge concentration of 5,000mgTVS.L-1. Volatile fatty acids analysis indicated that the highest percentage of acetic acid and propionic acid were obtained when the pH tested was 6.5, at biomass concentration of 7,500mgTVS.L-1. In other studied conditions, the butyric acid was the predominant volatile fatty acids in the effluent. The degree of acidification value was probably affected by organic matter from sludge, resulting in values above 1.0. Tests measuring the specific hydrogen activity were performed with different organic substrates (propionic acid, butyric acid, proteic effluent, glycerol and fungicide production effluent) permitted to evaluate the applicability of the activity test and the potential that organic substrates have to produce hydrogen. Using the organic matter concentrations presented above, initial pH value equal to 6.0 and biomass concentration of 2,500mgTVS.L-1. The higher hydrogen activity and hydrogen volume produced were obtained for the proteic effluent, 6.8mLH2.gTVS-1.h-1 and 1,74mL.gCOD-1, respectively. The volatile fatty acid found in highest percentage after fermentation of organic substrates was acetic acid. A high degree of acidification was observed on tests with butyric acid due the high residual concentration in the effluent. The influence of pH control on hydrogen producing microorganisms was evaluated in tests with and without pH control, using glucose as organic matter source at concentration of 12,000mg.COD.L-1, the pH values tested was 5.0, 5.5 and 6.0 and the biomass concentration was 2,500mgTVS.L-1. The results indicated that the higher hydrogen percentages, volatile fatty acid production, degree of acidification and organic matter removal occurred when the pH was not controlled; indicating that an initial adjustment in the pH was needed, but the control may affect the process performance. Additional studies about the optimization of hydrogen production from raw swine waste using two batch anaerobic reactors, one acidogenic reactor and other methanogenic reactor were performed. The influence of sludge age and the pH and temperature effects on acidogenic phase were analyzed. In acidogenic reactor were tested the sludge ages of 1.4, 1.7 and 2.5 days, pH values of 5.0 and 6.0 and temperatures: ambient (15 to 25°C), 35°C and 55°C .The higher hydrogen concentration in the biogas was 21.3% for the sludge age of 1.4 days, initial pH equal to 5.0 and temperature 35 °C. In this condition there was an increase in volatile fatty acids concentration in the acidogenic reactor effluent, indicating the occurrence of complex substances hydrolysis and consequently the increase in hydrogen concentration.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:43:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289247.pdf: 2037842 bytes, checksum: b266db691873b2ba78f8090c2080c992 (MD5) / Uma parcela considerável da população no Brasil utiliza sistemas descentralizados de tratamento de esgoto. O lodo produzido nesses sistemas possui grande carga de microrganismos patogênicos e precisa ser gerenciado de forma adequada. O tratamento descentralizado de lodo pode ser uma alternativa eficiente e acessível a toda população, contribuindo na melhoria das condições de saneamento. A desinfecção do lodo fornece um produto mais seguro para o manuseio, reciclagem agrícola ou mesmo para tratamentos de estabilização posteriores. Este trabalho tem como objetivo avaliar um reator de desinfecção térmica de lodo, utilizando energia solar. O experimento está instalado na cidade de Florianópolis/SC. O processo ocorre em batelada. O lodo é aquecido através de um trocador de calor, construído com tubos de cobre e instalado dentro do reator, onde circula água aquecida em coletores solares planos. Foram realizados 20 ensaios experimentais ao longo de dezembro/2009 e julho/2010. O volume de lodo tratado foi fixado em 200 L e o tempo de tratamento em 8 h, sempre com início às 09h00min e término às 17h00min, a fim de se verificar as influências meteorológicas no processo. Amostras de lodo foram coletadas durante o tratamento para análises microbiológicas. Os principais indicadores do tratamento foram Escherichia coli e coliformes totais, além da temperatura do lodo. O processo mostrou-se eficiente para ensaios realizados com irradiação solar média do período acima de 500 W.h.m-2, onde a eliminação microbiana foi considerável e evitou reaparecimento microbiano na maioria das amostras. Nesses ensaios a temperatura do lodo ficou acima de 53oC por pelo menos três horas. Os ensaios realizados em dias com menores índices de radiação solar ficaram comprometidos pelas baixas temperaturas. Paralelamente aos ensaios no reator, os parâmetros cinéticos da inativação térmica da E. coli foram determinados em laboratório pelo método do frasco de três bocas. O valor encontrado para energia de inativação (Ed) foi 2,48 x 105 J.mol-1, o tempo de redução decimal (DT) à 55oC foi de 3,61±0,14 min e o coeficiente térmico (z) 8,3oC. Com base nesses parâmetros, a inativação térmica no reator foi avaliada através do modelo cinético de primeira ordem em condições não isotérmicas, e os resultados comparados com os valores experimentais. O modelo mostrou-se satisfatório na predição dos dados / A considerable portion of the population in Brazil use decentralized sewage treatment systems. The sludge produced in these systems have a high load of pathogenic microorganisms and must be managed properly. The decentralized treatment of the sludge can be an effective alternative and is