Thesis (DTech (Chemical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2017. / Industrial wastewater management pertaining to the mining industry has become increasingly stringent, with companies being required to develop environmentally benign wastewater management practices worldwide. The industries that utilise cyanide compounds for the recovery of precious and base metals in a process known as the cyanidation process, have contributed substantially to environmental deterioration and potable water reserve contamination due to the discharge of poorly treated, or untreated, cyanide containing wastewater. Hence, a biotechnological approach was undertaken in this study to remediate free cyanide (CN-) and thiocyanate (SCN-), which are the major chemical contaminants which are normally found in cyanidation wastewaters. Furthermore, this biotechnological approach was investigated to understand the fundamental aspects of using this approach such that the information gathered can be utilized in pilot plant studies. Therefore, bioprospecting of potential CN- and SCN--degrading organisms was undertaken using two approaches; (i) culture-dependent approach and (ii) culture-independent approach. Using the culture-dependent approach, Pseudomonas aeruginosa STK 03, Exiguobacterium acetylicum and Bacillus marisflavi were isolated from an oil spill site and river sediment samples, respectively. STK 03 was evaluated for the biodegradation of CN- and SCN- under alkaline conditions. The organism had a CN- degradation efficiency of 80% and 32% from an initial concentration of 250 and 450 mg CN-/L, respectively. Additionally, the organism was able to degrade SCN-, achieving a degradation efficiency of 78% and 98% from non- and CN- spiked cultures, respectively. Furthermore, the organism was capable of heterotrophic nitrification but was unable to denitrify aerobically, with the autotrophic degradation of CN- by STK 03 being abortive.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:03:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TatianaCD_DISSERT.PDF: 3494650 bytes, checksum: b64da14488429ca5572f84e37365b101 (MD5) Previous issue date: 2009-11-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This study investigates a new treatment system of wastewater by anaerobic and aerobic biological filters for nitrogen modification. The main objective of this study was evaluate, on a pilot scale, quantitatively and qualitatively the bacterian nitrifying community in a experimental sewage treatment system made by aerobics biological filters in series, in search of figure out the dynamic of nitrogen modification process. It was collected and laboratorial analysed microbiologically, regarding NMP of Nitrosomonas e Nitrobacter, and physical-chemically considering nitrogen sequence. We conclude that: the association in aerobic biological filters under nutrition controlled conditions and oxygen level allows the appearance of bacterian community responsible for the nitrogen modification; the method used, despite its limitations, provided the selection of autotrophic nitrifying microorganisms, allowing the identification of Nitrosomonas and Nitrobacter; the flow direction tested in the experimental unit did not affect the nitrifying bacterial community, certainly because they were kept drowned and did not occur flow speed that could breake the formed biomass; the nitrification process happened in aerated biological filters in all phases of the research, comproved by microbiological tests; in the third phase of the research the increase of the oxygen rate was significant for the nitrificant bacterian community in the aerate biological filters, allowing its growth, occurring relation between the efficiency of nitrification system and the quantity of organisms responsible for this process; the conduit used in aerated biological filters showed satisfactory performance support material to the nitrifying bacteria development / Neste estudo foi pesquisado um novo sistema de tratamento de efluente com filtros biol?gicos anaer?bios e aer?bios, visando a transforma??o das formas de nitrog?nio. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar, em escala piloto, quantitativamente e qualitativamente a comunidade bacteriana nitrificante em um sistema de tratamento de esgoto experimental composto por filtros biol?gicos submersos aerados em s?rie, para compreender a din?mica no processo de transforma??o de nitrog?nio. Para tal, foram feitas coletas e an?lises laboratoriais tanto microbiol?gicas, no que diz respeito ? NMP de Nitrosomonas e Nitrobacter, quanto f?sico-qu?micas, com rela??o ? seq??ncia nitrogenada. Diante dos resultados obtidos p?de-se concluir que: a associa??o em s?rie de filtros biol?gicos aer?bio sob condi??es controladas de nutri??o e n?vel de oxig?nio permitiu a forma??o da comunidade bacteriana respons?vel pela transforma??o de nitrog?nio; o m?todo utilizado, apesar de suas limita??es, propiciou a sele??o de microorganismos autotr?ficos nitrificantes, permitindo a identifica??o de Nitrosomonas e Nitrobacter; os sentidos de fluxo testados na unidade experimental n?o influenciaram a comunidade bacteriana nitrificante, certamente porque foram mantidos afogados e n?o ocorreu velocidade de fluxo capaz de cisalhar a biomassa formada; o processo de nitrifica??o ocorreu nos filtros biol?gicos aerados em todas as fases da pesquisa, tendo sido isto comprovado pelos exames microbiol?gicos; na terceira fase da pesquisa o aumento da taxa de oxigena??o foi significativo para a comunidade bacteriana nitrificante nos filtros biol?gicos aerados, favorecendo seu crescimento, havendo desta forma rela??o entre a efici?ncia do sistema na nitrifica??o e a quantidade de organismos respons?veis por esse processo; os an?is de eletroduto utilizado nos filtros biol?gicos aerados mostraram desempenho satisfat?rio como material suporte para o desenvolvimento bacteriano nitrificante

