Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Marcelo Zaiat / Banca: Luiz Augusto do Amaral / Resumo: Avaliou-se o desempenho de um sistema combinado anaeróbioaeróbio para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) de 18624, 11395, 6690 e 21705 mg L-1. Foram utilizados quatro reatores anaeróbios horizontais com volume total de 49,5 L cada, um com manta de lodo (RAHML) e três de leito fixo (RAHLF), instalados em série e seguidos de um reator aeróbio operado em bateladas alimentadas sequenciais (RBS, com alimentação contínua). Nos RAHLF foram utilizados como meios suporte anéis de bambu, anéis plásticos de eletroduto corrugado e anéis de bucha (Luffa cillyndrica), respectivamente. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) e as cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no RAHML foram de 12, 10, 8 e 8 h e 52,6; 60,9; 64,8 e 123,2 g DQO (L d)-1, respectivamente. O RBS foi operado com ciclo de 24 h e COV de 0,34; 0,50; 0,32 e 3,88 g DQO (L d)-1. As eficiências médias de remoção de DQOtotal e SST no conjunto de reatores anaeróbios horizontais, em série, diminuíram de 95,5 a 96,7% para 78,8%, e de 95,0 a 98,7% para 85,6% respectivamente, com o aumento da COV para 123,2 g DQO (L d)-1 no RAHML. As maiores produções de metano ocorreram nos RAHLF com valores médios de até 0,925 m3 CH4 (m3 reator d)-1 e 0,31 m3 CH4 (g DQO removida)-1 . A inclusão do RBS permitiu melhorar a qualidade do efluente e a estabilidade do sistema de tratamento, atingindo eficiências de remoção de DQOtotal de 94,2 a 99,0% e de SST de 94,4 a 99,3%. As eficiências médias de remoção de K, Ca, Mg e Na no sistema de tratamento foram de 50 a 81%, de 67 a 89 % de 65 a 79% e de 53 a 68%, respectivamente, e de Cu, Fe, Mn e Zn foram maiores, de 97 a 98%, de 63 a 99%, de 75 a 85% e de 89 a 94%, respectivamente, e podem ser atribuídas à imobilização no lodo. / Abstract: An anaerobic-aerobic combined system performance was evaluated in swine water waste treatment with an average total suspended solids (TSS) concentration from 18624, 11395, 6690 and 21705 mg L-1, constituted by four horizontal anaerobic reactors each one having a total volume of 49.5 L, one of control-sludge (RAHML), and tree of fixed film installed in series (RAHLF), followed by a sequential operated batch reactor (ASBR) with continue feeding with total volume of 339 L. In the RAHLF was used of bamboo were used as support to fix the film, plastic rings, and wad (Luffa cillyndrica) rings. The hydraulic detention timing (HDT) and volumetric organic loads (VOL) applied in RAHML were 12, 10, 8 and 8 h of 52.6, 60.9, 64.8 and 123.2 g COD (Ld)-1 and the RBS operated in a 24-hours operational cycle were 0.34, 0.50, 0.32 and 3.88 g COD (L d)-1, into the assays number 1, 2, 3 and 4 respectively. The total COD and medium SST removed efficiently horizontal reactors set in serie, were from 95.5 to 96.7%, for 78.8 % and from 95 to 98.7% for 85.6% respectively. Increasing (VOL) to 123,2 g COD (L d)-1 in the (RAHLF). The higher methane production happened in RAHLF with medial values up to 0.925 m3 CH4 and 0.31 m3 CH4 (g COD removed). The ASBR inclusion enabled obtain COD removing efficiency in suspended solid from 94.2 a 99% and from 94.4 a 99.3% respectively. The K, Ca, Mg and Na medium removed efficiently in system were from 50 for 81% and 67 for 89%, 65 for 79% and 53 for 68%, for Cu, Fe, Mn and Zn medium removed efficiently in system were high from 97 for 98% and 63 for 99%, and 75 for 85% and 89 for 94%, respectively, and can be attributed to the sludge immobilization. / Mestre

