Os sistemas de esgotos urbanos são classificados em separador absoluto, separador parcial e unitário, conforme o grau de separação que existe no recolhimento dos esgotos sanitários e das águas de drenagem pluviais. Embora a diretriz das cidades brasileiras seja a adoção do sistema separador, na prática ocorre uma importante contribuição das águas de chuvas nas vazões afluentes às estações de tratamento de esgotos como produto das interconexões existentes, clandestinas ou não, entre as redes de esgotos sanitários e pluviais. Esta pesquisa investigou os impactos causados pelos choques de carga orgânica e hidráulica provocados pela contribuição das águas pluviais no desempenho de reatores UASB e seu tempo de recuperação depois de sofrer estes choques. Três reatores de acrílico de 17 litros foram construídos no Laboratório de Saneamento Ambiental do IPH. Os reatores trataram esgoto sintético simulando a concentração de DQO de esgotos domésticos a uma temperatura de 30 ± 2 °C. Um dos reatores serviu de controle enquanto os outros dois receberam choques de carga hidráulica (aumento de vazão) e diluição de matéria orgânica, simultaneamente. A operação dos reatores foi dividida em três fases: 1°) aclimatação, 2°) choques individuais de carga hidráulica e diluição de matéria orgânica 3°) simulação de uma temporada de chuva. Os choques tiveram um efeito deletério na qualidade do efluente, ocasionando quedas na eficiência de remoção de DQO total de até quase 600% e de 200% na eficiência de remoção de DQO dissolvida nos choques mais severos. Também constatou-se perda de parte da biomassa presente nos reatores devido ao aumento excessivo na velocidade ascensional do fluxo. Esta perda tornou-se menor com o tempo devido à pressão de seleção exercida pelos sucessivos choques. O pH dentro dos reatores manteve-se sempre perto da faixa neutra, porém apresentou-se um consumo de alcalinidade que se prolongou por até três vezes o tempo de detenção hidráulica após o início dos choques, devido provavelmente ao aumento na concentração de ácidos graxos voláteis no efluente. A produção de biogás também diminuiu como conseqüência da diluição da carga orgânica afluente. Os efeitos e o tempo de recuperação após os choques dependeram da sua duração e magnitude, sendo que os choques mais severos (menor concentração de matéria orgânica afluente e TDH) causaram maior deterioração na qualidade do efluente e requereram maior tempo de recuperação.Já no que diz respeito às características físico-químicas e biológicas do lodo, verificou-se que os choques causaram diminuição no tamanho médio dos grânulos do lodo e na sua velocidade de sedimentação, provavelmente devido ao aumento das forças abrasivas v provocado pelo incremento na velocidade ascensional do fluxo. De igual modo, a atividade metanogênica específica também apresentou quedas devidas, provavelmente, à diluição da carga orgânica afluente e à diminuição do tamanho das partículas do lodo. / Sewerage systems are classified as separate, partially separated, or combined, according to the degree of separation that exists in the collection of municipal wastewater and stormwater runoff. Although the official policy of brazilian cities is for adoption of the separate system, the actual scenario shows that there are significant contributions of stormwater to the flows that are transported to the wastewater treatment plants, partly because of the inappropriate interconnections that exist between the systems. This research investigated the impacts that organic and hydraulic shock loads brought by stormwater contributions have on the efficiency of UASB reactors, as well as the recovery time after the ending of the shocks. Three 17-liters acrylic reactors were built in the Environmental Technology Laboratory at IPH. The reactors were fed with synthetic wastewater prepared to resemble the organic content of wastewater. All reactors were operated at a temperature of 30 ± 2ºC. One of the reactors was used as control while the other two received hydraulic shocks with organic matter dilution, simultaneously. Reactor’s operation was divided in three phases: 1º) star-up, 2º) single organic and hydraulic shocks, and 3º) rain season simulation, with multiple shocks.Shocks have a deleterious effect on the reactor effluent quality. In the most severe cases, drops in removal efficiencies reached up to 200% and 600% for dissolved and total DQO, respectively. Reactor biomass washout occurred due to the increasing upflow velocity. This loss was dampened by the selective pressure exerted by successive shocks. pH in the reactors remained in the neutral range, although alkalinity was consumed for as long as three detention times, probably due to an increase in the concentration of volatile fatty acids in the liquid. Dilution also caused a decrease in biogas production. Recovery time depended on the duration and intensity of the shock, with more severe shocks demanding more time for recovery. The impacts of the shocks on the treatment efficiency depended on duration, organic dilution rate and flowrate increase. Longer shocks, with higher flowrates and dilution rate resulted in the worst conditions for the reactor. Shocks loads caused a decrease in the mean size of the sludge granule, as well as in their sedimentation velocities, probably because of an increase in the abrasive forces acting on the granules brought by the upflow velocity. The specific methanogenic activity also decreased with higher dilution and smaller sized sludge granules.