Emissões de N2 e N2O reduzem a eficiência da adubação e podem causar danos ambientais. O método do traçador isotópico (15N) é indicado para medições de N2 e N2O, masnão há relatos de sua utilização no Brasil na quantificação desses gases.O objetivo deste estudo foi adaptar o método do traçador 15N às condições brasileiras para quantificar N2 e N2O derivados do fertilizante aplicado à cana-de-açúcar. Para o ajuste do métodoforam conduzidos três experimentos: um em condições controladas e dois em condições de campo. Em ambiente controlado foram utilizados três solos com diferentes classes texturais. A influência da umidade (40, 60 e 80% da capacidade máxima de retenção de água - CMRA) e da adição ou não de dextrose (500 mgkg-1 de C), foram outros parâmetros avaliados. O K15NO3enriquecido em 23,24% em átomos de 15N foi a fonte de N (100 mg kg-1 de N) utilizada. Os trabalhos de campo foram realizados em Latossolo Vermelho da região de Piracicaba-SP, em área de canade- açúcar sem despalha a fogo. No segundo experimento, foram testadas: fontes de N (15ureia e 15NH4 15NO3, ambos com 31,9% em átomos de 15N); doses de N (55 e 110 kg ha-1); com e sem vinhaça (100 m3 ha-1). No terceiro foram testadas doses de N (70 e 140 kg ha-1)na forma de 15NH4 15NO3; doses de vinhaça (75 e 150 m3 ha-1); com e sem a cobertura de palha (11 Mg ha-1). Em cada experimento, buscou-se aprimorar o protocolo de coleta, preparo e análise dos gases. No primeiro experimento observou-se que somente tratamentos com dextrose emitiram N2O, sendo as emissões aumentadas com a elevação da CMRA de 40 para 60%.Perdas de N (N2 + N2O) do K15NO3variaram de 0,04 a 48,26%. No segundo experimento não foram observadas emissões nos tratamentos com 15ureia. Nos tratamentos com 15NH4 15NO3, somente N2O foi detectado.A vinhaça potencializou as emissões de N2O, mas os fatores de emissão ficaram abaixo de 0,4%. A não detecção do N2 levantou a hipótese que o enriquecimento isotópico dos fertilizantes foi insuficiente para marcar o N2 do interior das câmaras. Então, no último experimento, utilizou-se o 15NH4 15NO3enriquecido a 98 e a 10,43% para as determinações de N2 e N2O, respectivamente. Neste experimento a manutenção da palha intensificou as emissões de N2O proveniente do 15NH4 15NO3; a umidade, a temperatura, o Nmineral e o C-lábil do solo não apresentaram correlações significativas com emissões de N2O. Os fatores de emissão foram inferiores a 0,2%. No último experimento, também não foi detectado o N2, sugerindo que o N2O tenha sido o produto final da desnitrificação nos experimentos de campo. Os resultados mostraram que as adaptações realizadas no método do traçador 15N foram eficazes para a quantificação dos gases. Outras adaptações, entretanto, deverão surgir à medida que a adoção do método do traçador 15N se intensifique no Brasil / N2 and N2O emissions decrease the fertilization efficiency and can cause environmental damages. The 15N tracer method is used to measure N2 and N2O emissions, but there are no reports of its application in Brazil. The objective of the present study was to adapt the 15N tracer method to Brazilian conditions to quantify the N2 and N2O from fertilizers applied in sugarcane crop. Three experiments were conducted to adjusting the method: one in controlled conditions and the others in field. In controlled conditions, three soils with distinct textural class were evaluated. It was measured the moisture content (40, 60 and 80 % of water holding capacity - CMRA) and two levels of dextrose (0 and 500 mg C kg-1). K15NO3 (23.24 atom% 15N) was the N source used (100 mg kg-1). The field experiments were carried out on a RhodicDystrudox in Piracicaba region, Sao Paulo state. In the second experiment, two N sources (urea and NH4NO3, both with 31.9 atom% 15N), two N levels (55 and 110 kg ha-1) and two vinasse addition levels (0 and 100 m³ ha-1) were evaluated. In the third experiment, two N levels (70 and 140 kg ha-1) using 15NH4 15NO3 as N source, two vinasse levels (75 and 150 m³ ha-1) and the presence (11 Mg ha-1) or not of straw covering were evaluated. In each experiment, we try to improve our sampling protocol, gases preparing and analysis based on the limitations detected. In the first experiment, the N2O emissions occurred only in dextrose presence and were increased when the CMRA was raised to 60%. The N losses (N2+N2O) from K15NO3 varied from 0.04 to 48.26%. In the second experiment, it was not observed N2O emission with urea fertilization. In the treatments with NH4NO3 fertilization, it was only observed N2O emission. The vinasse application potentiated the N2O emissions, but the emissions factors were below 0.4 %. We