Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-12-22T13:18:22Z No. of bitstreams: 1 2016_AnneRelvasPereira.pdf: 1385248 bytes, checksum: 80fb7381521cfdf73eb6825d5f43e4e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-10T19:01:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AnneRelvasPereira.pdf: 1385248 bytes, checksum: 80fb7381521cfdf73eb6825d5f43e4e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T19:01:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AnneRelvasPereira.pdf: 1385248 bytes, checksum: 80fb7381521cfdf73eb6825d5f43e4e7 (MD5) / A escolha da tecnologia apropriada para o tratamento de esgoto doméstico tem sido uma preocupação crescente devido ao interesse em proporcionar um efluente de melhor qualidade, tanto para manutenção da qualidade ambiental como para produzir água para reúso. O objetivo desta pesquisa foi o de avaliar a aplicabilidade do processo de Reator Biológico com Membrana (MBR) a sistemas provenientes de unidades residenciais unifamiliares de esgotos no Brasil e as condições em que esse processo seria recomendado. Por isso, propôs-se um sistema MBR adaptado às condições existentes nos sistemas de esgotos sanitários provenientes de unidades residenciais unifamiliares. Em seguida, para avaliar o sistema MBR proposto, foi desenvolvida uma metodologia simplificada de avaliação tecnológica de processos de tratamento de esgotos unifamiliares com uma abordagem de análise de decisão multiobjetivo e multicritério, por meio da utilização dos métodos ELECTRE III e TOPSIS. Essa metodologia foi utilizada para realizar a avaliação tecnológica dos seguintes processos e operações unitárias: (A1) Tanque séptico; (A2) Tanque séptico seguido de filtro anaeróbio; (A3) Tanque séptico seguido de Wetlands; (A4) UASB seguido por biofiltro aerado submerso; (A5) Reator UASB acompanhado por lodo ativado convencional; e (A6) Tanque séptico acompanhado por reator biológico com membrana. Esses processos foram avaliados em três cenários brasileiros: (1) Nível do lençol freático baixo e com alta permeabilidade e com risco epidemiológico e ambiental pequeno; (2) Nível do lençol freático alto e/ou com capacidade de infiltração baixa com risco epidemiológico e ambiental grande; e (3) Realização de reúso direto não potável da água em área urbana e rural. Foram estabelecidos dez critérios, subdividindo-os em quatro dimensões da Tecnologia: técnica, econômica, ambiental e social. Uma das conclusões do emprego da metodologia de análise tecnológica foi que, embora a tecnologia MBR ainda seja muito cara devido a sua complexidade e por ainda estar em fase de desenvolvimento no Brasil, ela se mostrou adequada para ser instalada em locais que sofrem com a escassez hídrica e necessitam de utilizar o efluente tratado de esgoto sanitário. Evidenciou-se que os altos custos de implantação e manutenção da tecnologia MBR influenciaram na análise tecnológica realizada. Porém, quando se tratou da possibilidade de se realizar o reúso de água, a análise demonstrou que somente o sistema MBR tem condições de atender aos critérios exigidos pelas normas e legislação vigentes. / The choice of appropriate technology for the treatment of sewage has been a growing concern due to the interest in providing a better quality effluent, both for environmental quality maintenance as to produce water for reuse. The objective of this research was to evaluate the applicability of the membrane biological reactor (MBR) process for treating sewage from single-family households in Brazil and the conditions under which this process would be recommended. Therefore, an MBR system adapted to these conditions prevailing in sewage systems from single-family households was proposed. Then, to evaluate the MBR system proposed, a simplified method for technology assessment of decentralized sewage treatment processes was developed, having a multiobjective and multi-criteria decision analysis approach by using ELECTRE III and TOPSIS methods. This methodology was used to evaluate the following technological processes and unit operations: (A1) septic tank; (A2) septic tank followed by anaerobic filter; (A3) septic tank followed by Wetlands; (A4) UASB reactor followed by submerged aerated biofilter; (A5) UASB reactor accompanied by conventional activated sludge; and (A6) septic tank accompanied by membrane bioreactor MBR. These processes were evaluated in three Brazilian scenarios: (1) Low water table level and soil with high permeability and small epidemiological and environmental risk; (2) The level of the water table high and/or low soil infiltration capacity with great epidemiological and environmental risk; and (3) nonpotable direct water reuse in urban and rural areas. Ten criteria were established, subdividing them into four technological dimensions: technical, economic, environmental and social. One of the conclusions of the use of technology analysis methodology was that although the MBR technology is still very expensive, due to its complexity, and to be still under development in Brazil, it was adequate to be installed in places that suffer from water scarcity and that need to use effluent from sewage treatment. It was evident that the high implementation and maintenance costs of the MBR technology influenced the technological analysis. However, when considering the possibility of performing water reuse, the analysis showed that the MBR is the only alternative able to meet the criteria required by actual standards and law.

