Neste trabalho, a conservação da água é proposta como meio de melhorar o desempenho de uso da água e de geração de efluentes na indústria de papelão ondulado (PO). Para tanto, o uso racional e o reúso da água são as ferramentas de conservação adotadas. A sua aplicação em uma planta produtora de embalagens de PO, localizada em Farroupilha no estado do Rio Grande do Sul, teve o objetivo de avaliar e validar a conservação da água como metodologia de melhoria no gerenciamento da água e dos efluentes industriais. Nesse estudo de caso, os tipos de consumo e suas respectivas demandas por água e geração de efluentes foram levantados e classificados de modo a se identificar os pontos críticos a serem trabalhados na indústria do PO. Com base nesses levantamentos, intervenções de racionalização do uso e de reúso da água foram planejadas e adotadas, e seu reflexo sobre indicadores predeterminados foi avaliado. Os indicadores utilizados representaram o desempenho do empreendimento quanto à conservação da água em qualidade e em quantidade e quanto ao atendimento à questão legal. Após as intervenções, o consumo médio de água foi reduzido em 45%, o consumo específico caiu de 213,11 mililitros de água por metro quadrado de papelão ondulado (mL.m-2) para 89,41 mL.m-2, a estação de tratamento de efluentes foi revitalizada e a emissão de cargas poluentes ao corpo receptor sofreu queda da ordem de 90%, melhorando o atendimento aos limites legais de emissão de efluentes estabelecidos na licença de operação da planta fabril. Portanto, a conservação da água demonstrou-se eficaz no gerenciamento da água e dos efluentes das indústrias de papelão ondulado. / In this work, the water conservation is proposed as a way to improve the water use and the wastewater generation in the paperboard package industry. Therefore, the rational use and reuse of water are the conservation tools adopted. These tools were applied in a paperboard package plant, located in the Farroupilha city (Rio Grande do Sul, Brazil), and had the objective to evaluate and validate the water conservation as a methodology for water and industrial wastewater management improvement. Here, the water consumption types and their water demands and effluent generation were identified and classified in a way to find the critical points to be worked in the paperboard package industry. Based on these informations, rational use and reuse interventions were planed and adopted, and their repercussions were evaluated employing predetermined indicators. These indicators represented the industry performance in terms of water conservation (quantity and quality) and legal issues. After conservative interventions, the average water consumption decreased 45%, the specific consumption was reduced from 213.11 milliliters of water per square meters of corrugated paperboard (mL.m-2) to 89.41 mL.m-2, the wastewater treatment plant (WWTP) was revitalized and the pollutants load emissions to the water body has decreased in a range of 90%, improving the observance of legal limits for wastewater emissions established on the factory’s operational license. Thus, the water conservation demonstrated to be effective for the paperboard package industry’s water and wastewater management.

Esta tese apresenta o estudo e aplicação de uma alternativa para o tratamento de águas residuárias municipais mediante integração de técnicas compactas de tratamento, visando adequar a qualidade do esgoto tratado às exigências ambientais, prevenir a eutrofização dos recursos hídricos e produzir água de boa qualidade para reúso em diversos fins, propiciando uma fonte alternativa de água. Para isso, foi projetada e construída uma estação de tratamento de esgotos domésticos, em escala piloto, que inclui um reator biológico anaeróbio (tipo UASB), seguido des flotação em dois estágios, para remoção adicional de matéria orgânica residual e nutrientes com obtenção de lodos separados (orgânico e inorgânico) e polimento final oxidativo (radiação ultravioleta). A qualidade da água obtida pelo sistema UASB e flotação em dois estágios foi comparada com a obtida pelo tratamento do efluente anaeróbio em uma lagoa de polimento, sistema largamente difundido no Brasil e outros países de clima ameno. A qualidade da água obtida em ambos os sistemas foi comparada com a requerida para reúso em diversos fins. O processo empregado potencializa o reaproveitamento dos resíduos sólidos, dentro do conceito de recuperação da matéria orgânica e nutrientes. Os resultados são discutidos em termos dos parâmetros biológicos, físico-químicos e operacionais envolvidos. / This thesis presents the study and application of an alternative for the treatment of municipal wastewater through the integration of compact treatment techniques, aiming at improving the quality of treated sewage to meet environmental requirements, prevent eutrophication of water resources and produce good quality water for reuse in various purposes, providing an alternative source of water. It was designed and built a wastewater treatment of domestic sewage in a pilot scale, which includes an anaerobic biological reactor (UASB type), followed by flotation in two stages to obtain separated sludges (organic and inorganic) and final disinfection (ultraviolet radiation). The quality of water obtained by UASB system and two stages flotation followed by UV was compared with that obtained by treatment of anaerobic effluent polishing pond system, widespread in Brazil and other countries with mild climatic conditions. The quality of water obtained in both systems is compared to that required for reuse in different purposes. The process employed enhances the recycling of solid waste within the concept of recovery of organic matter and nutrients. The results are discussed in terms of biological, physical, chemical and operational involved.

