Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:35:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338247.pdf: 926191 bytes, checksum: 3384a7c24d39065355b9c67ae64f9680 (MD5) Previous issue date: 2015 / As Centrais de Abastecimento (CEASA) constituem importantes locais geradores de resíduos de frutas e verduras (RFV), passíveis de serem tratados por processos de Digestão Anaeróbia (DA) objetivando a geração de biogás. Atualmente observa-se um aumento de interesse no processo de codigestão anaeróbia (coDA), digestão simultânea de dois ou mais substratos de diferentes origens devido à vantagens em relação à monodigestão anaeróbia como: melhorias na relação nutricional e na relação carbono/nitrogênio, diluição de compostos tóxicos e inibidores e maiores rendimentos na produção de biogás. Paralelamente, também observa-se um crescente interesse em modelagem matemática destes processos, visando a diminuição do número de ensaios necessários para testar as várias possibilidades de misturas de resíduos, sendo o Anaerobic Digestion Model no 1 ? ADM1 um dos modelos mais importantes no que tange a modelagem de digestão anaeróbia. O objetivo deste trabalho é avaliar o potencial para a geração de biogás de RFV codigeridos com lodos de esgoto (LE) mediante ensaios de potencial de produção de biogás (PPB) e a utilização dos dados obtidos num modelo matemático de coDA destes resíduos baseado no ADM1. Os ensaios de PPB foram realizados em tubos eudiômetros que medem a variação volumétrica de gás gerado e o modelo ADM1 foi implantado no programa AQUASIM. O PPB, em função de sólidos voláteis alimentados, da monodigestão anaeróbia dos RFV e LE foram de 689,37 mLN/gSV e 389,97 mLN/gSV respectivamente. O ensaio de coDA na proporção em SV de 12,5:87,5 / RFV:LE, gerou um volume de biogás 7% superior em relação ao proporcional da monodigestão anaeróbia destes resíduos, em outras proporções de mistura avaliadas não foram observados crescimentos absolutos. Os ensaios mostraram que o aumento na geração de biogás é devido ao aumento da fração orgânica biodegradável proporcionada pelos resíduos de frutas e verduras. O modelo ADM1 utilizado para simular a coDA pôde ser calibrado mediante a metodologia proposta e reproduziu satisfatoriamente os resultados experimentais constituindo uma ferramenta que pode ser utilizada para estudos diversos como estudos de efeitos inibitórios e toxinas, controle e operação, estudos em regime dinâmico, comportamento do sistema perante oscilações, entre outros.<br> / Abstract : The Brazilian state-owned companies of distribution centres for vegetables and fruits, Centrais de Abastecimento - CEASA, are important generators of fruits and vegetable wastes (FVW), which can be treated by anaerobic digestion (AD) processes for biogas production. Currently there has been an increased interest in Anaerobic Co-digestion (AcoD) processes, the simultaneous digestion of two or more substrates from different sources because the existence of advantages in relation to anaerobic monodigestion like: improvements in nutritional ratio and the carbon/nitrogen ratio, dilution of toxic compounds and inhibitors and higher yields of biogas production. At the same time also exist a growing interest in mathematical modeling of these processes to reduce the number of tests needed to evaluate the various possibilities of combinations of wastes, and the Anaerobic Digestion Model 1 - ADM1 is one of the most widely used models regarding the modeling of anaerobic digestion. The objective of this study is to evaluate the biochemical biogas potential (BBP) of the co-digestion of FVW with sewage sludge (SS) by biogas potential tests and the use of data in a model of AcoD of these wastes based on ADM1. The BBP tests were performed in eudiometer tubes that measure the volumetric change of generated gas and ADM1 model was implemented in AQUASIM software. The BBP, based on volatile solids feeded, of the anaerobic monodigestion of FVW and SS was 689,37 mLn/gvs and 389,97 mLn/gvs respectively. The AcoD BBP test of the fraction 12.5: 87.5 / FFW:SS in VS basis, generated 7 % more biogas that the proportional obtained in anaerobic monodigestion. In the other trials were not observed absolute growth. The tests showed that the increase in biogas generation is due to the increase of the biodegradable organic fraction provided by FVW. The ADM1 model used to simulate the AcoD could be calibrated by the proposed methodology and satisfactorily reproduced the experimental results. The obtained model can be a tool for many future studies such as studies and inhibitory effects of toxins, control and operation studies dynamic system, system performance under oscillation and others.