Com a ampliação dos sistemas de tratamento de esgotos sanitários, que vem ocorrendo no Brasil, surge um problema para o qual ainda não existem soluções definitivas, a forma de disposição final segura dos Lodos Sanitários, que são os resíduos sólidos advindos deste processo. Nesta pesquisa estuda-se as possibilidades de aproveitamento destes resíduos, após serem submetidos à incineração, na industria da construção, especificamente a sua utilização como adição ao concreto, substituindo parte do cimento Portland. Os aspectos estudados compreendem duas fases experimentais: na primeira, realiza-se uma caracterização química, física, morfológica e ambiental do resíduo, onde constata-se que o material apresenta potencial para ser utilizado como adição ao concreto e que, quanto ao aspecto ambiental é classificado como um resíduo não inerte, no qual também encontra-se compostos patogênicos; na segunda fase, estuda-se as possibilidades de utilização deste resíduo em substituição parcial do cimento, na confecção de concreto, verificando-se os efeitos nas propriedades do concreto fresco e endurecido, bem como a capacidade que este material tem em reter de forma segura o resíduo não inerte. Os resultados mostram que a cinza de Lodo pode ser utilizada como adição ao concreto, com efeito predominante de fíler, em percentuais até 20%, em concretos com relação água/aglomerante entre 0,65 e 1,10 Com a/(c+ad) = 0,65 e 0,80 se tem benefícios ambientais com a utilização desta adição, com a/(c+ad) = 0,95 e 1,10 se tem benefícios econômicos, com a redução do consumo de cimento e técnicos, com a melhoria das propriedades mecânicas dos concretos. Conforme os resultados de solubilização, em amostras de concreto, esta matriz é capaz de reter de forma segura os compostos nocivos presentes no resíduo.

Este trabalho consistiu no pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio, em um sistema de reator seqüencial em batelada (RSB), com vistas à remoção biológica de nitrogênio e fósforo. Primeiramente, em escala de laboratório, verificou-se a eficiência de três RSBs, com ciclos operacionais diferenciados, tratando o efluente produzido por um reator seqüencial em batelada anaeróbio (RSBAn), alimentado por esgoto sintético, caracteristicamente doméstico. Neste experimento, também acoplou-se um sistema de aquisição de dados aos RSBs, para monitorar continuamente os parâmetros pH, redox e OD, com o objetivo de obter pontos inferenciais de controle dos processos de nitrificação, desnitrificação e remoção biológica de fósforo. Subseqüente a este experimento, desenvolveu-se um sistema de RSB em escala piloto, tratando o efluente anaeróbio real de um UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), no intuito de analisar o efeito da mudança de escala e do tipo de esgoto, que passou de sintético a real, na performance do RSB. No experimento em escala de laboratório, os resultados obtidos demonstraram boas eficiências de remoção de DQO e SS, e uma ótima eficiência no processo de nitrificação. As eficiências médias de remoção de DQO, SS e nitrificação, foram respectivamente de 93,3%, 90,7% e 98,9%. O processo de desnitrificação não desenvolveu-se satisfatoriamente devido às baixas concentrações de matéria orgânica do efluente anaeróbio. O processo de remoção biológica de fósforo, além das baixas DQO afluentes, foi prejudicado pelas idades de lodo extremamente longas estabelecidas nesta fase experimental, em função da aplicação da estratégia de controle de processo baseada na concentração de SSV no licor. Objetivando-se aumentar a concentração de matéria orgânica imediatamente disponível no afluente, com o conseqüente acréscimo de eficiência nos processos de desnitrificação e remoção biológica de fósforo, introduziu-se um pré-fermentador, para gerar metade do efluente anaeróbio a ser tratado nos RSBs. O controle do processo passou a ser efetuado através da aplicação de uma idade de lodo pré-estabelecida de 20 dias. Observou-se um aumento bastante significativo do processo de desnitrificação, atingindo uma eficiência da ordem de 70,4%. No entanto, as maiores concentrações de matéria orgânica solúvel, com a introdução do pré-fermentador, não foram suficientes para estimular o desenvolvimento das bactérias removedoras de fósforo. Um aumento de DQO do esgoto sintético foi necessário para permitir a simultaneidade dos processos de desnitrificação e remoção de fósforo. Porém, apesar de apresentar ciclos operacionais com eficiências de 100% de remoção de fósforo, este processo não mostrou-se confiável, alternando entre fases de boas, médias e más eficiências. Provavelmente as idades de lodo, ainda muito altas para promover a remoção de fósforo do sistema, justificam a permanência bastante irregular na eficiência deste processo. Neste período, a