Nas últimas décadas, a disposição final de lixo tornou-se um sério problema a ser enfrentado por todos os países, em função da escassez crescente de terrenos disponíveis para aterros sanitários e distância cada vez maior dos centros geradores e a disposição final, assim como do aumento substancial da geração per capita. A acumulação de lixo nos grandes centros populacionais estimula a proliferação de macro e microvetores (ratos, baratas, moscas, vírus, bactérias, parasitos) e conseqüentemente, a disseminação de doenças. Em particular, com relação ao lixo gerado em ilhas e comunidades isoladas, é de alta relevância estratégias baseadas na descentralização do tratamento da fração orgânica de lixo domiciliar, com fim do transporte através de barcas para o continente, gerando mau cheiro e riscos de poluição ambiental. O presente projeto teve por objetivo: Testar o mesmo reator de compostagem descentralizada sob condições do verão sueco, alimentando-o com resíduos de restaurantes da cidade costeira Kalmar e sob condições brasileiras, alimentando-o com resíduos de cozinha da escola municipal de Abraão-Ilha Grande, RJ; propor modificações mecânicas e/ou operacionais para otimização dos processos; avaliar a qualidade e o grau de maturação do composto de diferentes fases através do método respirométrico Specific Oxygen Uptake Rate (SOUR)o método respirométrico NBR 14283 da ABNT. Em resumo, concluiu-se que a composição do lixo e pH inicial do material estruturante adicionado são fatores determinantes do tempo requerido para degradação dos ácidos orgânicos gerados e subseqüente elevação do pH; dependendo das características dos resíduos orgânicos, é necessária a inclusão de inoculante (ex: composto) para melhor desenvolvimento de bactérias e fungos e, conseqüentemente, otimização do processo; as análises físico-químicas e microbiológicas confirmaram que o processo de degradação aeróbia ocorre no interior do corpo principal do reator e que a qualidade do composto gerado é satisfatória; entretanto, melhorias consideráveis no sistema de trituração e alimentação são requeridas para que o reator testado possa se usado em sua capacidade plena. Os testes respirométrico atráves do Specific Oxygen Uptake Rate(SOUR) e da norma NBR 14283 da ABNT mostraram-se ambos eficazes na identificação do grau de maturação do composto e do avanço do processo de compostagem. Uma vez removidos os problemas mecânicos de trituração e alimentação, o reator testado poderá ser utilizado como uma tecnologia inovadora do tratamento de lixo orgânico in situ para pequenos e médios geradores de lixo orgânico domiciliar. / In recent decades, the disposal of biodegradable solid waste has become a serious problem to be faced by all countries, due to the increasing scarcity of available land for landfills and increasing distance from generation centers, as well as the substantial increase in total solid waste generated per capita. The accumulation of solid waste in highly populated areas stimulates the dissemination of vectors (rates, cucarachas, flies, virus, bacteria, and parasites) and, consequently spreading of diseases. Regarding the solid waste generated in islands and isolated communities, decentralized strategies for treatment of organic fraction, reducing transportation and impacts related to that is very convenient. This study had the following main objectives: to test the same reactor for decentralized composting during the Swedish summer using organic waste from restaurants at the coast, in Kalmar, Sweden, and under Brazilian conditions, using organic waste from the kitchen of the municipal primary school at Abraão, Ilha Grande, RJ; to evaluate and propose mechanical and operational changes in the reactor for process optimization; to assess the quality and degree of maturation of the compost at different stages of composting through two respirometry methods, the Specific Oxygen Uptake Rate (SOUR) and the ABNT norm NBR 14283. In short, it was concluded that the solid waste composition and initial pH of the material used as amendment are important factors to determine the time required for degradation of the organic acids produced and subsequent pH increase; depending on the organic waste characteristics, it is necessary to use material for augmentation (ex: compost) to improve the development of microorganisms and consequently, optimization of the process; the physic-chemical and microbiological analyses confirmed that the aerobic degradation occurred inside the reactor and that the quality of the produced compost is satisfactory; however, considerable improvements in the shredding and feeding system is required in order to test the reactors performance in its full-capacity. The respirometric tests carried out using the specific oxygen uptake ra(SOUR) method and the NBR 14283 norm, were effective in indicating the maturity of the compost and the degree of progress in the composting process. Once the mechanical problems in the shredding and feeding system are solved, the reactor might be useful as an innovative technology for treatment of organic waste in situ for small and medium generators.