O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o desempenho do biorreator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) na degradação de aldicarbe em condições anaeróbias. Foram avaliados três níveis de oxidação: metanogênico, sulfetogênico e desnitrificante. Inicialmente foi desenvolvido o método de detecção de aldicarbe e metabólitos por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) para amostras aquosas sem pré-tratamento. A validação por procedimentos estatísticos confirmou a viabilidade do mesmo. O efeito do aumento da concentração de aldicarbe no desempenho dos reatores foi avaliado pelo emprego das concentrações de 5, 10, 20, 30 e 40 mg/L de aldicarbe extraído do produto comercial. Os reatores foram submetidos ao tempo de detenção hidráulica de 24 horas. As melhores eficiências de remoção foram obtidas nas concentrações de 5 e 10 mg/L: 93,2 e 88,9% (metanogênico), 90,5 e 83,2% (sulfetogênico) e 88,0 e 94,3% (desnitrificante), respectivamente. De 20 a 40 mg/L, o aumento da concentração afluente de aldicarbe causou redução da eficiência de remoção em todos os níveis de oxidação avaliados. Os reatores metanogênico e sulfetogênico tiveram desempenho semelhante em todas as concentrações avaliadas, enquanto que o reator desnitrificante não foi adequado para concentrações superiores a 10 mg/L. Nos ensaios com reatores diferenciais na concentração de aldicarbe de 10 mg/L, verificou-se que, em condições metanogênicas, não houve influência significativa da resistência à transferência de massa externa e interna na velocidade global de conversão de aldicarbe. Nestas condições, os parâmetros cinéticos aparentes corresponderam aos parâmetros cinéticos intrínsecos. A constante cinética de 1ª ordem (k1), validada por meio do Teste F, foi de 1,46 \'+ OU -\' 0,09·\'10 POT.-5\'·L/mgSVT.h (r2=0,994 \'+ OU -\' 0,001). As análises de biologia molecular para o Domínio Bacteria constataram predominância de Chloroflexi e Epsilon proteobacterium. No Domínio Archaea houve predominância de Methanosaeta. / A bench-scale horizontal-flow anaerobic mmobilized biomass (HAIB) bioreactor was assayed aiming to verify its potential use for aldicarb degradation. Three levels of oxidation were evaluated: methanogenic, sulfidogenic and denitrifying conditions. An HPLC method for the determination of aldicarb, aldicarb sulfoxide and aldicarb sulfone in liquid samples without pretreatment was developed and validated. The effects of increasing aldicarb concentration were evaluated at 5, 10, 20, 30 and 40 mg/L, extracted from the commercial product. The bioreactors were operated at a constant hydraulic detention time of 24 hours and 30°C. The best-removal efficiencies were obtained at the concentrations of 5 and 10 mg/L: 93.2 and 88.9% (methanogenic), 90.5 and 83.2% (sulfidogenic) e 88.0 and 94.3% (denitrifying), respectively. From 20 to 40 mg/L, the increase at the concentration of aldicarb caused reduction in the efficiency of removal in all levels of oxidation evaluated. The methanogenic and sulfidogenic bioreactors had similar performance, while the denitrifying bioreactor was not appropriate for concentrations above 10 mg/L. In the assays with differential reactors at the aldicarb concentration of 10 mg/L, the external and internal mass transfer resistance did not affect the overall substrate utilization rates. Thus, in these conditions, the apparent kinetic parameters corresponded to the intrinsic kinetic parameters. The first order rate constant (k1), validated through F-test, was 1.46 \'+ OU -\' 0.09·\'10 POT.-5\'·L/mgSVT.h (r2=0.994 \'+ OU -\' 0.001). The analysis of molecular biology for the Bacteria Domain showed predominance of Chloroflexi and Epsilon proteobacterium. In the Archaea Domain the predominant microrganism was Methanosaeta.