believed that fertilizer isotopic enrichment was not sufficient to label the N2 inside chambers and because of this it was not possible measure N2 emission. So, in the last experiment, we used the 15NH4 15NO3 enriched with 98 and 10.43 atom% 15N to measure the N2 and N2O emission, respectively. In the same experiment, the straw maintenance on soil surface increased the N2O emissions from NH4NO3. The moisture, temperature, N-mineral and the C-labile were not significantly correlated with N2O emissions. The emissions factors were under of 0.2%. In the last experiment, likewise, it was not detected N2 emission, suggesting that the final product from denitrification was N2O in field experiments. Our results showed that adaptations realized in 15N tracer method were effective to quantify gases emissions. However, others adaptations can arise as result of intensification in adoption of 15N tracer method in Brazil

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:54:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Foco_MarioLuizRodrigues_M.pdf: 3471759 bytes, checksum: 1643f91209e0cdb8cb1ba9502091e4a1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Sistemas de tratamento concebidos a promover a diminuição das concentrações: de amônia por meio da nitrificação e de Nitrogênio Total (NT) utilizando desnitrificação, são necessidades cada vez maiores para diminuir os impactos causados nos ecossistemas aquáticos quando do aporte de espécies nitrogenadas. Estudou-se o desempenho de um sistema combinado anaeróbio/aeróbio, tratando esgoto sanitário, do complexo hospitalar, da Unicamp, constituído por filtro anaeróbio (FA) seguido de biofiltro aerado submerso (BAS), empregados para a conversão de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, sem a recirculação de biomassa das unidades. A desnitrificação foi avaliada pelo encaminhamento do efluente formado no BAS para o FA, onde em ambiente redutor os doadores de elétrons utilizados foram os compostos orgânicos de rápida biodegradação presentes no esgoto bruto e os ácidos orgânicos formados no processo anaeróbio. O estudo foi dividido em 3 etapas experimentais: 1ª etapa, avaliou-se a conversão de matéria orgânica em dois regimes hidráulicos (TDH total de 23,2 e 20,9 h); 2ª etapa, buscou-se estabelecer o processo e a biomassa relacionada a nitrificação, em dois regimes hidráulicos (TDH total de 18,6 e 13,9 h); 3° etapa, avaliou-se a possibilidade de desnitrificação em dois regimes hidráulicos diferenciados pela ausência e presença de recirculação do efluente tratado pelo BAS, a razão de 0,5 (ambos com TDH total de 18,6 h) A melhor condição operacional (12,1 h no FA e 6,5 h no BAS), apresentou redução das concentrações de DQO, DBO e SST, respectivamente, de 93 ± 3 %, 99 ± 1 % e 98 ± 2 %, com concentrações médias efluentes de 48 ± 9 mg DQO L-1, 5 ± 1 mg DBO L-1 e 3 ± 2 mg SST L-1 (2° etapa), não havendo diferenças significativas (p>0,05) com o desempenho da 3° etapa. Nesta sem recirculação, com TCN de 0,22 ± 0,02 kg N-NH3 m-3 d-1 e TCO de 0,91± 0,31 kg DQO m-3 d-1, alcançou-se nitrificação no BAS de 0,10 ± 0,05 kg N-NO3- m-3 d-1, relação C/N de 4 ± 1,5 e conversão de NH3 de 54 ± 20 %; na 3° etapa com recirculação, com TCN de 0,34 ± 0,05 kg N-NH3 m-3 d-1 e TCO de 0,81 ± 0,16 kg DQO m-3 d-1, alcançou-se nitrificação no BAS de 0,17 ± 0,02 kg N-NO3- m-3 d-1, C/N de 3,4 ± 0,6, conversão de NH3 de 61 ± 20 % e de NT de 43 ± 10 %. No FA em virtude da recirculação de efluente a uma razão de 0,5 a taxa de carregamento de nitrato aplicada foi de 0,024 ± 0,011 kg N-NO3- m-3 d-1 com 89 ± 3 % de conversão. A recirculação do efluente não interferiu na conversão de matéria orgânica, indicando que a configuração e operação proposta está adequada a atender as expectativas sobre sua robustez e possibilidade de reduzir a concentração de carbono orgânico e compostos de nitrogênio, influenciou positivamente em relação a regulação da relação C/N no BAS, porém a recirculação foi insuficiente para promover a regulação da relação C/N-NOx no FA e possibilitar o aumento da conversão de nitrato / Abstract: Treatment systems designed to reduced concentrations ammonia through nitrification and Total Nitrogen (TN) using denitrification, are growing needs to reduce to the impacts on aquatic ecosystems by discharge of nutrients. Evaluated the performance combined anaerobic/aerobic system to treat sewage of the hospital complex, Unicamp, consisting of anaerobic filter (AF) followed by aerated submerged biofilter (ASB) used for the conversion of organic matter and ammonia nitrogen without recirculation of biomass between reactors. Denitrification was evaluated by recirculating part of the effluent formed in the ASB for the AF, in environment reducing where the electron donors used were those organic compounds of rapid biodegradation present in raw sewage and organic acids formed in the anaerobic process. The study was divided into three experimental steps. Step 1, evaluated the conversion of organic matter in two hydraulic regimes (total HRT of 23.2 and 20.9h), step 2, tried to establish the process and biomass related to nitrification in two HRT (18.6 and 13.9h), step 3, evaluated the possibility of denitrification in two HRT distinguished by the absence and presence of recirculation of treated effluent by