Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319257.pdf: 3110311 bytes, checksum: bc8d5ded629f613adc4419c7036a0558 (MD5) Previous issue date: 2013 / O rápido crescimento populacional resultou no aumento da demanda de alternativas viáveis para sistemas de esgotamento sanitário em localidades desprovidas desse serviço. Neste estudo, objetivou-se verificar o desempenho de reatores em bateladas sequenciais (RBS) e determinar a composição da comunidade microbiana responsável pela remoção de matéria orgânica e nutrientes. Para tanto, dois reatores em bateladas sequenciais (RBS1 e RBS2), integrantes de sistemas descentralizados de tratamento, em escala real, alimentados com esgoto sanitário, foram operados com baixa concentração de oxigênio dissolvido (0,3-0,7 mg L-1) e diferentes razões C/N. Os reatores apresentaram variações na carga aplicada ao longo do monitoramento (Etapa II 0,5 e 0,4 kg m-3 d-1 para os RBS 1 e 2, respectivamente; e na Etapa III variou entre 0,2 e 3,4 kg m-3 d-1 no RBS2) não interferindo contudo na sua eficiência. As eficiências de remoção foram superiores a 80% para DQOS e DQOT; 60% para N-NH4+, 70% para SST e 80% para SSV. Verificou-se que as remoções de matéria orgânica e nitrogênio ocorriam nas primeiras horas do ciclo, indicando que o sistema funciona eficientemente em ciclos com duração inferior a 4 horas. A microscopia evidenciou um lodo concentrado composto por amebas nuas e tecadas, ciliados e rotíferos. A biomassa era formada por um consórcio microbiano comumente relatado em sistemas de tratamento por lodos ativados. Houve ocorrência de bactérias nitrificantes dos gêneros Nitrospira e Nitrosomonas e organismos acumuladores de fosfato em ambos os reatores. Os gêneros Thiobacillus, Desulfovibrio e organismos acumuladores de glicogênio foram detectados no RBS2, assim como observada elevada incidência de organismos acumuladores de fosfato desnitrificantes (média =70%). A temperatura mostrou-se determinante nos processos de nitrificação. Mudanças na composição bacteriana do lodo foram verificadas ao longo do tempo em ambos os reatores, vinculadas aos fatores operacionais e às variações da qualidade do afluente, com diminuição da diversidade e frequência constante dos grupos nos períodos de alta carga. Houve correlação entre alguns grupos encontrados em períodos de alta e baixa carga. Os resultados reforçam a premissa de que RBS podem se adaptar às mudanças de cargas aplicadas (orgânica e de nutrientes), com aclimatação gradual da biomassa. <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2012-10-20T00:58:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:17:49Z : No. of bitstreams: 1 182931.pdf: 10339358 bytes, checksum: 668501b0da3bd082f2d204a0f5a01a97 (MD5) / Os efluentes líquidos da suinocultura apresentam além de elevadas concentrações de material carbonáceo, altos teores de nitrogênio e fósforo. Basicamente, as tecnologias que são empregadas no tratamento dos dejetos de suínos caracterizam-se por armazenamento temporário seguido de aplicações no solo, ou pela seqüência de lagoas que tendem a estabilizar material carbonáceo e reduzir a colimetria, sendo que os nutrientes não são contemplados na sua totalidade, obtendo assim, uma série de transformações intermediárias ou remoções ocasionais. Faz-se necessário, portanto, a incorporação de técnicas que possam ser associadas aos sistemas consolidados e que promovam a maximização dos processos de transformação e remoção desses nutrientes. Dentro desta perspectiva, objetiva-se o pós-tratamento em efluentes de lagoas de estabilização de dejetos de suínos empregando a técnica conhecida como vertical constructed wetlands (BioFiltros com Macrófitas), em escalas laboratorial (colunas) e de campo (módulos piloto). O experimento de campo foi conduzido junto a uma fazenda de criação de suínos localizada na região oeste de Santa Catarina, onde cerca de 600 m3.d-1 de dejetos são gerados. Os dejetos são tratados por uma seqüência de 7 lagoas de estabilização (2 anaeróbias, 1 facultativa, 1 aerada e 3 de maturação), apresentando remoções médias de 94% para DQO, 72% para NH4-N, 83% para PO4-P e 72% para ST. Apesar das porcentagens de remoção, as concentrações de nitrogênio e fósforo permanecem