O principal objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o desempenho de um sistema experimental para pós-tratamento de reatores anaeróbios. Foram testados reator microaerado e reator com aeração intermitente, seguidos de flotação por ar dissolvido. Foram avaliadas condições para se obter nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo, em reator com baixa concentração de OD e em reator em que se alternaram fases aeróbia e anaeróbia. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas distintas: a Etapa I constituiu de ensaios preliminares, utilizando instalação em escala de laboratório, alimentados com efluente de reator anaeróbio compartimentado, composta de sistema de aeração com quatro reatores em paralelo, com capacidade de 11,5 L cada, operando em regime hidráulico contínuo, com concentrações de OD na faixa de 0,2 a 0,9 mg/L, em temperatura controlada de 30±2°C. Na Etapa I também foram operados reatores com aeração intermitente. Na Etapa II, empregou-se instalação para tratamento aeróbio, com capacidade de 100 L, seguida de flotador, em temperatura ambiente de 25±6°C, sendo operado um reator microaerado e outro com aeração intermitente; ambos foram alimentados com efluente de um reator anaeróbio de leito expandido. O sistema com aeração intermitente (&#952h: 6 h) mostrou-se estável, apresentando elevada remoção média de DQO (92%), de P-PO4-3 (90%) e de nitrogênio (sem utilização de fonte externa de carbono; apenas com recirculação adequada do lodo). Para &#952h médio de 8 h, nos ensaios com ciclos alternados de 2 h, com aeração e 4 h, sem aeração, foi obtida remoção máxima de P-PO4-3, de 95% para as amostras brutas e 97% para as amostras filtradas, com remoção média de 84%, e 88%, respectivamente. Considerando apenas os valores médios, registrou-se ligeira queda de remoção de P-PO4-3, e de DQO em relação ao período com &#952h médio de 6 h. Os resultados com aeração intermitente foram sensivelmente melhores em relação aos obtidos com microaeração. / The aim of this research the performance evaluation of a pilot system for post treatment of anaerobic reactors. Microaeration and intermittent aeration reactors, followed by dissolved air flotation (DAF) were examined. It was assessed the conditions to obtain nitrification, denitrification and phosphorus removal, in reactor operated with low concentration of OD and in a reactor operated were alternated aerobic and anaerobic phases were used. The research was developed in two different stages. The first one, constituted of preliminary test, using installation in laboratory scale, fed with effiuent of compartment anaerobic reactor. This system was composed of aeration system with four reactors in parallel, with 11,5 L each, operating in continuous flow, with concentrations of DO between 0.2 to 0.9 mg/L, in controlled temperature of 30±2 ºC. The reactors were also operated with intermittent aeration. In the second stage, an installation with 100L was used for aerobic treatment, followed by DAF, in room temperature of 25±6°C. One reactor was operated under microaeration and another with intermittent aeration. Both were fed with effiuent of an expanded bed anaerobic reactor. The system with intermittent aeration (&#952h: 6 h) shown stable, presenting high COD removal of (92%) and phosphorus removal (90%), without use of external carbon source; just with adapted recirculation of the sludge. For an average hydraulic retention time of 8 h, in the test with alternate cycles of 2 h with aeration and 4 h without aeration, it was obtained a maximum removal of P-PO4-3 equal 95% for the raw samples and 97% for the filtered samples, with average removal of 84%, and 88%, respectively. The results with intermittent aeration were significantely better in relation to the obtained with microaeration.