concentração média de DQO necessária para atingir-se uma eficiência satisfatória nos processos conjuntos de nitrificação e desnitrificação, foi de 644,6 mg/L. As seguintes eficiências foram observadas: 95,8% na remoção de DQO, 98,7% na nitrificação, 76,8% na desnitrificação e 74,5% na remoção de nitrogênio. O acompanhamento "on line" de pH, redox e OD mostrou-se como uma eficiente ferramenta inferencial no controle de processos biológicos, principalmente daqueles referentes à remoção de nitrogênio. Dentre os três parâmetros monitorados, o pH apresentouse como o mais representativo. No experimento em escala piloto, o processo de nitrificação não desenvolveu-se possivelmente devido ao efeito conjunto de baixos tempos de detenção nas etapas aeróbias dos ciclos operacionais dos RSBs, com a ação tóxica de sulfetos produzidos no tratamento anaeróbio. O processo de remoção biológica de fósforo, similarmente ao experimento em escala de bancada, não mostrou-se confiável, apresentando períodos alternados de eficiência. Por fim, com vistas a verificar o desenvolvimento de processo inibitório por efluentes de tratamento anaeróbio em sistemas aeróbios, realizou-se uma série de testes de inibição com o efluente anaeróbio e também especificamente com sulfeto. Os testes respirométricos (DBO última e em batelada), foram de essencial importância para analisar a tratabilidade biológica de esgoto contendo composto tóxico. Pôde-se comprovar que o sulfeto, presente no efluente anaeróbio real, ou o efeito de sua combinação com outras substâncias contidas no lodo ativado, alterou a cinética dos processos biológicos desenvolvidos no sistema de tratamento do tipo lodo ativado.

Este trabalho consistiu no pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio, em um sistema de reator seqüencial em batelada (RSB), com vistas à remoção biológica de nitrogênio e fósforo. Primeiramente, em escala de laboratório, verificou-se a eficiência de três RSBs, com ciclos operacionais diferenciados, tratando o efluente produzido por um reator seqüencial em batelada anaeróbio (RSBAn), alimentado por esgoto sintético, caracteristicamente doméstico. Neste experimento, também acoplou-se um sistema de aquisição de dados aos RSBs, para monitorar continuamente os parâmetros pH, redox e OD, com o objetivo de obter pontos inferenciais de controle dos processos de nitrificação, desnitrificação e remoção biológica de fósforo. Subseqüente a este experimento, desenvolveu-se um sistema de RSB em escala piloto, tratando o efluente anaeróbio real de um UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), no intuito de analisar o efeito da mudança de escala e do tipo de esgoto, que passou de sintético a real, na performance do RSB. No experimento em escala de laboratório, os resultados obtidos demonstraram boas eficiências de remoção de DQO e SS, e uma ótima eficiência no processo de nitrificação. As eficiências médias de remoção de DQO, SS e nitrificação, foram respectivamente de 93,3%, 90,7% e 98,9%. O processo de desnitrificação não desenvolveu-se satisfatoriamente devido às baixas concentrações de matéria orgânica do efluente anaeróbio. O processo de remoção biológica de fósforo, além das baixas DQO afluentes, foi prejudicado pelas idades de lodo extremamente longas estabelecidas nesta fase experimental, em função da aplicação da estratégia de controle de processo baseada na concentração de SSV no licor. Objetivando-se aumentar a concentração de matéria orgânica imediatamente disponível no afluente, com o conseqüente acréscimo de eficiência nos processos de desnitrificação e remoção biológica de fósforo, introduziu-se um pré-fermentador, para gerar metade do efluente anaeróbio a ser tratado nos RSBs. O controle do processo passou a ser efetuado através da aplicação de uma idade de lodo pré-estabelecida de 20 dias. Observou-se um aumento bastante significativo do processo de desnitrificação, atingindo uma eficiência da ordem de 70,4%. No entanto, as maiores concentrações de matéria orgânica solúvel, com a introdução do pré-fermentador, não foram suficientes para estimular o desenvolvimento das bactérias removedoras de fósforo. Um aumento de DQO do esgoto sintético foi necessário para permitir a simultaneidade dos processos de desnitrificação e remoção de fósforo. Porém, apesar de apresentar ciclos operacionais com eficiências de 100% de remoção de fósforo, este processo não mostrou-se confiável, alternando entre fases de boas, médias e más eficiências. Provavelmente as idades de lodo, ainda muito altas para promover a remoção de fósforo do sistema, justificam a permanência bastante irregular na eficiência deste processo. Neste período, a concentração média de DQO necessária para atingir-se uma eficiência satisfatória nos processos conjuntos de nitrificação e desnitrificação, foi