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310450.pdf: 1880671 bytes, checksum: fdd7ad2eae0512a146dd3e229173b98f (MD5) / Este trabalho descreve um estudo sobre a pirólise de dois tipos de lodo sanitário, obtidos dos processos de tratamento biológico anaeróbio (LCAN) e aeróbio (LCAE). O objetivo do estudo foi avaliar a pirólise como opção de pré-tratamento térmico para lodos, visando um processo acoplado de gaseificação do char e pós-combustão dos voláteis para redução nas emissões de SO2 durante o processo de conversão térmica. A pirólise dos lodos foi conduzida em atmosfera inerte de nitrogênio, a uma vazão de 400 mL.min-1, em um reator tubular de quartzo a temperaturas de 550 ºC, 800 ºC e 1000 ºC e uma taxa média de aquecimento de 150 ºC.min-1. Os resultados mostraram que, com o aumento da temperatura de pirólise, diminuiu o rendimento em char e aumentou a liberação de matéria volátil. Os resultados da análise elementar, após o processo de pirólise, apontaram que amostras de lodo LCAN e LCAE apresentam uma retenção no teor de enxofre de 1,06% (LCAN550), 1,08% (LCAN800) 1,11% (LCAN1000) e de 0,15% (LCAE550), 0,28% (LCAE800) e 0,35% (LCAE1000). Entretanto, o teor de nitrogênio nos lodos LCAN (4,15%) e LCAE (7,36%), depois da pirólise, diminuiu (LCAN550 (3,07%), LCAN800 (1,48%), LCAN1000 (0,43%), LCAE550 (3,80%), LCAE800 (1,99%) e LCAE1000 (0,90%)) com o aumento da temperatura de pirólise. Os testes de reatividade foram conduzidos em atmosfera de ar sintético, em uma vazão de 100 mL.min-1, em quatro temperaturas 400 ºC, 500 ºC, 550 ºC e 600 ºC, em equipamento termogravimétrico. Os resultados mostraram que as reatividades máximas são dependentes da temperatura e, por meio da equação de Arrhenius, obteve-se a energia de ativação (Ea) para as amostras LCAN800 e LCAE800 e serragem de madeira (SM), que foram 39,9 kJ.mol-1, 34,04 kJ mol-1 e 50,62 kJ.mol-1 e o fator pré-exponencial (k0) de 54,55 min-1, 22,22 min-1 e 122,10 min-1 respectivamente, mostrando que a reação é controlada pelo efeito difusional. Comparando as reatividades com a serragem de madeira, as amostras LCAN800 (0,31 min-1), LCAE800 (0,20 min-1) e SM (0,11 min-1) obtiveram maior reatividade para os lodos na temperatura de 600 ºC. Em suma, os resultados obtidos neste trabalho, mostraram que a pirólise é uma boa opção como pré-tratamento térmico, visando a redução nas emissões de SO2 e NOx durante o processo de conversão térmica. / In the present study, the pyrolysis of two types of sewage sludge produced from the processes of anaerobic (LCAN) and aerobic (LCAE) biological treatment. The aim of this study was to evaluate the pyrolysis as an option as a pre-heat treatment for sludge aiming a process coupled gasification of char and post-combustion of volatiles to reduce emissions of SO2 during the thermal conversion process. The pyrolysis of sludge was conducted in an inert atmosphere of nitrogen at a flow rate of 400 mL.min-1 in a quartz tubular reactor at temperatures of 550 ºC, 800 °C and 1000 °C and an average heating rate of 150 °C min-1. The results show that with increasing temperature pyrolysis char yield decreased and increased release of volatile matter. The results of the elemental analysis after the pyrolysis process showed that sludges LCAN and LCAE have a retention in the sulfur content of 1.06% (LCAN550), 1.08% (LCAN800) 1.11% (LCAN1000) and 0.15% (LCAE550), 0.28% (LCAE800) and 0.35% (LCAE1000). However, the nitrogen content of LCAN (4.15%) and LCAE (7.36%) decreased (LCAN550 (3.07%), LCAN800 (1.48%), LCAN1000 (0.43%), LCAE550 (3.80%), LCAE800 (1.99%) and LCAE1000 (0.90%) with increase of the pyrolysis temperature. The reactivity tests were conducted in synthetic air atmosphere at a flow rate of 100 mL min-1 at four temperatures: 400 °C, 500 ºC, 550 ºC and 600 °C in a thermogravimetric equipment. The results showed that the maximum reactivity depends on the temperature and the Arrhenius equation was used to obtain the activation energy (Ea) for LCAN800, LCAE800 and wood sawdust (SM). The maximum reactivities were 39.9 kJ.mol-1, 34.04 kJ.mol-1 and 50.62 kJ.mol-1 for LCAN800, LCAE800 and SM respectively and the pre-exponential factor (k0) were 54.55 min-1, 22.22 min-1 and 122.10 min-1 respectively, showing that the reaction is monitored by diffusional effect. Comparing the reactivity with sawdust samples, LCAN800 (0.25 min-1), had higher reactivity at the temperature of 600 ºC. In summary, the present results showed that pyrolysis is a good option as a pre-treatment of sludges when aimed to reduce emissions of SO2 and NOx during thermal conversion processes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304931.pdf: 6534220 bytes, checksum: 0d9e2c5cedd53ae76b647635e04c056c (MD5) / O presente trabalho objetiva avaliar o potencial de valorização do lodo proveniente de uma estação de tratamento de esgoto, localizada no município de Florianópolis (SC), através do seu emprego em camadas de cobertura de aterro sanitário. Esta prática ocorre principalmente quando o biossólido não atinge qualidade suficiente para usos mais nobres ou como alternativa estratégica. Além disso, aterros sanitários demandam grande quantidade de material de cobertura ao longo de toda sua vida útil. A metodologia experimental da pesquisa dividiu-se em quatro etapas: 1) caracterização do lodo de ETE; 2) estabilização alcalina do lodo com diferentes percentuais de cal virgem e posterior secagem em estufa agrícola; 3) avaliação geotécnica e micro-estrutural de traços de lodo com solo argiloso; 4) avaliação da influência do lodo de esgoto na qualidade do lixiviado, em um piloto experimental. Os resultados apontaram que o lodo de esgoto in natura possui em média umidade de 87%, pH de 6,5 e relação sólidos voláteis/ sólidos totais de 0,73. Para este lodo atingir padrão Classe B, segundo a Resolução CONAMA n°375 de 2006, além das condições requeridas em coberturas de aterro (umidade de 50% e o teor de SV/ST igual a 0,4), foi necessário adicionar 30% de cal virgem (em base seca) e deixar o lodo secar por aproximadamente 31 dias na estufa, considerando reviramento 3 vezes por semana e uma altura de disposição do lodo igual a 15 cm. O tempo de secagem, no entanto, muda conforme a época do ano e pode chegar até aproximadamente 44 dias entre o inverno e a primavera. A partir dos ensaios geotécnicos recomenda-se aplicar o traço de 1:1 (solo:lodo caleado em 30% - peso) em sistemas de coberturas finais como camadas superficiais (vegetativas) e/ou camadas de proteção. Não se recomenda, porém, sua aplicação em camadas drenantes ou camadas de fundação. Em camadas intermediárias ou diárias, traços 1:2,33 (solo:lodo 30%) seriam os mais recomendados. O lodo aplicado como cobertura pode influenciar no aumento da concentração de alguns parâmetros no lixiviado, nos primeiros dias após sua aplicação, como a DQO, a DBO, amônia, nitrito, fósforo e alguns metais, mas poucas semanas depois esses valores tendem a baixar e a ficar próximos de uma célula normal que não tivesse recebido lodo em sua cobertura. Contudo, em nenhum momento a concentração de qualquer um dos metais monitorados excedeu os limites da Resolução do CONAMA n° 430 de 2011. This study aims to research an alternative way to recycle the sewage sludge from a wastewater treatment plant (WWTP), located in Florianópolis (SC), through its use as landfill cover. This practice is adopted mainly when the sludge does not possess enough quality to be used in nobler end or as a strategic alternative. Furthermore, landfill demand large amounts of soil cover throughout its useful life. The experimental methodology of the research was divided into four steps: 1) characterization of sewage sludge, 2) alkaline stabilization of sludge with different percentages of lime and drying in a greenhouse, 3) geotechnical assessment and micro-structural analysis of mixtures of sludge and clay soil, 4) evaluation of the influence of sewage sludge on the quality of the leachate. The results showed that the raw sewage has 13% of solid content, pH 6.5 and 73% of volatile solids, relative to the total solids (SV/ST). To treat the sludge until the Class B level, according to CONAMA n° 375 de 2006, and to reach the conditions required in landfill covers (50% moisture content and the SV / ST equal to 0.4), it was necessary to add 30% calcium oxide (on dry basis) and dry the sludge in a greenhouse during 31 days, considering revolving period of 3 times a week; form of sludge disposition with 15 cm height. The drying time, however, changes seasonally and between winter and spring can reach about 44 days. The geotechnical tests showed that the best mixture of soil and sludge (treated with 30% CaO) in final cover systems as surface layers (vegetative) and / or layers of protection is with the ratio 1:1 (weight). However, its application in drainage layers or foundation layers is not recommended. To the intermediate or daily cover, the proportion mixture 1:2,33 (soil: sludge 30%) would be most recommended. The sludge used as landfill cover may influence on the increase of the concentration of some parameters of the leachate in the first days after application, such as COD BOD, ammonia, nitrite, phosphorus and some metals. Nevertheless, a few weeks later these values tend to decrease and become close to a normal cell that had not received sludge in its coverage. Besides, at no time the concentration of any metals monitored exceeded the limits established by CONAMA n° 430 de 2011.