Submitted by Tatiana Lima (tatianasl@ufba.br) on 2015-03-30T19:19:19Z No. of bitstreams: 1 Schaer – Barbosa, Martha.pdf: 11916253 bytes, checksum: ab229799e83edff989659f1d80c450f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Tatiana Lima (tatianasl@ufba.br) on 2015-04-06T19:48:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Schaer – Barbosa, Martha.pdf: 11916253 bytes, checksum: ab229799e83edff989659f1d80c450f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-06T19:48:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schaer – Barbosa, Martha.pdf: 11916253 bytes, checksum: ab229799e83edff989659f1d80c450f5 (MD5) / Esta Tese de Doutorado tem o objetivo de analisar comparativamente como as percepções de agricultores familiares e de formuladores de políticas de recursos hídricos influenciam a implantação de políticas de reúso agrícola de água no Semiárido da Bahia. A pesquisa foi localizada em São Domingos, município da Região Semiárida da Bahia, na área de abrangência de projetos de pesquisa acadêmica em reúso. A metodologia adotada partiu da realização de entrevistas semidirigidas com os dois grupos de atores e questionários fechados apenas com os agricultores. As informações de cunho subjetivo e objetivo permitiram identificar e compreender melhor as razões para aceitação ou rejeição do reúso. Os resultados confirmam parcialmente a hipótese, indicando que a questão cultural é um obstáculo importante, seja pelo sentimento espontâneo de repulsa, ou pela crença de que o processo adotado pode trazer riscos à saúde. Mas os resultados apontam também que estes obstáculos podem ser contornados. Os principais fatores que dificultam a implantação de reúso são de ordem econômica, destacando-se o pouco valor da produção agrícola no Semiárido Baiano. No entanto, a importância social da agricultura para essa região justifica a construção do arcabouço institucional adequado para essa tarefa. Palavras- This Doctoral Thesis intends to comparatively analyze how the perceptions of family farmers and water resources policy makers of agricultural water reuse influence policy implementation in the Semi-Arid Region of Bahia. The research site was a small municipality of Bahia’s Semi-Arid, São Domingos, where some other water reuse academic projects have been carried out. The research tools used were semi-structured interviews with both groups of stakeholders and a structured survey just with the family farmers. Through subjective and objective information, the main reasons for accepting or rejecting wastewater reuse as a practice were identified for better understanding. The obtained results partially confirmed the initial hypothesis, indicating that cultural based perceptions are an important factor: being either the spontaneous repulsive response, known as the “yuk” factor, or the belief that this practice poses a health risk. But the results also point these as obstacles that can be conquered. Economic factors, on the other hand, demonstrated to be the most difficult problems to overcome. Nevertheless, the social importance of family agriculture to this region justifies the efforts to build the necessary institutional infra-structure to accomplish the implementation of wastewater reuse policy.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvania Arreco Rocha.pdf: 712358 bytes, checksum: f494398f0a7b23cb4cefa387bc56f32f (MD5) Previous issue date: 2011-03-11 / O descarte de efluentes pode representar um problema ambiental quando seu destino final são os corpos hídricos. Entretanto, devido à presença de nutrientes em sua composição, o uso agroflorestal pode representar um aumento de produtividade e economia de fertilizantes. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o crescimento inicial e a nutrição de três espécies de Eucalyptus sp., quando submetidas à irrigação com diferentes qualidades de água, bem como analisar as mudanças na fertilidade do solo. O delineamento experimental utilizado para montagem do experimento foi inteiramente casualizado no esquema fatorial 2×3×3 (dois períodos de avaliação, três níveis de qualidade de água e três espécies de eucalipto), com três repetições. Mudas de E. grandis, E. urophylla e urograndis com 90 dias foram plantadas em vasos de 5 L preenchidos com Latossolo Vermelho Amarelo. Vinte dias após o plantio das mudas nos vasos, iniciou-se a irrigação das mudas com as diferentes qualidades de água. Foram realizadas duas análises de crescimento para determinar a altura da parte aérea; o diâmetro do colo; a área foliar; a massa seca da parte aérea; a massa seca da raiz; a massa seca total; a relação entre a parte aérea e a raiz; a taxa de crescimento absoluto; a taxa de crescimento relativo; a razão de área foliar; a taxa de assimilação líquida; a relação entre a altura da parte aérea e o diâmetro do colo; e a porcentagem de raízes. No final do experimento, as folhas das plantas coletadas nas duas avaliações foram encaminhadas ao laboratório para determinação dos teores de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, zinco, ferro, manganês, cobre e boro. Também foram determinadas as medidas de pH, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, alumínio, acidez potencial, soma de bases, capacidade de troca catiônica efetiva, capacidade de troca catiônica a pH 7, saturação de bases, alumínio e saturação