Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Guilherme Baggio de Oliveira.pdf: 2058376 bytes, checksum: 82bb5fa9502e9c114bd0570d5ed85d62 (MD5) Previous issue date: 2016-06-21 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The dumping of untreated effluents into water bodies can cause serious damage to the environment. Eutrophication, a phenomenon caused by the release of nutrients such as nitrogen and phosphorus, is one of those damages. Their occurrence promotes excessive growth of algae, decreased dissolved oxygen concentration. The conventional nitrogen removal processes employ two stages physically separated to nitrification and denitrification, which increases construction costs and operation of the process. Research has shown that some reactors models are efficient for simultaneous removal of chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (NT). In this sense, the objective of this study was to evaluate a bed reactor structured with intermittent aeration in the removal of COD and NT sewage untreated combined with effluent RALF. Worked with hydraulic retention time (HRT) fixed in 12 hours and recirculation flow (Qr) of the effluent 3, 2 and 1 to the input flow. Worked up with three times aeration: 33%, 50% and 100% of the time. The affluent used was composed of a fraction of 50% of sewage untreated and 50% of effluent from a reactor Anaerobic Fluidized Bed (RALF). The results indicated that there was no statistical difference between the COD removal rates, regardless of the value of Qr and the reactor aeration time. The COD value obtained for the reactor effluent ranged between 27 and 68 mg.L-1. Values of Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) affluent ranged between 40 and 52 mg L-1. Obtained removal rate NT of 50 to 78%, effluent generated treated with N-NH4+ content between 0.7 and 7.1 mg.L-1. We observed the occurrence of nitrification and denitrification Simultaneous (NDS) as oxidized forms were detected (nitrite and nitrate) and reduced (N -NH4) nitrogen at all stages studied. It was concluded that the bed reactor structured with intermittent aeration is effective in joint COD removal and sewage nitrogen / O despejo de efluentes não tratados em corpos d’água pode causar sérios danos ao meio ambiente. A eutrofização, fenômeno causado pelo lançamento de nutrientes como o nitrogênio e fósforo, é um desses danos. A sua ocorrência promove o crescimento exagerado de algas, diminuição da concentração de oxigênio dissolvido. Os processos convencionais de remoção de nitrogênio utilizam duas etapas fisicamente separadas para a nitrificação e desnitrificação, o que aumenta custos com construção e operação do processo. Pesquisas têm mostrado que alguns modelos de reatores são eficientes para remoção concomitante de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e nitrogênio total (NT). Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar um reator de leito estruturado com aeração intermitente na remoção de DQO e NT de esgoto sanitário não tratado combinado com efluente de RALF. Trabalhou-se com Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) fixo em 12 horas evazão de recirculação (Qr) do efluente de 3, 2 e 1 vez a vazão de entrada. Trabalhou-se com três tempos de aeração: 33%, 50% e 100% do tempo.O afluente utilizado foi composto por uma fração de 50% de esgoto sanitário não tratado e 50% de efluente de um Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado (RALF). Os resultados indicaram que não houve diferença estatística entre as taxas de remoção de DQO, independentemente de Qr e tempo de aeração do reator. Os valores de DQO obtidos para o efluente do reator variaram entre 27 e 68 mg.L-1. Os valores de Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK) afluente variaram entre 40 e 52 mg.L-1. Obteve-se taxas de remoção de NT de 50 a 78%, geraram efluente tratado com teor de N-NH4+ entre 0,7 e 7,1 mg.L-1. Observou-se a ocorrência de Nitrificação e Desnitrificação Simultâneas (NDS), pois foram detectadas formas oxidadas (nitrito e nitrato) e reduzidas (N-NH4+) de nitrogênio em todas as fases estudadas. Foi possível concluir que o reator de leito estruturado com aeração intermitente é eficiente na remoção conjunta de DQO e nitrogênio de esgoto doméstico.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Priscila Arcoverde Wosiack.pdf: 2005192 bytes, checksum: 49fa05e9e5f72b1ae4d6f70637a69779 (MD5) Previous issue date: 2014-06-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The treatment of wastewater generated in the pet food industries, characterized by the high organic carbon and nitrogen content, becomes necessary to meet the standards required by the legislation and minimize environmental impacts on water bodies. Biological treatment is an effective way to treat potentially polluting wastes from agroindustries processes. However, conventional systems for treating industrial wastewater do not allow the simultaneous removal of organic carbon and nutrients. Thus, the present study aimed to evaluate the performance of a structured bed reactor with continuous flow, for the simultaneous