LOPES, A. C. Reator híbrido associando reator UASB e reator radial de leito fixo (RRLF), em escala piloto, no tratamento de esgoto sanitário. 2005. 86 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 2016-06-17T14:33:13Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_aclopes.pdf: 790160 bytes, checksum: 5acb3665374d6a8266b6215b483b21b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-22T10:52:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_aclopes.pdf: 790160 bytes, checksum: 5acb3665374d6a8266b6215b483b21b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-22T10:52:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_aclopes.pdf: 790160 bytes, checksum: 5acb3665374d6a8266b6215b483b21b5 (MD5) Previous issue date: 2005 / Integrated anaerobic/aerobic systems have been considered feasible alternatives concerning technical and economic aspects for treating domestic wastewaters. This paper presents the results obtained from the operation of this new reactor configuration, made up of a central unit – an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB), with a working volume of 286 L, associated to a radial-flow aerobic immobilized- biomass (RAIB), with a working volume of 215 L. The RAIB reactor circles the solid/liquid/gas separation zone. The main modification in the UASB reactor concerns this association with the RAIB. The UASB effluent was distributed through openings along its side walls to the RAIB, allowing the elimination of collecting channels and feeding devices from the latter reactor. The objective of this work was to promote organic matter (raw and soluble) and nitrogen removal from domestic sewage. Organic matter (as COD) and volatile suspended solids removal achieved efficiencies of 80 % and 89 %, respectively. Under stable operational conditions, the system effluent presented COD and volatile suspended solids values of 110 mg·L-1 and 16 mg·L-1, respectively. Efficiencies of 90 % for COD and volatile suspended solids removal were achieved with a organic loading rate of 4,0 kg COD·m-3·d-1. This integrated system has shown to be a valid configuration, efficiently removing organic matter and suspended solids from the domestic wastewater. However, contrarily to expectations based on the previous studies with RAIB, nitrification was poor. Therefore, modifications to the RAIB design must be considered for the establishment of nitrogen removing processes. / Os sistemas combinados anaeróbio/aeróbio para tratamento de esgotos sanitários têm sido considerados alternativas viáveis do ponto de vista técnico-econômico em relação aos sistemas tradicionais. Este trabalho apresenta os resultados obtidos com uma nova configuração de reator, composto por uma unidade central - um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) modificado de 286 L, associado a um reator radial aerado de leito fixo (RRLF) de 215 L, disposto de maneira a circundar a zona de separação sólido/ líquido/gás do reator UASB. A principal modificação no reator UASB foi, portanto, a incorporação, junto à sua parede externa, do RRLF. A alimentação do RRLF com o efluente do UASB dá-se através de abertura laterais na parede do UASB, o que permitiu eliminar as calhas de coleta e sistemas de alimentação do segundo reator. Esse sistema foi alimentado com esgoto sanitário obtido da rede coletora de esgotos do Campus da USP de São Carlos. Esperava-se obter remoção considerável de matéria orgânica solúvel e particulada, bem como a remoção parcial de nitrogênio. Foram obtidas eficiências médias de remoção de matéria orgânica (expressa como demanda química de oxigênio - DQO) e de sólidos suspensos voláteis (SSV), de 80 % e 89 %, respectivamente. Em condições de operação estável, os valores de DQO e SSV no efluente atingiram 110 mg·L-1 e 16 mg·L-1, respectivamente. Observou-se, também, que o sistema apresentou grande estabilidade operacional, tendo a taxa de carregamento orgânico volumétrica atingido valores da ordem de 4,0 kg DQO·m-3·d-1. Nessas condições, o sistema atingiu eficiências de remoção de DQO e SSV da ordem de 90 %. O sistema misto ensaiado mostrou ser uma configuração promissora, pois promoveu a remoção eficiente de matéria orgânica e de sólidos suspensos. Considera-se, no entanto, a necessidade de se introduzirem modificações no projeto do RRLF que permitam o estabelecimento dos processos de nitrificação e desnitrificação nesse reator, uma vez que foi obtida baixa eficiência de nitrificação e, conseqüentemente, a remoção de nitrogênio foi prejudicada.