elevadas para o lançamento ao ambiente (360 mg.L-1 e 63 mg.L-1, respectivamente). A unidade de pós-tratamento é composta por 4 módulos BioFiltros com Macrófitas (V = 4,92 m3; A = 7,59m2; profundidade = 0,90m, cada módulo), plantados com Typha spp, e alimentada 3 vezes ao dia (30 mm.d-1) com o efluente final das lagoas existentes, totalizando 230 L.d-1. Os módulos 1 e 3 foram preenchidos com o material filtrante composto pela areia 1 (d10 = 0,21mm; U = 2,14; K = 4,4.10-4 m.s-1; % de finos = 57%) e os módulos 2 e 4 pela areia 2 (d10 = 0,23mm; U = 6,00; K = 5,4.10-4 m.s-1; % de finos = 29%). A alta concentração de NH4-N afluente causou toxicidade às macrófitas, resultando em constantes trocas de indivíduos, sendo portanto as transformações e remoções ocorridas atribuídas aos fenômenos ocorridos junto ao material filtrante. A partir do 111o dia de operação os módulos com areia 1 apresentaram redução significativa do potencial de drenagem, indicando colmatação do material. Para os módulos com areia 2, a partir do 112o dia de operação obteve-se 58% de remoção de amônia, sendo que destes 42% deram-se através da nitrificação para uma carga média aplicada de 14 gNH4-N.m-2.d-1. A retenção de PO4-P nos BioFiltros com areia 2 variou de 52% a 66% para cargas aplicadas de 1,0 a 1,7 gPO4-P.m-2.d-1, respectivamente. Nas colunas, obteve-se nitrificação e retenção de PO4-P variando de 49% a 90% e de 59% a 96%, respectivamente. Apesar das satisfatórias remoções e transformações obtidas nas colunas e nos BioFiltros com areia 2, os valores absolutos permaneceram elevados, mostrando assim, a necessidade de se aumentar a área superficial dos módulos, identificar materiais filtrantes com maiores teores de Fe, Ca e Al, diminuir a concentração afluente de NH4-N por meio de reciclos e promover o desenvolvimento por completo das macrófitas, bem como, otimizar processos de remoção da matéria carbonácea e remoção das frações de sólidos no sistema de lagoas de estabilização existente.

Submitted by Tatiana Santos da Silva null (tatianaengambiental@gmail.com) on 2017-04-27T16:58:43Z No. of bitstreams: 1 2017_Tatiana Santos da Silva.pdf: 2674148 bytes, checksum: 550a2730ada1290262c2c460de534577 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-05-02T17:11:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ts_me_ilha.pdf: 2674148 bytes, checksum: 550a2730ada1290262c2c460de534577 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T17:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ts_me_ilha.pdf: 2674148 bytes, checksum: 550a2730ada1290262c2c460de534577 (MD5) Previous issue date: 2017-03-02 / A aplicação do Reator de Biofilme Aerado em Membrana (MABR) no tratamento de esgotos apresenta como desafio o controle da espessura ótima do biofilme uma vez que elevadas espessuras impedem a transferência de oxigênio e de substratos paras as camadas que compõem o biofilme, findando no decaimento do desempenho do MABR. O objetivo central deste trabalho foi analisar o efeito da velocidade de recirculação sobre a eficiência de remoção de nutrientes e carbono orgânico, em um MABR operado em batelada sequencial com esgoto doméstico bruto. Com um volume de 20 L, o MABR continha um módulo de membranas com 0,08 m2m-3 de área específica, operando com ciclo de batelada de 12 horas. Foram monitorados os seguintes parâmetros: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, nitrogênio amoniacal, nitrogênio total, nitrato, nitrito, DQO, fósforo e SSV. A taxa de remoção de amônia alcançada foi de até 75,17% e 62,5% na remoção de Nitrogênio Total para a velocidade de 11 cm/s. Nesta pesquisa houve pouca remoção do fósforo. Na remoção de carbono orgânico foram alcançadas eficiências em torno de 80% nas velocidades de recirculação de 6,3 e 11 cm/s. Assim, a melhor velocidade de recirculação para operação do MABR nas condições apresentadas neste trabalho, seria uma velocidade intermediária a 6,3 e 11 cm/s, na qual ocorreriam tanto a nitrificação e desnitrificação, pela permanência da camada anóxica, e a oxidação pelas heterótrofas.