removal of carbon organic, expressed as Chemical Oxygen Demand (COD), and nitrogen from wastewater of a pet food industry, under conditions of intermittent aeration. The system was composed by a structured bed reactor under 30oC of temperature, and recirculation ratio of 5 times the flow. The reactor was initially operated in differents Hydraulic Retention Times (HRT) of seven, five, three and one day under continuous aeration. In such conditions were verified removal of COD above 80% and Total Nitrogen (TN) above 60%. The best results were obtained with HRT of three days (91.8% of COD removal and 93.3 % of TN). The response surface methodology was used to evaluate the effect of aeration and load of TKN (Total Kjeldahl Nitrogen) in the removal of COD and TN, with HRT fixed in 1 day. It was observed that the parameter aeration was the most important for the results. The removal of COD reached levels of 85% when the reactor was aerated on 100% of the time. Aeration also was positive for nitrification and negative for denitrification. The best responses obtained for the removal of COD and TN, nitrification and denitrification were 80.03%, 88.16%, 99.13% and 88.92%, respectively, and were obtained with 158.2 minutes of aeration in a cycle of 180 minutes, and 255.1 mg.L-1 of the TKN affluent. In view these results, it was concluded that this new system was effective in simultaneous removal of nitrogen and carbon organic matter. / O tratamento das águas residuárias geradas nas indústrias de ração animal, caracterizadas por elevada carga orgânica e conteúdo nitrogenado, torna-se absolutamente necessário para atender aos padrões exigidos pela legislação e minimizar impactos ambientais em corpos de água. O tratamento biológico é uma maneira eficaz de se tratar resíduos potencialmente poluidores originados de processos agroalimentares. Porém, sistemas convencionais de tratamento de águas residuárias industriais, não possibilitam a remoção simultânea de matéria orgânica e nutrientes. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um reator de leito estruturado e fluxo contínuo, na remoção simultânea da matéria orgânica carbonácea, expressa em Demanda Química de Oxigênio (DQO), e nitrogenada, das águas residuárias de uma indústria de ração animal, sob condições de aeração intermitente. O sistema foi composto por um reator de leito estruturado mantido à temperatura de 30oC e taxa de recirculação de 5 vezes a vazão. O reator foi inicialmente operado em diferentes Tempos de Detenção Hidráulica (TDH), de sete, cinco, três e um dia, sob aeração contínua. Nestas condições foram verificadas remoções de DQO acima de 80% e de Nitrogênio Total (NT) acima de 60%. Os melhores resultados foram obtidos com TDH de três dias (91,8% de remoção de DQO e 93,3% de NT). A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para avaliar o efeito da aeração e da carga de NTK (Nitrogênio Total Kjeldahl) na remoção de DQO e NT, com TDH fixo em um dia. Foi verificado que o parâmetro aeração foi o que mais influenciou os resultados. A remoção de DQO chegou a 85% quando o reator foi aerado em 100% do tempo. A aeração também apresentou efeito positivo para a nitrificação, mas negativo para a desnitrificação. As melhores respostas para remoção de DQO, NT, nitrificação e desnitrificação, de 80,03%, 88,16% 99,13% e 88,92%, respectivamente, foram obtidas com o reator operando com 158,2 minutos de aeração a cada ciclo de 180 minutos e 255,1 mg.L-1 de NTK afluente. Diante destes resultados, conclui-se que este novo sistema foi eficiente na remoção simultânea de matéria orgânica e nitrogenada.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-12-11T11:55:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Rafael Polak.pdf: 5152873 bytes, checksum: 5f30b3bcb29a2f08c434a1b4def58c5a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-11T11:55:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Rafael Polak.pdf: 5152873 bytes, checksum: 5f30b3bcb29a2f08c434a1b4def58c5a (MD5) Previous issue date: 2018-07-23 / Essa pesquisa teve por objetivo principal avaliar o desempenho de um reator em escala piloto de leito empacotado e fluxo contínuo sob diferentes condições operacionais de aeração, na remoção biológica de matéria carbonácea e nitrogenada, de efluente sanitário. O reator possuía um volume total de 5,65 m³ e volume útil de 4,75 m³, devido ao volume ocupado pelo material suporte. O meio suporte utilizado para fixação de microrganismos foi o dispositivo denominado Biobob®, que consiste em uma matriz de espuma de poliuretano envolta por uma estrutura de polipropileno, com geometria cilíndrica de 45 mm de diâmetro e 60 mm de altura. O reator foi operado com um Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 12 horas, razão de recirculação de 2 vezes vazão de alimentação e foi alimentado continuamente por afluente composto por mistura de esgoto sanitário não tratado e efluente de Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado (RALF) na proporção de 1:1 (v:v). Foram explorados três ciclos de operação de 180 minutos: (10) aerando continuamente por 180 minutos, (2) aerando 60 