O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o desempenho do biorreator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) na degradação de aldicarbe em condições anaeróbias. Foram avaliados três níveis de oxidação: metanogênico, sulfetogênico e desnitrificante. Inicialmente foi desenvolvido o método de detecção de aldicarbe e metabólitos por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) para amostras aquosas sem pré-tratamento. A validação por procedimentos estatísticos confirmou a viabilidade do mesmo. O efeito do aumento da concentração de aldicarbe no desempenho dos reatores foi avaliado pelo emprego das concentrações de 5, 10, 20, 30 e 40 mg/L de aldicarbe extraído do produto comercial. Os reatores foram submetidos ao tempo de detenção hidráulica de 24 horas. As melhores eficiências de remoção foram obtidas nas concentrações de 5 e 10 mg/L: 93,2 e 88,9% (metanogênico), 90,5 e 83,2% (sulfetogênico) e 88,0 e 94,3% (desnitrificante), respectivamente. De 20 a 40 mg/L, o aumento da concentração afluente de aldicarbe causou redução da eficiência de remoção em todos os níveis de oxidação avaliados. Os reatores metanogênico e sulfetogênico tiveram desempenho semelhante em todas as concentrações avaliadas, enquanto que o reator desnitrificante não foi adequado para concentrações superiores a 10 mg/L. Nos ensaios com reatores diferenciais na concentração de aldicarbe de 10 mg/L, verificou-se que, em condições metanogênicas, não houve influência significativa da resistência à transferência de massa externa e interna na velocidade global de conversão de aldicarbe. Nestas condições, os parâmetros cinéticos aparentes corresponderam aos parâmetros cinéticos intrínsecos. A constante cinética de 1ª ordem (k1), validada por meio do Teste F, foi de 1,46 \'+ OU -\' 0,09·\'10 POT.-5\'·L/mgSVT.h (r2=0,994 \'+ OU -\' 0,001). As análises de biologia molecular para o Domínio Bacteria constataram predominância de Chloroflexi e Epsilon proteobacterium. No Domínio Archaea houve predominância de Methanosaeta. / A bench-scale horizontal-flow anaerobic mmobilized biomass (HAIB) bioreactor was assayed aiming to verify its potential use for aldicarb degradation. Three levels of oxidation were evaluated: methanogenic, sulfidogenic and denitrifying conditions. An HPLC method for the determination of aldicarb, aldicarb sulfoxide and aldicarb sulfone in liquid samples without pretreatment was developed and validated. The effects of increasing aldicarb concentration were evaluated at 5, 10, 20, 30 and 40 mg/L, extracted from the commercial product. The bioreactors were operated at a constant hydraulic detention time of 24 hours and 30°C. The best-removal efficiencies were obtained at the concentrations of 5 and 10 mg/L: 93.2 and 88.9% (methanogenic), 90.5 and 83.2% (sulfidogenic) e 88.0 and 94.3% (denitrifying), respectively. From 20 to 40 mg/L, the increase at the concentration of aldicarb caused reduction in the efficiency of removal in all levels of oxidation evaluated. The methanogenic and sulfidogenic bioreactors had similar performance, while the denitrifying bioreactor was not appropriate for concentrations above 10 mg/L. In the assays with differential reactors at the aldicarb concentration of 10 mg/L, the external and internal mass transfer resistance did not affect the overall substrate utilization rates. Thus, in these conditions, the apparent kinetic parameters corresponded to the intrinsic kinetic parameters. The first order rate constant (k1), validated through F-test, was 1.46 \'+ OU -\' 0.09·\'10 POT.-5\'·L/mgSVT.h (r2=0.994 \'+ OU -\' 0.001). The analysis of molecular biology for the Bacteria Domain showed predominance of Chloroflexi and Epsilon proteobacterium. In the Archaea Domain the predominant microrganism was Methanosaeta.