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-23T04:04:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337521.pdf: 7414124 bytes, checksum: 0aaf4be1c70017105366642a546315ab (MD5) Previous issue date: 2015 / O objetivo desta pesquisa foi avaliar o desempenho na remoção de nitrogênio em sistemas de wetlands de fluxo vertical para o tratamento de efluente doméstico bruto (Sistema Francês), com o aporte da biologia molecular para a compreensão dos processos. O estudo foi realizado na França ao longo de 16 meses. Dois filtros pilotos com superfície de 2m² cada foram testados e operados com um ciclo de alimentação intermitente (2,5 dias e carga hidráulica aplicada de 0,23 m/d) e um ciclo de repouso (4,5 dias). Uma camada de saturação foi criada no fundo do filtro a fim de propiciar condições para a desnitrificação subsequente à nitrificação. Duas profundidades de saturação foram testadas: 25 cm e 15 cm. O monitoramento incluiu parâmetros físico-químicos (SST, DQO dissolvida, N-NH4+, NTK e N-NO3-), bem como, medições contínuas (Eh, O2, °C e comportamento hidráulico). As análises estatísticas demostraram que o melhor desempenho de remoção para os parâmetros analisados ocorreu quando os filtros operaram com 25 cm de saturação (com TDH teórico de 6,66 h). Os resultados de todos os parâmetros avaliados demonstraram variações no desempenho do sistema, além de indicar que melhorias no projeto ou adição de um estágio de tratamento posterior são necessárias para que seja possível a remoção completa do nitrogênio. Levando em consideração que cada filtro piloto representa um único filtro do primeiro estágio do Sistema Francês, as eficiências de remoção (nitrificação de 57% e desnitrificação de 85%) foram consideradas satisfatórias. Em relação à verificação do perfil microbiano, três filtros em escala piloto e quatro estações em escala real foram testados. Para todos os sistemas avaliados não houve diferença estatística em relação aos diferentes pontos de coletas, demostrando uma boa e homogênea repartição do afluente na superfície dos filtros. Uma maior quantidade (n° cópias gene/g pellet) de bactérias nitrificantes foi observada no período de inverno, o que retrata um efeito temporal, visto que as bactérias nitrificantes possuem crescimento lento. Através do sequenciamento, foi observado para ambos os filtros a presença dos gêneros Nitrosonomas, Nitrosospira e Nitrospira, sendo dominantes as bactérias oxidantes de amônia (AOB). Os filtros pilotos apresentaram diferença significativa (p: 0,001) para a variável estação do ano. Todas as estações em escala real apresentaram resultados semelhantes. Dentre as profundidades testadas, a maior quantidade de AOB foi observada em 30 cm. Esse resultado demonstra que a camada de matéria orgânica depositada na superfície tem papel importante na estrutura do perfil microbiano. O ciclo de alimentação/repouso avaliado apresentou um aumento quantitativo e qualitativo na comunidade bacteriana nos dias de alimentação e decaimento nos dias de repouso, o que demonstra a dinâmica de crescimento das bactérias. Esse resultado pode indicar que um período de repouso utilizado no Sistema Francês de no máximo sete dias é suficiente para impedir que haja decaimento excessivo da comunidade bacteriana, otimizando, assim, a eficiência do tratamento.<br> / Abstract : This research aims to evaluate the performance on nitrogen removal in vertical flow wetlands systems for the treatment of raw wastewater (French system), with the contribution of molecular biology to understand the processes. This study was performed in France over 16 months. Two pilot systems with 2m² surfaces each, were tested and operated with intermittent feeding cycle (2.5 days and a 0.23 m/d applied hydraulic load) and 4.5 days resting cycle. A saturation layer was created in the in the filter background in order to provide conditions for the denitrification subsequent to nitrification. Two saturations depths were tested: 25 and 15 cm. The monitoring included physico-chemical parameters (TSS, dissolved COD, NH4+ - N, NO3- - N and TKN), as well as continuous measurements (Eh, O2, °C and hydraulic behavior). The statistical analysis demonstrated that the best removal performance for the parameters analyzed occurred when the filters operated at 25 cm saturation (with theoretical HRT of 6.66 h). The results of all evaluated parameters showed variations in system performance, they also indicate that improvements in the design or addition of a further processing stage are required so that complete removal of nitrogen is possible. Considering that each pilot filter represents a single filter of the first stage of the French system, the removal efficiencies (57% nitrification and 85% denitrification) were considered satisfactory. Regarding the verification of the microbial profile, three pilot scale filters and four real scale systems were tested. For all evaluated systems, there was no statistical difference in relation to the different collection points, demonstrating a good and homogeneous distribution of the surface of the affluent filters. A larger amount (nº gene copies/g pellet) of nitrifying bacteria was observed in the winter period, which illustrates a temporal effect, since the nitrifying bacteria have slow growth. Through sequencing, it was observed for both filters the presence of Nitrosomonas sp, Nitrosospira sp and Nitrospira sp, being dominant ammonia oxidizing bacteria (AOB). The pilots systems showed significant differences (p: 0.001) for the variable season of year. All full-scale systems showed similar results. Among the tested depths, the greater amount of AOB was observed in 30 cm. This result shows that the organic matter layer deposited on the surface, plays an important role in microbial profile structure. The evaluated feeding?resting cycles showed a quantitative and qualitative increase in the bacterial community in the feeding days and decay in the resting days, which demonstrates the growing bacteria dynamic. This result can indicate that a resting period used in the French System of up to seven days, is enough to prevent excessive decay of the bacterial community, thus optimizing the efficiency of the treatment.