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-23T21:48:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇAO Cândida Nathaly Cordeiro Souto.pdf: 2081125 bytes, checksum: e4bcbb31239d576354a7bab1aa383a1c (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-24T18:34:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇAO Cândida Nathaly Cordeiro Souto.pdf: 2081125 bytes, checksum: e4bcbb31239d576354a7bab1aa383a1c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇAO Cândida Nathaly Cordeiro Souto.pdf: 2081125 bytes, checksum: e4bcbb31239d576354a7bab1aa383a1c (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / FACEPE / A disponibilidade hídrica é uma das maiores preocupações ambientais a nível mundial. O aumento da demanda por água sugere uma necessidade maior do tratamento e reutilização das águas consumidas. A eutrofização dos corpos hídricos é um problema ambiental recorrente, causado pelas descargas excessivas de nutrientes nos corpos hídricos. Os reatores em bateladas sequenciais (RBS) possibilitam a remoção de nutrientes em esgotos através de processos biológicos. Uma vez que a população microbiológica é exposta a condições alternadas anaeróbia/aeróbia/anóxica, o fósforo é removido devido à atividade de micro-organismos que o acumulam; simultaneamente, o nitrogênio é removido por nitrificação e desnitrificação. Neste trabalho, um RBS de 140 L de volume útil foi operado recebendo esgoto doméstico de baixa carga orgânica proveniente do tratamento preliminar de uma ETE. O estudo foi dividido em duas fases, em que foram alterados os tempos de ciclos e das fases de reação. O sistema foi monitorado por meio de coletas semanais para análise das variáveis de interesse. Quando se atingiu o estado estacionário, foram traçados perfis do funcionamento do reator em cada fase operacional. Para isto, foram realizadas análises físico-químicas (fósforo, nitrogênio, sólidos, alcalinidade, DQO, AGV e PHA) e microbiológicas (microscopia óptica, testes de atividade da biomassa e teste de biologia molecular por PCR). Os resultados das variáveis físico-químicas mostraram eficiência na remoção de fósforo, nitrogênio e matéria orgânica; O processo EBPR se efetivou conforme o esperado em ambas as fases; sugerindo a atividade de PAOs e DPAOs no sistema. A remoção de nitrogênio amoniacal foi completa e efetiva. Os testes biomoleculares confirmaram a presença no sistema operado dos principais grupos de micro-organismos responsáveis pela remoção biológica de nutrientes: PAOs, Anammox, desnitrificantes e nitrificantes. / The water availability is one of the major environmental concerns worldwide. The increased demand for water suggests a greater need for treatment and reutilization of the wastewater. The eutrophication of the water bodies is a recurrent environmental issue, caused by the excessive discharge of nutrients in the water bodies. Sequencing batch reactors (SBR) allow the removal of nutrients from sewage by biological processes. Once the microbiological population is exposed to alternate anaerobic/aerobic/anoxic conditions, the phosphorus is removed due the activity of the microorganisms that accumulate it; at the same time, the nitrogen is removed by nitrification and denitrification. In this work, one SBR with 140 L of working volume was operated receiving a low organic load of domestic sewage from the preliminary treatment of a sewage treatment plant. The study was divided in two phases, in which the times of the cycles and of the reaction phases were changed. The system was monitored by weekly sampling for analysis of the parameter of interest. When the stationary state was reached, the operating profiles of the reactor in each operational phase were plotted. For this aim, physical-chemical (phosphorus, nitrogen, solids, alkalinity, COD, VFA and PHA) and microbiological (optical microscopy, biomass activity test and molecular biology test by PCR) analysis were performed. The physical-chemical results showed efficiency on the removal of phosphorus, nitrogen and organic matter; The EBPR process took effect as expected in both phases; suggesting the activity of PAO and DPAO in the system. The removal of ammonia nitrogen was complete and effective. The biomolecular tests confirmed the presence of the main microorganisms groups responsible for the biological removal of nutrients in the operated system: PAO, Anammox, denitrifying, nitrifying.