Orientador: Rosane Aparecida Gomes Battistelle / Resumo: A compostagem é um conjunto de técnicas muito importante para o tratamento da fração orgânica dos resíduos sólidos, por meio do uso de tecnologias sustentáveis que processam os resíduos orgânicos originados da agricultura, agroindústria, silvicultura, resíduos orgânicos domiciliares e, ainda, o lodo de esgoto. A busca da sociedade por melhores condições ambientais, aponta para uma tendência de ocorrer um incremento substancial na quantidade de lodo a ser disposto nos próximos anos, surgindo, portanto, a necessidade de que sejam apresen¬tadas técnicas que possibilitem um tra¬tamento eficiente e adequado dos mesmos. O emprego do processo de compostagem no Brasil, é ainda bastante incipiente e possui alto grau de empirismo no controle e avaliação do processo, devido a falta de conhecimento técnico mais aprofundado, sendo necessário o implemento de novas formas de análise e controle eficazes. No processo avaliativo chamado método "respirométrico", utiliza-se uma nova metodologia na qual os parâmetros de degradação biológica dos resíduos não são medidos na fase sólida, mas em sua fase gasosa. A análise do lodo de esgoto pelo método respirométrico, demonstrou ser uma ferramenta, pode a vir a ser muito útil, desde que sejam levados em considerações todos parâmetros apontados na literatura, buscando o equilíbrio destes parâmetros na escolha e quantificação dos resíduos. O reator rotativo hermético apresentou como vantagens a homogeneização dos resíduos, favorecendo o contato de toda ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Composting is a very important set of techniques for the treatment of the organic fraction of solid waste, through the use of sustainable technologies that process organic waste originating from agriculture, agribusiness, forestry, household organic waste and, also, sewage sludge. Society's search for better environmental conditions points to a tendency for there to be a substantial increase in the amount of sludge to be disposed of in the coming years, therefore, the need arises for techniques to be presented that enable efficient and efficient treatment. of them. The use of the composting process in Brazil, is still quite incipient and has a high degree of empiricism in the control and evaluation of the process, due to the lack of more in-depth technical knowledge, requiring the implementation of new forms of effective analysis and control. In the evaluation process called the "respirometric" method, a new methodology is used in which the biological degradation parameters of the residues are not measured in the solid phase, but in the gas phase. The analysis of sewage sludge using the respirometric method, proved to be a tool, it may prove to be very useful, provided that all parameters pointed out in the literature are taken into consideration, seeking to balance these parameters in the choice and quantification of waste. The hermetic rotary reactor had as advantages the homogenization of residues, favoring the contact of all organic matter with the decomposing bacteria, s... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A reoxigenação de água residuária é tratada na literatura técnica de maneira análoga à reoxigenação na água limpa; os efeitos do consumo de oxigênio pela população bacteriana ativa são quantificados pela introdução dos parâmetros alfa e beta. Alfa corrige o coeficiente volumétrico de transferência de massa do oxigênio e beta corrige a concentração de saturação do oxigênio dissolvido na água. Com o presente estudo pretende-se tornar explícitos os parâmetros cinéticos envolvidos no processo, de modo a fornecer base conceitual para um melhor entendimento do fenômeno. A pesquisa é feita a partir de trabalho experimental, seguido de modelagem matemática conceitual. No entanto, no lugar dos microrganismos como sumidouro de oxigênio dissolvido foi utilizado o borbulhamento sub-superficial de gás nitrogênio, em processo de stripping. Um processo físico, portanto, substitui o processo bioquímico no papel de retirar o oxigênio dissolvido no seio líquido. O modelo matemático proposto ajustou-se bem aos dados experimentais, sendo que a sua validação pôde ser obtida através das análises estatísticas realizadas. / The reoxygenation in wastewater is seen in the technical literature in an analogous way as the reoxygenation of clean water. The effects of the oxygen consumed by active bacteria population are quantified with the introduction of the parameters alpha and beta. Alpha corrects for the volumetric mass transfer coefficient and beta corrects for the dissolved oxygen saturation concentration. The present research intends to make explicit the kinetic of the process, in order to supply conceptual support to a better understanding of the phenomenon. The research is done through experimental work, followed by conceptual, mathematical modeling. Stripping with nitrogen is used as an oxygen sink instead of microorganisms. Thus, a physical process replaces the biochemical process. The proposed mathematical model fitted well to the experimental data, and its validation could be obtained through the statistical analyses done.