de 644,6 mg/L. As seguintes eficiências foram observadas: 95,8% na remoção de DQO, 98,7% na nitrificação, 76,8% na desnitrificação e 74,5% na remoção de nitrogênio. O acompanhamento "on line" de pH, redox e OD mostrou-se como uma eficiente ferramenta inferencial no controle de processos biológicos, principalmente daqueles referentes à remoção de nitrogênio. Dentre os três parâmetros monitorados, o pH apresentouse como o mais representativo. No experimento em escala piloto, o processo de nitrificação não desenvolveu-se possivelmente devido ao efeito conjunto de baixos tempos de detenção nas etapas aeróbias dos ciclos operacionais dos RSBs, com a ação tóxica de sulfetos produzidos no tratamento anaeróbio. O processo de remoção biológica de fósforo, similarmente ao experimento em escala de bancada, não mostrou-se confiável, apresentando períodos alternados de eficiência. Por fim, com vistas a verificar o desenvolvimento de processo inibitório por efluentes de tratamento anaeróbio em sistemas aeróbios, realizou-se uma série de testes de inibição com o efluente anaeróbio e também especificamente com sulfeto. Os testes respirométricos (DBO última e em batelada), foram de essencial importância para analisar a tratabilidade biológica de esgoto contendo composto tóxico. Pôde-se comprovar que o sulfeto, presente no efluente anaeróbio real, ou o efeito de sua combinação com outras substâncias contidas no lodo ativado, alterou a cinética dos processos biológicos desenvolvidos no sistema de tratamento do tipo lodo ativado.

VASCONCELOS, G. V. Utilização de bioensaios para avaliação da ecotoxicidade em resíduos de esgotamento de caminhão limpa- fossa: lodo de fossa séptica. 2012. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-13T16:46:33Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_gvvasconcelos.pdf: 2173408 bytes, checksum: 5521fcd7ce4789a7154a3191069ef6d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-14T14:45:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_gvvasconcelos.pdf: 2173408 bytes, checksum: 5521fcd7ce4789a7154a3191069ef6d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-14T14:45:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_gvvasconcelos.pdf: 2173408 bytes, checksum: 5521fcd7ce4789a7154a3191069ef6d0 (MD5) Previous issue date: 2012 / A way to recycle the nutrients and organic matter from sewage sludge from septic tanks and cesspools would return those elements to biogeochemical cycles. The agricultural use of sewage sludge is an alternative that provides environmental benefits when compared to other final disposal practices and its application in soil can bring benefits to agriculture. The present study aimed to evaluate the acute toxicity of clean trucks (septic sludge) from different homes through the use of bioassays, with three bodies bioindicators of toxicity, the microcrustaceans (Daphnia magna and Daphnia similis) and bacteria (Vibrio fischeri) in the Microtox ® System. First was made the physico-chemical, microbiological characterization and heavy metals waste exhausted clean trucks and trench-toxicity tests were carried out at a later date. The collections were held fortnightly in the ETE São Cristóvão, where samples were brought to the laboratory to perform the analyses of pH, alkalinity, temperature, electrical conductivity, solids, BOD, COD, nitrogen, phosphorus and termotolerantes coliforms. It was noted that such waste presented well concentrations higher than those of domestic sewage and also features plenty of variables. The volatile fraction accounts for around 65% of total solids and SV/ST was 0.6, indicating that the septic tanks and septic sludge can be considered stable according to the CONAMA 375/2006. Were also conducted analyses of heavy metals (Cadmium, chromium, manganese, nickel, zinc, lead, iron and copper) to verify that had some correlation with toxicity. All samples clean truck depleted-fossa showed acute toxicity for microorganism three Daphnia magna, Daphnia similis, and Vibrio fischeri averaging equal to 54%, EC50 41% 52% respectively, all of which are considered toxic. With respect to sensitivity to Daphnia similis was the body that has greater sensitivity to septic waste, because the lower the EC50 is more toxic to sample. By the results obtained, the clean trucks waste-fossa are toxic and could not be used in agriculture without a prior treatment for the removal of toxicity. / O uso agrícola do lodo de esgoto é uma alternativa que apresenta vantagens ambientais quando comparada a outras práticas de destinação final e a sua aplicação no solo pode trazer benefícios à agricultura. O presente estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade aguda de resíduos de caminhões limpa-fossa (lodo séptico), de diferentes residências através