ASB, ratio of 0.5 (both with HRT of 18.6h) The best operating condition (12.1h in AF and 6.5h in ASB) showed conversion efficiencies of COD, BOD and TSS, respectively, 93 ± 3% 99 ± 1% and 98 ± 2%, with average effluent concentrations of 48 ± 9 mg COD L-1, 5 ± 1 mg L-1 BOD and TSS 3 ± 2 mg L-1 (2nd stage), no differences significant (p>0.05) with the performance of the 3rd step. In this without recirculation, with NLR to 0.22 ± 0.02 kg NH3 m-3 d-1 and OLR 0.91 ± 0.31 kg COD m-3 d-1, was reached in nitrification ASB 0.10 ± 0.05 kg NO3- m-3 d-1, C/N of 1.5 ± 4, and NH3 conversion of 54 ± 20%, while on the 3rd stage with recirculation, with the NLR 0.34 ± 0.05 kg NH3 m-3 d-1 and OLR 0.81 ± 0.16 kg COD m-3 d-1, was reached in ASB nitrification of 0.17 ± 0.02 kg NO3- m-3 d-1, C/N of 3.4 ± 0.6, NH3 conversion of 61% ± 20 and NT 43 ± 10%. In the AF due to the effluent recycle ratio of 0.5 to nitrate loading rate applied was 0.024 ± 0.011 kg NO3- m-3 d-1 with 89 ± 3% conversion. The recirculation did not affect the conversion of organic matter and indicated that the proposed configuration and operation is adequate to meet the expectations of its robustness and ability to reduce the concentration of organic carbon and nitrogen compounds, positively influenced regarding the regulation of C/N ratio in ASB, but this was insufficient to promote the regulation of the C/N-NOx ratio in AF and to increase the conversion of nitrate / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:54:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Domingues_LigiaMaria_M.pdf: 3689935 bytes, checksum: 34e7505224ee444054fb9606a9599e36 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho fundamentou-se na concepção, construção e operação de um sistema combinado anaeróbio-aeróbio, constituído de filtro anaeróbio (FA) e biofiltro aerado submerso (BAS), em escala de laboratório, aplicado ao tratamento de esgoto sanitário. Para atingir o objetivo principal de avaliar o desempenho global do sistema, o trabalho foi dividido em 3 etapas: estudo hidrodinâmico, avaliação da partida e avaliação da nitrificação em diferentes TDH. Baseado numa rotina de monitoramento dos parâmetros físicos, químicos e microbiológicos foi possível avaliar e adequar as condições requeridas para a nitrificação. Verificou-se o desempenho do sistema para diferentes taxas de carregamento volumétrico orgânico e de amônia, relacionando-o com as populações de bactérias nitrificadoras existentes. Constatou-se que remoção de matéria orgânica alcançada foi equivalente para os TDH de 8h (média de 86 ± 6 % para 1,89 ± 0,61 kg DQO/m3.dia com DQO efluente de 87 ± 46 mg O2/L) e 10h (média de 87 ± 4 % para 1,88 ± 0,83 kg DQO/m3 dia com DQO efluente de 89 ± 32 mg O2/L). Para TDH total de 8h (4h de aeração) e taxa de carregamento volumétrico de amônia de 0,33 ± 0,05 kg /m3.dia no BAS a remoção de amônia foi de 27 ± 14 % e a nitrificação completa foi de 20 ± 8 %, para 108 oxidadoras da amônia/g STV e 107 oxidadoras do nitrito/g STV. Para TDH total de 10h (5h de aeração) e taxa de carregamento volumétrico de amônia de 0,39 ± 0,10 kg /m3.dia no BAS a remoção de amônia foi de 47 ± 20 % e a nitrificação foi de 40 ± 19 %, para 1012 oxidadoras da amônia/g STV e 107 oxidadoras do nitrito/g STV. A concepção do sistema FA-BAS operando com TDH de 10 h foi adequada à nitrificação, quando aplicada ao tratamento de esgoto doméstico com média concentração de amônia (em torno de 30 mg/L). Indicou ainda ter grande potencial para tratar esgoto com maior concentração de amônia (acima de 50 mg/L) / Abstract: The present project was based on the conception, construction and operation of an anaerobic-aerobic combined system. This was formed by an anaerobic filter (AF) and an aerated submerged biofilter (ASB), in a laboratory scale, and used for sanitary wastewater. The main objective of this project was to analyze the general performance of the system, and for that, it was divided in 3 parts: hydrodynamic study, start-up evaluation and nitrification analysis in different HRT. Based on a frequent monitoring of physical, chemical and microbiological parameters, it was possible to evaluate and adequate the required conditions for nitrification. The performance of the system for different organic and ammonia volumetric loading rates were verified. Afterwards it was related to the populations of nitrifying bacteria. The system demonstrated organic matter removal not only for HRT of 8 h (average of 86 ± 6% for 1,89 ± 0,61 kg COD/m3.day, with effluent COD of 87 ± 46 mg O2/L) but also for HRT of 10 h (average of 87 ± 4 % for 1,88 ± 0,83 kg COD/m3.day, with effluent COD of 89 ± 32 mg O2/L). For total HRT of 8 h (4 h of aeration) and volumetric loading rates of ammonia of 0,33 ± 0,05 kg/m3.day at ASB, the ammonia removal was 27 ± 14% and the complete nitrification was 20 ± 8 %, for 108 ammonium oxidizers/g TSV and 107 nitrite oxidizers/g TSV. For total HRT of 10 h (5 h of aeration) and volumetric loading rates of ammonia of 0,39 ± 0,10 kg/m3.day at ASB, the ammonia removal was 47 ± 20 % and the complete nitrification was 40 ± 19 %, for 1012 ammonium oxidizers/g TSV and 107 nitrite oxidizers/g TSV. The system AF-ASB operated with HRT of 10 h demonstrated to be useful for nitrification if applied to sewage treatment with average