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:44:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313539.pdf: 1267939 bytes, checksum: 6a4eecefaa6ca7411fb3ae0021066ec0 (MD5) / O tanque séptico é uma das tecnologias do saneamento descentralizado mais empregada para o tratamento de esgoto doméstico no Brasil, sendo utilizado por cerca de um quarto da população. Em sua operação é gerado em média um litro de lodo de esgoto por pessoa diariamente, o que remete à produção de um volume considerável deste resíduo em escala nacional. Devido suas características físico-químicas e biológicas, o lodo de tanque séptico necessita de processos de gestão eficientes, a fim de eliminar os seus impactos à saúde pública e ao ambiente, e de valorizar o seu potencial de uso agrícola. Os objetivos deste estudo foram caracterizar o lodo bruto de um tanque séptico, avaliar a eficiência de dois filtros plantados com macrófitas no tratamento de lodo de tanque séptico, denominados F1 e F2, com 4,3 m² de área superficial, 0,75 m de leito filtrante e diferentes espessuras de lodo acumulado, caracterizar o lodo acumulado formado na operação dos filtros e monitorar o seu processo de desaguamento e mineralização. A operação dos filtros foi realizada semanalmente durante os meses de maio a novembro de 2010, com taxa de alimentação de 125 kgST.m-².ano-1, fluxo em batelada e tempo de detenção hidráulica de 6 dias. O lodo séptico bruto e o líquido percolado gerado na operação dos filtros foram coletados e analisados semanalmente. Foram avaliados os parâmetros DQO, pH, alcalinidade, sólidos totais, sólidos totais voláteis, sólidos totais fixos, nitrogênio amoniacal, nitrito e nitrato, e fósforo ortofosfato. Os processos de desaguamento e mineralização do lodo acumulado na superfície de cada filtro foram monitorados durante os meses de outubro de 2010 a outubro de 2011 com a análise dos parâmetros ST e STV. Para a caracterização do lodo acumulado foram analisados os parâmetros pH, matéria orgânica, carbono orgânico total, nitrogênio total, fósforo total, potássio total, cálcio total, magnésio total, e os metais pesados, cobre, cádmio, chumbo, cromo, níquel e zinco. Os filtros apresentaram eficiências superiores a 87% na remoção da matéria orgânica e nutrientes. A espessura da camada de lodo acumulado não apresentou interferência na remoção dos parâmetros DQO, N-NH4+ e P-PO43-, contudo a camada de lodo mais espessa do filtro F1 pode ter influenciado para a melhor remoção dos sólidos totais observada neste filtro. O lodo acumulado dos filtros F1 e F2 apresentaram a maior concentração de ST, 51 e 49%, respectivamente, 83 dias após o último ciclo de alimentação dos filtros. O lodo acumulado nos filtros F1 e F2 apresentou teores de matéria orgânica na faixa de 22,5-39,0%, de nitrogênio total entre 1,1-2,0%, e conteúdos médios de 0,7% de fósforo total e 0,08% de potássio total. As concentrações de metais pesados no lodo acumulado de ambos os filtros estão dentro dos limites permitidos pela legislação nacional para uso agrícola.<br> / Abstract : The septic tank is a decentralized sanitation technology most often employed for the treatment of domestic sewage in Brazil, being used by about a quarter of the population. In its operation is generated on average one liter of sewage sludge per person daily, which leads to the production of a considerable amount of this waste on national scale. Due to physicochemical and biological characteristics, sludge from septic tank needs efficient management processes in order to eliminate their impacts to public health and the environment, and enhance their potential for agricultural reuse. The objectives of this study were to characterize the raw sludge from a septic tank, to evaluate the efficiency of two constructed wetlands in the treatment of septic sludge, called F1 and F2, with 4.3 m² surface area, 0.75 m filter bed and different thicknesses of accumulated sludge, to characterize accumulated sludge formed in the operation of the filters and to monitor the process of dewatering and mineralization. The operation of the filters was carried out weekly during the months of May to November 2010, with feed rate of 125 kgTS.m-².year-1, batch flow and hydraulic retention time of 6 days. The raw septic sludge and leachate generated in the operation of the filters were collected and analyzed weekly. Were evaluated the parameters COD, pH, alkalinity, total solids, total volatile solids, total fixed solids, ammonia, nitrite and nitrate, and orthophosphate. The process of dewatering and mineralization of accumulated sludge on the surface of each filter was monitored during the months of October 2010 