de alumínio. Os resultados indicaram que o efluente de esgoto proporcionou maior crescimento das mudas do que as águas de abastecimento e de piscicultura. Em relação às espécies, o urograndis apresentou maior diâmetro do colo, massa seca total, taxa de crescimento absoluto e taxa de assimilação líquida; e assim como o E. urophylla, maior taxa de crescimento relativo. Por outro lado, o E. grandis e o E. urophylla apresentaram maior razão de área foliar e maior relação entre altura da parte aérea e diâmetro do colo. Foram verificados maiores teores foliares de nitrogênio e ferro nas mudas fertirrigadas com efluente de esgoto doméstico, enquanto os teores de cálcio, manganês, cobre e boro foram maiores nas mudas irrigadas com água de abastecimento e nas mudas fertirrigadas com água de piscicultura. No solo, apenas o teor de potássio foi afetado pela qualidade de água utilizada, sendo maior com a utilização do efluente de esgoto e água de piscicultura / The discard of effluent can represent an environmental problem when its final destination is the hydric resources. However, due to the presence of nutrients in its composition, the agroforestry use may represent an increase in productivity and fertilizer economy. Accordingly, this research aims to study the initial growth and nutrition of three species of Eucalyptus sp. when subjected to irrigation with different water qualities, and analyzes changes in soil fertility. The experimental design used in the experiment was randomized in a factorial 2 × 3 × 3 (two periods of three levels of water quality and three species of eucalyptus), with three replications. Seedlings of Eucalyptus grandis, E. urophylla and urograndis with 90 days were planted in 5 L pots filled with Oxisol. Twenty days after planting, the seedlings started to be irrigated with different water qualities. Two growth analysis were performed to determinate the shoot height, stem diameter, leaf area, shoot dry weight, root dry mass, total dry weight, index between shoot and root, absolute growth rate, relative growth rate, leaf area ratio, liquid assimilation rate, index between shoot height and diameter and percentage of roots. In the end of the experiment, the plant leaves collected on the two tests were sent to the laboratory to determine the levels of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, zinc, iron, manganese, copper and boron. In addition, soil samples were sent to the laboratory to determine the levels of pH, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, potential acidity, total bases, effective cation exchange capacity, cation exchange capacity at pH 7, base saturation, and saturation in aluminum. The results indicated that the sewage effluent gave a higher growth than the water supply and fish farming water. For the species, urograndis showed greater root mass, total dry matter, absolute growth rate, liquid assimilation rate, and as well as E. urophylla, higher relative growth rate. Furthermore, E. grandis and E. urophylla had higher leaf area ratio. With regard to leaf analysis, higher levels of leaf nitrogen and iron in seedling fertigated with sewage effluent were found, while the levels of calcium, manganese, copper and boron were higher in the seedlings irrigated with tap water and fertigated with fish farming water. In soil, only the potassium was affected by the quality of water used, being higher with the use of sewage effluent and fish farming water

A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é um dos maiores problemas ambientais que enfrenta a mineração e extração de sulfetos metálicos e carvão mineral a nível mundial. Essas águas, oriundas da oxidação de minerais sulfetados presentes na matéria inorgânica (principalmente pirita), contêm altos teores de íons sulfato, metais pesados e acidez. A Região Carbonífera de Criciúma/SC, por exemplo, encontra-se atingida pelas drenagens ácidas e enfrenta problemas de escassez e poluição dos seus recursos hídricos e do solo. O presente trabalho tem por objetivo analisar as alternativas de tratamento ativo de DAM’s no estado de Santa Catarina, em especial a flotação como processo de separação sólido-líquido dos precipitados gerados na neutralização e floculação. Ainda, o estudo visa apresentar e discutir os critérios de qualidade da água sugeridos no Brasil e aqueles exigidos pelos principais países que adotam o reúso. O trabalho compara estes critérios às características de uma DAM tratada pelo processo NF-FADAT (neutralização, floculação e flotação por ar dissolvido de alta taxa), apontando as possibilidades de reúso para a água tratada, de acordo com a legislação vigente. Os estudos em escala piloto (1 m3h-1) foram realizados com um efluente ácido (pH = 3,0±0,5) de uma mina extinta (vazão de 30-200 m3h-1), a pH’s 7 e 9, na estação de tratamento de efluentes SS-16 (São-Simão em Criciúma), para remoção de metais (Fe, Al e Mn) na forma de hidróxidos. Foram realizados ainda estudos em pH 12, como alternativa para precipitação e remoção de íons sulfato (SO4 -2) na forma de etringita (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O). As concentrações finais médias dos metais Fe, Mn e Al no tratamento a pH 9 foram 0,2, 0,7 e 2,9 mgL-1, respectivamente. Estes valores atendem a padrões como os da EPA (agência de proteção ambiental dos Estados Unidos) para