concentration of ammonia (around 30 mg/L). It can also be pointed out that the system can be used to treat sewage with higher concentrations (over 50 mg/L) / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Denis Miguel Roston, Marcelus Alexander Acorinte Valentim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-13T08:39:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ReginaMariaFerreirados_M.pdf: 5222301 bytes, checksum: 6d989174a6a53d3154acb1d4dba174b2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A Região Metropolitana de Campinas - RMC passa hoje por uma situação crítica devido ao comprometimento da qualidade de suas bacias hidrográficas e da forte pressão de demanda. O reúso se mostra como a alternativa mais plausível para satisfazer as demandas menos restritivas, liberando as águas de melhor qualidade para usos mais nobres, como o abastecimento doméstico. Inserida na RMC, mais precisamente na zona rural do Município de Sumaré, encontra-se a área de eventos, Estância Árvore da Vida - EAV. Esta área apresenta uma população fixa de aproximadamente 500 pessoas e uma população variável que pode chegar a até 10.000 pessoas durante os eventos realizados ao longo do ano. Esta propriedade tem como Estação de Tratamento um sistema de Lodos Ativados com disposição do efluente final em corpo d'água. Para melhoria da qualidade do efluente da ETE em funcionamento com vistas ao reúso, este trabalho teve como proposta avaliar um Sistema Sequencial de Pós-Tratamento por Leitos Cultivados (constructed wetland). O sistema piloto compreende: três leitos cultivados; dois de fluxo vertical em paralelo seguidos de um de fluxo horizontal, e na sequencia adaptou-se um canal para cloração do efluente. A desinfecção não faz parte do foco principal do trabalho, sua conotação foi de uma proposta inicial com vistas a estudos posteriores de um dispositivo simples e de baixo custo, que permita a aplicação do desinfetante sem a utilização de energia elétrica. As etapas de campo, construção, cultivo das macrófitas (Typha sp.) e avaliação do sistema, transcorreu ao longo de 11 meses. Os três leitos, construídos de fibra de vidro e possuíam a mesma área superficial, 2,75m2. Em termos operacionais, o sistema teve ótimo desempenho, não apresentou problemas de ordem hidráulica, indícios de colmatação do meio filtrante, odores ou surgimento de plantas invasoras. Os resultados obtidos ao longo da pesquisa apontaram: (i) Potencialidade do Sistema Sequencial (LCFVs seguidos de LCFH) na remoção de 74% de DQO, 88% de P, 97% de Turbidez, 93,5% de Cor, 93,85% de SST; (ii) Remoção de Nitrogênio amoniacal de 57,8% e acréscimo de nitrato de 40% nos LCFVs com maciço filtrante de 0,80m de altura (0,07m de brita 1 no topo, 0,60m de areia média no meio, 0,13m de brita1 no fundo); (iii) Indicação da ocorrencia da nitrificação no LCFH com o crescimento de 48,6% da DBO5 e 13% de nitrato; iv) Perfeita adaptação das macrófitas nos três leitos. Assim, recomenda-se a utilização de Sistema Sequencial de Leitos Cultivados (constructed wetlands) de Fluxo Vertical e Horizontal associado a lodos ativados tratando esgoto doméstico, entretanto, para o reuso do efluente, uma etapa de desinfecção criteriosa é altamente recomendável. / Abstract: The Metropolitan Region of Campinas - MRC faces nowadays a critical situation due to the damaged water quality of the hydrographical basins and its high demand. The reuse appears to be the most plausible alternative to satisfy the less restrictive demands, setting free the water of the best quality to nobler uses, like domestic supply. The area of events Estância Árvore da Vida - EAV is located in the MRC, precisely in the countryside of Sumaré City. This area has a fixed population of about 100 people and a fluctuating population that can reach the amount of 10.000 during the events in the whole year. The property has as a Treatment Station a system of Activated Mud with final effluent disposition in river. In order to improve the quality of the functioning ETE's effluent aiming the reuse, the present work looks forward to evaluating an Integrated System of Post-Treatment by Constructed Wetlands. The pilot system comprehends: three constructed wetlands, two of vertical in parallel flow followed by one of horizontal flow and an effluent's chlorination canal. The disinfection does not consist in the main focus of this work; it's connotation was of an initial proposal looking forward to later studies on a simple and low-cost device, which allows the application of the disinfectant without using electric energy. The field's steps, construction, macrófitas' cultivation Thypha sp. and the system evaluation, occurred during 11 months. The three bottom places were built of glass fiber and they had the same superficial area, 2,75m2. In operational terms, the system had a great performance; there were no hydraulics problems, no clogging of the filtering environment, smelling or rising of invaders plants. The obtained results during the research pointed: (i) Sequential System Potential (LCFVs followed by LCFH) by the removing of 74% of COD, 88% of P, 97% of Turbidity, 93,5% of Color, 93,85% of SST; (ii) Amoniacal nitrogen removing of 57,8% and 40% increasing of nitrate on the LCFVs with 0,80m of filtering material (0,07m of gravel