Orientador: Ronaldo Stefanutti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-13T07:16:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_LuanaMattosdeOliveira_M.pdf: 2567384 bytes, checksum: 517d8663924f9e32a90ec5b64ae951c8 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O desenvolvimento de sistemas de tratamento de esgoto, eficientes e adaptáveis às condições econômicas e estruturais de uma região seria uma opção para diminuir o problema da escassez de água, já que o efluente poderia ser reutilizado ou descartado nos corpos hídricos. Ainda, com o esgotamento sanitário, os problemas de saúde pública e do meio ambiente seriam menos agravantes. Frente a esta situação, o objetivo deste projeto foi estudar um sistema para o tratamento de esgoto doméstico de pequenas comunidades, composto por filtros anaeróbios seguidos por filtros de areia. Avaliou-se o desempenho de dois filtros anaeróbios com fluxos ascendentes e preenchidos com cascas de coco verde (Cocos nucifera) e de quatro filtros de areia com espessura de 0,75m. A partida dos reatores anaeróbios foi diferente pois um deles foi inoculado. O Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) estudado variou de 12 horas até 3 horas. Nos quatro filtros de areia foram aplicadas diferentes taxas hidráulicas (300, 400, 500 e 600 Lm-2dia) com a finalidade de se encontrar a capacidade limite de aplicações diárias, mantendo seu efluente com qualidade compatível a legislações brasileiras, como o CONAMA 357. A avaliação dos reatores anaeróbios, do meio suporte e das taxas de aplicação nos filtros de areia foi realizada com a análise semanal do esgoto bruto, dos efluentes anaeróbios e dos efluentes dos filtros de areia quanto a parâmetros físicos, químicos e biológicos, conforme os procedimentos do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Os filtros anaeróbios mostraram-se estáveis frente a mudanças do TDH e a remoção de material orgânico foi em torno de 64% evidenciando que as cascas de coco verde podem ser utilizadas como meio suporte. Os filtros de areia puderam remover cerca de 80% da matéria orgânica e dos SST e, aproximadamente, 100% da turbidez. Além disso, apresentaram grande capacidade de aeração e nitrificação, gerando um efluente com 82% de concentração de nitrato em relação à concentração de nitrogênio total. Como os resultados foram satisfatórios, comprova-se que é possível a aplicação de maiores taxas hidráulicas nos leitos de areia. / Abstract: The development of efficient wastewater treatment systems, which are also adapted to the economic and structural conditions of a village, would be an option to decrease the lack of water problem since the effluent could be reused or discharged into receiving waters. Moreover, with wastewater system, health and environmental problems would be less frequent. For this reason, the aim of this investigation was to study a wastewater treatment system for small villages constituted by the combination of upflow anaerobic filters followed by sand filters. The performance of two upflow anaerobic reactors filled with coco nuts (Cocos nucifera) and four sand filters (0.75m deep) was evaluated. The anaerobic filters' staring up were different since one of them was inoculated. The hydraulic retention time (HRT), which was studied, varied from 12 to 3 hours. On the four sand filters, the anaerobic effluent was disposed in different frequencies of application (300, 400, 500 and 600 Lm-2dia-1) in order to estipulate the diary application limit capacity to keep the effluent quality according to Brazilian laws, like CONAMA 357. To evaluate the anaerobic reactors, the support and the frequency of application on the sand filters, weekly, sewage, anaerobic and final effluent were analyzed through physical, chemical and biological parameters, according to Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Anaerobic reactors were stable even when HRT was modified and organic material removing was around 64% showing that the coco nuts can be used as a support. The sand filters could remove about 80% of organic matter and TSS and, approximately, 100% of turbidity. Besides, these filters showed a great capacity of aeration and nitrification producing an effluent with 82% of nitrate concentration from the total nitrogen concentration. As the results were satisfactory, it can be confirmed the possible higher frequencies of application in sand filters. / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

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.