da utilização de bioensaios, com três organismos bioindicadores de toxicidade, os microcrustáceos (Daphnia magna e Daphnia similis) e bactérias (Vibrio fischeri) no Sistema Microtox®. Primeiramente foi feita a caracterização físico-química, microbiológica e metais pesados dos resíduos esgotados dos caminhões limpa-fossa e posteriormente foram realizados testes de toxicidade. As coletas foram realizadas quinzenalmente na ETE São Cristóvão/CAGECE, em Fortaleza-CE, onde as amostras foram levadas ao laboratório para realizar as análises de pH, temperatura, alcalinidade, condutividade elétrica, série de sólidos, DBO, DQO, série de nitrogênio, fósforo e coliformes termotolerantes. Observou-se que estes resíduos apresentaram concentrações bem mais elevadas que as de esgoto doméstico e também com características bastante variáveis. A fração volátil representa cerca de 65% dos sólidos totais e a relação SV/ST foi de 0,6 indicando uma possível estabilidade de acordo com a CONAMA 375/2006. Também foram realizadas análises de metais pesados (Cádmio, Cromo, Manganês, Níquel, Zinco, Chumbo, Ferro e Cobre) para verificar se tinha alguma correlação com a toxicidade. Todas as amostras esgotadas de caminhões limpa-fossa apresentaram toxicidade aguda para os três microorganismos Daphnia magna, Daphnia similis e Vibrio fischeri com média de CE50 igual á 54%, 41% 52% respectivamente, sendo todos considerados tóxicos. Com relação à sensibilidade a Daphnia similis foi o organismo que apresentou maior sensibilidade para resíduos sépticos, pois quanto menor o CE50 mais tóxica é a amostra. Pelos resultados obtidos, os resíduos de caminhões limpa-fossa apresentaram toxicidade e não poderiam ser utilizados na agricultura sem um prévio tratamento para a remoção da toxicidade.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336421.pdf: 3169028 bytes, checksum: 107f462cc373584ba5a8dcb541605fdc (MD5) Previous issue date: 2015 / A produção de lodo em sistemas de lodos ativados é um grande desafio na gestão de estações de tratamento de esgotos (ETE), tanto pela crescente população servida por sistemas de coleta e tratamento de efluentes, quanto pelas regulamentações ambientais mais restritivas com relação à sua disposição final. Nesse sentido, a exploração e o desenvolvimento de processos que promovam a redução da produção deste resíduo têm sido muito incentivados. Citam-se, por exemplo, os processos baseados em teorias como a lise celular/crescimento críptico, o metabolismo desacoplado e o decaimento endógeno. O presente estudo teve como objetivo identificar os processos mais promissores para redução da produção de lodo em sistemas de lodos ativados, baseado na sua eficiência e interferência no tratamento do efluente (em escala bancada), estudando seus mecanismos de ação e verificando as potenciais condições de otimização do processo (em escala real). Os resultados obtidos em escala de bancada na UFSC, referentes à aplicação de métodos físico-químicos e biológicos, revelaram que algumas técnicas já consolidadas mundialmente como a cloração e a desintegração ultrassônica apresentam eficiência satisfatória, com redução de 25 a 55% da produção de lodo. No entanto, provocam alterações na qualidade do lodo, como a proliferação de organismos filamentosos, diminuindo o desempenho do tratamento. O processo oxic-settling-anaerobic (OSA) (transição entre condições aeróbias/anaeróbias do lodo) foi a alternativa mais eficiente, com redução do lodo excedente entre 50 a 60%, apresentando inclusive melhoras na qualidade do efluente, com eficiências superiores a 90% para DBO e um aumento de 50% na remoção de amônia quando comparado ao sistema controle. O monitoramento de uma estação de tratamento de esgotos em escala real, utilizando um reator anaeróbio (sistema tipo OSA), em paralelo ao processo de lodos ativados, para a redução de lodo excedente, permitiu verificar o rendimento do processo, bem como possibilitou identificar parâmetros chaves para se alcançar a redução de lodo, dentre os quais estão a taxa de recirculação do lodo (recomendada como sendo de 10%) e a idade do lodo global do sistema. Os resultados indicaram que a redução da produção de lodo varia entre 10 a 30%, e pode estar associada à desaceleração da cinética de crescimento da biomassa, juntamente com a solubilização dos compostos orgânicos em condições anaeróbias, enquanto o decaimento e a lise celular ocorrem principalmente em condições aeróbias. A alternância entre condições aeróbias/anaeróbias pode ser considerada o ponto chave para a redução de lodo nos sistemas do tipo OSA.