Nas últimas décadas diversos tipos de meio suporte têm sido propostos para a melhoria da eficiência e/ou aumento da compacidade de reatores biológicos tratando esgoto sanitário. No presente trabalho de doutorado são apresentados os resultados obtidos com a aplicação de um novo tipo de reator biológico anaeróbio de fluxo ascendente com leito de fibras flexíveis aplicado ao tratamento de esgoto sintético. Sua concepção foi motivada pelas dificuldades verificadas em alguns tipos de reatores de leito expandido, os quais ao longo do tempo de operação podem perder suas características hidrodinâmicas iniciais, devido ao acúmulo de biomassa, passando a apresentar expansão não homogênea do leito. A proposta de uso da fibra de nylon como meio suporte se deveu a sua capacidade de atuar como leito flexível - quando fixo em apenas uma de suas extremidades - que, devido á sua flexibilidade, apresenta também características parecidas às de leito móvel. Nesse novo tipo de concepção de leito, a biomassa aderida às fibras flexíveis adquirem forma de longos filamentos, os quais, devido ao próprio escoamento do esgoto e à rotação do eixo em que as fibras são fixadas, permanecem estendidos de modo a proporcionar elevada relação volume/superfície. Essa biomassa na forma de finos filamentos permanece firmemente aderida ás fibras flexíveis, reduzindo o potencial de perda de biomassa juntamente com o efluente e também de possíveis obstruções de poros, comum em leitos granulares. Para o estudo, foi projetada, construída, operada e avaliada durante 458 dias, uma instalação piloto constituída de seis reatores na forma de colunas verticais com escoamento contínuo e ascendente, operando em paralelo. Nesses reatores foram variados parâmetros de configuração e operação, como: i) a densidade de fibras flexíveis que compuseram o leito de fibras flexíveis; ii) a rotação do eixo vertical onde foram fixadas as fibras do leito; iii) o tempo de detenção hidráulica (nas etapas de 1 a 4 foram testados TDH de 9; 6; 4 e 3 horas, respectivamente); iv) a interrupção da rotação em reator em andamento. Foram analisadas as eficiências de remoção de carga orgânica e do perfil vertical dos reatores, assim como foi realizada a avaliação da composição da biomassa encontrada no biofilme, com análise de imagem e microscopia. Os resultados demonstram que a configuração dos reatores forneceram excelentes resultados de remoção de carga orgânica e também se mostraram aptos para se adaptar as variações de vazões aplicadas ao longo do trabalho, sendo observados os melhores resultados na Etapa 1 da fase 1, onde o Reator 2 apresentou eficiência de remoção de 91% de DQO total, 96% de DQO filtrada, 86% de DBO e 60% de SST. Também foi possível observar que os reatores com maiores densidades de fibras apresentaram melhores eficiências e permaneceram mais estáveis em face às características investigadas. Quanto à aplicação de rotação foi possível observar sua interferência positiva sobre a eficiência de remoção dos reatores, principalmente para as densidades de fibras inferiores e que o aumento de sua rotação também trazia melhorias na remoção de carga orgânica. Já para a avaliação da interrupção da rotação foi possível observar a redução de eficiência para os parâmetros avaliados. Também foram analisados três pós-tratamentos do efluente do reator anaeróbio por flotação, sedimentação (com e sem coagulante) e filtração em filtro de fibras flexíveis. O pós-tratamento mais adequado para ser aplicado em conjunto ao reator anaeróbio de fibras flexíveis foi a flotação, por separação (sem adição de coagulante), que apresentou remoção de 71%de turbidez, 51% de cor aparente, 40% de DQO, 25% de DQO filtrada, 34% de fósforo total e 52% de SST. Na avaliação do pós-tratamentos físico-químico mais adequado, a flotação por ar dissolvido apresentou melhores resultados utilizando o coagulante PAC em dosagem de 14 mg.L-1 do princípio ativo de Al2O3, com eficiência de remoção do sistema de 84% de turbidez, 73% de cor aparente, 50% de DQO total e 31% de DQO filtrada, 45% de fosforo total e 62% SST. / In the last decades, many different types of support media have been proposed for improving the efficiency and / or increasing the compactness of biological reactors treating domestic sewage. The results obtained in the application of a new type of up flow anaerobic bioreactor with flexible fibers bed applied to synthetic wastewater treatment are presented in this PhD thesis. Its design was motivated by the difficulties observed in some types of expanded bed reactors, which may lose their initial hydrodynamic characteristics during operation time, due to the biomass accumulation, leading to inhomogeneous bed expansion. The proposed nylon fiber is used as the support media due to its ability to operate as flexible bed - when it is fixed at only one end - which, due to its flexibility, also has characteristics similar to the moving bed. In this new type of bed design, the biomass attached to the flexible fibers acquire the form of long filaments, which, due to the sewage flow and the rotation axis in which the fibers are fixed, remain extended in order to