irrigação por um período de até 20 anos, mas no Brasil ainda não existe legislação a respeito. O custo operacional (aproximado) do tratamento a pH 7 e 9 foi bastante semelhante, sendo, respectivamente, R$m-3 0,86 e 0,88. Estes valores são muito vantajosos quando comparados à tarifa cobrada pela CASAN - Companhia Catarinense de Águas e Saneamento para a água tratada, que no caso de SC custa R$m-3 5,10. O tratamento a pH 12 apresentou uma elevada eficiência, com concentração final de SO4 -2 em torno de 150 mgL-1, valor que atende aos padrões de potabilidade da água, dados pela Portaria MS 518/2004. O custo do tratamento a pH 12 (R$m-3 6,40) não considera o possível reaproveitamento da etringita gerada no processo como, por exemplo, em indústrias cerâmicas, o que poderia reduzir esse custo. Devido a uma maior eficiência na remoção de Mn em relação ao pH 7, a melhor relação custo/benefício foi obtida com o tratamento a pH 9. Neste pH, a qualidade final da DAM após o tratamento atende à padrões para reúso estabelecidos em diretrizes aplicadas no Brasil, como a NBR 13.969 e por órgãos como a Agência Nacional das Águas (ANA), a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) e Environmental Protection Agency of United States (EPA). Os resultados comprovaram a eficiência da técnica estudada para o tratamento futuro da DAM-SS16, pois a qualidade da água tratada apresenta bom potencial para reúso na comunidade local ou municipal em diversos fins não-potáveis, urbanos e industriais, como irrigação (de jardins, canteiros de ruas e avenidas, parques e praças, pomares e pastagens), chafarizes e espelhos d’água, lavagem de pisos e calçadas, descarga em sanitários ou construção civil (preparação de concreto, abatimento de poeiras). Entretanto, a prática do reúso é dificultada no Brasil em função de que ainda não existe uma legislação específica visando regular o setor, proteger o meio ambiente e a saúde da população. / Acid Mine Drainage (AMD) is one of the biggest environmental problems faced by metallic sulfides and coal mining and extraction industries worldwide. These water streams come from inorganic matter sulfide minerals (especially pyrite) oxidation and are rich in sulfate ions, heavy metals and acidity. The coalfield of Criciúma/SC, for example, suffers the effects of acid drainage, facing problems like water and soil scarcity and pollution. This work aims to analyze the AMD active treatment alternatives in Santa Catarina, especially the use of flotation as a solid-liquid separation process for the precipitated solids produced during neutralization and flocculation. This study also presents and discusses the water quality criteria suggested in Brazil and those required by the main countries worldwide that adopted water reuse. This work compares these criteria to the characteristics of an AMD treated by the NF-FADAT process (neutralization, flocculation and high-rate dissolved air flotation), pointing the possibilities of the treated water reuse, according to the current laws. The pilot studies (1 m3h-1) were carried out with an acid effluent (pH 3.0 ± 0.5) from an extinct mine (flow rate 30-200 m3h-1), at pH 7 and 9, at the effluent treatment station SS-16 (São Simão at Criciúma), to remove metals (Fe, Al and Mn) as hydroxides. Studies at pH 12 were also carried out, considering it as an alternative to sulphate ions (SO4 -2) precipitation and removal, forming etringite (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O). The Fe, Mn and Al final average concentrations at pH 9 were 0.2, 0.7 and 2.9 mgL-1, respectively. These results are in agreement with standards such as the EPA’s (United States Environmental Protection Agency) for irrigation for a 20 years period, but in Brazil there is no such kind of law. The treatment operational costs (approximately), at pH 7 and 9, were very similar, respectively R$m-3 0.86 and 0.88. These results are advantageous when compared to the CASAN’s (Company for Water and Sanitation of SC) fee for water treatment, which is R$m-3 5.10. Treatment at pH 12 presented a high efficiency, with a SO4 -2 final concentration around 150 mgL-1, which meets drinking water standards given by the Health Ministry’s Order 518/2004. The cost of such treatment (R$m-3 6.40) doesn’t take into account the possibility of reusing the etringite generated during the process, such as in ceramic industries, which could lead to its reduction. The best cost-benefit relation was reached with the treatment at pH 9 due to a higher efficiency in removing Mn if compared to pH 7. At pH 9, the AMD final quality after treatment meets the standards for reuse established in Brazil, as the NBR 13.969 and the ones from organizations such as ANA, SABESP and EPA. Results confirmed the efficiency of the studied method for future treatment of the AMD-SS16, because the treated water presented a high potential for reuse at local or municipal community for several urban and industrial, non-drinking uses, such as irrigation (of gardens, parks and squares, orchards and pastures), fountains, washing floors and sidewalks, disposal flush, or civil construction (concrete preparation, dust abatement). However, the practice of water reuse is not growing in Brazil, because there is no specific legislation regulating the sector to protect the environment and people’s health.