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Eugênio Foresti / Banca: Maria Bernadete Amâncio Varesche / Banca: Manoel Victor Franco Lemos / Banca: Edson Aparecido Abdul Nour / Resumo: Avaliou-se o desempenho de um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) seguido de um filtro anaeróbio de fluxo ascendente, instalados em série, com volume total de 300 L e 190 L, respectivamente, no tratamento de águas residuárias de suinocultura. As cargas orgânicas volumétricas aplicadas no reator UASB foram de 9,2 a 26,7 g DQOtotal (L d)-1. Para o pós-tratamento do efluente do sistema de tratamento anaeróbio utilizou-se um filtro biológico percolador (FBP) com volume total de 250 L. O meio suporte utilizado no filtro anaeróbio e no FBP foi composto por anéis de bambu e anéis de eletroduto plástico corrugado. As cargas hidráulicas superficiais (Qs) aplicadas no FBP variaram de 3,5 a 21,1 m3 (m2 d)-1. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) aplicados no sistema de tratamento anaeróbio e pós-tratamento foram de 23,3 a 66,6 h. As produções volumétricas de metano no sistema de tratamento anaeróbio variaram de 0,16 a 0,68 L CH4 (L reator d)-1. Foram observadas eficiências médias de remoção de até 97% para a demanda química de oxigênio total, de 98% para os sólidos suspensos totais, de 78% para o nitrogênio total, de 79% para o fósforo total, de 99,9% para o cobre, de 99,9% para o zinco e de 99,99% para os coliformes termotolerantes, no sistema de tratamento anaeróbio e póstratamento. Com a utilização de diferentes fontes de substrato no ensaio de atividade da microbiota, observou-se o crescimento equilibrado das populações hidrolíticas, acidogênicas, acetogênicas e metanogênicas acetoclásticas e hidrogenotróficas no lodo dos reatores anaeróbios. Com a aplicação da técnica de biologia molecular (metagenômica) foram identificadas no lodo do reator UASB e do filtro anaeróbio de fluxo ascendente arquéias metanogênicas das famílias Methanomicrobiaceae, Methanobacteriacea, Methanosaetaceae e Methanosarcinaceae. / Abstract: The performance of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) followed of the anaerobic filter, installed in series, were evaluated for the treatment of swine wastewater. The total volume of UASB and anaerobic filter were of 300 L and 190 L, respectively. The organic load rate applied on the reactor UASB were of 9.2 to 26.7 g total COD (L d)-1, in the start and assays 1, 2, 3 and 4. For the post-treatment of effluent the anaerobic system was used a trickling filter, with total volume of 250 L. The supports used in the anaerobic filter and trickling filter were composed by bamboo rings in the start up and assays 1 to 2 and plastics rings in the assays 3 to 4. The hydraulic load applied on the trickling filter were of 3.5 to 21.1 m3 (m2 d)-1. The hydraulic detetion time (HDT) applied of system anaerobic and post treatment were 23.3 at 66.6 h. The volumetric methane productions ranged from 0.16 a 0.68 L CH4 (L reactor d)-1. The efficiencies of removal the chemical oxygen demand, total solids suspended, copper, zinc and fecal coliforms were of up to 97, 98, 78, 79, 99.9, 99.9 e 99.99%, respectively, for the anaerobic and post-treatment. With the use of different substratum sources in the assays of specific methanogenic activity, it was observed the balanced growth of the populations of microorganisms in the sludge of anaerobic reactor. The archaeas of the families Methanomicrobiaceae, Methanobacteriaceae; Methanosaetaceae and Methanosarcinaceae were identified in the sludge of the reactor UASB and of the anaerobic filter. / Doutor