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-28Bitstream added on 2014-06-13T18:38:59Z : No. of bitstreams: 1 araujo_ls_me_ilha.pdf: 2918640 bytes, checksum: 77955c3e7abab641549a8794e03fecfb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O reator aeróbio de leito fluidizado com circulação apresenta características que permitem efetuar o tratamento em apenas uma etapa. O uso deste reator torna-se atraente devido à possibilidade de mantê-lo com uma alta concentração de biomassa ativa, propiciando seu porte compacto, conseqüência do reduzido período de detenção hidráulica. A eficiência do biofilme no tratamento depende das condições hidrodinâmicas do reator, uma vez que sua espessura pode ser alterada de acordo com a velocidade de circulação, e a transferência de oxigênio através de suas camadas depende da vazão de ar injetada no sistema. O trabalho propôs-se a investigar a influência da relação entre diâmetros dos tubos concêntricos em quatro configurações, mantendo o diâmetro externo constante e igual a 250 mm e alterando o diâmetro interno entre 100, 125, 150 e 200 mm, proporcionando relações Ae/Ai iguais a 5,25; 3,00; 1,78 e; 0,56, respectivamente. O tubo interno possui 2,22 m e é posicionado 0,05m acima do fundo do reator. A altura estática da coluna de fluido foi 2,35 m. Os ensaios hidrodinâmicos – velocidade do líquido, fração volumétrica de ar, tempo de mistura – e os de transferência de oxigênio foram realizados para vazões de ar até 2500 l/h em meio bifásico e em meio trifásico com concentrações de areia iguais a 30, 70, 100 e 150 g/l. O diâmetro interno de 125 mm foi o mais eficiente na indução de velocidade de circulação do líquido. A fração volumétrica de ar aumentou com o aumento do diâmetro interno para mesmas velocidades superficiais de ar, com exceção do menor diâmetro, o qual apresentou comportamento diferenciado dos demais. Os reator com diâmetro interno de 150 mm apresentou maiores valores de KLa para as mesmas vazões de ar. Observou-se que a adição de sólidos causou um decréscimo da velocidade do líquido e da fração... / Aerobic internal-loop airlift reactor has some characteristics that allow wastewater treatment in a single stage. The attractive to use this kind of reactor is mainly because of its capacity of maintaining a high active biomass concentration into it, which induces its small structure, in a consequence of its small hydraulic detention time. The biofilm efficiency in the treatment depends on reactor’s hydrodynamic conditions. The structure of the biofilm and the oxygen transfer into its layers is affected by the liquid velocity induced by the air flow rate. This work proposed an investigation about the influence of the diameter of the concentric tubes, using four geometric configurations. The model had a 250 mm external tube and the inner draft tube with diameters of 100, 125, 150 and 200 mm, which means AD/AR equals to 5.25, 3.00, 1.78 and 0.56, respectively. The draft tube’s height was 2,22 m and was positioned 0,05 m above the bottom of the reactor. The static fluid height was 2,35 m. The hydrodynamic tests – liquid velocities, gas hold up, mixture time – and the oxygen transfer tests were conducted for two and three-phase systems, with variable air flow rate up to 2500 l/h. The solid phase concentrations used were 30, 70, 100 and 150 g/l. The 125 mm reactor was the most efficient in inducing the liquid circulation velocity. The gas hold up increased with the increasing of the draft tube diameter, for same superficial gas velocities, excepting the 100 mm, which showed a different behavior. The 150 mm reactor presented the highest values for KLa for the same air rate. It was noticed that the solids addiction decreased the liquid velocity, gas hold up and oxygen transfer. Hydrodynamics equations found in literature showed a limited applicability, evidencing the necessity of relations capable to reach the most different configuration for this kind of reactor. A mass transfer mathematic...(Complete abstract click electronic acces below)

Nas últimas décadas, a disposição final de lixo tornou-se um sério problema a ser enfrentado por todos os países, em função da escassez crescente de terrenos disponíveis para aterros sanitários e distância cada vez maior dos centros geradores e a disposição final, assim como do aumento substancial da geração per capita. A acumulação de lixo nos grandes centros populacionais estimula a proliferação de macro e microvetores (ratos, baratas, moscas, vírus, bactérias, parasitos) e conseqüentemente, a disseminação de doenças. Em particular, com relação ao lixo gerado em ilhas e comunidades isoladas, é de alta relevância estratégias baseadas na descentralização do tratamento da fração orgânica de lixo domiciliar, com fim do transporte através de barcas para o continente, gerando mau cheiro e riscos de poluição ambiental. O presente projeto teve por objetivo: Testar o mesmo reator de compostagem descentralizada sob condições do verão sueco, alimentando-o com resíduos de restaurantes da cidade costeira Kalmar e sob condições brasileiras, alimentando-o com resíduos de cozinha da escola municipal de Abraão-Ilha Grande, RJ; propor modificações mecânicas e/ou operacionais para otimização dos processos; avaliar a qualidade e o grau de maturação do composto de diferentes fases através do método respirométrico Specific Oxygen Uptake Rate (SOUR)o método respirométrico NBR 14283 da ABNT. Em resumo, concluiu-se que a composição do lixo e pH inicial do material estruturante adicionado são fatores determinantes do tempo requerido para degradação dos ácidos orgânicos gerados e subseqüente elevação do pH; dependendo das características dos resíduos orgânicos, é necessária a inclusão de inoculante (ex: composto) para melhor desenvolvimento de bactérias e fungos e, conseqüentemente, otimização do processo; as análises físico-químicas e microbiológicas confirmaram que o processo de degradação aeróbia ocorre no interior do corpo principal do reator e que a qualidade do composto gerado é satisfatória; entretanto, melhorias consideráveis no sistema de trituração e alimentação são requeridas para que o reator testado possa se usado em sua capacidade plena. Os testes respirométrico atráves do Specific Oxygen Uptake Rate(SOUR) e da norma NBR 14283 da ABNT mostraram-se ambos eficazes na identificação do grau de maturação do composto e do avanço do processo de compostagem. Uma vez removidos os problemas mecânicos de trituração e alimentação, o reator testado poderá ser utilizado como uma tecnologia inovadora do tratamento de lixo orgânico in situ para pequenos e médios geradores de lixo orgânico domiciliar. / In recent decades, the disposal of biodegradable solid waste has become a serious problem to be faced by all countries, due to the increasing