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:34:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340680.pdf: 2547462 bytes, checksum: 4b518d80ad6cd59a59c91662e04721ab (MD5) Previous issue date: 2016 / Os nanomateriais estão sendo amplamente utilizados em nosso cotidiano, com diferentes finalidades. A nanopartículas de prata (NPAg) é conhecida por suas propriedades antimicrobianas e é uma das mais comuns em produtos de consumo, tais como tecidos utilizados em roupas para prática de esportes, produtos médicos, produtos para bebês e muitos outros. O uso generalizado de NPAg pode aumentar sua liberação para ambientes naturais e às estações de tratamento de águas residuárias, onde podemos encontrar bactérias do ciclo do nitrogênio. Entre elas são bactérias oxidadoras de amônio (BOA), que são consideradas extremamente sensíveis às mudanças no ambiente. Como as NPAgs afetam a atividade dessas bactérias, importantes agentes reguladores do nitrogênio na natureza, este trabalho visa avaliar sua inibição em processo em batelada e em processo contínuo perante uma cultura pura de Nitrosomonas europaea e também uma cultura enriquecida em BOA, utilizando nanopartícula comercial. Para isso foram feitos testes inibição em batelada e em contínuo, de tempo de exposição, testes cinéticos, de microscopia e expressão gênica, expondo a bactéria à NPAg e Ag+. Os ensaios com cultura pura, nas concentrações de 0,075 mgAgNO3. L-1 (íon de prata), 0,075, 0,25, 0,50 e 0,75 mgAg_NPAg.L-1. Os resultados indicaram que as NPAg apresentam toxicidade elevada sobre a N. europaea, reduzido a velocidade de oxidação de amônia de 80,95 mgNO2-.L-1.d-1 para 46,43 mgNO2-.L-1.d-1 quando exposto à 0,75 mgAg_NPAg.L-1 (inibição foi de 42%). A concentração necessária para inibir a atividade em 50% (KI50) foi de 0,85 mgAg_NPAg.L-1. Íons de prata geraram 100% de inibição da cultura. A expressão gênica corroborou com esses resultados, indicando que existem outros caminhos metabólicos sendo utilizados pela bactéria na presença desse tóxico, podendo haver formação de N2O, gás do efeito estufa. A cultura mista também apresentou maior suscetibilidade ao Ag+ do que à NPAg, sendo que a concentração necessária para inibir 50% da atividade foi de 0,36 mgAgNO3.L-1 e 10,75 mgAg_NPAg.L-1, quase 30 vezes maior. Através de imagens produzidas MEV foi possível observar que a NPAg age sobre a membrana celular, causando ruptura da mesma em elevadas concentrações. Já o íon não apresentou danos relevantes à superfície da bactéria, agindo internamente. A comunidade nitritante perdeu atividade após a exposição contínua à 4,35 mgAg_NPAg.L-1, indicando que o acúmulo de amônia, devido a redução da atividade bacteriana com consequente esgotamento do sistema estudado. Por fim, um teste de tempo de exposição indicou que a toxicidade da NPAg é exclusivamente dependente da dose aplicada, sendo independente do tempo de exposição.<br> / Abstract: Nanomaterials are being widely used in our daily lives, with different purposes. Silver nanoparticle (NPAg) is known by its antimicrobial properties and is one of the most common in consumer products, such as sports cloths, medical products, baby products and many others. The widespread use of NPAg can increase its release to natural environments and to wastewater treatment plants (WWTP), where we can find bacteria from the Nitrogen cycle. Among them are ammonia oxidizing bacteria (AOB), that are considered extremely sensitive to environment changes. NPAg can affect the activity from this group of bacteria, and disrupt the nitrogen cycle. Therefore, this works objective was to evaluate the inhibition caused by NPAg during batch and continuous experiments towards a pure culture of Nitrosomonas europaea and also to a enriched culture AOB, using a commercial silver nanoparticles. Several tests were performed, such as: batch assays and continuous tests, dose and contact time batches, among other tests in order to try to understand the mechanism behind this inhibition. Pure culture batches were exposed to 0.075 AgNO3.L-1 (silver ion), 0.075, 0.25, 0.50 e 0.75 mgAg_NPAg.L-1. Nitrite production rate, fluorescence microscopy analysis and molecular biological methods were used to verify the toxic effect of those concentrations of silver. Results pointed out that NPAg cause inhibition of N. europaea, reducing ammonia oxidation rate from 80.95 mgNO2-L-1.d-1 ,in control, to 46.43 mgNO2-.L-1.d-1 when exposed to 0.75 mgAg_NPAg.L-1 (42% of inhibition). NPAg concentration needed to reduce bacterial activity in 50% (KI50) was 0.85 mgAg_NPAg.L-1. Silver ions caused 100% of inhibition. Gene expression corroborates with these results, indicating that there are other metabolic pathways being used by the bacteria in the presence of this toxic compound, with possible formation of N2O, a greenhouse gas. The mixed culture also showed higher susceptibility to silver ion than NPAg. Wherein the KI50 was 0.36 mgAgNO3.L-1 and 10.75 mgAg_NPAg.L-1, almost 30 times higher. SEM images showed how NPAg generates pints and breakage of cell membrane in when exposed to high concentrations of NPAg. However, Ag+ did not cause damage the surface of the bacteria, acting internally. The nitrifying community lost activity after continuous exposure to 4.35 mgAg_NPAg.L-1, ammonia accumulated, generating being toxic to the culture. Finally, a contact time test shown that the inhibition caused by NPAg is exclusively dependent of the dose and independent of the exposure time.