minutos e não aerando 120 minutos, e (3) aerando 120 minutos e não aerando 60 minutos. Os resultados mostraram não haver diferença estatística nas eficiências de reduções de Demanda Química Oxigênio (DQO) entre as três condições estudadas, com eficiências médias de 76,34%, 75,32% e 79,80%, respectivamente, indicando que o tempo de aeração não influenciou na eficiência de redução. A DQO efluente do reator variou entre 31 mg.L-1 e 206 mg.L-1. A eficiência de nitrificação se mostrou fator limitante na remoção de NT. As condições (1) e (3) com maiores taxas de nitrificação, 75% e 70% respectivamente, obtiveram as melhores eficiências de remoção de NT, com taxas de 65% em ambas. A relação DQO/NTK durante as 3 etapas da pesquisa foi próxima a 9,59. A condição (3) apresentou diferença estatística significativa na remoção de NT devido a maior disponibilidade de doadores de elétrons, com relação DQO/NTK de 11,2. A desnitrificação apresentou médias de remoções de 87%, 89% e 94%, nas condições 1, 2 e 3, respectivamente. Pelos resultados obtidos, pode-se concluir que o reator piloto de leito empacotado e aeração intermitente foi eficiente na remoção simultânea de matéria orgânica e nitrogenada, podendo ser considerado uma alternativa interessante a ser utilizada no tratamento combinado de efluente de UASB e esgoto bruto. / The main objective of this research was to evaluate the performance of a pilot scale reactor of packed bed and continuous flow, on different aeration operating conditions, in the biological removal of carbonaceous and nitrogenous matter from sanitary effluent. The reactor has a total volume of 5.65 m³, and a useful volume of 4.75 m³ due to the volume occupied by the structured bed. The medium used to fix microorganisms was the device called Biobob®, which consists of a polyurethane foam matrix enveloped by a polypropylene structure, with a cylindrical geometry of 45 mm in diameter and 60 mm in height. The reactor was operated with a 12 hour Hydraulic Retention Time (HRT), recirculation rate of 2 times feed rate and was continuously fed by a mixture of untreated sewage and effluent from an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) in the proportion of 1:1 (v:v). Three 180-minute cycles of operation were performed: (1) continuous aeration for 180 minutes, (2) aeration 60 minutes and no aeration for 120 minutes and (3) aeration for 120 minutes and no aeration for 60 minutes. The results showed that there was no statistical difference in the efficiency of Chemical Oxygen Demand (COD) reductions between the three conditions studied, with mean efficiencies of 76.34%, 75.32% and 79.80%, respectively, indicating that the aeration did not influence the reduction efficiency. The COD concentrations effluent from the reactor varied between 31 mg.L-1 and 206 mg.L-1. The efficiency of nitrification was shown to be a limiting factor in NT removal. The conditions (1) and (3) with higher nitrification rates, 75% and 70%, respectively, obtained the best NT removal efficiencies, with rates of 65% in both. The COD / NTK ratio presented a high average during the 3 stages of the research, with an observed value of 9.59. Denitrification showed mean removals of 87% (1), 89% (2) and 94% (3). Condition (3) presented a statistically significant difference with the others due to the greater availability of electron donors, with a COD/NTK ratio of 11.2. From the results, we can conclude that the packed bed reactor and intermittent aeration is efficient in the simultaneous removal of organic matter and nitrogen and is an interesting alternative to be used in the treatment and post treatment of anaerobic reactors.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-05-07T18:11:50Z No. of bitstreams: 1 Carine Molz.pdf: 2307899 bytes, checksum: b2478459c37bae0098da022c723daeba (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-07T18:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carine Molz.pdf: 2307899 bytes, checksum: b2478459c37bae0098da022c723daeba (MD5) Previous issue date: 2013-12-20 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / A presente pesquisa propõe a utilização de um contactor biológico rotatório (CBR) com 4 estágios, no tratamento de lixiviado de aterro sanitário visando à remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal. Para auxiliar na nitrificação do nitrogênio amoniacal foi utilizado glicerina como fonte externa de carbono. O monitoramento da unidade experimental foi dividido em três etapas: Etapa 1 consistiu no uso de três estágios do CBR, com alimentação de 5,1 L/h, TDH de 24 hs e 12 RPM, Etapa 2 com as mesmas condições hidráulicas e a introdução da recirculação de 1,32 L/h do efluente para um estágio localizado antes do Estágio 1, e Etapa 3 que operou com as mesmas condições da Etapa 2, mais a adição de glicerina na razão 4,2 DQO:N no estágio 1 (entrada). O monitoramento dos seguintes parâmetros ocorreu semanalmente: alcalinidade, demanda bioquímica de oxigênio, demanda química de oxigênio, oxigênio dissolvido, pH, carbono inorgânico, carbono orgânico e carbono orgânico total, nitrogênio amoniacal, nitritos, nitratos, sólidos