<br> / Abstract : The amount of excess sludge production in activated sludge system is one of the most critical challenges in the field of sewage treatment. Considering this amount is set to rise, once the preservation of water sources and the more stringent effluent regulations have increased the population connected to the sewage treatment network. Thus, various approaches to reduce the production of excess sludge in the wastewater treatment plants (WWTP), such as lyses/cryptic growth, uncoupled metabolism and endogenous decay, have been encouraged. This study aimed (1) identify the more promising sludge reduction process based on its capacity to maintain the effluent quality and the sludge properties (bench scale experiment); (2) study the reduction mechanisms and verify the potential operational conditions that could optimize the sludge reduction process (real scale experiment). The bench scale experiment showed that the physical-chemical sludge reduction alternatives, such as chlorination and ultrasonic disintegration, whilst presented good sludge reduction (reduction of 25 to 55% on sludge production), these processes triggered changes on sludge quality resulting in a decline on treatment performance. OSA (oxic-settling-anaerobic) process was the most efficient sludge reduction alternative, with 50 ? 60% of sludge reduction, and the process also presented an improvement on effluent quality, BOD removal efficiencies remained over 90% and increase 50% of the nutrient removal efficiencies compared to control system. The real scale experiment monitored a modified activated sludge system based on OSA-like process. The process presented a sludge reduction of 10 ? 30%, which could be attributed to a decrease on biomass growth kinetics in association with organic matter solubilisation under anaerobic conditions. The sludge decay and cellular lyses occurred mainly under aerobic conditions. The transition from anaerobiosis to aerobiosis appeared one of the key points of sludge reduction in the OSA-like process and the repeated alternation between aerobic and anaerobic conditions could reduce the overall biomass even if the cryptic-growth is included.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T15:03:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203345.pdf: 2205582 bytes, checksum: 7011836cef1036a770f03d9271dbdc3c (MD5) / O descarte de efluentes contendo concentrações elevadas de nitrogênio, pode comprometer o equilíbrio ambiental, causando prejuízos para a flora e a fauna aquática. A remoção deste poluente por processo de nitrificação e desnitrificação, requer eficiente aeração e fonte de carbono orgânico, além da eficiência de remoção ser função da razão de reciclo. A aplicação de novos processos biotecnológicos, nos quais amônio é convertido em nitrogênio gasoso sob condições anóxicas, com nitrito como aceptor de elétrons, permite uma economia de energia para a aeração, além de dispensar fonte de carbono orgânico. Dentre estes novos processos, a oxidação anaeróbica do íon amônio por bactérias da família Planctomycetae (Anammox) e a desnitrificação por bactérias nitrificantes (Nitrosomonas) têm sido amplamente citados. Neste contexto, o trabalho teve por objetivo estudar a remoção biológica de nitrogênio em reatores inoculados com lodo nitrificante cultivado em meio autotrófico, sob condições anóxicas, bem como acompanhar o desenvolvimento das populações microbianas. O lodo nitrificante proveniente de um sistema de lodos ativados para tratamento de esgoto doméstico foi adaptado em meio autotrófico, sob aeração, por 130 dias. Após este período, este lodo foi inoculado em dois reatores RBS (Reatores Sequencial em Batelada): RI e RII. O reator RI, após ser submetido a uma lavagem celular inicial, e o reator RII foram operados com retenção de células, sendo aplicado um TRH de 5dias. Ambos os reatores foram alimentados com meio autotrófico contendo amônio e nitrito mantidos sob condições anóxicas, a 35°C e pH em torno de 7,5 e acompanhados por um período de 225dias. A remoção biológica de nitrogênio no período de estabilidade (150 a 225dias) foi de 30-40% para RI e em torno de 20% para RII. Apesar do RI possuir menor concentração celular, apresentou uma eficiência de remoção específica média de 25mgN.(gSST)-1.d-1 a partir de 150dias, muito superior ao RII (5mgN.gSST-1.d-1) no mesmo período. A lavagem inicial de células pode ter favorecido o desempenho do reator RI, no qual desenvolveu-se uma população mais especializada do que em RII, justificando sua maior eficiência de remoção de nitrogênio. Tanto o NMP quanto a análise por FISH revelaram um enriquecimento de Nitrosomonas em relação as Nitrobacter nos reatores RI e RII, ao longo do período de acompanhamento, comparado ao inóculo. A análise FISH identificou a presença de bactérias anammox no reator RI, submetido a lavagem celular, evidenciando um enriquecimento do lodo em biomassa anaeróbia amônio-oxidante a partir do lodo nitrificante de um sistema de lodos ativados.