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-02-05T17:21:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Ana C Wendling.pdf: 1711610 bytes, checksum: 68dc677af063a5833bd222516d408814 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-05T17:21:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Ana C Wendling.pdf: 1711610 bytes, checksum: 68dc677af063a5833bd222516d408814 (MD5) Previous issue date: 2017-05-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O consumo do oxigênio dissolvido nos corpos hídricos é um dos principais problemas resultantes da poluição nas águas por matéria orgânica. Outro ponto importante é a eutrofização, que é o crescimento excessivo das plantas devido ao excesso de nutrientes presentes nesse meio. As estações de tratamento de esgoto brasileiras costumam utilizar processos biológicos para a remoção da matéria orgânica e do nitrogênio. Nesse sentido visando a remoção simultânea da Demanda Química de Oxigênio (DQO) e de Nitrogênio Total (NT) do esgoto sanitário, o presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de um reator de leito estruturado com aeração intermitente, com períodos de aeração de 60 minutos seguidos de 120 minutos sem aeração, a cada ciclo de 180 minutos. O reator foi operado com Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 8 horas, temperatura de 30 ± 1ºC, alimentação contínua e razão de recirculação igual a 2. Foram realizados 5 ensaios que se diferenciaram em a composição do afluente. Os afluentes foram compostos por uma combinação de parcelas de esgoto sanitário bruto da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Verde e efluente de Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado (RALF) da mesma ETE. As concentrações de cada parcela no afluente foram de 0%, 25%, 50%, 75% e 100%. Como meio suporte para a fixação dos microrganismos foram utilizados 13 cilindros de espuma de poliuretano dispostos verticalmente no reator. Para avaliação da eficiência do processo, foram realizadas as análises de pH, alcalinidade, Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (N-NH4+), nitrito (N-NO2-), nitrato (N-NO3-), Demanda Química de Oxigênio (DQO) e fósforo. A eficiência mínima de remoção de DQO obtida foi de 76% e a máxima de 95%, porém os resultados apontaram que não houve diferença estatística significativa entre os ensaios para esse parâmetro. A melhor eficiência de remoção de NT foi de 78%, com afluente composto apenas por efluente do RALF, que foi o ensaio 3. Nestas condições o efluente apresentou teores de DQO de 14 mg.L-1, de N-NH4+ de 3 mg.L-1, de N-NO3- de 2 mg.L-1 e de N-NO2- de 3 mg.L-1. Diante dos resultados foi possível concluir que o reator de leito estruturado e aeração intermitente é eficiente para a remoção simultânea da matéria orgânica carbonácea e nitrogenada com afluente contendo uma mistura do esgoto bruto e efluente de RALF nas mais diferentes proporções. / The consumption of dissolved oxygen in water bodies is one of the main problems resulting from water pollution by organic matter. Another important point is eutrophication, which is the excessive growth of plants due to the excess of nutrients present in this medium. Brazilian sewage treatment plants usually use biological processes for the removal of organic matter and nitrogen. In this sense, aiming at the simultaneous removal of Chemical Oxygen Demand (COD) and Total Nitrogen (TN) from sanitary sewage, the present study aimed to evaluate the efficiency of a structured bed reactor with intermittent aeration, with aeration periods of 60 Minutes followed by 120 minutes without aeration, with each cycle of 180 minutes. The reactor was operated with Hydraulic Detention Time (HDT) of 8 hours, temperature of 30 ± 1ºC, continuous feed and recirculation ratio equal to 2. Five trials were performed that differed in the composition of the influent. The influente were composed of a combination of raw sewage plots from the Green Sewage Treatment Station (ETE) and the Fluidized Bed Anaerobic Reactor (RALF) effluent from the same ETE. The concentrations of each plot in the affluent were 0%, 25%, 50%, 75% and 100%. As a support medium for Microorganisms were used 13 polyurethane foam cylinders arranged vertically in the reactor. In order to evaluate the efficiency of the process, pH, alkalinity, Total Kjeldahl Nitrogen (TKN), ammoniacal nitrogen (N-NH4+), nitrite (N-NO2-), nitrate (N-NO3-), Chemical Demand Oxygen (COD) and phosphorus. The minimum COD removal efficiency obtained was 76% and the maximum of 95%, but the results showed that there was no significant statistical difference between the tests for this parameter. The best effluent removal efficiency was 78%, with an effluent composed only of RALF effluent, which was test 3. Under these conditions, the effluent had COD contents of 14 mg.L-1, 3 mg N-NH4+.L-1, N-NO3- of 2 mg.L-1 and N NO2- of 3 mg.L-1. In view of the results it was possible to conclude that the structured bed reactor and intermittent aeration is efficient for the simultaneous removal of carbonaceous and nitrogenous organic matter with a influent containing a mixture of crude sewage and RALF effluent in the most different proportions.