totais, sólidos suspensos totais, fixos e voláteis e fosfato. Esta abordagem buscou avaliar o desempenho do CBR no tratamento de lixiviado de aterro sanitário com baixa relação DBO5:DQO, visando a nitrificação do nitrogênio amoniacal e redução da matéria orgânica carbonácea. Durante o monitoramento da Etapa 1 foi observado acúmulo de nitritos e baixa produção de nitratos. O consumo de nitrogênio amoniacal foi de 682±274 mg N/L, DQO 335±925 mg O2/L e DBO568±106 mg O2/L. Na Etapa 2 o consumo de alcalinidade aumentou, porém ainda observou-se acúmulo de nitritos. A produção de nitratos aumentou em relação à Etapa 1, o consumo de nitrogênio amoniacal foi de 1.182±367 mg N/L, DQO 2.365±2.273 mg O2/L e DBO5510±90 mg O2/L. No monitoramento da Etapa 3, a adição de glicerina possibilitou um aumento na produção de nitratos, observando-se aumento significativo de sua concentração. O consumo de nitrogênio amoniacal foi de 742 ±139 mg N/L, DQO 1.558±558 mg O2/L e DBO5421±162 mg O2/L. No decorrer do monitoramento das Etapas pode-se observar que a glicerina e a recirculação auxiliaram na produção das bactérias oxidadoras de nitritos, porém ainda não o suficiente para a nitrificação completa do nitrogênio amoniacal afluente. / This research proposes the use of a rotating biological contactor (CBR) with 4 stages in the treatment of landfill leachate seeking the removal of organic matter and ammonia nitrogen. To help nitrification of ammonium nitrogen was usedas external carbon source glycerol. The monitoring of the experimental unit was divided into three steps: Step 1 consisted of three stages with power of 5.1 L/h, TDH 24 hours and 12 RPM, Step 2 with the same hydraulic conditions and the introduction of recirculation of1.32 L/h the effluent to a stage located before the stage 1, Step 3 and which was operated with the same conditions as Step 2 plus the addition of glycerin in the ratio 4.2 COD:N in the first stage (input). The monitoring of the following parameters occurred weekly: alkalinity, biochemical oxygen demand, total suspended chemical oxygen demand, dissolved oxygen, pH, inorganic carbon, organic carbon and total organic carbon, ammonia, nitrites, nitrates, total solids, solid, fixed and volatile and phosphate. This approach sought to evaluate the performance of RBC for the treatment of landfill leachate with a low BOD:COD, aiming nitrification of ammonia nitrogen and reduction of residual carbonaceous organic matter. During monitoring of Step 1 accumulation of nitrite and low nitrate production was observed, the consumption of ammonia nitrogen was 682±274 mg N/L, COD 335±925 mg O2/L and BOD 68±106 mg O2 /L. In Step 2 the consumption of alkalinity increased, but still there was accumulation of nitrite, nitrate production increased compared to Step 1, the consumption of ammonia nitrogen was 1.182±367 mg N/L, COD 2.365±2.273 mg O2/ L and BOD 90±510 mg O2/ L. Already, in the monitoring of Step 3, the addition of glycerin assited produce nitrates occurring significant increase in their concentrations, the presence of significant concentrations of nitrites, ammonia nitrogen consumption was 742±139 mg N/L, COD 1,558±558 mg O2/ L and BOD5 421±162 mg O2/ L. In the course of monitoring steps may be notedthat the recirculation glycerin supported in the production of nitrite-oxidizing bacteria, but still not enough for complete nitrification.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-06-12T12:24:30Z No. of bitstreams: 1 4.pdf: 2382758 bytes, checksum: 4c6120c8307739a15287afe6bbb8a4e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-12T12:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4.pdf: 2382758 bytes, checksum: 4c6120c8307739a15287afe6bbb8a4e0 (MD5) Previous issue date: 2010-06 / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / PRÓ SINOS - Consórcio Público de Saneamento Básico da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos / COMITESINOS - Comitê de Gerenciamento da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos / FNMA - Fundo Nacional de Meio Ambiente do Ministério do Meio Ambiente / SEMA - Secretaria Estadual de Meio Ambiente do Rio Grande do Sul / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho fundamentou-se no monitoramento de um sistema composto de três Biofiltros Aerados Submersos (BAS)multi-estágio, aplicado ao pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio alimentado com mistura de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico, sendo testados três diferentes meios suporte: tampas e gargalo de garrafa PET, pedra britada nº4 e anéis Pall, sendo denominados BAS 1, 2 e 3. Os BAS são reatores com biomassa fixa, de forma que os microrganismos se aderem ao meio suporte formando biofilme. Neste sentido, este trabalho objetivou verificar a ocorrência de microbiota nitrificante no período de partida do sistema, convencionado em 90 dias. Foi avaliada a presença de bactérias nitrificantes através de técnicas de reação em cadeia da polimerase (PCR) e técnica do número mais provável (NMP), visando a quantificação dos microrganismos, especificamente Nitrosomonase Nitrobacter. A