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:32:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GuilhermeAugustoda_M.pdf: 2678513 bytes, checksum: 34afef846ff5c1c96bb5c9b85443853c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O presente estudo monitorou um sistema combinado anaeróbio-aeróbio com o objetivo de caracterizar a microfauna contida na biomassa aderida do reator aeróbio e determinar sua correlação com variáveis físicas e químicas, além de avaliar a redução da toxicidade do afluente do sistema para as espécies Vibrio fischeri e Girardia tigrina. O tratamento de esgoto com características sanitárias foi realizado por sistema em escala piloto constituído por filtro anaeróbio (FA), com volume de 300 L, seguido de biofiltro aeróbio submerso (BAS), com volume de 150 L, ambos preenchidos com meio suporte, seguidos de um decantador (DEC) com volume de 50 L. O sistema está instalado nas dependências do Laboratório de Protótipos de Tratamento de Águas e Efluentes (LABPRO) da FEC/UNICAMP. A pesquisa foi dividida em 4 etapas que se diferenciaram pela razão de recirculação entre efluente tratado e o efluente bruto que alimentava o sistema. Na etapa 1 (E1) não houve recirculação, ou seja, razão 0, na etapa 2 (E2) a razão foi de 1,5, na etapa 3 (E3) de 3,0 e na etapa 4 (E4) de 4,0. Foram monitorados 5 pontos de coleta no sistema: P1-esgoto bruto, P4- altura de 40 cm no BAS, P6-altura de 140 cm no BAS, P7-altura de 200 cm no BAS e P8-esgoto tratado. Foram coletadas amostras semanalmente para caracterização da microfauna e determinação das variáveis físicas e químicas, enquanto que os testes de toxicidade foram realizados 3 vezes em cada etapa sendo um no início, um no meio e outro no fim da etapa. A correlação foi estabelecida entre os grupos componentes da microfauna ¿ ciliados predadores de flocos (CPF), ciliados livre natantes (CLN), ciliados fixos (CF), amebas (AMB), flagelados (F) e micrometazoários (MTZ) ¿ e variáveis físicas e químicas tais como pH, temperatura, oxigênio dissolvido, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, demanda química de oxigênio (DQO), dentre outras. Na E1 foi encontrada correlação negativa entre o grupo F e as variáveis pH, alcalinidade parcial, alcalinidade total e nitrogênio amoniacal em P4. Em P7 foi determinada correlação positiva entre o grupo CF e pH, alcalinidade parcial, alcalinidade total, NTK e nitrogênio amoniacal, e correlação negativa com nitrato. Na E2 no ponto P4 foi possível correlacionar positivamente o grupo MTZ com nitrato, e negativamente com alcalinidade parcial. O grupo CLN foi correlacionado positivamente com nitrogênio amoniacal, NTK e DBO, e negativamente com nitrito e nitrato em P7. Na E3 o grupo CLN do P7 apresentou correlação positiva com pH, alcalinidade parcial e DBO, e negativa com oxigênio dissolvido e nitrato. Na E4 não foram obtidas correlações significantes para os pontos P4 e P6. Já em P7, o grupo AMB foi correlacionado positivamente com NTK. O esgoto bruto que alimentou o sistema apresentou toxicidade em todas amostras coletadas tanto para Vibrio fischeri quanto para Girardia tigrina. Para o organismo Vibrio fischeri todos os valores de CE50 determinados para o efluente tratado foram considerados não tóxico em cada etapa. Para Girardia tigrina ocorreu uma redução gradual da toxicidade do esgoto tratado ao longo de E1, E2 e E3, e não foi observada toxicidade em E4. P7 se mostrou como o melhor ponto para caracterização da microfauna devido à maior frequência dos grupos da microfauna, além de gerar maior número de correlações com as variáveis do que os pontos P4 e P6. Além disso, foi possível concluir que o sistema combinado foi considerado eficiente na redução de toxicidade para as espécies utilizadas de acordo com os parâmetros de operação aplicados ao sistema / Abstract: This study monitored an anaerobic-aerobic combined system aiming to characterize the microfauna contained in the aerobic reactor biomass and to determine its correlation to physical and chemical variables; it also aimed to asses the wastewater toxicity reduction of the system to the Vibrio fischeri and Girardia tigrina species. The treatment of wastewater with sanitary characteristics was accomplished by a pilot-scale system using an anaerobic filter (AF - 50 L) followed by a submerged aerobic biofilter (SAB - 150 L), both filled with support media, and a clarifier (50 ¿ L). The system is installed at the Laboratório de Protótipos de Tratamento de Águas e Efluentes (LABPRO) from FEC/UNICAMP. The research was divided into 4 stages that differentiate from each other by the recirculation ratio of treated effluent over affluent in the system. In stage 1 (S1), there was no recirculation, so the