accessible to all people, contributing to improved sanitation conditions. The disinfection of the sludge provides a safer product for handling, agricultural recycling or for later stabilization treatment. The aim of this study is to evaluate a thermal disinfection reactor for sludge, using solar energy. The experiment is installed in the city of Florianopolis /SC. The process occurs in batches. The sludge is heated through a heat exchanger built with copper pipes and installed inside the reactor, where water heated in flat plate solar collectors circulates. Twenty experimental tests were performed during the period from December/2009 to July/2010. The volume of treated sludge was fixed at 200 L and a treatment time of 8 hours, always starting at 09:00am and ending at 5:00pm, in order to verify the meteorological influences on the process. Sludge samples were collected during treatment for microbiological analysis. The principal treatment indicators were Escherichia coli and total coliforms, as well as the temperature of the sludge. The process proved effective in tests with an average solar irradiation period of 500 W.h.m-2, where microbial elimination was considerable, preventing regrowth after 24 hours in most of the samples. In these tests the temperature of the sludge stayed above 53°C for at least three hours. Tests conducted on days with lower levels of solar irradiation were compromised by the low temperatures. Parallel to the tests in the reactor, the E. coli kinetic parameters of thermal inactivation were determined in a laboratory using the three-neck flask method. The inactivation energy (Ed) value found was 2.48 x 105 J.mol-1, the decimal reduction time (DT) at 55°C was 3.61±0.14 min and the thermal coefficient (z) was 8.3°C. Based on these parameters, the thermal inactivation in the reactor was evaluated using the first order kinetic model in non isothermal conditions, and the results compared with experimental values. The model proved satisfactory in the prediction of the data.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295673.pdf: 1970526 bytes, checksum: 9edb2174c54efa1f30bfd41b89923b8e (MD5) / O lodo produzido em estações de tratamento de esgotos demanda um gerenciamento adequado para atender as rigorosas políticas ambientais, principalmente relacionadas à estabilização e à disposição final do lodo tratado. A redução da fração orgânica dos lodos de ETE pode ser feita biologicamente através da digestão anaeróbia, processo que apresenta diversas vantagens de utilização, entre elas a redução do volume do lodo e a geração de gás metano. Neste contexto a presente pesquisa teve como objetivo estudar a digestão anaeróbia de lodo de ETE de Florianópolis - Brasil, sob condições mesofílicas de temperatura (35oC) em um digestor piloto. Para isso, o estudo foi conduzido com aumento gradual da carga orgânica volumétrica, tendo como objetivo verificar a mineralização do lodo bruto, a produção de biogás e CH4 e as melhores condições operacionais para o funcionamento do digestor. A COV aplicada variou de 0,5 kgSTV·m-3·d-1 a 4,5 kgSTV·m-3·d-1 e seu incremento ocorria quando a eficiência de remoção de STV e DQO registrava um valor igual ou superior à 50%. O equilíbrio entre a alcalinidade e a concentração de AOV, essencialmente até a COV 4,5 kgSTV·m-3·d-1, resultou na manutenção do pH do digestor entre 6,5 e 7,0. Os nutrientes N e P não foram limitantes para o processo. O digestor apresentou remoção de STV acima de 50% com operação até a COV de 3,5 kgSTV·m-3·d-1. A COV de 4,5 kgSTV·m-3·d-1 foi limitante ao processo, haja vista que a partir dela as eficiências de remoção de STV, DQO reduziram, elevando a concentração de AOV no interior do digestor. A redução da COV para 2,0 kgSTV·m-3·d-1 não apresentou resposta satisfatória no desempenho do digestor. O biogás foi produzido em todas as condições operacionais testadas, apresentando constituição média de 60% em CH4 e 34% em CO2. A redução da massa de STV somada à produção de STF no efluente e à geração de biogás ressaltamA conversão de STV à biomassa e à biogás somada à quantidade de sólidos totais fixos no efluente ressalta a mineralização e a redução do volume do lodo bruto. De maneira geral, o digestor piloto mostrou-se capaz de remover matéria orgânica existente no lodo adensado, gerando um subproduto mais inorgânico e com menor massa de sólidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-10T03:09:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335892.pdf: 2614464 bytes, checksum: e3f36fdce4f48c36ee61e16826889421 (MD5) Previous issue date: 2015 / Com o objetivo de avaliar a eficiência dos wetlands construídos para o tratamento de lodo (WCL) foi realizada a operação e monitoramento de um experimento com dois wetlands piloto: um plantado com Cyperus papyrus (WP) e outro com Typha domingensis (WT). O tratamento foi baseado nos processos de desaguamento e estabilização de lodo proveniente de um tanque séptico. Os WCL foram operados com a aplicação de alta taxa de alimentação, intercalada com a recirculação do líquido percolado na própria unidade. A operação e monitoramento foram divididos em duas fases. Na Fase 1 (Outubro a Dezembro/2013) foram avaliadas as características físico-químicas do lodo do tanque séptico, do líquido percolado 1 (LP1) de cada wetland, bem como do líquido percolado 2 (proveniente da recirculação do LP1). Na Fase 2 (Janeiro a Novembro/2014), a alimentação dos WCL foi cessada e o lodo acumulado permaneceu em repouso durante onze meses. Amostras do lodo