provide high volume /surface ratio. This biomass in the form of fine filament remains firmly attached to the flexible fibers, thereby reducing the potential loss of biomass along with the effluent, as well as possible pore clogging, which are common in granular beds. For this study, a pilot installation consisted of six parallel reactors in the form of vertical columns with continuous upflow was designed, constructed, operated and evaluated for 458 days. In these reactors were varied configuration settings and operation as: i) the density of flexible fibers that composed the bed of flexible fibers; ii) the rotation of the vertical axis where the bed fibers were fixed; iii) the hydraulic retention time (in steps 1 to 4, HDTs of 9, 6, 4 and 3 hours were tested, respectively); iv) interruption of the rotation in the reactor in progress. The organic load removal and the reactors vertical profile efficiencies were analyzed, as well as the biomass composition found in biofilm, with image analysis and microscopy. The results demonstrate that the configuration of reactors provided excellent results of organic load removal and also proved to be able to adapt to variations in flow rates applied during the tests. The best results were observed in Step 1 in phase 1, where the reactor 2 presented removal efficiency of 91% of total COD, 96% of filtered COD, 86% of BOD and 60% of SST. Reactors with higher fiber density presented improved efficiencies and remained more stable, considering the investigated characteristics. The application of rotation was proved to cause a positive interference on the efficiency of the reactors removal, mainly for lower fiber density, and the increase of this rotation also brought improvements in the organic load removal. The rotation interruption caused en efficiency reduction for the evaluated parameters. Three post-treatments of the effluent of anaerobic reactor were analyzed: flotation, sedimentation (with and without coagulant) and filtration on flexible fibers filter in phase 2. The most suitable post-treatment to be applied along with the anaerobic reactor with flexible fibers was the flotation by separation (without addition of coagulant), which presented removal of 71% of turbidity, 51% of apparent color, 40% of COD, 25% of filtered COD, 34% of total phosphorus and 52% of SST. In the evaluation of the most appropriate chemical-physical post-treatment, the dissolved air flotation presented better results when using the PAC coagulant in the dosage of 14 mg.L-1 of the active principle of Al2O3, with removal efficiency of 84% of turbidity, 73% of apparent color, 50% of total COD, 31% of filtered COD, 45% of total phosphorus and 62% of TSS.

O presente trabalho teve como objetivo principal a avaliação da eficiência de remoção de carga orgânica, fósforo e sólidos em suspensão de sistema de flotação tratando esgoto sanitário pré-tratado em reatores UASB, da ETE Monjolinho da cidade de São Carlos/SP, e coagulado com tanino associado ou não a polímeros sintéticos. Os ensaios com variação de dosagem de coagulante Tanino e polímeros (polímero catiônico, polímero não-iônico e polímero aniônico) foram realizados em escala de laboratório, com o uso do equipamento flotateste. Em todos os ensaios foram fixados os valores de gradiente de velocidade na mistura rápida (800/s) e na floculação (90/s), ao tempos de detenção na mistura rápida (20 s) e na floculação (15 min) e, a pressão de saturação 5 Bar e a razão de recirculação (17%). Durante os ensaios com unidade de flotação em escala de bancada foram avaliados três valores de velocidades de flotação: 12,0 cm/min, 16,0 cm/min e 20,0 cm/min. Os ensaios foram divididos em duas fases: a fase 1 teve como objetivo analisar a resposta do sistema de flotação com o emprego do coagulante Tanino no tratamento do efluente do reator UASB da ETE Monjolinho (fase 1A) e também determinar as duas dosagens do coagulante Tanino mais adequadas para o tratamento do efluente de UASB da ETE Monjolinho para cada polímero testado (fase 1B). As fases 1A e 1B foram realizadas com efluente coletado às 8:00 h e 14:00 h, respectivamente. A fase 2 teve como objetivo a busca da dosagem ótima de tanino dentro de uma faixa mais estreita de valores, assim como a verificação do melhor tipo e dosagem de polímero sintético (não-iônico, aniônico e catiônico) para ser associado ao coagulante tanino. Na fase 1A, verificou-se que a flotação foi efetiva para remoção de cor aparente mesmo para dosagem nula de coagulante Tanino. Quanto à turbidez, verificou-se efeito marcante da adição de dosagem crescente de coagulante no aumento da eficiência de remoção desse parâmetro. Após a obtenção dos resultados da fase 1B, foram escolhidas para a fase 2 as duas menores dosagens de coagulante capazes de promover redução da turbidez em pelo menos 85%. Além destas duas dosagens, foram avaliados na fase 2 outras 3 dosagens compreendidas entre elas. Sendo assim, na fase 2 foram estudadas as doses de 65, 75, 85, 95 e 105 mg/L de coagulante, cada qual associada a seis dosagens de cada um dos polímeros estudados. Entre os tratamentos empregados, pôde-se verificar maior eficácia