on the top, 0,60m of tiny sand on the middle and 0,13m of gravel on the bottom); (iii) Indication of nitrification occurrence on LCFH with 48,6% growing of BOD5 and 13% of nitrate; iv) Perfect adaptation of the macrophytes on the three bottom places. Therefore it's recommended the use of the Sequential System of constructed wetlands of vertical and horizontal flow associated to activated mud treating domestic sewer, however for the effluent's reuse it's highly recommended a rigorous disinfection procedure. / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:19:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danielle Patricio Brasil.pdf: 2152966 bytes, checksum: e515ac3042d83351a7ee136737507f27 (MD5) Previous issue date: 2010-02-25 / In recent years there has been a rapid deterioration in water quality due to the disposal of large amounts of nutrients, especially nitrogen and phosphorus, which are described as the major responsible for the phenomenon of eutrophication. In order to minimize the impacts with the release of these nutrients, this study investigated the performance of two sequencing batch reactors on removal of organic matter and nutrients in sewage. The reactors were constructed of glass with a volume of 12,6 L and treated 12,6 L / day of raw sewage in three batches of eight hours. The reactor 1 (RBS1) was operated with sludge age of 10 days and the reactor 2 (RBS2) with sludge age of 7 days. The operation of the reactors was divided into 4 phases: in phases 1 and 2 it was inoculated a sludge with SSV concentrations of 2470 mg.L and in phases 3 and 4 it was inoculated a sludge with SSV concentrations of 1800 mg.L - 1 , in both reactors. Phases 1 and 3 were characterized as a period of acclimatization of phases 2 and 4 respectively. The physical and chemical parameters monitored were: pH, alkalinity, the fractions of solids, total COD, filtered COD, nitrogen compounds, total phosphorus and orthophosphate. Beyond this, it were also performed in stage 4 respirometric tests associated with laboratory analysis to check the phosphorus release and the consumption of organic material in anaerobic environment and the absorption of phosphorus in aerobic environment. The results showed that the reactors were efficient in removing organic matter in all stages. Regarding to the removal of TKN, the reactors had almost the same behavior in phases 2 and 4, with its efficiencies of around 93% and 96% for rbs1 and 96% and 94% for RBS2 respectively. The removal efficiency of ammonia was similar in the reactors, with an average of approximately 95% in phases 2 and 4. The biological phosphorus removal showed an average efficiency of 91% of total phosphorus and 89% of orthophosphate in phase 1 of rbs1, and in the other phases did not exceed efficiencies of 70%. It was also observed in respirometric tests associated with laboratory analysis that it is possible to occur phosphorus release and denitrification in the anaerobic zone simultaneously, when there is presence of OAF and soluble biodegradable material. / Nos últimos anos tem-se observado uma acelerada deterioração da qualidade das águas devido a descarga de efluentes com grandes quantidades de nutrientes, principalmente, nitrogênio e fósforo, os quais são apontados como os principais responsáveis pelo fenômeno de eutrofização. Com a finalidade de minimizar os impactos causados com o lançamento desses nutrientes, o presente trabalho investigou o desempenho de dois reatores em bateladas seqüenciais na remoção de matéria orgânica e nutrientes presentes em esgotos sanitários. Os reatores foram construídos em vidro com volume útil de 12,6L e trataram 12,6L/ciclo de esgoto bruto em três bateladas de oito horas. O reator 1 (RBS1) foi operado com idade de lodo de 10 dias e o reator 2 (RBS2) com idade de lodo de 7 dias. A operação dos reatores foi dividida em 4 fases: as fases 1 e 3 foram caracterizadas como período de aclimatação das fases 2 e 4 respectivamente. Os parâmetros físico-químicos monitorados foram: pH, alcalinidade, as frações de sólidos, DQO total, DQO filtrada, compostos nitrogenados, fósforo total e ortofosfato. Além disso, foram realizados na fase 4 testes respirométricos associados a análises laboratoriais para avaliar a liberação do fósforo e o consumo do material orgânico em ambiente anaeróbio e a absorção do fósforo em ambiente aeróbio. Os resultados obtidos mostraram que os reatores foram eficientes na remoção de matéria orgânica em todas as fases. Quanto à remoção de NTK, os reatores apresentaram praticamente o mesmo comportamento nas fases 2 e 4, sendo suas eficiências de aproximadamente 93% e 96% para o RBS1 e de 96% e 94% para o RBS2, respectivamente. A eficiência de remoção de amônia foi semelhante nos reatores, apresentando média aproximada dos 95%, nas fases 2 e 4. A remoção biológica de fósforo apresentou eficiência média de 91% do fósforo total e 89% do ortofosfato na fase 1 do RBS1, e nas demais fases não ultrapassaram eficiências de 70%. Observou-se também nos testes respirométricos associados a análises laboratoriais que quando há presença dos OAF e de material solúvel biodegradável suficiente, é possível ocorrer simultaneamente liberação de fósforo e desnitrificação na zona anaeróbia.