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-05-23T17:33:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Jenzura, Nathanna Tessari.pdf: 1299612 bytes, checksum: 393334e0cc91397299fbbc9f1ed6cb45 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T17:33:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Jenzura, Nathanna Tessari.pdf: 1299612 bytes, checksum: 393334e0cc91397299fbbc9f1ed6cb45 (MD5) Previous issue date: 2017-03-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O fenômeno da eutrofização é caracterizado pelo crescimento excessivo de algas devido ao excesso de nitrogênio e fósforo em corpos d’água. Combinado a esse fator, temos o fato de que as ETEs (Estação de Tratamento de Efluentes) brasileiras foram projetadas para remover a DQO (Demanda Química de Oxigênio) e não os nutrientes, com isso é necessário o tratamento terciário para atendimento à legislação. Pesquisas mostram que há a possibilidade de remover DQO e nitrogênio em um único compartimento, o que geraria economia na implantação e operação de ETEs. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a eficiência deum reator de leito estruturado comaeração intermitente e fluxo contínuo na remoção de nitrogênio e DQO do esgoto sanitário bruto misturado com efluente de RALF (Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado). O reator apresentava volume útil de 8,6 L.O leito estruturado era composto por 13 cilindros de espuma de poliuretano com diâmetro igual a 2,5 cm e comprimento de 63 cm, dispostos verticalmente no interior do reator. A alimentação era feita continuamente com 50% de esgoto sanitário bruto e 50% de efluente de RALF. O experimento foi feito seguindo-se planejamento fatorial 22, que resultou em sete ensaios com quatro pontos nos níveis extremos (+1 e -1) e a triplicata do ponto central. Os fatores e respectivos níveis estipulados foram TDH (Tempos de Detenção Hidráulica) de 8, 10 e 12 horas, e tempo de aeração de 60, 75 e 90 minutos, em ciclos de 180 minutos. A razão de recirculação foi igual a 2 vezes a vazão de entrada. Nestas condições foram encontrados como média de remoção de DQO de 76%e NT (nitrogênio total) de 83%. O melhor resultado de eficiência de DQO (92%) e NT (88%), foi encontrado quando o reator operou com tempo de aeração de 60 minutos e TDH de 8 horas, tendo como concentração final DQO igual a 18 mg.L-1 eNT de 4,3 mg.L-1. A superfície de resposta foi utilizada para se avaliar os efeitos dos fatores sobre as respostas encontradas, e para desenvolver um modelo matemático que possibilitasse prever a eficiência do reator em relação à nitrificação e remoção de NT. Os resultados obtidos indicaram que o reator de leito estruturado com aeração intermitente é uma alternativa viável para remoção simultânea de DQO e NT. O modelo matemático obtido mostrou ser preditivo com relação à eficiência de nitrificação e remoção de NT. Com TDH de 9 horas e aeração de 60 minutos a eficiência teórica de nitrificação e remoção de NT obtida com os modelos propostos foi de 94 e 85%, respectivamente, e os resultados experimentais obtidos foram de 89 e 81%, respectivamente, próximos aos teóricos. / The phenomenon of eutrophication is characterized by excessive growth of algae due to excess nitrogen and phosphorus in water bodies. Combined with this factor, we have the fact that the Brazilian Effluent Treatment Plants (ETP) were designed to remove COD (Chemical Oxygen Demand) and not nutrients, so it is necessary the tertiary treatment to comply with the legislation. Research shows that there is the possibility of removing COD and nitrogen in a single compartment, which would generate savings in the implementation and operation of ETP. The objective of this research was to evaluate the efficiency of a structured bed reactor with intermittent and continuous flow in the removal of nitrogen and COD from the raw sanitary sewage mixed with UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) effluent. The reactor had a useful volume of 8,6 L. The structured bed was composed of 13 cylinders of polyurethane foam with a diameter of 2,5 cm and a length of 63 cm, arranged vertically inside the reactor. The feed was continuously fed with 50% crude sanitary sewage and 50% RALF effluent. The experiment was done following a factorial design 22, which resulted in seven tests with four points at the extreme levels (+1 and -1) and the triplicate of the central point. The factors and respective stipulated levels were HRT (Hydraulic Retention Times) of 8, 10 and 12 hours, and aeration time of 60, 75 and 90 minutes in 180 minute cycles. The recirculation ratio was equal to 2 times the inlet flow rate. Under these conditions were found to be COD removal average of 76% and NT (Total Nitrogen) of 83%. The best COD (92%) and NT (88%) efficiency results were found when the reactor operated with 60 minute aeration time and 8 hour HRT, having a final COD concentration of 18 mg.L-1 and NT of 4.3 mg.L-1. The response surface was used to verify the effects of the factors on the responses and to design a mathematic model to predict NT removal and nitrification. The results obtained allow us to consider that the structured bed reactor with intermittent aeration is a viable alternative for the simultaneous removal of COD and nitrogen compounds.The mathematical model obtained was predictive, and with a HRT of 9 hours and aeration of 60 minutes, the experimental responses for TN removal and nitrification efficiency was 81% and 89%, respectively, very close to the predicted one, that was 85% and 94%.