presença destes foi confirmada pelos resultados das análises físico-químicas e pela técnica de NMP.A contagem de bactérias do gênero Nitrosomonas para os 3 BAS apresentou um perfil semelhante com valores entre 7,8 x 101 e >1,6 x 105(BAS1); 7,8 x 101e 1,6 x 105(BAS2) e 2,4 x 101e 9,2 x 104(BAS3). O mesmo comportamento foi observado para bactérias do gênero Nitrobacter, cujos valores variaram entre: < 1,8 x 101e 1,6 x 104(BAS1); 1,8 x 101e 2,4 x 103(BAS2); 1,7 x 01e 3,5 x 103 (BAS3). As contagens de bactérias do gênero Nitrobacter apresentaram-se menores em todos os reatores. Os teores de nitrato avaliados no efluente mostraram a ocorrência de um acréscimo na concentração ao longo do período monitorado em todos os reatores apresentando os seguintes valores: 74 a 922 mg/L (BAS 1), 95 a 910 mg/L (BAS 2) e 33 a 910 mg/L (BAS 3), o que pode ser relacionado com o aumento da presença de bactérias nitrificantes, conforme resultados do NMP. As análises de PCR, entretanto, foram prejudicadas possivelmente pela presença de substâncias inibidoras dificultando a amplificação. Neste estágio toda a matéria orgânica facilmente biodegradável já havia sido consumida pelo pré-tratamento anaeróbio a jusante dos BAS, permanecendo no afluente aos BAS apenas matéria orgânica recalcitrante, o que dificultou o desenvolvimento de um biofilme adequado e possivelmente a amplificação do DNA das bactérias nitrificantes presentes no sistema. Esta pesquisa é parte de dois projetos amplos, o Programa de Apoio ao Ensino e a Pesquisa Científica e Tecnológica em Engenharias (Pró-Engenharias) e o Plano Sinos, que tem por objetivo estruturar o Plano de Bacia para o Rio dos Sinos. A importância deste trabalho vai de encontro com a necessidade de se desenvolverem alternativas que busquem melhorar a qualidade das águas residuárias lançadas na Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos. / his work was based on the monitoring of a system formed by three multi-stage Submerse Aerated Biofilters (BAS), applied to the post-treatment of effluent of the anaerobic reactor fed with mixture of landfill leachate and domestic sewage, being tested three different support media: lids and necks of PET bottles, broken stone nº4 and Pall rings, being denominated BAS 1, 2 and 3. The BAS are reactors with fixed biomass, in a way that the microorganisms adhere to the support media forming biofilm. In this way, this work had as objective to verify the occurrence of nitrifying microbiota in the set-off period of the system, established in 90 days. The presence of nitrifying bacteria was evaluated through polymerase chain reaction techniques (PCR) and technique of the most probable (NMP), seeking the quantifying of the microorganisms, specifically Nitrosomonas and Nitrobacter. The presence of these was confirmed by the results of the physical-chemical analysis and by the NMP technique. The counting of the bacteria of the Nitrosomonas gender for the 3 BAS presented a similar profile with values between 7,8 x 101 and >1,6 x 105(BAS1); 7,8 x 101 and 1,6 x 105(BAS2) and 2,4 x 101 and 9,2 x 104(BAS3). The same behavior was observed for bacteria of the Nitrobacter gender, which values vary between: < 1,8 x 101 and 1,6 x 104(BAS1); 1,8 x 101 and 2,4 x 103(BAS2); 1,7 x 101 and 3,5 x 103 (BAS3). The counting of bacteria of the Nitrobacter gender presented themselves lower in all the reactors. The levels of nitrate evaluated in the effluent showed the occurrence of an increase in the concentration during the monitored period in all the reactors presenting the following values: 74 to 922 mg/L (BAS 1), 95 to 910mg/L (BAS 2) and 33 to 910 mg/L (BAS 3), which can be related to the increase of the presence of nitrifying bacteria, according to the results of the NMP. The analysis of PCR, however, was harmed possibly by the presence of hindering substances making the amplification difficult. In this stage all the easily biodegradable organic matter had already been consumed by the anaerobic pre-treatment previously to the BAS, remaining in the affluent to the BAS only recalcitrant organic matter, which hindered the development of an adequate biofilm and possibly the amplification of the DNA of the nitrifying bacteria present in the system. This research is part of two more ample projects, the Teaching Aid Program and the Scientific and Technological Research in Engineering (Pro-Engineering) and the Sinos Plan, which has as objective to structure the Basin Plan for the Sinos River. The importance of this work meets the necessity of developing alternatives which seek to improve the quality of the wastewater thrown in the Hydrographic Basin of the Sinos River.