recirculation ratio was 0. In stage 2 (S2), the ratio was 1,5; in stage 3 (S3), the ratio was 3,0 and in stage 4 (S4), the ratio was 4,0. Five sample points were monitored in the system: P1 ¿ raw wastewater, P4 ¿ 40 cm height in SAB, P6 ¿ 140 cm height in SAB, P7 ¿ 200 cm height in SAB, and P8 ¿ treated wastewater. Samples were collected weekly for microfauna characterization and determination of physical and chemical variables, while toxicity essays were conducted 3 times at each stage: one at the start of the stage, one in the middle of the stage, and the last one at the end of the stage. The correlation was established between the groups that constitute microfauna ¿ crawling ciliates (CC), free swimming ciliates (FSC), sessile ciliates (SC), testae amobae (TA), flagellates (F) and micrometazoa (MTZ), as well as physical and chemical variables, such as pH, temperature, dissolved oxygen, chemical oxygen demand (COD), and others. In S1, negative correlation was established between group F and the variables pH, partial alkalinity, total alkalinity and ammonia nitrogen for P4. In P7, positive correlation was determined between group SC and ph, partial alkalinity, total alkalinity, TKN and ammonia nitrogen, and negative correlation to nitrate. In S2 for P4, it was possible to positively correlate the group MTZ to nitrate, and negatively to partial alkalinity. The group FSC correlated positively to ammonia nitrogen, TKN and BOD, and negatively to nitrite and nitrate in P7. In S3, the FSC group of P7 correlated positively to pH, partial alkalinity and BOD, and negatively to dissolved oxygen and nitrate. In S4, no significant correlation was found for P4 and P6. For P7, the TA group showed positive correlation to TKN. The raw wastewater that fed the system was determined as toxic to all samples collected to Vibrio fischeri and Girardia tigrina. For the organism Vibrio fischeri, all CE50 values determined for treated wastewater were considered nontoxic in every stage. For Girardia tigrina, a gradual toxicity reduction occurred for treated wastewater during S1, S2, and S3, but in S4, all samples were nontoxic. From the results, P7 showed to be the best point for microfauna characterization due to the bigger frequency of microfauna groups in this point and because it generated more significant coefficients that correlated to variables than points P4 and P6. In addition, the combined system is considered efficient when it comes to reducing toxicity for the species used according to the operation parameters applied in the system / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Roberto Feijo de Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:46:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogera_RitadeCassia_M.pdf: 3251496 bytes, checksum: 1ede39d72ead575aa65144f0a74ee274 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O excesso de nutrientes, especialmente o nitrogênio e o fósforo, provenientes de esgotos sanitários, industriais e outras fontes lançados em corpos receptores, pode levar ao processo de eutrofização, ocasionando, dentre outros, efeitos adversos ao meio ambiente e à saúde humana. Surge então a necessidade do tratamento avançado ser considerado no planejamento dos recursos hídricos, visando também o reuso das águas residuárias, principalmente em locais onde este recurso é escasso. A proposta deste trabalho baseia-se na remoção do nitrogênio do esgoto sanitário em um reator tipo batelada, pelo processo de lodos ativados, em escala de laboratório, através da nitrificação e desnitrificação biológica. Durante todo o estudo foram feitas bateladas onde os períodos de enchimento foram sem aeração e com agitação. A nitrificação encontrada foi acima de 50 % e a remoção de nitrogênio total foi em tomo de 38 %. Realizou-se a detecção das diversas espécies químicas do nitrogênio pelo método F.I.A-condutimétrico (F/ow Injection Ana/ysis). O tempo de detenção celular mostrou ser mais importante para a nitrificação do que a concentração de sólidos suspensos no reator / Abstract: The excess of nutrients found in domestic or industrial wastewaters, like nitrogen and phosphorus, may lead to a process of eutrofication and originate adverse effects to the environment and to the human health. For this reason it is very important to consider an advanced treatment of those wastewaters when dealing with water resources, including their reuse when water availability is poor.The objective of this work was to remove nitrogen ttom domestic wastewaters in a bench-scale activated sluge sequencing batch reactor, through biological nitrification and denitrification processes. Ali fill periods were performed with mechanical mixing and without aeration. Nitrification