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208245.pdf: 5453155 bytes, checksum: 000a0ef4bd950404e2a77df6166d309f (MD5)

Efluentes com grandes concentrações de fenol e nitrogênio amoniacal apresentam grande potencial poluidor ao meio ambiente. Exemplo deste tipo de despejo é o da unidade de coqueria da indústria siderúrgica que apresenta em termos quantitativos os fenóis como os principais constituintes orgânicos. Constituintes inorgânicos também estão presentes neste tipo de despejo e são principalmente cianeto, tiocianato, sulfato e nitrogênio amoniacal, sendo que a concentração deste último pode atingir níveis de centenas de miligramas por litro. No Estado de São Paulo, para atendimento às legislações em vigor - Decreto Estadual 8468/76 e Resolução CONAMA 357/05 - em termos de nitrogênio amoniacal e fenóis, as fontes poluidoras devem atender aos limites de emissão de 20 mg N/L para nitrogênio amoniacal total e 0,5 mg C6H5OH/L para índice de fenóis, e além disso, devem atender a classificação do corpo d\'água. Após resultados bem sucedidos de pesquisas realizadas anteriormente no Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da EPUSP objetivando remoção de compostos fenólicos e nitrogênio amoniacal, presentes em uma água residuária sintética de coqueria, através de nitrificação/desnitrificação do afluente em sistemas de lodo ativado, idealizou-se a presente pesquisa objetivando promover a nitrificação/desnitrificação de um despejo similar contendo altas concentrações de fenol (1000 mg/L) e nitrogênio amoniacal (500 a 1000 mgN/L) em sistema piloto de lodo ativado de lodo único, com duas concepções distintas: parcial (\"P\") a nitrito (ou \"nitritação/desnitritação\") em um primeiro caso, somente com fonte interna de carbono para a desnitrificação, e total (\"T\") num segundo caso, com fontes interna e externa de carbono. Além disso, também foi objetivo comparar os resultados obtidos do sistema piloto \"P\" com um sistema em bateladas seqüenciais operado paralelamente para remoção de nitrogênio via nitrito. A pesquisa permitiu concluir que o sistema contínuo, em virtude de seu regime operacional, não foi eficiente para remoção de nitrogênio via nitrito por não favorecer a manutenção de amônia livre na fase aeróbia em concentrações inibitórias aos microrganismos oxidadores de nitrito, já que segundo os resultados satisfatórios do sistema em bateladas seqüenciais, a existência de amônia livre e o pH se mostraram os principais parâmetros que regem o acúmulo de nitrito no reator. Apesar disso, o sistema apresentou resultados satisfatórios quanto à desnitrificação com fenol como fonte de carbono sendo que, durante toda a operação do sistema, o efluente final apresentou concentrações de fenol desprezíveis. Resumindo, o sistema contínuo só se mostrou adequado para remoção de nitrogênio via nitrato, ao passo que o sistema em batelada favoreceu a remoção via nitrito. Quanto ao sistema \"T\", que visava nitrificação/desnitrificação completa com fontes interna e externa de carbono, os resultados permitiram concluir que, apesar do etanol ser utilizado com eficiência pelas bactérias heterotróficas para promover a desnitrificação, seu uso como fonte externa de carbono não foi adequado em sistema de lodo único. Isto porque os microrganismos deixaram de utilizar o fenol na desnitrificação passando a utilizar somente o etanol, provocando acúmulo de fenol e desequilíbrio do sistema. Sendo assim, concluiu-se que o uso de etanol como fonte externa de carbono para a desnitrificação só seria recomendável em reator anóxico em separado, ou seja, em sistema de dois lodos e não de lodo único, como o da presente pesquisa. / Wastewaters containing high phenol and ammonium concentrations present a great pollutant potential to the environment. An example of this kind of effluent is the discharge of coke-plants, which presents, quantitatively, the phenols as the main organic compound. Inorganic compounds are also present in these wastewaters and are mainly cyanide, thiocyanate, sulphate and ammonium, the last one being able to achieve hundreds of milligrammes per litre. In Sao Paulo State, there are two legislations to be accomplished, State Decree 8468/76 and CONAMA Resolution 357/05 that stand that the polluters must accomplish the discharge limits of 20 mg N/L to total ammonium nitrogen and 0,5 mg C6H5OH/L to phenols, as well as accomplish the waterbody