do polímero não-iônico e do polímero catiônico para o tratamento por flotação, associado ao coagulante tanino. O conjunto de dosagem de coagulante tanino e polímero mais vantajoso, ou seja, menor dosagem de tanino que, associada a polímero, apresentou remoção satisfatória dos parâmetros estudados, foi 65 mg/L de Tanino e 2,0 mg/L de polímero catiônico, atingindo remoções de 95,2% de turbidez (Residual de 3,65 NTU), 82,1% de cor aparente (Residual de 98 mgPT/L), 49,2% de fósforo total (Residual de 3,2 mg/L), 80,7% de DQO (Residual de 25 mg/L) e 87,9 % de SST (Residual de 13 mg/L) nas condições encontradas na época dos ensaios, para o pós-tratamento por flotação de efluente de reator UASB da ETE Monjolinho, São Carlos/SP. / The main objective of this work is the evaluation of the efficiency of removal of organic load, phosphorus and suspended solids in the flotation system treating domestic wastewater pretreated in UASB reactors, of the Monjolinho Wastewater Treatment Plant (WWTP) of Sao Carlos, SP and clotted with tannin alone or combined with synthetic polymers. Tests varying tannin dosage of coagulant and polymer (cationic polymer, nonionic polymer and anionic polymer) were performed on a batch scale, using flotatest. In all the tests were fixed the values of rapid mix (800/s) and flocculation (90/s) velocity gradients, the rapid mix (20 s) and flocculation (15 min) times, saturation pressure (5 Bar) and recycle rate (17%). During the test in the flotation bench scale unity three values of flotation velocities were evaluated: 12.0 cm/min, 16.0 cm/min and 20.0 cm/min. The tests were divided in two phases: the objective of phase 1 was to examine the response of the flotation system with the use of tannin coagulant in the treatment of Monjolinho WWTP UASB effluent (Phase 1A) and also determine the two most suitable dosages of tannin coagulant for the treatment of wastewater from the Monjolinho WWTP UASB tested for each polymer (phase 1B). Phases 1A and 1B were performed with wastewater collected at 8:00 h and 14:00 h, respectively. The objective of phase 2 was to find the optimum dosage of tannin within a narrower range of values, as well as verification of the optimal type and dosage of synthetic polymer (non-ionic, anionic and cationic) to be associated with the tannin coagulant. In phase 1A, it was found that flotation was effective for apparent color removal even to zero coagulant dosage tannin. As for turbidity, there is a marked effect when increasing the coagulant dose, which increased the removal efficiency of this parameter. After obtaining the results of Phase 1B, were chosen for phase 2 two low coagulant dosages which can promote reduction of turbidity by 85%. Besides the two dosages obtained in phase 1B, in phase 2 were evaluated other three between them. Thus, in phase 2 were studied coagulant doses of 65, 75, 85, 95 and 105 mg/L, each one associated with six doses of each one of the studied polymers. Among the treatments employed, it could be seen that the non-ionic polymer and the cationic polymer were the most efficient for treatment by coagulation associated with tannin in flotation. The set of tannin coagulant dosage and polymer which showed satisfactory removal of parameters was 65 mg/L of Tannin with 2.0 mg/L of cationic polymer, reaching 95.2% removal of turbidity, 83% of color apparent, 49.2% of total phosphorus, COD 80.7% and 87.9% of TSS under the conditions found at the time of testing, for post-treatment of Monjolinho WWTP UASB effluent by flotation.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:22:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 1874528 bytes, checksum: 7e46501ade5b782c1d4f3f9926c18a43 (MD5) Previous issue date: 2006-11-30 / Control of the process of repair or progression of periapical lesions after endodontic treatment is monitored by conventional or digital radiography. In this research digital subtraction radiography (DSR) was used that uses the subtraction of images longitudinally, in which the change in the alveolar bone is visualized against a uniform gray background. The objectives of this study were: (1) to evaluate the repair process of periapical lesions after endodontic treatment by using DSR; (2) to quantify by means of point/pixel (picture element), area (histogram) and linear measures (profile line), the gain or loss of mineral density in the area of the lesion, using the average of the pixel values; (3) to compare the diagnostic information, suggestive of the repair process, obtained through a subjective evaluation of DSR with a conventional radiographic evaluation and digitalized image and (4) to evaluate the contribution of DSR to an early identification of the repair of periapical lesions after endodontic treatment. The sample consisted of twelve patients with a total of seventeen periapical lesions. The x-rays were digitalized and submitted to DSR using DSR software. The pixel values of the subtracted images were determined by using Image Tool software. Both the conventional x-rays as well as the digitalized and subtracted images were qualitatively evaluated. The results showed a gain in mineral