above 50% was achieved, and total nitrogen removal was near 38%. Results of nitrogen were obtained in a flow injection analysis (FIA) system. Mean cell residence time appeared to be more important to nitrification than the suspended solids concentration in the reactor / Mestrado / Recursos Hidricos e Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-02-09T16:06:33Z No. of bitstreams: 1 TESEDOUTORADO_ANA PAULA DA SILVA_2016.pdf: 3643578 bytes, checksum: aee17ef8cffb8a82bfd826eb5c41ddac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T16:06:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESEDOUTORADO_ANA PAULA DA SILVA_2016.pdf: 3643578 bytes, checksum: aee17ef8cffb8a82bfd826eb5c41ddac (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica, Niterói, RJ. / O Óxido nitroso (N2O) é um importante gás do efeito estufa que contribui para as mudanças climáticas globais através do aquecimento radiativo e depleção do ozônio estratosférico. Segundo o IPCC a concentração atmosférica de N2O aumenta a taxas de 0,2 a 0,3% anualmente, e aumentou do período pré-industrial de 270 ppb para 329 ppb em 2016. A emissão deste gás por solos resulta principalmente dos processos de nitrificação e desnitrificação. O melhor conhecimento da contribuição de cada processo poderá ajudar a prever e mitigar as emissões de N2O por solos. Os métodos atuais para a investigação das taxas brutas de nitrificação e desnitrificação envolvem aplicação de inibidores químicos e/ou marcadores isotópicos 15N, os quais alteram a composição da atmosfera do solo. Neste trabalho a teoria do método da separação barométrica de processos (BaPS) foi utilizada para quantificar as taxas brutas de nitrificação e desnitrificação através de medidas de variações da pressão do ar num sistema hermético e isotérmico sem aplicação de inibidores ou marcadores químicos. Câmaras para incubação do solo equipadas com sensores de pressão, temperatura, O2 e CO2 foram construídas e amostras de solo de uma região que emite altos fluxos de óxido nitroso localizada em Jardim Catarina em São Gonçalo (RJ) foram selecionadas para o estudo dos processos de produção do gás. O fluxo in situ foi medido e o resultado médio foi de 25 ngN2O-Ncm-2h-1. A alta emissão de N2O in situ foi observada após período de alagamento da área de amostragem pelas águas poluídas do Rio Alcântara. O método BaPS foi utilizado para determinar as taxas de respiração do solo, nitrificação bruta e desnitrificação em experimentos no laboratório. Os resultados mostraram que as taxas brutas de desnitrificação foram sempre maiores que as taxas brutas de nitrificação e que os maiores fluxos de N2O gerados estão associados ao processo de desnitrificação. / climate change through radiative warming and the depletion of stratospheric ozone. According to the IPCC, the concentration of N2O atmospheric increases at rates of 0.2 to 0.3% annually, and increased had risen from the pre-industrial period from 270 ppb to 324 ppb by 2011. Its emission from soils results mainly from denitrification and nitrification process. A better knowledge of the contribution of each process should help to predict and mitigate N2O emissions by soils. Current methods for investigation of gross nitrification and denitrification rates involve N tracers and acetylene inhibition techniques These methods have the disadvantage of introducing labeled material into soil or changing the composition of soil atmosphere. In this work, the barometric process separation technique (BaPS) was applied to quantify gross nitrification and denitrification rates by measuring air pressure variations in a hermetic and isothermal system without the application of chemical inhibitors or markers. Soil incubation chambers equipped with pressure, temperature, O2 and CO2 sensors were constructed and soil samples from a region known to emit high nitrous oxide flows located in Jardim Catarina, São Gonçalo (RJ) were selected for this study. In situ flow was measured and the mean result resulted in 25 ngN2O-Ncm-2h-1. The high N2O emission in situ was observed after a period of flooding in the polluted waters of the Alcântara River. The BaPS method was used to determine the rates of soil respiration, gross nitrification and denitrification. The results showed that the gross denitrification rate was always greater than nitrification and that the higher N2O fluxes generated are associated with the denitrification process