classification. The present research was planned after well succeded results of former researches in EPUSP\'s Hydraulic and Sanitation Engineering Department aiming to remove phenolic compounds and ammonium from a synthetic coke-plant wastewater, by nitrification/denitrification of the influent in activated sludge plants. The main purpose of this work was to remove nitrogen of a similar wastewater containing high phenol (1000 mg/L) and ammonium (500 a 1000 mgN/L) concentrations in two activated sludge pilot plants (single sludge): a partial one (\"P\") to remove nitrite (or \"nitritation/denitritation\") in the first case, only with internal carbon source for the denitrification, and a total one (\"T\") in a second case, with internal and external carbon sources. It was also aim of this work to compare the results obtained by the Partial (\"P\") pilot system with a parallel batch sequence reactor operated to remove nitrogen via nitrite. The research concluded that the continuos system, due to its operational characteristic, was not efficient to remove nitrogen via nitrite that does not favor the maintenance of free ammonia in the oxic phase in inhibitory concentrations to the nitrite oxidizers, as according to the wellsucceeded batch system, the existance of free ammonia and the pH have been the main parameters to raise the nitrite accumulation in the reactor. Nevertheless, the system presented satisfactory results to the denitrification with phenol as carbon source and, during the whole experimental work, the final effluent just showed despicable phenol concentrations. Summing up, continuos system was just adequate to remove nitrogen via nitrate, while the batch system favored its removal via nitrite. Due to the Total (\"T\") system which aims to complete nitrification/denitrification with internal and external carbon sources, the results showed that, despite ethanol having been successfully used by the heterotrophic bacteria to denitrification, its use as external carbon source was not adequate in single sludge system, because the microorganisms do not use phenol in denitrification, just using ethanol, causing phenol accumulation and unbalance of the system. Therefore, it was concluded that the use of ethanol as external carbon source to denitrification would be recommended only in anoxic separated reactor, i.e., in a double sludge system and not in a single sludge one, as this research.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2216_1.pdf: 882149 bytes, checksum: 3c08b499446a409d8a16c96820f252d3 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho avaliou a aplicação de reatores híbridos na remoção simultânea de carbono e nitrogênio. Foram utilizados dois conjuntos de reatores formados por reator anaeróbio (UASB + Filtro anaeróbio) e reator aeróbio (Lodos ativados + Biofiltro aerado submerso). O tempo de detenção hidráulica (TDH) dos reatores anaeróbios foi fixado em 8 horas enquanto um reator aeróbio operou com TDH de 8 horas e outros de 4, o experimento foi divido em duas fases com e sem recirculação. Quando operado sem recirculação os reatores anaeróbios obtiveram eficiência de DQObruta de 83% com a recirculação a eficiência diminuiu para 79%, a adição do reator aeróbio com THD de 4 horas não apresentou melhoria significativa na remoção de matéria orgânica, o reator aeróbio com TDH de 8 horas melhorou em 6 pontos percentuais a eficiência em ambas as fases. Com relação à nitrificação os reatores aeróbios apresentaram comportamento semelhante após a formação da biomassa, a alcalinidade presente no efluente foi suficiente para auxiliar a nitrificação. Na fase 2 todo no nitrato recirculado foi desnitrificado, o carbono presente no meio foi suficiente para a desnitrificação, o efluente apresentou concentração de nitrato inferiores a 8 mg/L, 88% dos dados, do reator aeróbio com TDH de 8 horas, atenderam ao padrão estabelecido pela CONAMA 379/2008 em relação ao nitrogênio amoniacal o percentual foi de 70% para reator com TDH de 4 horas

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:22:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alanis_JeanCarlo_D.pdf: 1673709 bytes, checksum: 580d9ccc57c59fa6cbb9804ec0fd65f6 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Após a descoberta do sistema de Iodo ativado, vários pesquisadores contribuíram de forma primordial para o aperfeiçoamento dos sistemas, tanto em termos de eficiência de remoção,como na capacidade de tratamento por unidade de volume do sistema, além de aumentarem a estabilidade operacional do mesmo. A finalidade do presente trabalho consistiu num estudo de métodos de tratamento de águas residuária sem reator "air-lift"pressurizado construído em aço inox, com tubos de aeração e reciclo de 1,2 e 1,5 m respectivamente.O reator foi alimentado com água residuária sintética com concentrações variáveis ao longo de sete experimentos realizadose o Iodo separado em sedimentadorlocalizado na parte superior para ser recirculadoao sistema. O reator foi operado continuamente até que o estado estacionário hidráulico e crescimento microbiano fossem atingidos a cada variação na concentração do substrato. A pressão