to October 2011 with the analysis of the parameters TS and VS. For the characterization of accumulated sludge were analyzed pH, organic matter, total organic carbon, total nitrogen, total phosphorus, total potassium, total calcium, total magnesium, and heavy metals, copper, cadmium, lead, chromium, nickel and zinc. The filters had efficiencies greater than 87% in the removal of organic matter and nutrients. The thickness of the accumulated sludge not showed interference on removal of the parameters COD, NH4+-N and PO43--P, however the thickest layer of accumulated sludge in the filter F1 may have influenced for better removal of total solids found in this filter. The accumulated sludge in the filters F1 and F2 showed the highest concentration of TS, 51 and 49%, respectively, 83 days after the last feeding cycle of the filters. The accumulated sludge in the filters F1 and F2 showed organic matter levels in the range of 22.5-39.0%, total nitrogen between 1.1-2.0%, and average content of 0.7% total phosphorus and 0.08% potassium total. The concentrations of heavy metals in the accumulated sludge of both filters are within the limits allowed by national legislation for agricultural reuse.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:14:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344174.pdf: 8844082 bytes, checksum: 4f842a2866c7c0f1985d61c1cb0840be (MD5) Previous issue date: 2016 / A disposição final de resíduos sólidos, provenientes da biomassa do sistema de tratamento biológico de efluentes, representa um grande problema para a indústria têxtil. Uma opção para a minimização desses resíduos é a pirólise, dado o seu potencial econômico e energético. Neste trabalho foram caracterizadas as frações aquosa e orgânica do óleo pirolítico, um dos subprodutos da pirólise do lodo têxtil. A pirólise foi realizada em duas temperaturas: a 310 e 500 °C, com a obtenção de uma fração aquosa (FA310); mistura da fração aquosa com o bio-óleo (OL500), respectivamente, além da fração de alcatrão. A porcentagem da fração líquida foi de 20-27% e a de alcatrão foi de 5-10%, após a pirólise. O óleo pirolítico obtido apresentou pH básico e caráter polar, sendo completamente dissolvido em metanol. Nas frações do óleo também foi encontrado o semimetal silício, o que sugere que esse elemento seja arrastado durante o processo de pirólise. Para identificar os voláteis que são liberados de acordo com as condições de armazenamento do óleo pirolítico foi utilizada a técnica da microextração em fase sólida seguida de análise em cromatógrafo gasoso acoplado a espectrômetro de massas (CG/EM). Para a caracterização das frações FA310 e OL500 foram utilizadas as metodologias de extração líquido-líquido, na qual foram identificados poucos compostos, e a cromatografia líquida preparativa, ambas seguidas de análise por CG/EM. Nas amostras foram encontrados compostos contendo silício, hidrocarbonetos aromáticos, compostos nitrogenados, ésteres, compostos com diversos grupos funcionais, álcoois, compostos com enxofre, carbamatos, alcenos, compostos fenólicos, ácidos carboxílicos, açúcares, alcanos, cicloalcanos, cetonas, esteroides e organofosforados. Após a análise cromatográfica das frações do óleo pirolítico, foram sugeridos usos como: quebradores de espumas, fonte de combustível alternativo e antibacteriano. O bio-óleo e o alcatrão apresentaram alto poder calorífico, sendo comparáveis ao do biodiesel e álcool. O bio-óleo também tem potencial para ser utilizado como antibacteriano, pois impediu o crescimento das bactérias S. aureus e E. coli em concentrações entre 0,0108 e 0,0054 g.mL-1. As frações do óleo têm capacidade para serem utilizadas como quebradores de espuma, sendo que a amostra OL500 possuiu o melhor desempenho, eliminando a coluna de espuma em menos de um minuto.<br> / Abstract : The final disposal of solid wastes from biomass of biological wastewater treatment is a worldwide major problem. An option, to minimize such waste, is pyrolysis, given its economic and energy potential. In this work it was characterized the aqueous and organic fractions of pyrolytic oil, one of the by-products of pyrolysis from textile sludge. Pyrolysis was made in two temperatures: at 310 °C and 500 °C, to obtain an aqueous fraction (FA310); a mixture of aqueous fraction and bio-oil (OL500), respectively, and tar. After pyrolysis, the percentage of the liquid fraction was 20-27% and the tar was 5-10%. The oil had basic pH and polar character, being completely soluble in the methanol. In these fractions, it was also found silicon, suggesting that this element is entrained during the pyrolysis process. In order to identify volatiles which are released in accordance with the storage