Os processos de amonificação e nitrificação no solo são de fundamental importância para a disponibilidade de N-mineral às plantas. Recentemente, foi demonstrado que a cana-de-açúcar tem preferência na absorção de NH4 + à NO3 -, podendo apresentar maior produtividade quando fertilizada apenas com Namoniacal. Da mesma forma, estudos indicaram que gramíneas do gênero Brachiaria podem inibir a nitrificação no solo por meio da exsudação radicular de compostos denominados braquiolactanas. Portanto, é oportuno avaliar as taxas de amonificação (TAB) e nitrificação brutas (TNB) de N pela técnica da diluição do isótopo 15N em solos cultivados com cana-de-açúcar e braquiária. Devido à escassez de trabalhos voltados à estimativa da TAB e TNB em solos tropicais, adaptações na metodologia são requeridas. Objetivou-se, então, realizar ajustes nos protocolos para determinação da TAB e TNB, para, posteriormente, quantificar as referidas taxas em solos sob cultivo de cana-de-açúcar e de algumas espécies de gramíneas para pastagem. Primeiramente, avaliou-se o tempo necessário de agitação de amostras líquidas contendo um sistema de microdifusão para captura do N-mineral presente. Os resultados indicaram que a máxima recuperação isotópica de 15N-mineral e de N-15NH4 + ocorreu em 24 h de agitação. Em sequência foram avaliadas duas técnicas para recuperação do N-15NO3 - (eliminação prévia do N-NH4 + e diluição isotópica) presente em extratos de KCl contendo N-15NO3 - e 15N-mineral. Ambas foram eficientes, sendo recomendada técnica que preconiza a eliminação prévia do N-NH4 +, pela boa operacionalidade proporcionada. A última adaptação efetuada se refere à abundância de 15N no composto marcado a ser aplicado no solo, visto que em estudos com solos temperados, são utilizados compostos altamente enriquecidos no isótopo. Foi constatado que para solos tropicais (agricultáveis e cultivados com cana-de-açúcar, no caso) não há necessidade de alta marcação com 15N nos compostos. Por fim, foi quantificada a TAB e TNB de solos cultivados com cana-de-açúcar e pastagens, com as devidas adaptações metodológicas efetuadas. A TAB dos solos de cana-de-açúcar e pastagem foi superior à TNB. Os solos de pastagem cultivados unicamente com a espécie B. humidicola apresentaram alto conteúdo de N-NH4 + e valores extremamente baixos de N-NO3 - e TNB, indicando inibição biológica da nitrificação. A ação inibitória da nitrificação em solos com ocupação de B. humidicola pode ser uma estratégia interessante para o plantio de cana-de-açúcar, com base na hipótese de preferência de absorção por NH4 + à NO3 - pela cultura. / The ammonification and nitrification processes of soils are of fundamental importance because they release mineral N to the plants. It was recently shown that sugarcane has a preference to uptake NH4 + instead of NO3 -, and may have higher yield when is fertilized with only NH4 +-N. Similarly, studies indicated that some Brachiaria species can inhibit soil nitrification through root exudation of free fatty acids. Therefore, it is appropriate to assess the gross rates of ammonification (GRA) and gross nitrification (GRN) by 15N pool dilution technique Therefore, it is appropriate to assess the gross rates of ammonification (GRA) and gross nitrification (GRN) by the 15N pool dilution technique in soils cropped with sugarcane and pasture. Due to the lack of studies related to the estimate of GRA and GRN in tropical soils, adjustments in methodology are required. Thus, the objectives were to perform some adjustments in the protocols of GRA and GRN to subsequently quantify such rates in soils under sugarcane and some pasture grasses. First, it was assessed the time needed for shaking liquid samples containing a microdiffusion system to capture the mineral N present. Results indicate that the maximum isotopic recovery of 15NH4 +-N and mineral-15N occurred within 24 h of shaking. Following, two methods of recovery the added 15NO3 --N (prior removal of NH4 +-N and isotope dilution procedure) to samples containing KCl were tested. Both methods were effective, but the technique that advocates removal of NH4 +-N is recommended, due to the good operability. The last adjustment made refers to the 15N abundance of labelled compound, since studies with temperate soils usually use highly enriched compounds in the isotope. It was observed that for tropical soils (arable and under sugarcane, in this case) there is no need to use highly enriched 15N-coumpounds. Finally, GRA and GRN were quantified in soils under sugarcane and pasture, applying the adjustments previously made. GRA in soils from sugarcane and pasture was higher compared to GRN. The soils under B. humidicola showed high content of NH4 +-N and extremely low values of NO3 --N and GRN, indicating biological nitrification inhibition. Nitrification inhibition in soils occupied by B. humidicola may be an interesting strategy for sugarcane planting, on the assumption of preference to uptake NH4 + rather than NO3 - in this crop.