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-14T23:05:27Z No. of bitstreams: 1 03c.pdf: 7786125 bytes, checksum: 1e0da23c7cb679804d62aea58a41732a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T23:05:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 03c.pdf: 7786125 bytes, checksum: 1e0da23c7cb679804d62aea58a41732a (MD5) Previous issue date: 2013-04-30 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O lixiviado gerado nos aterros caracteriza-se por conter altos teores de material orgânico recalcitrante e nutrientes com alto potencial poluidor. Diversas alternativas para o tratamento de lixiviados de aterros sanitários (LAS) têm sido amplamente estudadas obtendo-se bons resultados quanto à remoção de matéria orgânica biodegradável, porém, em sua maioria, não atingem os padrões de lançamento quanto à remoção de nutrientes. Tendo em vista a promoção de um tratamento adequado aos lixiviados e a minimização de impactos ambientais causados por este efluente, este trabalho estudou a aplicação de um contactor biológico rotatório (CBR) de 3 estágios, em escala piloto, para o tratamento de LAS. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do CBR quanto à remoção de nitrogênio e verificar a relação desta com outros parâmetros como o TRH, razão C/N, cargas superficiais aplicadas e remoção dos compostos orgânicos. O sistema experimental foi operado com alimentação continua de lixiviado proveniente do aterro sanitário de São Leopoldo. Não foram realizados ajustes de pH e temperatura. Nas primeiras 8 semanas operou-se o sistema com um TRH de 15 h (fase 1) e nas 8 semanas subsequentes com TRH de 24h (fase 2). Como resultado, observou-se que a oxidação do nitrogênio amoniacal (NA) alcançou 94% na fase 2 de operação sendo este valor significativamente maior do que o da fase 1 onde se obteve cerca de 49% de oxidação do NA. Não foram obtidas boas remoções de orgânicos, porem observou-se uma melhora na remoção de todos os parâmetros na fase 2 de operação. Esta melhora na eficiência do sistema na fase 2 foi atribuída ao aumento de TRH. Quanto à avaliação da nitrificação no sistema, foi possível observar, na fase 2 de operação, o acúmulo de nitrito predominantemente, enquanto a concentração de nitrato no efluente final foi praticamente inexistente variando de 13 a 31 mg/L . Para as condições avaliadas por este estudo, concluiu-se que, o CBR estudado apresenta potencial para realizar a nitrificação e remoção dos compostos nitrogenados presentes no LAS. Entretanto as condições operacionais devem ser reestudadas para permitir a nitrificação total e não apenas a formação de nitrito. Da mesma forma, prover a remoção de compostos orgânicos carbonáceos. O TRH de 24h proporcionou uma melhora nas eficiências de remoção pelo sistema. Porém, para um melhor desempenho do CBR são necessárias investigações quanto aos ajustes nos parâmetros de operação que possibilitem aumentar a eficiência tanto da nitrificação quanto na remoção de matéria orgânica carbonacea. / The leachate generated in landfills is characterized by high levels of recalcitrant organic compounds and nutrients with high polluter potential. Several alternatives for the treatment of landfill leachate (LL) have been widely studied and presented good results regarding the removal of biodegradable organic matter, however, most of these systems do not reach the standards of environmental disposal of nutrients such as nitrogen compounds. Owing to promote an appropriate treatment to the leachate and minimize the environmental impacts caused by this effluent, this work studied the application of a 3 stage rotating biological contactor (RBC) in a pilot scale. The objective of this study was to evaluate the removal of nitrogen and overall performance of the RBC and check the relationship of this removal with other parameters such as the HRT, C/N ratio, ammonium and COD loads and removal of organic compounds. The experimental system was fed continuously with leachate from São Leopoldo landfill. No adjustments of pH and temperature were made. The first 8 weeks the system was operated applying an HRT of 15 h (1st period) and for the 8 subsequent weeks with HRT of 24h (2nd period). As a result, it was observed that the oxidation of ammonium nitrogen reached 94% in the 2nd period of operation which was greater than the 1st period which obtained approximately 49% of ammonium nitrogen oxidation. Low levels of organic compounds removal were obtained, however an improvement was observed in the organics removal efficiency in the 2nd period of operation. This improvement in overall efficiency of the system in the 2nd period was due to the increase of the HRT. Regarding the evaluation of nitrification in the system, in 2nd period of operation was observed the accumulation of nitrite in the system, while the concentration of nitrate in the final effluent was practically non-existent, ranging from 13 to 31 mg/L. For the conditions evaluated in this study, the conclusion was that the experimental RBC has the potential to carry out the nitrification and the removal of nitrogen compounds in the landfill leachate. Meanwhile, the operational conditions must be re-studied to allow the total nitrification and not only the formation of nitrite, as well as provide the removal of carbonaceous organic compounds. The HRT of 24h provided an improvement on removal efficiencies by the system. However, for a better performance of the RBC, investigations are necessary concerning adjustments in the operational parameters that increase efficiency of nitrification and removal of organic matter.