scarcity of available land for landfills and increasing distance from generation centers, as well as the substantial increase in total solid waste generated per capita. The accumulation of solid waste in highly populated areas stimulates the dissemination of vectors (rates, cucarachas, flies, virus, bacteria, and parasites) and, consequently spreading of diseases. Regarding the solid waste generated in islands and isolated communities, decentralized strategies for treatment of organic fraction, reducing transportation and impacts related to that is very convenient. This study had the following main objectives: to test the same reactor for decentralized composting during the Swedish summer using organic waste from restaurants at the coast, in Kalmar, Sweden, and under Brazilian conditions, using organic waste from the kitchen of the municipal primary school at Abraão, Ilha Grande, RJ; to evaluate and propose mechanical and operational changes in the reactor for process optimization; to assess the quality and degree of maturation of the compost at different stages of composting through two respirometry methods, the Specific Oxygen Uptake Rate (SOUR) and the ABNT norm NBR 14283. In short, it was concluded that the solid waste composition and initial pH of the material used as amendment are important factors to determine the time required for degradation of the organic acids produced and subsequent pH increase; depending on the organic waste characteristics, it is necessary to use material for augmentation (ex: compost) to improve the development of microorganisms and consequently, optimization of the process; the physic-chemical and microbiological analyses confirmed that the aerobic degradation occurred inside the reactor and that the quality of the produced compost is satisfactory; however, considerable improvements in the shredding and feeding system is required in order to test the reactors performance in its full-capacity. The respirometric tests carried out using the specific oxygen uptake ra(SOUR) method and the NBR 14283 norm, were effective in indicating the maturity of the compost and the degree of progress in the composting process. Once the mechanical problems in the shredding and feeding system are solved, the reactor might be useful as an innovative technology for treatment of organic waste in situ for small and medium generators.

O reator em batelada seqüencial com biomassa em suspensão foi submetido a concentrações de N-amoniacal de 125, 250 e 500 mg N/L e em condições de oxigênio dissolvido (OD) no reator de 2 mg 'O IND.2'/L, em ciclos de 2h/2h de anóxico/aeróbio. Em todas as fases, o reator foi operado como batelada alimentada. Na condição de 125 mg N/L obteve-se eficiência de remoção de 87% de N, tendo o nitrato sido o principal produto da nitrificação. Na condição de 250 mg N/L, obteve-se eficiência de remoção de N de 84%, com predominância de nitrito como principal produto da nitrificação e com ocorrência de nitrificação e desnitrificação simultânea durante os dois primeiros ciclos aeróbios. Na condição de 500 mg N/L, as condições de concentração de OD de 2 mg 'O IND.2'/L e aeração intermitente a cada 2h não foram suficientes para promover a remoção total de nitrogênio amoniacal. Foram feitas alterações: ciclos de 2h anóxico e 9h aeróbios, com concentração média de 2,8 mg 'O IND.2'/L, que resultaram em eficiências de remoção de N de 94%, com predominância de nitrito. Foram isoladas cepas desnitrificantes com similaridade de 97% para Thauera mechernichensis e Thauera sp. 27 nas condições operacionais de 125 e 250 mg N/L e de 99% para Ochrobactrum anthropi e Ochrobactrum tritici, na condição operacional de 500 mg N/L. O longo tempo de operação resultou na diminuição da população de bactérias oxidantes de nitrito, podendo ter sido uma das causas que contribuiu para que se criassem condições que levariam à nitrificação via nitrito na concentração de 500 mg N/L. O sucesso na prevenção da inibição do processo por amônia livre foi atribuído à adoção das condições operacionais do reator, que foi operado sob aeração intermitente e batelada alimentada. / The sequential batch reactor with suspended bioma was subjected to ammonium concentrations of 125, 250 and 500 mg N/L, oxygen dissolved (OD) concentrations of 2 mg 'O IND.2'/L, 2h/2h of anoxic/aerobic steps. The reactor was operated under fed-batch feeding. At the operational condition of 125 mg N/L, the mean nitrogen removal efficiency of 87% was obtained and nitrate was the main nitrification product. At operational condition of 250 mg N/L, was gotten nitrogen removal efficiencies of 84% and nitrite was the predominant form of nitrogen and simultaneous nitrification and denitrification occurred during the two first aerobic steps of the cycle. At 500 mg N/L, the operating conditions imposed to the reactor (OD concentrations of 2 mg 'O IND.2'/L and intermittent aeration of 2h) did not lead to complete nitrification during the aerated steps, thus affecting nitrogen removal. The conditions were altered increasing the aerated steps to 9 hours, with OD concentration of 2,8 mg 'O IND.2'/L, and keeping the duration of the anoxic steps in 2 hours. Under such conditions, the mean nitrogen removal efficiency attained 94% and nitrite was the predominant oxidized nitrogen specie. It was isolated denitrifiers with similarity of 97% for Thauera mechernichensis and Thauera sp. 27 at the operational conditions of 125 and 250 mg N/L and of 99% for Ochrobactrum anthropi and Ochrobactrum tritici, at operational condition of 500 mg N/L. The long term operation resulted in the decrease of nitrite oxidizers populations and this was probably the main factor contributing for the creation of conditions for the partial nitrification via nitrite to prevail during the operation at ammonium concentration of 500 mg N/L. The success in preventing free ammonia inhibition was attributed to the adoption of intermittent aeration and fed batch operation.