conditions of the pyrolytic oil, it was used the technique of solid phase microextraction followed by gas chromatography coupled with mass spectrometer (GC/MS) determination. To characterize the fractions FA310 and OL500 it was used the liquid-liquid extraction method, where only few peaks were identified, and preparative liquid chromatography, both followed by GC/MS analysis. In samples it was identified silicon-containing compounds, aromatic hydrocarbons, nitrogen-containing compounds, esters, compounds with different functional groups, alcohols, sulfur-containing compounds, carbamates, alkenes, phenolic compounds, acids, sugars, alkanes, cycloalkanes, ketone, steroids and organophosphates. After chromatographic analysis, it was suggested some uses for the pyrolytic oil fractions, such as defoamers, alternative fuel source and antibacterial usage. The bio-oil and the tar showed a high calorific value, being comparable to the biodiesel and alcohol. The bio-oil also has potential to be used as an antibacterial, since it prevented the growth of S. aureus and E. coli until concentrations between 0.0108 and 0.0054 g.mL-1. The oil fractions have potential to be used as defoamers. However, the sample OL500 showed the best performance, eliminating the column of foam in less than one minute.

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-09-04. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:24Z : No. of bitstreams: 1 000857283.pdf: 793661 bytes, checksum: 225eeda10d503453d88a459ee0ac5005 (MD5) / O lodo proveniente de estações de tratamento de efluentes geralmente é rico em nutrientes e possui alto teor de matéria orgânica, por isso pode desempenhar importante papel no condicionamento do solo e na produção agrícola. Porém, visto que o lodo pode conter poluentes e agentes patogênicos, é importante que sua utilização no solo seja feita de maneira controlada e segura. O presente trabalho objetivou analisar os efeitos da aplicação de lodo de estação de tratamento de efluentes em uma área de Latossolo cultivado com eucalipto no solo e na água subterrânea, assim como avaliar a compatibilidade do lodo com a disposição no solo. Os resultados indicam que o lodo utilizado apresenta características adequadas à aplicação no solo de acordo com a Resolução CONAMA nº 375/2006, desde que passe por processo de redução de patógenos. Todos os parâmetros analisados na água subterrânea e no solo estiveram de acordo com o padrão de qualidade determinado na Resolução CONAMA nº 420/2009, sendo que não houve diferença entre as áreas receptoras de lodo e testemunha quanto às substâncias orgânicas potencialmente tóxicas. Foi verificada uma tendência de pequeno aumento da concentração dos constituintes inorgânicos (Al, Ba, B, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn), o que não foi confirmado estatisticamente. A aplicação de lodo contribuiu para o aumento da fertilidade do solo das glebas receptoras, indicado pelo aumento da saturação por bases, soma de bases, Capacidade de Troca Catiônica (CTC) e matéria orgânica, além da redução do alumínio trocável e da saturação por alumínio / Sludge from wastewater treatment plants usually contains high levels of organic matter and nutrients, and therefore it can be used as fertilizer and soil conditioner. However, its disposal on the soil has to be properly managed because it can contain contaminants and pathogens. The aim of this work was to study the effects of food industry sludge disposal on the soil and groundwater, as well as to assess the sludge application viability. The results show that the sludge characteristics are adequate for its application on latosol according to brazilian federal regulation (Resolução CONAMA nº 375/2006), but it must be treated prior to the land disposal to reduce the pathogens levels. All soil and groundwater parameters met the constituents' quality standards settled by brazilian federal regulation (Resolução CONAMA nº 420/2009), and there was no statistically significant difference for toxic organic substances between the amended and unamended soil treatments. There was a small concentration increase of inorganic compounds (Al, Ba, B, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn) in the soil area with sludge, but it was not statistically confirmed. Soil fertility, sum of bases, cation exchange capacity, and organic matter values increased with sludge application, and exchangeable Al and Al saturation values decreased