A reoxigenação de água residuária é tratada na literatura técnica de maneira análoga à reoxigenação na água limpa; os efeitos do consumo de oxigênio pela população bacteriana ativa são quantificados pela introdução dos parâmetros alfa e beta. Alfa corrige o coeficiente volumétrico de transferência de massa do oxigênio e beta corrige a concentração de saturação do oxigênio dissolvido na água. Com o presente estudo pretende-se tornar explícitos os parâmetros cinéticos envolvidos no processo, de modo a fornecer base conceitual para um melhor entendimento do fenômeno. A pesquisa é feita a partir de trabalho experimental, seguido de modelagem matemática conceitual. No entanto, no lugar dos microrganismos como sumidouro de oxigênio dissolvido foi utilizado o borbulhamento sub-superficial de gás nitrogênio, em processo de stripping. Um processo físico, portanto, substitui o processo bioquímico no papel de retirar o oxigênio dissolvido no seio líquido. O modelo matemático proposto ajustou-se bem aos dados experimentais, sendo que a sua validação pôde ser obtida através das análises estatísticas realizadas. / The reoxygenation in wastewater is seen in the technical literature in an analogous way as the reoxygenation of clean water. The effects of the oxygen consumed by active bacteria population are quantified with the introduction of the parameters alpha and beta. Alpha corrects for the volumetric mass transfer coefficient and beta corrects for the dissolved oxygen saturation concentration. The present research intends to make explicit the kinetic of the process, in order to supply conceptual support to a better understanding of the phenomenon. The research is done through experimental work, followed by conceptual, mathematical modeling. Stripping with nitrogen is used as an oxygen sink instead of microorganisms. Thus, a physical process replaces the biochemical process. The proposed mathematical model fitted well to the experimental data, and its validation could be obtained through the statistical analyses done.

O reúso de água é um instrumento importante que contribui para a redução da pressão sobre os mananciais e para redução do consumo de água potável para fins que não requeiram água de padrão potável. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo principal analisar um sistema de coleta e tratamento de águas cinzas provenientes de pias de banheiro, chuveiros e máquina de lavar roupas tendo em vista o reúso não-potável em edificações. Os objetivos específicos foram: caracterizar qualitativamente e quantitativamente as frações de águas cinzas; operar e monitorar um sistema de tratamento de águas cinzas sintéticas em escala piloto e analisar o efluente após tratamento. A partir de uma edificação existente no campus da EACH/USP, adaptou-se a estrutura hidráulica de forma a permitir a segregação e coleta desta fração de águas residuárias para caracterização e tratamento. A instalação de hidrômetros nas tubulações de alimentação dos pontos de uso (máquina de lavar, chuveiros e lavatórios) possibilitou analisar a produção de águas cinzas individualizada. Para o tratamento em escala piloto, adotou-se um biorreator de leito móvel com biofilme (MBBR) seguido por decantador. A avaliação do sistema de tratamento foi realizada com base no monitoramento periódico dos parâmetros físico-químicos durante o período de operação do sistema. Com base nos resultados obtidos, dentre as três frações de águas cinzas, a do chuveiro foi a que apresentou maior concentração de E.coli, enquanto que a maior concentração de coliformes totais foi na água cinza de lavatórios. As eficiências de remoção de DBO e DQO foram de 59 por cento e 70 por cento respectivamente. Houve baixa remoção de fósforo e não houve remoção de Nitrogênio Total durante o tratamento. / Water reuse is an important tool that can contribute to the reduction of the pressures from human activities on water resources and to reduce the demand for potable water for purposes that do not require high quality water. Therefore, the main objective of this study was to evaluate a greywater collection and treatment system from lavatories, showers and washing machine aiming the non-potable reuse in buildings. The specific objectives were: to characterize in terms of quality and quantity the greywater from each source, to monitor a pilot system for synthetic greywater treatment and to analyze the quality of the effluent after treatment. In an existing building in the University of Sao Paulo campus, the wastewater collection drains were modified to allow the segregated wastewater collection and the greywater characterization and treatment. To evaluate the greywater generation three water flow meters were installed in water inlet of each greywater source (washing machine, showers and lavatories). The greywater treatment included a moving bed biofilm reactor (MBBR) and a settling tank at pilot scale. The evaluation of greywater treatment was conducted based on the periodic monitoring of several physicochemical water quality parameters during the operation of the experimental system. Based on the results, amongst the three greywater sources, the greywater from showers had the highest E. coli count while the lavatories greywater had the highest total coliforms count. The removal efficiencies of BOD and COD were 59 per cent e 70 per cent respectively. In addition there was low removal of phosphorus and there was not Total Nitrogen Removal during the treatment.