O potencial de aplicação do biofiltro aerado submerso (BF) para pós-tratamento de efluentes de um reator anaeróbio compartimentado foi avaliado através de um experimento em escala de laboratório (bancada), visando adequar o efluente tratado aos padrões estabelecidos pela legislação ambiental. Estudou-se a remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos no BF, e também a possibilidade de nitrificação no reator. O reator foi construído em coluna de acrílico com 1,30 m de altura, 100 mm de diâmetro e com volume útil de 7,2 L, sendo operado com tempo de detenção hidráulica de 5 horas. Como suporte de imobilização celular, utilizou-se matrizes cúbicas de espuma de poliuretano. Neste trabalho, são apresentados os principais resultados obtidos na operação contínua do reator BF, durante 93 dias consecutivos, divididos em duas fases, devido à variação da carga orgânica volumétrica aplicada (Fase I: 0,99 - 1,87 kg DQO/m3. dia; Fase II: 0,26 - 0,88kg DQO/m3. dia). Durante a fase I de operação, o BF alcançou eficiências médias de remoção de DQO e DBO5 da amostra bruta de 82 e 86%, respectivamente, e de conversão do nitrogênio amoniacal de 81%, com concentração média efluente de 7,5 mg N-amoniacal/L. Na fase final de operação, para remoções médias de 70% de DQOB e 57% de DBO5, o efluente produzido pelo BF apresentava concentrações médias de 30 mg DQOB e 21 mg DBO5/L. Entretanto, o processo de nitrificação nessa fase foi instável, com concentração média de efluente de 25,3 mg N-amoniacal/L. O BF produziu efluente clarificado alcançando valores médios de 3,46 e 2,58 mg/L para SST e SSV, para segunda fase de operação. Este efluente atendeu ao padrão de lançamento do Estado de São Paulo em 100% dos resultados de DBO5, durante todo o período experimental, apresentando bom desempenho na remoção de matéria orgânica, tanto para altas como para baixas cargas orgânicas volumétricas aplicadas. A espuma de poliuretano mostrou-se um suporte adequado para imobilização da biomassa aeróbia e remoção de sólidos suspensos, devida a sua grande capacidade de absorção. Constatou-se, portanto, que o emprego do biofiltro aerado submerso apresenta-se como uma alternativa vantajosa como pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, produzindo efluente com excelente quantidade e parcialmente nitrificado. / The potential of application of the submerged aerated biofilter (BF) for post-treatment of effluents of an anaerobic baffed reactor was evaIuated through an experiment on Iaboratory scale to adapt the treated effluent to the established quality standards required by the environmental legislation. The removal of organic matter and suspended solids in BF, and aIso the possibility of nitrification in the reactor were studied. The reactor was a column of acrylic with 1,30 m of height, 100 mm diameter and with a useful volume of 7,2 L, being operated with hydraulic detention time of 5 hours. As a support for celluIar immobilization, cubic matrices of polyurethane foam. In this work, the main results were obtained in the continuous operation of the BF reactor, for 93 consecutive days, divided in two phases due to the variation of the applied organic volumetric loading rate (phase I: 0,99-1,87 kg COD/m3.day; Phase II: 0,26-0,88 kg COD/m3.day). During phase I of the operation, BF reached average removal efficiencies of COD and BOD5 of the raw samples of 82 and 86%, respectively, and of conversion of the ammonia nitrogen of 81%, with average effluent concentration of 7,5 mg N-ammonia/L. In the final phase of operation, for removals of 70% of COD and 57% of BOD5, the effluent produced by BF presented average concentrations of 30 mg COD/L and 21 mg BOD5/L. However, the nitrification process in that phase was unstable, with effluent concentrations of 25,3 mg N-ammonia/L. BF produced a very clarified effluent reaching average values of 3,46 and 2,58 mg/L for SST and SSV, for the second operation phase. This effluent satisfied the qualify standards for its discharge in a stream in the State of São Paulo in 100% of the results of BOD5, during the whole experimental period, presenting good performance in the removaI of organic matter, for high as well as for low organic volumetric loading applied. The polyurethane foam demonstrate to be an appropriate support for immobilization of the aerobic biomass and removaI of suspended solids, due to its great absorption capacity. It was found that the employment of the submerged aerated biofilter offers as an advantageous aIternative as anaerobic eftluent post-treatment, producing effluent with excellent quality and partially nitrified.