manométrica no reator foi de 1,25 kgf.cm-2,a vazão de ar entre 1300 (experimentos 1, 2, 3 e 4) a 500 mL.min-1(experimentos5,6 e 7), e vazão de substrato de aproximadamente 380 mL.h-1. A metodologia utilizada nas análises está descrita no "Standard Methods for the Examinationof Water and Wastewater" (1995). Foram analisados a Demanda Química de Oxigênio (DQO), concentração da biomassa (sólidos suspensos voláteis - SSV), Nitrito, Nitrato, Nitrogênio Total e AmoniacaL A concentração de DQO do substrato variou inicialmentede 2890 a 8700 mgDaO.L-1, o que significa que o reator foi operado com concentração de Iodo igual à concentração obtida em sedimentadores convencionais de Iodo, tratando água residuária com DQO muito além do limite usual dos Iodos ativados convencionais. Esse aumento na concentração de DQO do substrato possibilitou um aumento significativo da contentração de biomassa no reator em até 10500 mgSSV.L-1. Com este aumento, verificou-se um incremento na eficiência de redução da DQO em até 99%. / Abstract: After the discovery of activated sludge system, several researchers made important contribution to improve systems not only in efficiency, but also in treatment capability per unit of system volume, besides they increase operational stability of the system. The objective of this work was to study methods of wastewater treatment in pressurized air lift reactor built in stainless steel with aeration pipes and downcomer of 1,2 and 1,5 m respectively. Reactor was feed with synthetic wastewater in concentrations that varied during seven experiments and sludge was separated in sedimentator at upper part for being recycled to the system. Reactor was carried out continuously until hydraulic stationary state and microbial growth were reached out each variation on substrate concentration. Manometric pressure in reactor was 1,25 kgf.cm-2, air fIow rate from 1300 (experiments 1,2,3 and 4) to 500mL.min-1(experiments 5, 6 and 7) and substrate flow rate about to 380 mL.h-1.The samples were analyzed by the methodology in analysis is described on "Standard Methods for Examination of Water and Wastewater" (1995). Chemical Oxygen Oemand (COO), biomass concentration (Volatile Suspended Solids - VSS), nitrite, nitrate, total and ammoniacal nitrogen were analyzed. The COO concentration of the substrate varied initially from 2890 to 8700 mg COO.L-1and the reactor was operated with sludge concentration equal to obtained in conventional sludge sedimentator, using high COO concentration of a significant increase of biomass concentration on reactor about 10500 mg VSS.L-1 was observed. With this increase it was verified an increment in efficiency of COO removal about 99%. / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

O principal objetivo desse trabalho foi desenvolver uma nova configuração de biofiltro aerado submerso utilizado no pós-tratamento do efluente de reator UASB, capaz de realizar nitrificação e desnitrificação em um único sistema. Em busca de bases operacionais dessa nova configuração, a pesquisa foi inicialmente conduzida com três reatores seqüenciais. Esses reatores foram dispostos nas seqüências I e II, respectivamente. Os resultados obtidos com esses sistemas seqüenciais levaram a concepção do projeto da nova configuração do biofiltro proposto (BF definitivo). Os resultados da seqüência I mostraram alto potencial para conversão de nitrogênio amoniacal e total, e também alta eficiência na remoção da matéria orgânica carbonácea. Esse sistema, porém, não apresentou potencial para desnitrificação. Na seqüência II foi realizada recirculação entre dois reatores do sistema (anóxico e aeróbio) para aumento de tal potencial. O maior potencial de desnitrificação, nessa seqüência, foi observado para razão de recirculação, Rc, igual a 2,65 e com o uso de 40%, em volume, de esgoto sanitário bruto como fonte de carbono. Sob essas condições operacionais, para concentração média afluente ao sistema igual a 33,74 mg de \'N-\'NH IND.3\'/L as concentrações efluentes médias de \'N-NH IND.3\', \'N-NO IND.2\'POT.-\' e \'N-NO IND.3\'POT.-\' foram, respectivamente, iguais a 0,16, 0,0026 e 9,72 mg/L. Os resultados do BF definitivo mostraram que a nova configuração proposta é viável como unidade de pós-tratamento de efluente de reator UASB, promovendo nitrificação e desnitrificação em um único sistema, além de alta eficiência de remoção da matéria orgânica. Em todas as fases dessa pesquisa, praticamente, todos os resultados obtidos atenderam ao padrão de lançamento de nitrogênio amoniacal estabelecido pela legislação ambiental. / The main objective of this work was developing a new configuration of submerged aerated biofilter used in UASB reactor post-treatment, with nitrification and denitrification in a single system. Searching operational bases of this new configuration, this research was initially driven by three sequential reactors. These reactors were arranged in the sequences I and II, respectively. The results obtained with these sequential systems took the conception of the project of the new configuration of the proposed biofilter (definitive BF). The results of the sequence I showed high ammoniacal and total nitrogen conversion potential, and also high carbonaceous organic matter removal efficiency. This system, however, not presented potential for denitrification. In the sequence II recirculation between two reactors (anoxic and aerated) of the system was made for such potential increasing. The higher denitrification potential, in this sequence, was observed with recirculation reason, Rc, equal to 2,65 and using 40%, in volume, of raw sanitary sewage as carbon source. Under these operational conditions, for average affluent concentration of 33,74 mg of \'N-NH IND.3\'/L the average effluent concentrations of \'N-NH IND.3\', \'N-NO IND.2\'POT.