A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é um dos maiores problemas ambientais que enfrenta a mineração e extração de sulfetos metálicos e carvão mineral a nível mundial. Essas águas, oriundas da oxidação de minerais sulfetados presentes na matéria inorgânica (principalmente pirita), contêm altos teores de íons sulfato, metais pesados e acidez. A Região Carbonífera de Criciúma/SC, por exemplo, encontra-se atingida pelas drenagens ácidas e enfrenta problemas de escassez e poluição dos seus recursos hídricos e do solo. O presente trabalho tem por objetivo analisar as alternativas de tratamento ativo de DAM’s no estado de Santa Catarina, em especial a flotação como processo de separação sólido-líquido dos precipitados gerados na neutralização e floculação. Ainda, o estudo visa apresentar e discutir os critérios de qualidade da água sugeridos no Brasil e aqueles exigidos pelos principais países que adotam o reúso. O trabalho compara estes critérios às características de uma DAM tratada pelo processo NF-FADAT (neutralização, floculação e flotação por ar dissolvido de alta taxa), apontando as possibilidades de reúso para a água tratada, de acordo com a legislação vigente. Os estudos em escala piloto (1 m3h-1) foram realizados com um efluente ácido (pH = 3,0±0,5) de uma mina extinta (vazão de 30-200 m3h-1), a pH’s 7 e 9, na estação de tratamento de efluentes SS-16 (São-Simão em Criciúma), para remoção de metais (Fe, Al e Mn) na forma de hidróxidos. Foram realizados ainda estudos em pH 12, como alternativa para precipitação e remoção de íons sulfato (SO4 -2) na forma de etringita (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O). As concentrações finais médias dos metais Fe, Mn e Al no tratamento a pH 9 foram 0,2, 0,7 e 2,9 mgL-1, respectivamente. Estes valores atendem a padrões como os da EPA (agência de proteção ambiental dos Estados Unidos) para irrigação por um período de até 20 anos, mas no Brasil ainda não existe legislação a respeito. O custo operacional (aproximado) do tratamento a pH 7 e 9 foi bastante semelhante, sendo, respectivamente, R$m-3 0,86 e 0,88. Estes valores são muito vantajosos quando comparados à tarifa cobrada pela CASAN - Companhia Catarinense de Águas e Saneamento para a água tratada, que no caso de SC custa R$m-3 5,10. O tratamento a pH 12 apresentou uma elevada eficiência, com concentração final de SO4 -2 em torno de 150 mgL-1, valor que atende aos padrões de potabilidade da água, dados pela Portaria MS 518/2004. O custo do tratamento a pH 12 (R$m-3 6,40) não considera o possível reaproveitamento da etringita gerada no processo como, por exemplo, em indústrias cerâmicas, o que poderia reduzir esse custo. Devido a uma maior eficiência na remoção de Mn em relação ao pH 7, a melhor relação custo/benefício foi obtida com o tratamento a pH 9. Neste pH, a qualidade final da DAM após o tratamento atende à padrões para reúso estabelecidos em diretrizes aplicadas no Brasil, como a NBR 13.969 e por órgãos como a Agência Nacional das Águas (ANA), a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) e Environmental Protection Agency of United States (EPA). Os resultados comprovaram a eficiência da técnica estudada para o tratamento futuro da DAM-SS16, pois a qualidade da água tratada apresenta bom potencial para reúso na comunidade local ou municipal em diversos fins não-potáveis, urbanos e industriais, como irrigação (de jardins, canteiros de ruas e avenidas, parques e praças, pomares e pastagens), chafarizes e espelhos d’água, lavagem de pisos e calçadas, descarga em sanitários ou construção civil (preparação de concreto, abatimento de poeiras). Entretanto, a prática do reúso é dificultada no Brasil em função de que ainda não existe uma legislação específica visando regular o setor, proteger o meio ambiente e a saúde da população. / Acid Mine Drainage (AMD) is one of the biggest environmental problems faced by metallic sulfides and coal mining and extraction industries worldwide. These water streams come from inorganic matter sulfide minerals (especially pyrite) oxidation and are rich in sulfate ions, heavy metals and acidity. The coalfield of Criciúma/SC, for example, suffers the effects of acid drainage, facing problems like water and soil scarcity and pollution. This work aims to analyze the AMD active treatment alternatives in Santa Catarina, especially the use of flotation as a solid-liquid separation process for the precipitated solids produced during neutralization and flocculation. This study also presents and discusses the water quality criteria suggested in Brazil and those required by the main countries worldwide that adopted water reuse. This work compares these criteria to the characteristics of an AMD treated by the NF-FADAT process (neutralization, flocculation and high-rate dissolved air flotation), pointing the possibilities of the treated water reuse, according to the current laws. The