O potencial de aplicação do biofiltro aerado submerso (BF) para pós-tratamento de efluentes de um reator anaeróbio compartimentado foi avaliado através de um experimento em escala de laboratório (bancada), visando adequar o efluente tratado aos padrões estabelecidos pela legislação ambiental. Estudou-se a remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos no BF, e também a possibilidade de nitrificação no reator. O reator foi construído em coluna de acrílico com 1,30 m de altura, 100 mm de diâmetro e com volume útil de 7,2 L, sendo operado com tempo de detenção hidráulica de 5 horas. Como suporte de imobilização celular, utilizou-se matrizes cúbicas de espuma de poliuretano. Neste trabalho, são apresentados os principais resultados obtidos na operação contínua do reator BF, durante 93 dias consecutivos, divididos em duas fases, devido à variação da carga orgânica volumétrica aplicada (Fase I: 0,99 - 1,87 kg DQO/m3. dia; Fase II: 0,26 - 0,88kg DQO/m3. dia). Durante a fase I de operação, o BF alcançou eficiências médias de remoção de DQO e DBO5 da amostra bruta de 82 e 86%, respectivamente, e de conversão do nitrogênio amoniacal de 81%, com concentração média efluente de 7,5 mg N-amoniacal/L. Na fase final de operação, para remoções médias de 70% de DQOB e 57% de DBO5, o efluente produzido pelo BF apresentava concentrações médias de 30 mg DQOB e 21 mg DBO5/L. Entretanto, o processo de nitrificação nessa fase foi instável, com concentração média de efluente de 25,3 mg N-amoniacal/L. O BF produziu efluente clarificado alcançando valores médios de 3,46 e 2,58 mg/L para SST e SSV, para segunda fase de operação. Este efluente atendeu ao padrão de lançamento do Estado de São Paulo em 100% dos resultados de DBO5, durante todo o período experimental, apresentando bom desempenho na remoção de matéria orgânica, tanto para altas como para baixas cargas orgânicas volumétricas aplicadas. A espuma de poliuretano mostrou-se um suporte adequado para imobilização da biomassa aeróbia e remoção de sólidos suspensos, devida a sua grande capacidade de absorção. Constatou-se, portanto, que o emprego do biofiltro aerado submerso apresenta-se como uma alternativa vantajosa como pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, produzindo efluente com excelente quantidade e parcialmente nitrificado. / The potential of application of the submerged aerated biofilter (BF) for post-treatment of effluents of an anaerobic baffed reactor was evaIuated through an experiment on Iaboratory scale to adapt the treated effluent to the established quality standards required by the environmental legislation. The removal of organic matter and suspended solids in BF, and aIso the possibility of nitrification in the reactor were studied. The reactor was a column of acrylic with 1,30 m of height, 100 mm diameter and with a useful volume of 7,2 L, being operated with hydraulic detention time of 5 hours. As a support for celluIar immobilization, cubic matrices of polyurethane foam. In this work, the main results were obtained in the continuous operation of the BF reactor, for 93 consecutive days, divided in two phases due to the variation of the applied organic volumetric loading rate (phase I: 0,99-1,87 kg COD/m3.day; Phase II: 0,26-0,88 kg COD/m3.day). During phase I of the operation, BF reached average removal efficiencies of COD and BOD5 of the raw samples of 82 and 86%, respectively, and of conversion of the ammonia nitrogen of 81%, with average effluent concentration of 7,5 mg N-ammonia/L. In the final phase of operation, for removals of 70% of COD and 57% of BOD5, the effluent produced by BF presented average concentrations of 30 mg COD/L and 21 mg BOD5/L. However, the nitrification process in that phase was unstable, with effluent concentrations of 25,3 mg N-ammonia/L. BF produced a very clarified effluent reaching average values of 3,46 and 2,58 mg/L for SST and SSV, for the second operation phase. This effluent satisfied the qualify standards for its discharge in a stream in the State of São Paulo in 100% of the results of BOD5, during the whole experimental period, presenting good performance in the removaI of organic matter, for high as well as for low organic volumetric loading applied. The polyurethane foam demonstrate to be an appropriate support for immobilization of the aerobic biomass and removaI of suspended solids, due to its great absorption capacity. It was found that the employment of the submerged aerated biofilter offers as an advantageous aIternative as anaerobic eftluent post-treatment, producing effluent with excellent quality and partially nitrified.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-22Bitstream added on 2014-06-13T20:20:51Z : No. of bitstreams: 1 maigualenriquez_ya_me_ilha.pdf: 1515184 bytes, checksum: 854b45266358b64c6017c5058af88c81 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sistemas de Recirculação para Aquicultura (SRA) possibilitam um meio alternativo de produção de peixes para áreas com limitada disponibilidade de água. Estes sistemas de cultivo intensivo de peixes oferecem potencial de produção em pequena escala assim como em grande escala, devido a recuperação de efluentes e a reutilização da água, produzindo volumes relativamente pequenos de resíduos líquidos e sólidos. O objetivo deste estudo foi determinar a eficácia do tratamento de águas residuárias em relação à remoção de Nitrogênio Amoniacal Total (NAT), Sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST), Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5), Nitrogênio total (NT) e Fósforo Total (FT). Para tanto, foram introduzidos Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), com 0,323kg de peso médio inicial e 17 kg m-3 de densidade de armazenamento inicial no SRA experimental. O SRA era composto de 03 tanques de plástico com capacidade de 0,20 m3, Decantador de Coluna (DC), o reator de leito fluidizado aeróbio com circulação em tubos concêntricos (BAS-CT), tendo como