Esta tese apresenta e discute o desempenho de um sistema misto anaeróbio/aeróbio, com reatores seqüenciais em batelada, para remoção de carbono (DQO), nitrogênio e fósforo de esgoto sanitário sintético. O sistema era composto de três reatores operados em série, sendo dois anaeróbios, RSBAn1 e RSBAn2, e um aeróbio, RSBAe, com a seguinte configuração: RSBAn1/ RSBAe/RSBAn2. Os reatores foram construídos em acrílico transparente com volume total de 16,5 L e volume útil de 14,5 L. Os reatores operaram com ciclos de 24, 12, 8 e 6 horas tratando 8,0 L/batelada. Os RSBAn1 e RSBAn2 foram agitados intermitentemente recirculando-se o gás produzido e o RSBAe foi aerado/agitado continuamente. Foram utilizados substrato sintético, efluente do RSBAn1, metanol, etanol e metano como fonte externa de carbono para desnitrificação no RSBAn2, e acetato de sódio como fonte externa de carbono no RSBAe para desnitrificação e remoção biológica de fósforo. Os resultados obtidos permitiram concluir que o sistema pode apresentar efluentes com qualidade compatível aos de tratamento terciário nas condições operacionais ensaiadas. / This thesis presents and discusses the performance of an integrated anaerobic/aerobic system consisted of batch sequential reactors for the removal of carbon (DQO), nitrogen and phosphorus from synthetic wastewater simulating sewage. The system was composed of three reactors, two anaerobic (RSBAn1 e RSBAn2) and one aerobic (RSBAe) operated in series, at the following configuration RSBAnl/RSBAe/RSBAn2. The reactors were built in transparent Plexiglas with total volume of 16,5 L and useful volume of 14,5 L. They operated with cycles of 24, 12, 8 and 6 hours treating 8,0 L/batch. The RSBAn1 and RSBAn2 were agitated intermittently by recycling the gas produced, and the RSBAe was aerated/agitated continuously. Synthetic substrate, RSBAn1 effluent, methanol, ethanol and methane were used as external carbon sources for denitrification in RSBAn2. Sodium acetate was used as external carbon source in RSBAe for both denitrification and biological removal of phosphorus. The results obtained permitted to conclude that the system operated at the conditions assayed is able to produce high quality effluents, at level compatible to tertiary treatment.

Este trabalho buscou avaliar a influência da relação C/N e da fonte de carbono no processo de nitrificação e desnitrificação simultâneas em reator de fluxo contínuo e leito fixo estruturado. Foi utilizado um reator vertical de acrílico, com volume total de 11,0 L e volume útil de 5,5 L, com hastes cilíndricas verticais de espuma de poliuretano como suporte para a biomassa. O sistema foi operado com TDH de 11,2±0,6 horas, aeração intermitente (2 horas com aeração e 1 hora sem aeração) e razão de recirculação de efluente igual a 5. A carga carbonácea afluente foi mantida constante (1,07 kg DQO.m-3.dia-1), ao longo de todo o período experimental, sendo as relações C/N testadas (9,7±1; 7,6±1; 2,9±1 e 2,9±0,4) obtidas a partir da variação na carga nitrogenada aplicada. Duas fontes orgânicas foram avaliadas: sacarose e peptona de carne. A eficiência média de remoção de DQO manteve-se acima de 90%. A eficiência máxima de remoção de N-total (84,6±10,1%) foi obtida para relação C/N de 2,9±1, com concentrações efluentes médias de NTK e N-NH4 de 5,9 e 4,3 mg.L-1, respectivamente. A análise estatística da eficiência de remoção de N-total confirmou que a fonte de carbono não exerceu influência sobre os processos de remoção. A obtenção de eficiências de desnitrificação superiores às calculadas estequiometricamente, em função da fonte de carbono, indicou a ocorrência de possíveis vias complementares para remoção de nitrogênio, como o processo anammox. As velocidades de nitrificação e desnitrificação obtidas nos ensaios cinéticos foram similares para as duas fontes de carbono e para as relações C/N estudadas e da mesma ordem de grandeza das apresentadas na literatura, reforçando a ideia de que a configuração de reator utilizada, aliada às adequadas condições operacionais, permitiu a remoção concomitante de matéria carbonácea e nitrogenada. / This study aimed to evaluate the influence of COD/N ratio and organic source on the simultaneous nitrification and denitrification (SND) in an up-flow structured-bed reactor. The reactor was made of acrylic with a total volume of 11 L and a working volume of 5.5 L and filled with cylinders of polyurethane foam as support for biomass growth. The system was continuously operated with an HRT of 11.2±0.6 h, intermittent aeration (2h with aeration and 1h without aerationd) and a liquid recycle ratio equal to 5. The organic load rate was constant (1.07 kg COD.m-3d-1) during the entire experiment. The COD/N ratios (9.7±1; 7.6±1; 2.9±1 and 2.9±0,4) were obtained from the variation of nitrogen load rate. Two organic sources were evaluated: sucrose and meat peptone. The average COD removal efficiency was above 90%. The maximum total nitrogen removal efficiency was 84.6±10.1%, with average TKN and NH4+-N effluent concentrations of 5.9 and 4.3 mg.L-1, respectively. Statistical analysis of total nitrogen removal efficiency confirmed that the carbon source did not influence over the removal processes. The denitrification efficiencies higher than the stoichiometrically calculated in function of the carbon source, indicated the occurrence of possible paths for nitrogen removal of nitrogen as anammox process. The nitrification and denitrification rates obtained in kinetic experiments were similar for the two sources of carbon and all C/N ratio studied at the same order of magnitude in relation to those reported in the literature, enhancing that the reactor configuration tested combined with the proper operational conditions allowed the organic matter and nitrogen removal simultaneously.