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Catarina Chagas de Andrade.pdf: 1371104 bytes, checksum: 0e9afb00a66741b737ecf9305aac3118 (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The compact biological anaerobic-aerobic reactors can be applied in the treatment of decentralized sewage, which seeks for a more affordable, practical and inexpensive system. This research aimed to examine the feasibility of a compact system in order to remove carbonaceous material, suspended solids, reduce pathogens and investigate the behavior of nitrification. The compact system is made of fiberglass and it consists of a UASB reactor followed by an anaerobic filter with polyurethane sponge as the support medium and an intermittent aerobic filter with sand as the filter medium. The operation was divided into two stages, the first lasted three months treating 540 liters of sewage and the second stage lasted seven months treating 288 liters of sewage on a daily basis. The results showed that the removal efficiency of total COD in the effluent from the UASB reactor was 60%, and 90% at the final effluent. The total suspended solids and volatile suspended solids showed an average removal of 96% and 97%, respectively. According to the analysis of nitrogen compounds in the final effluent of the filter, it was verified satisfactory aerobic nitrification, converting part of the N-NH4+, wich means values in the final effluent of 0,8 mg N-NO2-.L-1 and 24 mg N-NO3-.L-1. The reduction efficiency of helminth eggs was 99,98%. It can be concluded that the compact system which occupies a smaller area due to its innovative setup, showed a good performance in the removal of organic matter (COD), suspended solids, helminth eggs and in addition it also appeared efficient in the process of nitrification. / Os reatores biológicos compactos anaeróbio-áeróbio podem ser aplicados no tratamento descentralizado de esgotos, garantindo sistemas mais acessíveis, práticos e de baixo custo. A presente pesquisa objetivou avaliar a viabilidade de um sistema compacto com a finalidade de remover material carbonáceo, sólidos em suspensão, reduzir patógenos e investigar o comportamento da nitrificação. O sistema compacto foi construído de fibra de vidro e constituído de um reator UASB, seguido de filtro anaeróbio com esponja de poliuretano como meio suporte e filtro aeróbio intermitente com areia como meio filtrante. A operação foi dividida em duas etapas, a primeira foi de três meses tratando diariamente 540 litros de esgoto e a segunda etapa durou sete meses tratando diariamente 288 litros de esgoto. Os resultados obtidos mostraram que, a remoção média de DQO total no efluente do reator UASB foi de 60%, e para o efluente final de 90%. Os sólidos suspensos totais (SST) e voláteis (SSV) apresentaram remoção média de 96% e 97%, respectivamente. De acordo com as análises dos compostos nitrogenados, no efluente final do filtro aeróbio foi possível verificar satisfatória nitrificação, convertendo parte do N-NH4+, com valores médios no efluente final de 0,8 mg NNO2-.L-1 e 24 mg N-NO3-.L-1. A eficiência de redução de ovos de helmintos foi de 99,98%. Concluiu-se que o sistema compacto ocupando uma menor área devido à sua inovadora configuração, mostrou bom desempenho na remoção de matéria orgânica (DQO), sólidos em suspensão e ovos de helmintos, bem como mostrou-se eficiente no processo de nitrificação.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:20:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Julia Karla de Albuquerque Melo.pdf: 1065457 bytes, checksum: 2bc32eb7c7deb102d919fe9a1f25acec (MD5) Previous issue date: 2013-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of UASB reactors for the treatment of domestic sewage is considered a consolidated technology, however, even with relatively large removal efficiency of organic matter, rarely attending several other parameters established by environmental agencies. The research investigated the performance of the posttreatment of UASB reactor effluent in anaerobic filter (FAN) and sand filter of intermittent flow (FaFint), with the purpose of evaluate the removal of organic matter, suspended solids, pathogenic organisms and keep the forms of nitrogen, in order to obtain an effluent for agricultural reuse. The experimental system consisted of a UASB reactor followed by anaerobic filter and sand filter of intermittent flow. The experimental system was operated with average daily flow of sewage of 630 L/day. For the FaFint feeding occurred through a siphon, that operated for 3 cycles with daily flow of 105 L/cycle. The average removal of the UASB reactor was 63% of COD gross, with final removal of COD gross in the effluent end of the FAN and FaFint of 80 and 86%, respectively. The removal of total suspended solids and volatile was 88% in the final effluent of FAN. While the FaFint removed 90 and 91% of total suspended solids and volatile, respectively. Satisfactory nitrification was obtained on the FaFint, producing the final effluent with 34 mgN-NO3.L-1 and 8 mgNTK.L-1 and 99,5% of removal helminth eggs. The experimental systems studied showed satisfactory efficiency in removing organic matter, solids in suspension, being, thus, adaptive systems to small communities, can enable the reuse of effluents in agriculture. / O uso de reatores UASB para o tratamento