pilot studies (1 m3h-1) were carried out with an acid effluent (pH 3.0 ± 0.5) from an extinct mine (flow rate 30-200 m3h-1), at pH 7 and 9, at the effluent treatment station SS-16 (São Simão at Criciúma), to remove metals (Fe, Al and Mn) as hydroxides. Studies at pH 12 were also carried out, considering it as an alternative to sulphate ions (SO4 -2) precipitation and removal, forming etringite (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O). The Fe, Mn and Al final average concentrations at pH 9 were 0.2, 0.7 and 2.9 mgL-1, respectively. These results are in agreement with standards such as the EPA’s (United States Environmental Protection Agency) for irrigation for a 20 years period, but in Brazil there is no such kind of law. The treatment operational costs (approximately), at pH 7 and 9, were very similar, respectively R$m-3 0.86 and 0.88. These results are advantageous when compared to the CASAN’s (Company for Water and Sanitation of SC) fee for water treatment, which is R$m-3 5.10. Treatment at pH 12 presented a high efficiency, with a SO4 -2 final concentration around 150 mgL-1, which meets drinking water standards given by the Health Ministry’s Order 518/2004. The cost of such treatment (R$m-3 6.40) doesn’t take into account the possibility of reusing the etringite generated during the process, such as in ceramic industries, which could lead to its reduction. The best cost-benefit relation was reached with the treatment at pH 9 due to a higher efficiency in removing Mn if compared to pH 7. At pH 9, the AMD final quality after treatment meets the standards for reuse established in Brazil, as the NBR 13.969 and the ones from organizations such as ANA, SABESP and EPA. Results confirmed the efficiency of the studied method for future treatment of the AMD-SS16, because the treated water presented a high potential for reuse at local or municipal community for several urban and industrial, non-drinking uses, such as irrigation (of gardens, parks and squares, orchards and pastures), fountains, washing floors and sidewalks, disposal flush, or civil construction (concrete preparation, dust abatement). However, the practice of water reuse is not growing in Brazil, because there is no specific legislation regulating the sector to protect the environment and people’s health.

Esta tese apresenta o estudo e aplicação de uma alternativa para o tratamento de águas residuárias municipais mediante integração de técnicas compactas de tratamento, visando adequar a qualidade do esgoto tratado às exigências ambientais, prevenir a eutrofização dos recursos hídricos e produzir água de boa qualidade para reúso em diversos fins, propiciando uma fonte alternativa de água. Para isso, foi projetada e construída uma estação de tratamento de esgotos domésticos, em escala piloto, que inclui um reator biológico anaeróbio (tipo UASB), seguido des flotação em dois estágios, para remoção adicional de matéria orgânica residual e nutrientes com obtenção de lodos separados (orgânico e inorgânico) e polimento final oxidativo (radiação ultravioleta). A qualidade da água obtida pelo sistema UASB e flotação em dois estágios foi comparada com a obtida pelo tratamento do efluente anaeróbio em uma lagoa de polimento, sistema largamente difundido no Brasil e outros países de clima ameno. A qualidade da água obtida em ambos os sistemas foi comparada com a requerida para reúso em diversos fins. O processo empregado potencializa o reaproveitamento dos resíduos sólidos, dentro do conceito de recuperação da matéria orgânica e nutrientes. Os resultados são discutidos em termos dos parâmetros biológicos, físico-químicos e operacionais envolvidos. / This thesis presents the study and application of an alternative for the treatment of municipal wastewater through the integration of compact treatment techniques, aiming at improving the quality of treated sewage to meet environmental requirements, prevent eutrophication of water resources and produce good quality water for reuse in various purposes, providing an alternative source of water. It was designed and built a wastewater treatment of domestic sewage in a pilot scale, which includes an anaerobic biological reactor (UASB type), followed by flotation in two stages to obtain separated sludges (organic and inorganic) and final disinfection (ultraviolet radiation). The quality of water obtained by UASB system and two stages flotation followed by UV was compared with that obtained by treatment of anaerobic effluent polishing pond system, widespread in Brazil and other countries with mild climatic conditions. The quality of water obtained in both systems is compared to that required for reuse in different purposes. The process employed enhances the recycling of solid waste within the concept of recovery of organic matter and nutrients. The results are discussed in terms of biological, physical, chemical and operational involved.