Com a ampliação dos sistemas de tratamento de esgotos sanitários, que vem ocorrendo no Brasil, surge um problema para o qual ainda não existem soluções definitivas, a forma de disposição final segura dos Lodos Sanitários, que são os resíduos sólidos advindos deste processo. Nesta pesquisa estuda-se as possibilidades de aproveitamento destes resíduos, após serem submetidos à incineração, na industria da construção, especificamente a sua utilização como adição ao concreto, substituindo parte do cimento Portland. Os aspectos estudados compreendem duas fases experimentais: na primeira, realiza-se uma caracterização química, física, morfológica e ambiental do resíduo, onde constata-se que o material apresenta potencial para ser utilizado como adição ao concreto e que, quanto ao aspecto ambiental é classificado como um resíduo não inerte, no qual também encontra-se compostos patogênicos; na segunda fase, estuda-se as possibilidades de utilização deste resíduo em substituição parcial do cimento, na confecção de concreto, verificando-se os efeitos nas propriedades do concreto fresco e endurecido, bem como a capacidade que este material tem em reter de forma segura o resíduo não inerte. Os resultados mostram que a cinza de Lodo pode ser utilizada como adição ao concreto, com efeito predominante de fíler, em percentuais até 20%, em concretos com relação água/aglomerante entre 0,65 e 1,10 Com a/(c+ad) = 0,65 e 0,80 se tem benefícios ambientais com a utilização desta adição, com a/(c+ad) = 0,95 e 1,10 se tem benefícios econômicos, com a redução do consumo de cimento e técnicos, com a melhoria das propriedades mecânicas dos concretos. Conforme os resultados de solubilização, em amostras de concreto, esta matriz é capaz de reter de forma segura os compostos nocivos presentes no resíduo.

Este trabalho consistiu no pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio, em um sistema de reator seqüencial em batelada (RSB), com vistas à remoção biológica de nitrogênio e fósforo. Primeiramente, em escala de laboratório, verificou-se a eficiência de três RSBs, com ciclos operacionais diferenciados, tratando o efluente produzido por um reator seqüencial em batelada anaeróbio (RSBAn), alimentado por esgoto sintético, caracteristicamente doméstico. Neste experimento, também acoplou-se um sistema de aquisição de dados aos RSBs, para monitorar continuamente os parâmetros pH, redox e OD, com o objetivo de obter pontos inferenciais de controle dos processos de nitrificação, desnitrificação e remoção biológica de fósforo. Subseqüente a este experimento, desenvolveu-se um sistema de RSB em escala piloto, tratando o efluente anaeróbio real de um UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), no intuito de analisar o efeito da mudança de escala e do tipo de esgoto, que passou de sintético a real, na performance do RSB. No experimento em escala de laboratório, os resultados obtidos demonstraram boas eficiências de remoção de DQO e SS, e uma ótima eficiência no processo de nitrificação. As eficiências médias de remoção de DQO, SS e nitrificação, foram respectivamente de 93,3%, 90,7% e 98,9%. O processo de desnitrificação não desenvolveu-se satisfatoriamente devido às baixas concentrações de matéria orgânica do efluente anaeróbio. O processo de remoção biológica de fósforo, além das baixas DQO afluentes, foi prejudicado pelas idades de lodo extremamente longas estabelecidas nesta fase experimental, em função da aplicação da estratégia de controle de processo baseada na concentração de SSV no licor. Objetivando-se aumentar a concentração de matéria orgânica imediatamente disponível no afluente, com o conseqüente acréscimo de eficiência nos processos de desnitrificação e remoção biológica de fósforo, introduziu-se um pré-fermentador, para gerar metade do efluente anaeróbio a ser tratado nos RSBs. O controle do processo passou a ser efetuado através da aplicação de uma idade de lodo pré-estabelecida de 20 dias. Observou-se um aumento bastante