meio de suporte a areia de diâmetro efetivo (D10) = 0,29 mm e na sequência reator de transferência de oxigênio e remoção de CO2. A eficiência na remoção do NAT no reator BAS-CT no período de aclimatação e de estabilização foi 31,0% e 35,2%, respectivamente. A remoção de ST e SST foi de 44,44% e 71,71%, respectivamente. A eficiência alcançada de remoção no SRA da DQO foi de 64,90% e de 48,01% para DBO5. Os valores médios de remoção do NT e FT no SRA foram de 25,02% e 41,05%, respectivamente. Estes resultados indicaram que o tratamento de águas residuárias de aquicultura proposto neste estudo através do BAS-CT associado ao DC tem evitado elevadas concentrações e acumulação de poluentes dentro do SRA / Recirculating aquaculture systems (RAS) offer an alternative means of fish production for areas that to have limited water and land availability. RAS are a highly intensive fish culture systems and offer potential production units for small and large scale operations. For effluent recovery and treated water reuse, RAS produce relatively small volumes of liquid and solids wastes. The objective of this study were to determine the efficiency of the wastewater treatment with recommended to removal of Total Ammonia Nitrogen (TAN), Total Solids (TS), Total Suspended Solids (TSS), Chemical Oxygen Demand (COD) and Biochemical Oxygen Demand (BOD5), Total Nitrogen (TN) and Total Phosphorus (TP). In this study was cultivating the Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) with 0.323kg initial average weight and 17 kg m-3 initial storage density, cultivated in RAS. The RAS was composed with 03 plastic tanks with capacity of 0.20 m3 in each, column settler (CS), aerobic fluidized bed reactor with concentric tubes circulation (BAS-CT) with sand bed support of effective diameter (D10) of 0.29 mm and oxygen transfer-CO2 removal reactor. NAT removal efficiency was in acclimation and stabilized periods in BAS-CT reactor were 31.0% and 35.2% respectively. TS and TSS removal was 44.44% and 71.71% respectively. In this RAS, the COD removal efficiency reached was 64.90% and 48.01% for BOD5. The average removal in the NT and FT in the RAS were 25.02% and 41.05% respectively. These results indicate that aquaculture wastewater treatment proposed in this study by BAS-CT associated to CS prevents high concentrations and accumulating of pollutants within the SRA

O reator em batelada seqüencial com biomassa em suspensão foi submetido a concentrações de N-amoniacal de 125, 250 e 500 mg N/L e em condições de oxigênio dissolvido (OD) no reator de 2 mg 'O IND.2'/L, em ciclos de 2h/2h de anóxico/aeróbio. Em todas as fases, o reator foi operado como batelada alimentada. Na condição de 125 mg N/L obteve-se eficiência de remoção de 87% de N, tendo o nitrato sido o principal produto da nitrificação. Na condição de 250 mg N/L, obteve-se eficiência de remoção de N de 84%, com predominância de nitrito como principal produto da nitrificação e com ocorrência de nitrificação e desnitrificação simultânea durante os dois primeiros ciclos aeróbios. Na condição de 500 mg N/L, as condições de concentração de OD de 2 mg 'O IND.2'/L e aeração intermitente a cada 2h não foram suficientes para promover a remoção total de nitrogênio amoniacal. Foram feitas alterações: ciclos de 2h anóxico e 9h aeróbios, com concentração média de 2,8 mg 'O IND.2'/L, que resultaram em eficiências de remoção de N de 94%, com predominância de nitrito. Foram isoladas cepas desnitrificantes com similaridade de 97% para Thauera mechernichensis e Thauera sp. 27 nas condições operacionais de 125 e 250 mg N/L e de 99% para Ochrobactrum anthropi e Ochrobactrum tritici, na condição operacional de 500 mg N/L. O longo tempo de operação resultou na diminuição da população de bactérias oxidantes de nitrito, podendo ter sido uma das causas que contribuiu para que se criassem condições que levariam à nitrificação via nitrito na concentração de 500 mg N/L. O sucesso na prevenção da inibição do processo por amônia livre foi atribuído à adoção das condições operacionais do reator, que foi operado sob aeração intermitente e batelada alimentada. / The sequential batch reactor with suspended bioma was subjected to ammonium concentrations of 125, 250 and 500 mg N/L, oxygen dissolved (OD) concentrations of 2 mg 'O IND.2'/L, 2h/2h of anoxic/aerobic steps. The reactor was operated under fed-batch feeding. At the operational condition of 125 mg N/L, the mean nitrogen removal efficiency of 87% was obtained and nitrate was the main nitrification product. At operational condition of 250 mg N/L, was gotten nitrogen removal efficiencies of 84% and nitrite was the predominant form of nitrogen and simultaneous nitrification and denitrification occurred during the two first aerobic steps of the cycle. At 500 mg N/L, the operating conditions imposed to the reactor (OD concentrations of 2 mg 'O IND.2'/L and intermittent aeration of 2h) did not lead to complete nitrification during the aerated steps, thus affecting nitrogen removal. The conditions were altered increasing the aerated steps to 9 hours, with OD concentration of 2,8 mg 'O IND.2'/L, and keeping the duration of the anoxic steps in 2 hours. Under such conditions, the mean nitrogen removal efficiency attained 94% and nitrite was the predominant oxidized nitrogen specie. It was isolated denitrifiers with similarity of 97% for Thauera mechernichensis and Thauera sp. 27 at the operational conditions of 125 and 250 mg N/L and of 99% for Ochrobactrum anthropi and Ochrobactrum tritici, at operational condition of 500 mg N/L. The long term operation resulted in the decrease of nitrite oxidizers populations and this was probably the main factor contributing for the creation of conditions for the partial nitrification via nitrite to prevail during the operation at ammonium concentration of 500 mg N/L. The success in preventing free ammonia inhibition was attributed to the adoption of intermittent aeration and fed batch operation.