As indústrias de abate animal e processamento de carne geram grandes quantidades de efluentes ricos em nutrientes, que podem ser utilizados na irrigação de pastos como estratégia de reúso de água nas propriedades agrícolas. O objetivo do trabalho foi avaliar os aspectos agronômicos do cultivo do capim-coastcross para produção de feno, pela irrigação por aspersão com efluente de abatedouro tratado por sistema anaeróbio (UASB). O delineamento experimental foi em blocos completos ao acaso, com quatro repetições, com medidas repetidas no tempo. Os cincos tratamentos empregados foram: (i) T1 - irrigação com água superficial e adição de 100% de adubação nitrogenada recomendada (AN); (ii) T2, T3, T4 e T5 - irrigação com efluente tratado de abatedouro e adição de 0, 33%; 66% e 100 % de AN, respectivamente. Sendo a AN 50 kg ha-1 corte-1 de nitrogênio, na forma de ureia. Os dados foram avaliados por meio da produção de massa fresca e massa seca, análise química do solo e da parte aérea, análise bromatológica, determinação do índice de vegetação normalizada (NDVI), uso de imagens termográficas no dossel da cultura, nas estações inverno-primavera (um corte) e verão (três cortes). O efluente após tratamento apresentou alta concentração de nitrogênio total (163±55 mg L-1) e baixo a moderado potencial salino (CE=1,46±0,34 dS m-1). No período inverno-primavera a composição química e a produção do capim-coastcross foram favorecidas pela irrigação com efluente, com economia de 100% da adubação nitrogenada. Ainda, nesta estação, as características químicas do solo foram alteradas pelas águas residuárias, nos teores de matéria orgânica, carbono total, fósforo, sódio e porcentagem de sódio trocável. O estado nutricional da planta forrageira foi adequado para todos os tratamentos e estação do ano. No verão, as lâminas de irrigação com efluente foram reduzidas pela ocorrência das chuvas, com menor aporte de nutrientes. A maior precipitação reduziu os teores de sais no solo. Nesse período a produção da forragem foi menor nos tratamentos irrigados com efluente de abatedouro, com exceção de T5. O acompanhamento da produção da forragem pelo NDVI e pelas imagens termográficas mostraram relação da presença do nitrogênio aplicado pelas diferentes fontes de água. / Slaughterhouses and meat processing industries produce high amounts of effluents, which can be used in forage irrigation as a water reuse strategy in agricultural properties. This work aimed at evaluating the agronomic aspects of the cultivation in coastcross grass to produce hay, by sprinkling irrigation with treated slaughterhouse effluent by anaerobic system (UASB). The experimental design consisted of completely randomized blocks, with four replicates, sub plots in time. The five treatments employed were: (i) T1 - irrigation with potable water plus 100% of recommended nitrogen fertilization (MNF); (ii) T2, T3, T4 and T5 - irrigation with treated slaughterhouse effluent plus 0, 33%; 66% and 100% of MNF, respectively. As MNF 50 kg ha-1 cut-1 nitrogen, as urea. Fresh mass and dry mass production, chemical composition of soil and leaf, normalized difference vegetation index (NDVI) and thermal imaging were determined, for the Winter-Spring (one cut) and summer (three cuts) seasons. The treated effluent showed high concentration of total nitrogen (163 ± 55 mg L-1) and low to moderate degree saline (CE = 1,46 ± 0,34 dS m-1). Winter-spring seasons the quality and production in grass-coastcross were better with effluent, with economy of 100% in nitrogen fertilizer. Still this season, the chemical characteristics of the soil were altered by the wastewater waters, to the contents of organic matter, total carbon, phosphorus, sodium and a percentage of exchangeable sodium. The nutritional status of forage was similar for all treatments and season in year. Summer season the effluent irrigation was smaller by the occurrence of rainfall, with less nutrient intake. The largest precipitation decreased the degree salt in soil. During this period the production was lower to treatments irrigated with effluent, except for T5. The monitoring of the production by the NDVI and the thermal imagining showed a relation with nitrogen applied by the different sources of water.