Introdução sistemas de tratamento de esgotos, quando aplicados ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário, não têm apresentado bons resultados. Por conta disso, faz-se necessário o desenvolvimento de alternativas para o tratamento de lixiviado. Objetivo avaliar o pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário por wetland construído de fluxo subsuperficial horizontal e reator biológico de leito móvel (RBLM). Materiais e métodos foram realizados dois experimentos com tratamento de lixiviado após remoção de amônia por dessorção. No experimento 1 utilizou-se wetlands construídos de fluxo horizontal em escala de bancada (volume total de 30,8 L), plantados com Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum e Gynerium sagittatum, e um controle sem vegetação, preenchidos com pedrisco calcário. O sistema foi alimentado com lixiviado diluído em água em diferentes proporções (entre 10 por cento e 30 por cento ) com concentração média de DQO entre 336 e 750 mg.L-1 e nitrogênio amoniacal (N-NH4) entre 47 e 199 mg.L-1. A operação ocorreu em três etapas: (1ª) alimentação contínua e TDH médio entre 2,7 e 5,3 d; (2ª) regime de ciclos de recirculação do efluente, para avaliar o efeito do aumento de TDH para 21 dias; (3ª) alimentação contínua de duas unidades wetlands em série, visando elevar o TDH (entre 8,1 e 9,9 d) sem recirculação. O experimento 2 foi implantado em escala piloto, com uma unidade de dessorção de amônia seguida de um Reator Biológico de Leito Móvel (RBLM) e um biofiltro anóxico. O RBLM (volume efetivo de 380 L) foi preenchido em 50 por cento com anel pall. Resultados e discussão No experimento 1, obteve-se baixa remoção de DQO com médias inferiores a 40 por cento e concentração final entre 270 e 750 mg.L-1. No entanto, verificou-se remoção de N-NH4, principalmente na 2ª e 3ª etapas, com médias de remoção entre 43 por cento e 81 por cento , resultando em concentração de 20 a 223 mg.L-1, com influência do TDH. No experimento 2, problemas técnicos durante a instalação e operação inicial e interdição do campus da USP-Leste prejudicaram a adaptação do reator e impediram o seu monitoramento por tempo suficiente para geração de dados consistentes, sendo interrompido na fase inicial. Conclusões A baixa eficiência para DQO provavelmente está relacionada à recalcitrância do lixiviado, ou devido à inibição dos microrganismos por toxicidade. Quanto ao N-NH4, infere-se que o aumento do TDH proporcionou maior tempo de difusão de oxigênio para o sistema wetland, suprindo a demanda das bactérias heterotróficas, o que possibilitou utilização do oxigênio excedente pelas nitrificantes, culminando na oxidação do N-NH4. / Introduction sewage treatment systems, when applied to the treatment of landfill leachate, have not shown good results. Thus it is necessary to develop alternatives for the treatment of leachate. Objective To assess the post-treatment of landfill leachate by horizontal subsurface flow constructed wetland and moving bed biofilm reactor (MBBR). Materials and methods Two experiments were conducted with treatment of the leachate after removal of ammonia by stripping. In experiment 1, horizontal flow constructed wetlands, at bench scale (total volume of 30.8 L), planted with Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum and Gynerium sagittatum, and a control without vegetation, were filled with calcareous gravel. The system was fed with leachate diluted in water with different proportions (between 10 per cent and 30 per cent ) with mean COD concentration of between 336 and 750 mg.L-1 and ammonia nitrogen (NH4-N) between 47 and 199 mg L-1. The operation was divided in three stages: (1st) continuous feeding with mean HRT between 2.7 and 5.3 d; (2nd) regime of effluent recirculation to evaluate the effect of increasing the HRT to 21 days; (3rd) continuous feeding with two wetlands units in series, aimed HRT increasing (between 8.1 and 9.9 d) without recirculation. Experiment 2 was implemented on a pilot scale, with a unit of ammonia stripping followed by MBBR and an anoxic biofilter. The MBBR (380 L working volume) was filled 50 per cent with pall ring. Results and discussion In experiment 1, the COD removal was low, with averages below 40 per cent , with effluent concentration between 270 and 750 mg.L-1. However, there was removal of NH4-N, especially in the 2nd and 3rd stages, with average removal between 43 per cent and 81 per cent , resulting in concentration between 20 and 223 mg.L-1, with HRT influence. In experiment 2, technical problems during the installation and initial operation and interdiction of the campus of USP-Leste disrupted the reactor acclimation and precluded the monitoring for sufficient time to generate consistent data for discussion. Conclusions The low efficiency for COD is probably related to the recalcitrance of the leachate, or due to inhibition of microorganisms by toxicity. For NH4-N, it is inferred that the increase of the HRT provided greater time for diffusion of oxygen to the wetland system, meeting the demand of heterotrophic bacteria, which allowed the use of excess oxygen by nitrifiers, culminating in the oxidation of NH4-N.