Embora em alguns países como os europeus, o aterro sanitário como forma de disposição final de Resíduos Sólidos venha perdendo espaço, entre nós essa técnica é ainda largamente empregada. O lixiviado gerado nos aterros sanitários apresenta grande potencial poluidor, devido à presença de matéria orgânica, rica em substâncias húmicas e matéria inorgânica, representada especialmente pelos cloretos, nitrogênio amoniacal, entre outras substâncias. O presente trabalho visou, em linhas gerais, avaliar três proporções de mistura de lixiviado/efluente anaeróbio e as influências sobre o processo aeróbio (lodos ativados) em escala de bancada. Nessa pesquisa foram realizados ensaios de tratabilidade utilizando as proporções de 0% (controle), 2,5%, 10% e 20 % de lixiviado em relação ao efluente anaeróbio em diferentes condições experimentais. Os resultados mostraram que as proporções de 10% e 20% de lixiviado nas condições experimentais foram prejudiciais ao sistema aeróbio de tratamento. Foram obtidos os melhores resultados em termos de eficiência de remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal no reator alimentado com a proporção de 2,5% de lixiviado bruto, alcançando eficiência de remoção de DQO e nitrogênio amoniacal total (NAT) de 57% e 100%, respectivamente. / The use of landfill as a disposal of solid waste has been avoided in some countries, especially in Europe. Nevertheless this technique is still widely used in Brazil. Leachate generated in landfills has great potential as pollutant due to presence of organic matter, humic substances in high concentrations and inorganic matter such as chlorides and ammonia nitrogen. This study aims to broadly assess effects of three levels of mixing of leachate/anaerobic effluent on aerobic process (activated sludge) in bench scale. Treatability tests were performed using proportions of 0% (control), 2.5%, 10% and 20% leachate added to anaerobic effluent under different experimental conditions. Results showed that proportions of 10% and 20% of leached were unfavorable to aerobic system treatment. The higher removal efficiency of organic matter and ammonia nitrogen was obtained in reactor fed with 2.5% of leachate (removal efficiency of COD and total ammonia nitrogen (TAN) were 57% and 100%, respectively).

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-01-05T11:02:03Z No. of bitstreams: 1 TeseGMG.pdf: 4914831 bytes, checksum: 1d048739debba70d1c2f92d0a969f785 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2017-01-16T13:42:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseGMG.pdf: 4914831 bytes, checksum: 1d048739debba70d1c2f92d0a969f785 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2017-01-16T13:43:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseGMG.pdf: 4914831 bytes, checksum: 1d048739debba70d1c2f92d0a969f785 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T13:43:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseGMG.pdf: 4914831 bytes, checksum: 1d048739debba70d1c2f92d0a969f785 (MD5) Previous issue date: 2016-11-21 / Outra / The wastewater treatment plant (WWTPs) play an important role to ensuring the health and preservation of aquatic ecosystems through biological removal (mainly) of pollutants and microorganisms in the sanitary and industrial sewage, avoiding the disposal "in natura" of sewage on water and soil. Among these organic contaminants stand out Emerging Contaminants (EC), like pharmaceuticals, personal care products and endocrine disruptors, drug abuse, etc.In this study, it was investigated the occurrence and evaluated the removal of 12 EC: naproxen (NPX), diclofenac (DCF), ibuprofen (IBU), caffeine (CAF), carbamazepine (CBZ), propranolol (PRP), atenolol (ATL ), 1-hydroxyibuprofen (IBU-1OH), 2-hydroxy-ibuprofen (IBU-2OH), 10,11-dihydro-10,11-dihydroxy-carbamazepine (CBZ-DIOH), 2-hydroxy-carbamazepine (CBZ-2OH) at two wastewater treatment plants operating with biologic system, one aerobic and another one anaerobic. The first one is located in Jundiaí / SP city and the second one in São Carlos / SP. The target compounds were extracted from the aqueous phase by solid phase extraction (SPE). The analytical determinations were done through liquid chromatography coupled to mass spectrometry with triple quadrupole analyzer (UPLC-MS / MS).Pharmaceuticals, metabolites and personal care product triclosan were detected in all samples. The WWTP CSJJundiaí, which operates in aerobic system showed high removal values (R>70%), in all samples, for the CAF, NPX, ATL, IBU-1OH and TCS, moderate removal (70%>R> 20%) for the IBU and IBU-2 OH, low removal (R <20%) and production (R <0%) for CBZ and PRP.On the other