significativo do processo de desnitrificação, atingindo uma eficiência da ordem de 70,4%. No entanto, as maiores concentrações de matéria orgânica solúvel, com a introdução do pré-fermentador, não foram suficientes para estimular o desenvolvimento das bactérias removedoras de fósforo. Um aumento de DQO do esgoto sintético foi necessário para permitir a simultaneidade dos processos de desnitrificação e remoção de fósforo. Porém, apesar de apresentar ciclos operacionais com eficiências de 100% de remoção de fósforo, este processo não mostrou-se confiável, alternando entre fases de boas, médias e más eficiências. Provavelmente as idades de lodo, ainda muito altas para promover a remoção de fósforo do sistema, justificam a permanência bastante irregular na eficiência deste processo. Neste período, a concentração média de DQO necessária para atingir-se uma eficiência satisfatória nos processos conjuntos de nitrificação e desnitrificação, foi de 644,6 mg/L. As seguintes eficiências foram observadas: 95,8% na remoção de DQO, 98,7% na nitrificação, 76,8% na desnitrificação e 74,5% na remoção de nitrogênio. O acompanhamento "on line" de pH, redox e OD mostrou-se como uma eficiente ferramenta inferencial no controle de processos biológicos, principalmente daqueles referentes à remoção de nitrogênio. Dentre os três parâmetros monitorados, o pH apresentouse como o mais representativo. No experimento em escala piloto, o processo de nitrificação não desenvolveu-se possivelmente devido ao efeito conjunto de baixos tempos de detenção nas etapas aeróbias dos ciclos operacionais dos RSBs, com a ação tóxica de sulfetos produzidos no tratamento anaeróbio. O processo de remoção biológica de fósforo, similarmente ao experimento em escala de bancada, não mostrou-se confiável, apresentando períodos alternados de eficiência. Por fim, com vistas a verificar o desenvolvimento de processo inibitório por efluentes de tratamento anaeróbio em sistemas aeróbios, realizou-se uma série de testes de inibição com o efluente anaeróbio e também especificamente com sulfeto. Os testes respirométricos (DBO última e em batelada), foram de essencial importância para analisar a tratabilidade biológica de esgoto contendo composto tóxico. Pôde-se comprovar que o sulfeto, presente no efluente anaeróbio real, ou o efeito de sua combinação com outras substâncias contidas no lodo ativado, alterou a cinética dos processos biológicos desenvolvidos no sistema de tratamento do tipo lodo ativado.

As estações de tratamento de água (ETAs), que utilizam sulfato de alumínio férrico e possuem sistema de extinção para a cal, geram dois principais resíduos: o lodo de ETA, retido nos decantadores durante a etapa de clarificação da água, constituído principalmente por hidróxidos de alumínio, argilas, siltes, areia fina, material húmico e microrganismos e o resíduo de cal, impureza insolúvel removida do processo de extinção da cal virgem, constituído principalmente de carbonato e hidróxido de cálcio. A pesquisa realizada no Instituto de Pesquisas Hidráulicas da UFRGS, em conjunto com o Departamento Municipal de Água e Esgotos (DMAE), avaliou se a adição de resíduo de cal ao lodo de ETA acelera o desaguamento do mesmo. Paralelamente, também foi avaliada a eficiência de uma modificação estrutural nos leitos de secagem convencionais, utilizando-se tijolos cerâmicos na base do mesmo, com o objetivo de avaliar se a capilaridade dos tijolos auxilia o desaguamento do lodo. Uma vez que a quantidade de água presente no lodo da ETA diminua, a utilização deste resíduo na indústria talvez seja economicamente viável. No primeiro experimento foram montados 12 (doze) leitos de secagem, seis convencionais e seis modificados. Foi analisado o teor de umidade nos leitos em função do tempo, bem como monitorado o teor de umidade relativa do ar O segundo experimento foi realizado em escala de bancada, utilizando-se 18 (dezoito) leitos de secagem forrados internamente com manta geotêxtil do tipo bidim (OP-20). Os leitos possuíam um dreno de fundo, para captura do líquido percolado. O experimento foi conduzido em triplicata, nas proporções de 0,0%; 2,5%, 5,0%, 7,5%, 10,0% e 100,0% em peso de resíduo de cal. Foi monitorado o volume de percolado em função do tempo para cada leito. Também foi analisado o pH e a umidade inicial e final dos leitos, bem como o pH e a turbidez do líquido percolado. No resíduo sólido remanescente nos leitos de secagem foi realizada análise de fluorescência de RX. No experimento de modificação estrutural da base dos leitos com uso de tijolos, não foi observada nenhuma melhora no desaguamento do lodo. Acredita-se que os poros capilares dos tijolos saturaram no início do experimento, perdendo seu poder de sucção. No segundo experimento, foi observada uma melhora muito significativa em relação ao volume de líquido percolado em função do tempo, comprovando que a adição de resíduo de cal ao lodo favoreceu a rápida desidratação do mesmo (chegando a ser 40 vezes maior) A relação ótima foi verificada nos leitos que continham 5,0 % em massa de resíduo de cal. Todos os leitos que sofreram a adição de resíduo de cal aumentaram bruscamente o pH e solubilizaram o íon alumínio; porém aprisionaram os íons ferro e magnésio. Tanto a análise de fluorescência de raio X do lodo puro, bem como da mistura com resíduo de cal, remanescentes nos leitos de secagem, identificaram a presença de óxidos de cálcio, alumínio, ferro e sílica. Isso indica que estes resíduos (lodo ou lodo mais cal) podem ser incorporado à matéria-prima do cimento. Ter-se-ia, desta forma, um destino ecologicamente correto para os lodos de ETAs, que deixaria de ser lançado em corpos d’água. A incorporação do lodo de ETA ao cimento traria como principal vantagem o aumento da vida útil das jazidas de argila e de calcáreo, reduzindo a destruição da paisagem, flora e fauna.

O descarte no solo é uma alternativa viável para reduzir o potencial poluidor de muitos resíduos. Foram avaliados neste trabalho os efeitos da aplicação no solo de composto de lixo e de lodo de esgoto. Foram conduzidos dois experimentos utilizando-se dois solos (Latossolo Vermelho distroférrico nitossólico e Argissolo Vermelho distrófico arênico), sendo o primeiro feito em microparcelas. Os resíduos foram aplicados quatro vezes em dois anos, com a adição total de 117,3 t ha-1 de composto de lixo e 47,0 t ha-1 de lodo de esgoto; num tratamento adicional, com o dobro destas doses, foi feito o enriquecimento do mesmo com metais (Cu, Zn, Cd, Ni e Pb); foram comparados também um tratamento com adubação mineral completa e uma testemunha. Foi avaliado o efeito dos tratamentos sobre o rendimento de plantas de milho e de aveia, na água lixiviada e nas propriedades do solo. No segundo experimento, foi avaliada a atividade microbiana pela liberação de C-CO2, em amostras de solo com adição dos resíduos, incubadas em frascos respirométricos. As adições de composto de lixo e de lodo de esgoto até as quantidades de 117,3 t ha-1 e 47,0 t ha-1, respectivamente, supriram as necessidades de N e parte do P para as culturas de milho (verão) e de aveia (inverno). As adições dos resíduos aumentaram os teores de matéria orgânica e nitrogênio dos solos, a partir da primeira aplicação; aumentos nos teores de cobre e de zinco também foram observados com as aplicações sucessivas dos resíduos, principalmente no caso do lodo de esgoto. Os teores dos metais na água de lixiviação foram menores que os limites estabelecidos para água potável. O enriquecimento dos resíduos com metais aumentou a absorção dos mesmos pelas plantas, os teores totais no solo e os teores de cobre e de zinco no lixiviado, porém, não afetou a atividade microbiana. Nas taxas de aplicação mais altas, a mineralização média dos resíduos foi de 14,5% para o composto de lixo e de 28,7% para o lodo de esgoto, com pequenas variações entre solos, nas menores dose de resíduos foram determinadas as maiores taxas de decomposição, para os dois solos.