de efluentes domésticos é considerado uma tecnologia consolidada, no entanto, mesmo apresentando eficiência de remoção relativamente considerável em matéria orgânica, raramente atende a diversos outros parâmetros estabelecidos pela legislação ambiental. A presente pesquisa investigou o desempenho do pós-tratamento de efluente de reator UASB em filtro anaeróbio (FAN) e filtro de areia de fluxo intermitente (FaFint), com a finalidade de avaliar a remoção de matéria orgânica, sólidos em suspensão, organismos patógenos e manter as formas de nitrogênio, com intuito de obter um efluente para o reúso agrícola. O sistema experimental foi constituído de um reator UASB seguido de filtro anaeróbio e filtro de areia de fluxo intermitente. O sistema experimental foi operado com vazão média diária de esgoto doméstico de 630 L/dia. Para o FaFint a alimentação ocorreu por meio de um sifão, que funcionou por 3 ciclos diários com vazão de 105 L/ciclo. A remoção média do reator UASB foi de 63% de DQO bruta, com remoção final de DQO bruta no efluente final do FAN e FaFint de 80 e 86%, respectivamente. A remoção de sólidos suspensos totais e voláteis foi de 88% no efluente final do FAN. Enquanto o FaFint removeu 90 e 91% de sólidos suspensos totais e voláteis, respectivamente. Satisfatória nitrificação foi conseguida no FaFint, produzindo efluente final com 34 mgN-NO3.L-1 e 8 mgNNTK.L-1 e 99,5% de remoção de ovos de helmintos. Os sistemas experimentais estudados apresentaram eficiência satisfatória na remoção de matéria orgânica, sólidos em suspensão, sendo, portanto, sistemas adaptáveis a pequenas comunidades, podendo possibilitar o reúso do efluente na agricultura.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-20T18:48:45Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Cristina Pereira da Silva Pacheco - 2013.pdf: 3446955 bytes, checksum: 0699ff2edcae2a475f78f2834bf8ffe2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-20T18:50:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Cristina Pereira da Silva Pacheco - 2013.pdf: 3446955 bytes, checksum: 0699ff2edcae2a475f78f2834bf8ffe2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-20T18:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Cristina Pereira da Silva Pacheco - 2013.pdf: 3446955 bytes, checksum: 0699ff2edcae2a475f78f2834bf8ffe2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-03-18 / The nitrogen is one of the nutrients that is more affected by Tillage System and that most limits both crop development and crop productivity. Several factors can modify the N dynamics in areas under Tillage System, however, a factor that has been little investigated is the use of desiccants for formation of stubble on the soil. The desiccant can affect various processes of the nitrogen cycle and, thus, affect the availability of N in agroecosystems. In this context, the aim of this study was to evaluate: 1 - The ammonia emission by plants and soil after application of desiccants in Pennisetum glaucum, and 2 - The effects of herbicides application on Urochloa ruziziensis and Pennisetum in total-N, mineral-N, activity and microbial biomass in soil. Herbicide application on Pennisetum glaucum increases losses of NH3-N by the plant and does not affect the volatilization of NH3-N by soil. Glyphosate reduced content of N in Pennisetum glaucum and all herbicides have reduced the content of nitrogen in the soil when millet was used as cover culture. The same effect on the total N was not observed with Urochloa straw. The herbicides effects on mineral-N were highly variable. Herbicide application in both experiments did not affect the microbial biomass of the soil, while the basal respiration was increased by the application of paraquat on Urochloa ruziziensis. / O nitrogênio é um dos nutrientes cuja dinâmica é mais influenciada pelo Sistema Plantio Direto (SPD) e o que mais limita o desenvolvimento e a produtividade da maioria das culturas. Diversos fatores podem modificar a dinâmica do N em áreas sob SPD, no entanto, um fator que tem sido muito pouco investigado é o uso de herbicidas dessecantes para formação da palhada sobre o solo. Os herbicidas dessecantes podem afetar diversos processos do ciclo do nitrogênio e, com isso, afetar a disponibilidade de N nos agroecossistemas. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho avaliar: 1 - A emissão de amônia pela planta e pelo solo após aplicação de herbicidas dessecantes em Pennisetum glaucum; e 2 - O efeito de herbicidas dessecantes aplicados em Pennisetum glaucum e Urochloa ruziziensis nos teores de N-total, de N-mineral, na atividade e no carbono da biomassa microbiana do solo. A aplicação de herbicidas em Pennisetum glaucum aumentou as perdas de N-NH3 pela planta e não afetou a volatilização de N-NH3 pelo solo. O herbicida glyphosate reduziu o conteúdo de N em Pennisetum glaucum e todos os herbicidas reduziram o conteúdo de nitrogênio no solo, quando utilizou-se o milheto como cultura de cobertura. O mesmo efeito sobre o N-total não foi observado com palha de braquiária. O efeito dos herbicidas no N-mineral foi muito variável. A aplicação dos herbicidas em ambos os experimentos não afetou o carbono da biomassa microbiana do solo, enquanto a respiração basal foi aumentada pela aplicação de paraquat em Urochloa ruziziensis.