hand ETE-Monjolinho, which operates in an anaerobic system presented a less removal of contaminants, where only caffeine had R> 70%.Thecompounds TCS IBU-2OH, IBU-1OH and ATL was moderate removal, CBZ-DIOH, CBZ and IBU was poorly removal, while it was observed production of DCF, PRP and CBZ-2OH (R < 0%). The metabolite CBZ-DIOH was recalcitrant to degradation in both WWTP. Moreover, it was noticed that WWTP can not only promote the degradation of some contaminants but also the production of the same, as is the case of DCF, CBZ, CBZ-2OH, CBZ-DIOH and PRP in both WWTP, and Moreover, it is possible to observe that STPs can promote not only the degradation of some contaminants but also the production of the same, as is the case of DCF, CBZ, CBZ-2 OH, CBZ-DIOH and PRP in both STPs, and ATL, IBU, and IBU-1OH only in ETE-Monjolinho. Despite both WWTP not completely remove the organic contaminants, it was found that WWTP with aerobic biodegradation has proved more effective in removing the EC than anaerobic biodegradation.The currently WWTP technologies are not able to eliminated most of EC, providing this contaminants into water bodies. This work aim to contributes to the understanding the EC in WWTP, in order to support better operating parameters of WWTP or the requirement of new technologies which allowed the removal of these contaminants providing treated wastewater that could helping for the global water scarcity problem. / As Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) desempenham papel importante na garantia da saúde pública e preservação dos ecossistemas aquáticos por meio da remoção biológica (majoritariamente) de poluentes e microorganismos presentes no esgoto sanitário e industrial, evitando o aporte“in natura”do esgoto nos corpos hídricos e solos. Dentre estes contaminantes orgânicos destacam-se os Contaminantes Emergentes (CE), uma categoria composta por fármacos, produtos de higiene pessoal e desreguladores endócrinos, drogas de abuso, entre outros. Neste trabalho foi investigada a ocorrência e avaliada a remoção de 12 CE, sendo eles: naproxeno (NPX), diclofenaco (DCF), ibuprofeno (IBU), cafeína (CAF), carbamazepina (CBZ), propranolol (PRP), atenolol (ATL), 1- hidroxi-ibuprofeno (IBU-1OH), 2-hidroxi-ibuprofeno (IBU-2OH), 10,11-dihidro-10,11-dihidroxi-carbamazepina (CBZ-DIOH), 2-hidroxi-carbamazepina (CBZ-2OH) em duas estações de tratamento de esgoto que operam sistemas biológicos, sendo uma aeróbia e outra anaeróbia. A primeira fica na cidade de Jundiaí/SP e a segunda opera na cidade de São Carlos/SP. Os compostos alvos foram extraídos da fase aquosa por extração em fase sólida (SPE). As determinações analíticas foram feitas por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada àespectrometria de massas com analisador triplo quadrupolo (UPLC-MS/MS). Os fármacos, metabólitos e o produto de higiene pessoal triclosan foram detectados em todas as amostras analisadas. A CSJ-Jundiaí, que opera em regime aeróbio, apresentou ao longo das campanhas amostrais, altos valores de remoção (R>70%) para a CAF, NPX, ATL, IBU-1OH e TCS, remoção moderada (70%> R > 20%) para o IBU e IBU-2OH, baixa remoção (R<20%) e formação/produção (R<0%) para a CBZ e PRP. Já a ETEMonjolinho, que opera em regime anaeróbio, apresentou um panorama menos favorável na remoção dos contaminantes alvos obtendo R>70% apenas para a cafeína. Os compostos TCS, IBU-2OH, IBU-1OH e ATL tiveram remoção moderada, ao passo que CBZ-DiOH, CBZ e IBU apresentaram baixa remoção e formação/produção do DCF, PRP e CBZ-2OH. O metabólito CBZ-DiOH mostrou-se recalcitrante a degradação em ambas ETEs. Além do mais, é possível observar que as ETE podem promover não somente a degradação de alguns contaminantes mas também a formação/produção dos mesmos, como é o caso do DCF, CBZ, CBZ-2OH, CBZ-DiOH e PRP em ambas ETEs, havendo ainda na ETE-Monjolinho a formação de ATL, IBU, e IBU-1OH. Apesar de ambas ETEs não removerem completamente os compostos avaliados, observouse que o tratamento de esgoto empregando a biodegradação aeróbia tem se mostrado mais eficaz na remoção dos CEs frente à biodegradação anaeróbia. Os sistemas atualmente empregados na maioria das ETEs, não livram os corpos aquáticos da presença de CE. Este trabalho contribui para o conhecimento do comportamento de alguns CE em modelos de ETE comumente empregadose pode amparar estratégias de ajustes de condições operacionais ou o uso de tecnologias que possibilitem a remoção destes contaminantes, contribuindo para que os efluentes das ETEspossam ser transformados em água de reuso de boa qualidade, atualmente uma das alternativas para o gerenciamento do problema global da escassez hídrica.