Este trabalho apresenta o desempenho de um sistema de reatores seqüenciais em batelada aeróbio/anaeróbio, na remoção de matéria carbonácea (DQO) e nitrogenada, no tratamento de esgoto sanitário sintético, simulando esgoto doméstico. O sistema era composto por dois reatores dispostos em série, um aeróbio (RSBAe), responsável pela remoção de matéria carbonácea e nitrificação e outro, anaeróbio (RSBAn), responsável pela desnitrificação. Os reatores foram construídos em acrílico transparente, com volume total de 16,5 L e volume útil de 13,5 L. A operação dos reatores foi realizada com ciclos de 12h e 24h, na fase de adaptação, e de 24h, nas fases subseqüentes. O RSBAn foi agitado intermitentemente recirculando-se o biogás produzido e o RSBAe foi aerado/misturado continuamente. Foram testadas, como fontes de carbono para a desnitrificação, seis diferentes substratos, sendo que eram compostos por combinações dos constituintes do substrato sintético (variações percentuais de proteínas, carboidratos e lipídeos em termos de DQO), e as outras duas, metanol e etanol. A eficiência atingida, na remoção de DQO, foi em média de 95%, e as eficiências alcançadas na nitrificação e desnitrificação foram em média de 99%, para qualquer uma das fontes de carbono utilizadas. / This work presents the performance of (aerobic/anaerobic) sequencing batch reactors in the removal of carbonaceous (COD) and nitrogen matter treating synthetic substrate, simulating domestic wastewater. The system was composed of two reactors in series, one aerobic (RSBAe), responsible for the carbonaceous and nitrogen removal and another, anaerobic (RSBAn), responsible for denitrification. The reactors were built in transparent Plexiglas with total volume of 16,5 L and useful volume of 13,5 L. The reactors operation was carried out with cycles of 12h and 24h, in the adaptation phase, and 24h, in the other phases. The RSBAn were agitated intermittently by recycling the produced biogas and the RSBAe were aerated/agitated continuously. Six different subtracts were tested as carbon sources for denitrification four of them were composed by synthetic substrate combinations (percent variations of protein, carboidrates and lipids as COD) and the other two, methanol and ethanol. The COD removaI efficiency, in the COD removal, was about 95%, and the achieved efficiency in the nitrification and denitrification were about 99%, for any of the carbon source assayed.

Um sistema de tratamento constituído de um reator anaeróbio de mistura completa e um reator anaeróbio compartimentado (ABR) foi operado durante 140 dias para estudar os efeitos do pré-tratamento das águas residuárias de uma indústria química, por carvão ativado em pó (CAP), e suas implicações nos processos de nitrificação e desnitrificação. Utilizou-se, no pré-tratamento do resíduo, duas concentrações de carvão ativado em pó. Para aplicação de 10 mg/l de CAP a remoção de DQO foi de 60% e a de NTK foi de 50%. Nesta fase, os processos de remoção de nitrogênio foram plenamente viabilizados. Para 5 mg/l de CAP a remoção de DQO foi de 44% e a remoção de NTK 46%, neste período se observou inibição por metais pesados e acúmulo de nitrito no sistema. / A treatment system composed of both an aerobic complete-mix reactor and a anaerobic baftled reactor (ABR) was operated for 140 days to study the effects of the treatment of wastewater chemical industry by powdered activate carbon (PAC) and its implications in nitrification - denitrification processes. In the residue preliminary treatment, two concentrations of PAC were used. For the application of 10 mg/l of CAP the removal of COD was 60% and the removal of TKN was 50%. In this phase, the processes of nitrogen removal were possible to be completely carried out. For 5 mg/l of CAP, the removal of COD was 44% and the removal of TKN 46%. In this period, the inhibition by heavy metaIs and nitrite accumulation in the system was observed.