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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-11-21Bitstream added on 2014-06-13T21:02:52Z : No. of bitstreams: 1 breda_cc_dr_botfca.pdf: 997977 bytes, checksum: 2739d3d49d29284c484046062466ce67 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da aplicação do lodo de esgoto proveniente de uma pequena estação de tratamento, localizada na Fazenda Experimental Lageado, Faculdade de Ciências Agronômicas–UNESP, Botucatu, SP, Brasil, na produtividade agrícola e características de plantas de milho, bem como seus impactos nas características do solo e na qualidade da água drenada para o freático. O delineamento experimental foi constituído por blocos ao acaso, com parcelas subdivididas no tempo (Ensaios), num total de 6 tratamentos, 4 blocos e 4 ensaios, sendo T1 (testemunha, sem fertilização); T2 (10t ha-1 de lodo seco); T3 (20t ha-1 de lodo seco); T4 (30t ha-1 de lodo seco); T5 (40t ha-1 de lodo seco) e T6 (adubação mineral). Os ensaios foram assim definidos: E1 (cultivo de verão instalado em 11/2000); E2 (cultivo de inverno instalado em 06/2001); E3 (segundo cultivo de verão instalado em 11/2001) e E4 (segundo cultivo de inverno instalado em 05/2002). Foi utilizado o milho como cultura teste. Os parâmetros avaliados no campo foram altura das plantas, diâmetro do colmo e número de folhas em três épocas diferentes, além da análise foliar. Após a colheita das espigas foram avaliados os componentes de produção: massa sem palha, comprimento, diâmetro e número de fileiras das espigas; massa da palha; diâmetro... / The objective of this study was to evaluate the effects of the use of sewage sludge, coming from a small treatment station, located in Lageado Experimental Farm, Agronomic Sciences College - UNESP, Botucatu, SP, Brazil, on productivity and characteristics of corn plants, as well as its impact on soil characteristics and quality of drained water. The experimental design constituted of randomized blocks, with split plots in time (Assays), with 6 treatments, 4 blocks and 4 assays. The treatments were T1 (control, without fertilization); T2 (10t ha-1 of dry sludge); T3 (20t ha-1 of dry sludge); T4 (30t ha-1 of dry sludge); T5 (40t ha-1 of dry sludge) and T6 (mineral fertilizer). The assays were defined as: E1 (first summer plantation, installed in 11/2000); E2 (first winter plantation, installed in 06/2001); E3 (second summer plantation, installed in 11/2001), and E4 (second winter plantation, installed in 05/2002). The parameters evaluated were height of plants, stem diameter and number of leaves, besides leaves chemical analysis. After harvesting of corn spikes, the production components were evaluated: spikes without straw; spike length, diameter and line number; straw weight; corncob diameter; number of spikes; weight of 1000 grains and grains for spike). Moreover, the corn productivity at 13% of... (Complete abstract click electronic access below)

Orientadora : Profª Drª. Patricia Charvet / Coorientador: Prof. Dr. Regina Maria Matos Jorge / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 30/09/2014 / Inclui referências : f. 109-120 / Resumo: O lodo gerado na potabilização da água em Estações de Tratamento de Água (ETAs) é enquadrado como resíduo sólido classe II A (não perigoso e não inerte), de acordo com a NBR 10.004/2004. A disposição inadequada deste resíduo pode provocar a degradação do meio ambiente, a contaminação de mananciais e do solo. Assim sendo, observa-se a importância de estudos para o tratamento e disposição final correta do lodo. Cada ETA gera lodo com características diferentes, dependendo do tratamento aplicado. Portanto, é preciso o conhecimento destas características para que se possam definir os destinos. Conforme estas considerações iniciais, o presente estudo tem como objetivo caracterizar os lodos provenientes das ETAs pertencentes à Companhia de Saneamento do Paraná (SANEPAR), por meio de análises químicas, físicas e microbiológicas e por meio de entrevistas dirigidas. No Paraná existem 176 ETAs operantes. Para este estudo foram selecionadas 44 ETAs, de acordo com os seguintes critérios: região geológica; bacia hidrográfica; tipo de solo; e unidades regionais da SANEPAR. A coleta de lodo nas ETAs foi realizada em triplicata nos períodos de estiagem e chuvoso. Os parâmetros analisados foram: metais (As, Ba, Cd, Cu, Ni, Se, Pb, Zn, Hg, Cr, Al, Mo e Fe), série de sólidos, DQO, DBO, pH e índices microbiológicos (coliformes termotolerantes e ovos de helmintos). Os resultados das coletas apontaram um pH médio de 6,9, sendo que, em 52% das ETAs, o pH permaneceu entre 6,0 e 7,0. Quanto à DQO, o valor mais alto foi de 55.347 mg/L de O2. Os valores de DBO variaram entre 6 e 1.996 mg/L de O2 e a relação DQO/DBO resultou em valores superiores a 5 em todas as amostras, o que indica que sua composição é dada majoritariamente por compostos inorgânicos. Quanto aos sólidos, 64% das ETAs apresentaram lodo