acumulado foram coletadas e foram analisados parâmetros físico-químicos, microbiológicos e seu potencial agronômico (este último ao final da Fase 2). De acordo com os resultados o teor de água do lodo foi reduzido, em média, 80% durante o desaguamento na Fase 1. Entre os parâmetros monitorados no LP1 destacam-se a remoção de 99% da carga de DQO e sólidos e de 96 e 97% da carga de amônia em WT e WP, respectivamente. Quanto à recirculação, WT e WP alcançaram, em média, 71 e 33% de remoção de água no LP1, e ainda tiveram um bom percentual de redução da carga poluidora, destacando-se 80% de remoção da carga de DQO e fósforo e 72% de remoção da carga de amônia em WT. Em WP houve remoção de 64% da carga de fósforo e de 31% na carga de amônia. Verificou-se que a maior redução das frações voláteis se deu durante o desaguamento do lodo (22% em média), enquanto nos onze meses de repouso houve redução de apenas 5 e 9% para WT e WP. As concentrações de compostos inorgânicos no lodo acumulado foram pequenas e estavam bem abaixo do limite máximo permitido pela Resolução CONAMA 375/2006. Houve, também, uma redução significativa quanto aos indicadores/patógenos, sendo que Salmonella e Adenovírus estavam ausentes em todas as amostras, e a concentração de E.coli foi < 10² NMP. g-1. O teor de matéria orgânica encontrado no lodo acumulado foi de 17%, superior ao que preconiza a Instrução Normativa do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento Nº 25 de 2009. O teor de nitrogênio total encontrado no lodo acumulado no final do experimento foi quase o triplo do que o mínimo recomendado pela Instrução. Os teores de NPK do lodo acumulado foram de 1,83/1,25/0,02%. Os WCL associados às condições climáticas locais proporcionaram, portanto, um tratamento efetivo do lodo e de seus subprodutos.<br> / Abstract : In order to evaluate the efficiency of constructed wetlands for sludge treatment (WCL) two pilot wetlands were operated: one with Cyperus papyrus (WP) and the other with Typha domingensis (WT). The treatment was based on dewatering and stabilizing the sludge from a septic tank. The WCL were operated at high feeding rate, alternating with recirculation of the leachate liquid. The operation and monitoring of the system was divided in two phases. In Phase 1 (from October to December/2013) the physicochemical characteristics of the sludge from the septic tank, the leachate liquid (LP1) of each wetland, and the leachate liquid 2 (from the recirculation of LP1) were evaluated. In Phase 2 (from January to November/2014), the feeding of the WCL was stopped and the accumulated sludge was at a standstill for eleven months. Samples of the accumulated sludge were collected and analyzed for physical, chemical, and microbiological parameters as well as for the agronomic potential (the latter at the end of Phase 2). The results showed that the sludge water content was reduced by around 80% during the dewatering in Phase 1. Among the monitored parameters in LP1, the removal of 99% for COD and solids loads; and of 96 and 97% for ammonia load in WT and WP, respectively, can be highlighted. Regarding the recirculation, the average water removal in LP1 reached 71 and 33% for WT and WP, respectively. Furthermore, the systems were able to reduce the polluting load, with removal of 80% for COD and phosphorus, and of 72% for ammonia in WT. In WP 64% of the phosphorus load and 31% of the ammonia load were removed. It was found that further reduction of volatile fractions occurred during sludge dewatering (22% on average); while during the eleven months of standstill period the reduction was only of 5 and 9% for WT and WP, respectively. The concentrations of inorganic compounds in the accumulated sludge were small and below the maximum values permitted by the Resolution 375/2006 of CONAMA. A significant reduction of pathogens was also observed. Salmonella and Adenovirus were absent in all samples, and the concentration of E. coli was of <10² NMP.g-1. The organic matter content found in the accumulated sludge was of 17%. This value is higher than the limit permitted by the Ministry of Agriculture Normative Instruction, Livestock, and Food Supply nº 25/2009. The total nitrogen content found in the accumulated sludge at the end of the experiment was almost the triple than the minimum recommended by the aforementioned Instruction. NPK rates of the accumulated sludge were 1.83 / 1.25 / 0.02%. The WCL associated to local climatic conditions were, therefore, an effective treatment of sludge and its by-products.

CARNEIRO, P. H. Efeito da adição de lodo ao inóculo de reator anaeróbio híbrido sólido-líquido tratando fração orgânica de resíduos sólidos urbanos. 2005. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Hidráulica e Saneamento) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-06-15T19:26:37Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_phcarneiro.pdf: 13382343 bytes, checksum: 17f4952682ce52601f457435aeb2ebeb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-22T11:15:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_phcarneiro.pdf: 13382343 bytes, checksum: 17f4952682ce52601f457435aeb2ebeb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-22T11:15:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_phcarneiro.pdf: 13382343 bytes, checksum: 17f4952682ce52601f457435aeb2ebeb (MD5) Previous issue date: 2005 / 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 and total volatile solids conversion. / 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.