density with a meandp of 133.495.17, 130.275.77 and 129.414.46 for the points/pixel, histogram and profile line tools, respectively. In the evaluation of numerical gain Pearson s Coefficient of Correlation (r) presented these values: mean of points/histogram = 0.746; mean of points/profile line = 0.724 and histogram/profile line = 0.860. When the numerical values were transformed into percentile gain meandp of 0.674.01, 1.214.33 and 1.163.36 were obtained for the points/pixels, histogram and profile line tools, respectively. In the evaluation of the percentile gain Spearman s Coefficient of Correlation (rs) showed the following values: mean of points/histogram = 0.697; mean of the points/profile line = 0.646 and histogram/profile line = 0.844. In the qualitative analysis, the frequency of success in the ordering of the correct sequence of the repair process using conventional radiography, digitalized image and DSR was 37.3%, 31.4% and 31.4%, respectively. One concluded, therefore, that: (1) the process of repair of periapical lesions after endodontic treatment can be evaluated quantitatively by means of longitudinal analysis using DSR; (2) any one of the three tools can be used to quantify the repair, considering that correlation exists between the time of repair and the increase of the value of pixel; (3) the comparative evaluation between the subjective methods using conventional radiography, digitalized image and SDR, it showed that all had been capable to evidence the process of repair of periapical lesions from the first radiography (15 days), not having difference between them and (4) the quantitative evaluation by SDR obtained to after evidence the beginning of the repair with 15 days the beginning of the endodontic treatment, even so this repair was really effective from 105 days after the beginning of the endodontic treatment. / O controle do processo de reparo ou progressão de lesões periapicais pós-tratamento endodôntico é monitorado pelo exame radiográfico convencional ou digital. Nesta pesquisa foi utilizada a subtração digital radiográfica (SDR), que utiliza a subtração de imagens longitudinalmente, na qual a mudança no osso alveolar é visualizada contra um plano de fundo (background) cinza homogêneo. Os objetivos desse estudo foram: (1) avaliar o processo de reparo de lesões periapicais pós-tratamento endodôntico por meio de SDR; (2) quantificar por meio de ponto/pixel (picture element), área (histograma) e medida linear (perfil linha) na área da lesão, o ganho ou perda de densidade mineral por meio da média dos valores dos pixels; (3) comparar as informações diagnósticas, sugestivas do processo de reparo, obtidas por meio da avaliação subjetiva da SDR com a avaliação radiográfica convencional e imagem digitalizada; e (4) avaliar a contribuição da SDR na identificação precoce do reparo de lesões periapicais pós-tratamento endodôntico. A amostra constituiu-se de doze indivíduos totalizando dezessete lesões periapicais. As radiografias foram digitalizadas e submetidas à SDR utilizando o programa DSR. As imagens subtraídas tiveram os valores de pixel determinados utilizando o programa Image Tool. Tanto as radiografias convencionais quanto as imagens digitalizadas e subtraídas foram avaliadas qualitativamente. Os resultados evidenciaram ganho de densidade mineral com médiadp de 133,495,17; 130,275,77; 129,414,46 para as ferramentas ponto/pixel; histograma e perfil linha respectivamente. Na avaliação do ganho numérico o Coeficiente de Correlação de Pearson (r) mostrou valores de: média dos pontos/ histograma = 0,746; média dos pontos/ perfil linha = 0,724 e histograma/ perfil linha = 0,860. Quando os valores numéricos foram transformados em ganho percentual foram obtidas médiadp de 0,674,01; 1,214,33; 1,163,36 para as ferramentas ponto/pixel; histograma e perfil linha respectivamente. Na avaliação do ganho percentual o Coeficiente de Correlação de Spearman (rs) mostrou valores de: média dos pontos/ histograma = 0,697; média dos pontos/ perfil linha = 0,646 e histograma/ perfil linha = 0,844. Na análise qualitativa, a freqüência de acertos na ordenação da seqüência correta do processo de reparo usando radiografia convencional, imagem digitalizada e SDR foi de 37,3%; 31,4% e 31,4% respectivamente. Concluiu-se, portanto, que: (1) o processo de reparo de lesões periapicais pós-tratamento endodôntico pode ser avaliado quantitativamente por meio de análise longitudinal com SDR (2) qualquer uma das três ferramentas pode ser utilizada para quantificar o reparo, considerando que existe correlação entre o tempo de reparo e o aumento do valor de pixel; (3) a avaliação comparativa entre os métodos subjetivos, usando radiografia convencional, imagem digitalizada e a SDR, mostrou que todos foram capazes de evidenciar o processo de reparo de lesões periapicais desde a primeira radiografia (15 dias), não havendo diferença entre eles e (4) a avaliação quantitativa por meio de SDR conseguiu evidenciar o início do reparo com 15 dias após o início do tratamento endodôntico, embora esse reparo fosse realmente efetivo a partir de 105 dias após o início do tratamento endodôntico.