-\' e \'N-NO IND.3\'POT.-\' were, respectively, equal to 0,16, 0,0026 and 9,72 mg/L. The results of the definitive BF showed that the new proposed configuration is feasible as effluent UASB post-treatment unity, with nitrification and denitrification in a single system, besides high organic matter removal efficiency. Practically in all the phases of this research, all the results obtained attended to the launch standard of ammoniacal nitrogen established by the environmental legislation.

Poucos estudos existem sobre o efeito de diferentes inóculos microbianos na produção de composto fermentado bokashi e seu efeito no solo em relação à disponibilidade de nitrogênio e fósforo. A farinha de penas é outro potencial adubo orgânico que é pouco explorado no Brasil. O presente estudo teve por objetivo avaliar o efeito dos inóculos microbianos comercial e nativo, assim como da farinha de penas, na disponibilização de nitrogênio e fósforo, e sua interferência na nitrificação no solo. Os compostos bokashi foram feitos um com inóculo coletado em solo de área de preservação permanente misturado a solo de área de cultivo e outro com inóculo comercial. Os tratamentos: bokashi com inóculo comercial (BC), bokashi com inóculo nativo (BN), mistura de farelos com inóculo comercial (FC), mistura de farelos com inóculo nativo (FN), somente mistura de farelos (F), somente aplicação do inóculo comercial no solo (TC), farinha de penas (FP) e somente solo (T) foram misturados ao solo e incubados por 84 dias. Avaliações periódicas foram feitas dentro do período de incubação, as quais mensuraram a mineralização de nitrogênio, a nitrificação, a disponibilização de fósforo, a respiração basal, o carbono da biomassa microbiana, o coeficiente metabólico, o pH e o carbono e o nitrogênio total. O nitrogênio e o fósforo disponível foram avaliados nos compostos. O bokashi foi eficiente na disponibilização de fósforo no solo, assim como nitrogênio e fósforo no composto. A mineralização de nitrogênio foi reduzida quando os farelos passaram pelo processo de bokashi. A aplicação do bokashi não interferiu na nitrificação. O BC foi mais eficiente em disponibilizar fósforo e nitrogênio no composto e no solo que o BN. O FC apresentou uma atividade biológica de decomposição mais intensa, assim como maior mineralização de nitrogênio dos compostos quando comparado ao FN. O FN aumentou o nitrogênio orgânico no solo. Ambos inóculos demonstraram pouco efeito na nitrificação e na acidez do solo. A aplicação do FP no solo apresentou grande potencial para o suprimento de nitrogênio. / There is a reduced amount of studies on the different microbial inoculum effects in bokashi fermented compost and its effects related to soil nitrogen and phosphorus availability. The poultry feather manure is another potential fertilizer with little exploration in Brazil. The present study aim to evaluate the microbial inoculum effects, commercial and native, and the poultry feather manure, in soil nitrogen and phosphorus availability and nitrification interference. The bokashi composts were made one with collected inoculum in permanent preservation area mixed with crop soil and another with commercial inoculum. The treatments: commercial inoculum bokashi (BC), native inoculum bokashi (BN), commercial inoculum bran mixture (FC), native inoculum bran mixture (FN), bran mixture (F), just commercial inoculum in soil (TC), poultry feather manure (FP) and just soil (T) were mixed with a soil and incubated for 84 days. Periodic evaluations were made in incubation period, that one has assessed the nitrogen mineralization, the nitrification, the phosphorus availability, the basal respiration, the microbial biomass carbon, the metabolic coefficient, the pH and the total carbon and nitrogen. The nitrogen and phosphorus availability was evaluated in composts. The bokashi was efficient in soil phosphorus availability, like nitrogen and phosphorus in compost. The nitrogen mineralization was reduced with bokashi application. The bokashi application did not interfered in nitrification. The BC was more efficient in phosphorus and nitrogen availability in compost and in soil then the native inoculum bokashi. The FC show more biological decomposition activity, therefore with more nitrogen mineralization in relationship with FN. The FN increased the soil organic nitrogen. Both inoculum revealed little effect in nitrification and soil acidity. The FP application in soil demonstrated great potential in nitrogen supply.