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Egenio Foresti / Banca: Maria Bernadete Amâncio Varesche / Banca: Wanderley José de Melo / Banca: Edson Aparecido Abdul Nour / Resumo: Neste trabalho avaliou-se o desempenho de sistema de tratamento combinado anaeróbio-aeróbio constituído por dois reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em série, em escala piloto (volumes de 510 e 209 L, respectivamente) seguidos de um reator em batelada seqüencial (RBS - volume de trabalho 210 L) aeróbio, tratando águas residuárias de suinocultura com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) variando de 5 a 11 g L-1 e submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 28 e 14 h no primeiro reator (R1), 11 e 6 h no segundo reator (R2) e de 58 e 26 h no RBS. As eficiências médias de remoção de DQO total e SST variaram de 54 a 90% e de 54 a 96%, respectivamente, no conjunto de reatores UASB em dois estágios (R1+R2), com carga orgânica volumétrica (COV) de 11 a 26 g DQO (L d)-1 no R1. A produção volumétrica máxima de metano de 1,613 m3 CH4 (m3 reator d)-1 ocorreu no R1, com COV de 19 g DQO (L d)-1 e TDH de 14 h. No RBS aeróbio, como pós-tratamento do efluente gerado nos reatores UASB, as eficiências médias de remoção foram 89%, 93%, 61%, 89% e 71% para a DQO total, SST, P-total, NTK e NT, respectivamente, com COV variando de 0,4 a 3,6 g DQO (L d)-1. Assim, no sistema de tratamento combinado anaeróbio-aeróbio (R1+R2+RBS), as eficiências médias de remoção da DQO total, SST, P-total, NTK e NT atingiram valores de 96 a 99%, 96 a 99%, 77 a 85%, 76 a 97% e 68 a 89%, respectivamente, e dos micronutrientes de 77 a 98%, 94 a 99%, 83 a 97% e de 62 a 99% para Fe, Zn, Cu e Mn, respectivamente, Para os coliformes termotolerantes, as eficiências de remoção médias foram de 93,80 a 99,99%, obtendo-se valores mínimos de 2,3 x 103 NMP/100 mL. A atividade metanogênica específica do lodo dos reatores UASB foi mais elevada quando se utilizou o propionato + butirato como fonte de substrato, e quando os reatores foram operados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work a combination between aerobic and anaerobic treatment systems constituted by two Upflow Anaerobic Sludge Reactor (UASB) in series, in a pilot scale (510 and 209 L volume each respectively) followed by a sequential batch reactor (SBR - 210L net volume) aerobic, treating swine residual water having from 5 to 11 g L-1 of Total Suspended Solids (TSS) and under a hydraulic detention timing (HDT) of 28 and 14 hours in the first reactor (R1), 11 and 6 hours in the second reactor (R2) and 58 and 26 hours in the Sequential Batch Reactor (RBS). The COD and TSS average efficiency varied from 54 to 90% and from 54 to 96% respectively in the UASB two stages (R1 and R2), in a volumetric organic load (VOL) varying from 11 to 26g COD (L d)-1 in the R1. The maximum methane volumetric production was 1.613 m3 CH4 (m3 reactor d)-1 in the R1, having a 19g COD (L d)-1 and an HDT of 14h. Using an aerobic SBR as an effluent pretreater that was generate in the UASB reactors, it was reached an average of removing efficiency of 89%, 93%, 61%, 89% and 71% to total COD, TSS, total P, TNK and TN, respectively, COD varying from 0.4 to 3.6 g COD (L d)-1. This way, in the anaerobic-aerobic combined system (R1 + R2 + RBS) the total COD, TSS, total P, TNK and TN, average removing reached values from 96 to 99%, 96 to 99%, 77 to 85%, 76 to 97% and 68 to 89%, respectively. To Fe, Zn, Cu and Mn the average efficiency was from 77 to 98%, 94 to 99%, 83 to 97% and 62 to 99%, respectively. To the thermotolerant coliforms the removal efficiency average was from 93.80 to 99.99% reaching the lower value of 2.3 x 103 MPN/100 mL. The sludge specific methanogenic activity in the UASB reactors was more elevated when was used the propionate + butyrate as substrate in conjunction with the operation of 28 HDT, 11h and TSS affluent around 5 g L-1, reaching 0.443 and 0.206 mmol CH4 (g SV h)-1 in the reactors R1 and R2, respectively. / Doutor