com teor de sólidos totais abaixo de 5%, confirmando a elevada umidade desse resíduo. Em geral, foram obtidas baixas concentrações de metais nas amostras de lodo, sendo que destes os maiores índices foram de Al (22.720 mg/L) e Fe (57.870 mg/L). Quantos aos parâmetros biológicos foram constatados ovos viáveis de helmintos em 47% das ETAs e, em alguns casos, foram encontrados níveis elevados de coliformes termotolerantes mesmo se tratando de um resíduo proveniente do tratamento da água bruta. Em geral, como foram analisados dois períodos distintos, no período de estiagem predominou uma concentração maior dos analitos do que no período chuvoso, fato já observado por outros autores. O conjunto dos resultados obtidos evidencia a necessidade de avaliar cada ETA separadamente devido à heterogeneidade dos resultados e através desta análise propor alternativas para o tratamento e disposição do lodo de ETA. A partir destes comentários se deve ter em mente que, para a gestão do lodo de ETA, o gestor deve ter uma visão geral sobre a produção, característica e alternativas de descarte, reciclagem e reaproveitamento deste resíduo no meio ambiente. Tal visão contribui para modificar a atual conjuntura e abordagem da problemática dos resíduos sólidos produzidos nas estações de tratamento de água. Deste modo, este lodo deixa de ser visto como um simples resíduo a ser descartado para uma postura coerente com princípios de desenvolvimento sustentável e potencial de reaproveitamento. PALAVRAS-CHAVE: SANEPAR. Características. Disposição. Aproveitamento. Lodo. / Abstract: The sludge generated in water potability in Water Treatment Plants (WTP) is framed as class II (not dangerous and not inert) solid waste, according to Brazilian Association of Technical Standards - NBR 10004/2004. The improper disposal of these wastes can cause environmental degradation, contamination of water sources and soil. Thus, are very important of studies for the treatment and proper disposal of sludge. Each WTP generates sludge with different characteristics, depending on the applied treatment. Therefore the knowledge of these features is needed to define an appropriate disposal. Considering these initial attributes, this study aims to characterize the sludge from the water treatment plants belonging to the Sanitation Company of Paraná state (SANEPAR), by chemical, physical and microbiological and through directed interviews analysis. In Parana there are 176 operative and WTP. For this study 44 WTP were selected, according to the following criteria: geological region; watershed; soil type; and regional units SANEPAR. The collection of the WTP sludge was performed in triplicate during the dry an rainy seasons. The parameters analyzed were: metals (As, Ba, Cd, Cu, Ni, Se, Pb, Zn, Hg, Cr, Al, Mo and Fe), solids, COD, BOD, pH and microbiological indices (fecal coliform and helminthes eggs). The results showed an average pH of 6.9, and in 52% of the WTP, the pH remained between 6.0 and 7.0. As to the COD, the highest value was 55,347 mg/L O2. The BOD values varied between 6 and 1,996 mg/L O2 and the COD / BOD ratio resulted in values greater than 5 in all samples, indicating that its composition is mainly given by inorganic compounds. As for solids, 64% of WTP showed sludge with solids content below 5%, confirming the high humidity of this residue. In general, low concentrations of metals in sludge samples were obtained, and these were the highest rates of Al (22,720 mg/L) and Fe (57,870 mg/L). Viable eggs in 21 water treatment plants were found and, in some cases, high levels of fecal coliform were found even when dealing with the waste from the treatment of raw water. In general, as two distinct periods were analyzed, in the drought prevailed higher concentrations of the analytes than in the rainy season, a fact already observed by other authors. The set of results highlights the need to evaluate each separately WTP due to the heterogeneity of the results, and through this analysis to propose alternatives for the treatment and disposal of Water Treatment Sludge (WTS). From these comments should keep in mind that for the management of WTS, managers should have an overview on the production, characteristics and alternative disposal, recycling and reuse of this waste in the environment. Such a view helps to change the current situation and the problem of solid waste produced in water treatment stations approach. Thus this sludge is no longer seen as a simple waste to be discarded for a coherent approach to the principles of sustainable development and potential for reuse. KEYWORDS: SANEPAR. Characteristics. Disposal. Utilization. Sludge.

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