Este trabalho avaliou o desempenho de um biorreator combinado anóxico-aeróbio de leito fixo operado de modo contínuo, em escala piloto, com escoamento ascendente e recirculação, utilizando enchimento plástico preenchido com espuma de poliuretano como material suporte para imobilização de biomassa, aplicado ao tratamento de águas residuárias de laticínio visando à remoção de matéria orgânica carbonácea e nitrogênio. Durante as duas primeiras etapas avaliou-se o desempenho de remoção de matéria orgânica (DQO) e conversão de nitrogênio total Kjeldahl (N-NTK) dos módulos anaeróbios, operando sob 48h e 24h de tempos de detenção hidráulica (TDH). Nas duas etapas seguintes acoplaram-se os módulos aeróbios, avaliando-se o ganho de desempenho de remoção de matéria orgânica e conversão de nitrogênio através da aplicação de afluente sem recirculação e com diferentes cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas, constatando que este valor não deve exceder 2 KgDQO.m-3.dia-1 para o efetivo processo de nitrificação, também notou-se inibição das bactérias oxidadoras de nitrito devido a presença de amônia livre no meio. Durante as últimas duas etapas houve recirculação de efluente com objetivo de estimular a desnitrificação, nas quais as condições de recirculação a razão 1:1 e 2:1 foram aplicadas. As eficiências de remoção de DQO, N-NTK e nitrogênio total (N-Nt) foram 96,0%, 94,2% e 30,9%, respectivamente durante a Etapa 5. Verificou-se que o desempenho e estabilidade do biorreator em relação à remoção de matéria orgânica carbonácea e nitrogênio está relacionada com a COV aplicada, e que para valores inferiores a 2 KgDQO.m-3.dia-1 é possível atingir os padrões de lançamento de efluente dispostos nas resoluções 357 e 430, do Conselho Nacional do Meio Ambiente. / This study measured the performance of an anoxic-aerobic combined fixed bed bioreactor (pilot scale) operated in continuous mode, with upflow and recirculation using plastic filler filled with polyurethane foam as support material for immobilization of biomass applied to the treatment of dairy wastewater aiming at the removal of carbonaceous organic matter and nitrogen. During the first two steps we evaluated the performance of removal of organic matter (COD) and conversion of total Kjeldahl nitrogen (TKN-N) of anaerobic modules operating under 48h and 24h of hydraulic retention time (HRT). In the following two steps was coupled aerobic modules, evaluating the performance gain of organic matter removal and conversion of nitrogen by applying affluent without recirculation and with different volumetric organic loads (VOC) applied, confirming that this value does not exceed 2 KgDQO.m-3day-1 to effective nitrification process, as was noted inhibition of nitrite-oxidizing bacteria due to the presence of free ammonia in sample. During the last two steps, was started re-circulating effluent to stimulate denitrification, and were applied the conditions of the recirculation ratio 1:1 and 2:1. The COD removal efficiency, TKN-N and total nitrogen (N-Nt) were 96.0%, 94.2%, and 30.9%, respectively during the Step 5. It was verified that the performance and stability of the bioreactor concerning to the removal of carbonaceous organic matter and nitrogen is related to the VOC applied, and when the VOC applied is less than 2 KgDQO.m-3day-1 is possible to reach the release patterns effluent disposed by Brazilian environmental legislation.