Para a indústria de produtos de higiene e cosméticos o recurso água é de primordial relevância, considerando as quantidades e a qualidade necessárias para a condução dos processos de produção. O agravamento da escassez de água, devido ao crescimento populacional e às atividades industriais, pressionam para a elaboração de leis e normas que restringem o uso da água, elevam os custos para a sua obtenção e impõem maiores controles sobre o tratamento e lançamento de efluentes. Assim, as técnicas de conservação e reúso de água passam a ser elementos diferenciais nos resultados das empresas que as utilizam, além, é claro, do evidente benefício para a sociedade e meio ambiente. Este trabalho tem o objetivo de apresentar um estudo de caso mostrando técnicas utilizadas na conservação e reúso de água no segmento industrial de fabricação de cosméticos. São descritas as dificuldades e limitações existentes, em função das características do processo produtivo e das exigências de qualidade e normas sanitárias. Entretanto, apesar dessas limitações, mostra-se ainda que existem oportunidades para redução dos índices de consumo do recurso água, através de modificações em processos de lavagem de tanques e reatores, controle de perdas, eliminação de desperdícios, conscientização e treinamentos de operadores. Essas ações podem levar a economias substanciais, que podem chegar a até 80 % em alguns dos processos investigados. São ações que podem ser aplicadas em complementação ao programa de conservação existente. / Water is an essential resource for the manufacturing of personal care products and cosmetics, when account is taken of the amount and quality required for carrying out these production processes. The water scarcity, due to the population growth and expansion of industrial activities, are leading the authorities to draw up laws and regulations to restrict the use of water, raise the costs of its supply and impose greater control over its treatment and the discharge of effluents. Thus, conservation techniques and water reuse are becoming distinct factors in the results of the companies which employ this technology, besides the fact that there are evident benefits to the society and the environment. The purpose of this paper is to discuss a case study which examines the techniques for conserving and reusing water in the manufacturing sector of the cosmetics industry. The difficulties and restrictions on water conservation and reuse are described with regard to the way it is supplied and current quality and sanitation requirements. However, despite the fact that these restrictions are in force, it is also shown that there is still opportunity for reducing the level of consumption of this resource. This includes changes in the way tanks and reactors are cleaned, better control of water loss, cutting waste in water operations, and ensuring that a proper training is given to the operators so that they are made aware of the problems. These measures can also lead to substantial savings, which, it was estimated, reached a level of 80 % in some processes investigated. The findings of this study suggest that there is a need to supplement the conservation program already in practice.

O recurso água é de primordial importância para a vida, para a sociedade e para os processos industriais. A redução da disponibilidade de água, devido ao aumento de sua demanda, à poluição das bacias hidrográficas e à escassez de fontes limpas, pressionam os órgãos reguladores a elaborar leis que restrinjam seu consumo, a criar normas que controlem o despejo de efluentes e aplicar tarifas que elevem o custo do uso da água. Portanto, técnicas de conservação e reúso são elementos importantes para as empresas reduzirem seus custos e contribuírem positivamente com o desenvolvimento sustentável. O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo de caso real que visa à redução no consumo de água em uma unidade industrial do setor Químico. Serão aqui descritos os processos industriais envolvidos, as necessidades e especificações associadas, as metodologias utilizadas para construção do cenário atual de consumo e para o desenvolvimento das propostas de reúso. O trabalho mostra que existem oportunidades de modificações nos processos de digestão, de destilação, de recuperação de produtos e de drenagens que implicariam uma redução no consumo de água, em economia financeira com uma taxa de retorno atrativa e com retorno do investimento em um curto espaço de tempo. / Water is essential for life, for society and for industrial processes. Any decrease in availability, as a consequence of increased demand and/or pollution of its sources, puts pressure on the regulating agencies to create specific legislation in order to restrict water consumption, control effluent discharge and to apply tariffs that raise the cost of water use. Therefore, wastewater reuse techniques are very important for companies to reduce costs and contribute to sustainable development. The objective of this project is to discuss the reduction of water consumption in a chemical industrial unit. The procedure covers the study of the industrial process pertaining to water, its requirements and specifications, the strategies applied to address the water/wastewater allocation issue. Finally, the project presents opportunities for modifications to some specific operation units such as digestion, distillation, product recovery and draining processes, which lead to a decrease in fresh water consumption and wastewater generation. Besides the environmental benefits, the company achieves financial savings as well as good relations with local community.