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010 / Em inúmeras ações humanas ocorrem emissões de gases que podem contribuir sobre maneira para o aumento na concentração dos gases estufa, dentre eles o óxido nitroso, acarretando danos ambientais locais e globais. Na busca de contribuir para o entendimento das causas para as mudanças climáticas globais há necessidade de compreender e conhecer os fluxos de óxido nitroso emitidos por diversos setores da atividade humana, inclusive em Estações de Tratamento de Esgoto. Aliando à técnica aspectos ambientais importantes a serem considerados no planejamento para implantação de uma tecnologia de tratamento de esgotos e proporcionando uma integração de campos de conhecimento, o estudo tem como objetivo analisar a correlação entre a aeração e a emissão de óxido nitroso em sistema de tratamento de esgotos. Tendo como metodologia o estudo de caso em Estação de Tratamento de Esgotos na Região Serrana do Estado do RJ, a pesquisa é caracterizada como pesquisa bibliográfica documental, exploratória e descritiva, com análises realizadas em laboratório. Este estudo é original em países tropicais, sendo o único estudo anterior feito na Universidade de New Hampshire / EUA em 1995. Visa, portanto, contribuir com a atualização de dados referentes às Mudanças Climáticas, possibilitando o aprofundamento futuro do tema. / In many human actions occurring gas emissions that can contribute significantly to the increased concentration of greenhouse gases, among them the oxide, causing environmental damage locally and globally. In seeking to contribute to the understanding of the causes of global climate change need to know and understand the flow of nitrous oxide emitted by various sectors of human activity, including waste treatment stations. Combining the technical environmental aspects to be considered in planning for deployment of a technology for treating wastewater and providing an integration of fields of knowledge, the study aims to analyze the correlation between the aeration and the emission of nitrous oxide system in wastewater treatment. Since the methodology as a case study in Station Sewage Treatment in the mountainous region of the state of RJ, the search is characterized as documentary literature, exploratory and descriptive, with analysis performed in the laboratory. This study is unique in tropical countries, the only previous study of the University of New Hampshire / USA in 1995. Aim, therefore contribute to the updating of data to climate change, enabling the further development of the theme.

Submitted by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2012-12-27T16:54:47Z No. of bitstreams: 1 Tese completa Tatiana Prado doutorado BP pdf.pdf: 8757483 bytes, checksum: 8a4d7a0b6c6b6d917034f958c665cd1a (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-27T16:54:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese completa Tatiana Prado doutorado BP pdf.pdf: 8757483 bytes, checksum: 8a4d7a0b6c6b6d917034f958c665cd1a (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / Este estudo teve como objetivo avaliar a presença de rotavírus (RVA), adenovírus (AdV), norovírus (NoV) e vírus da hepatite A (HAV) em amostras ambientais (esgoto e lodo de esgoto primário e tratado) geradas e obtidas em diferentes Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) da cidade do Rio de Janeiro pela detecção, quantificação e caracterização molecular, assim como determinar a eficiência de diferentes metodologias de recuperação viral em lodo de esgoto. A concentração destes vírus foi determinada em ETEs hospitalares que operam por processos anaeróbios (reator UASB e filtros anaeróbios) e aeróbio (lodo ativado de aeração prolongada) e em uma ETE urbana de grande porte (Alegria, Caju) que utiliza processo de lodo ativado convencional. Os resultados demonstraram que os efluentes hospitalares são contaminados com elevadas cargas virais, especialmente RVA, apontando para o risco da disseminação ambiental quando processos de tratamento biológicos convencionais (aeróbios e anaeróbios) não são adequados para a remoção viral. Uma grande variabilidade de genótipos virais foi encontrada nos efluentes hospitalares, particularmente para AdV, para os quais foram detectadas espécies C e D, comumente envolvidas em casos de infecções respiratórias e conjuntivite nosocomial. Apenas genótipo GII.4 de NoV foi detectado nos efluentes hospitalares, confirmando a prevalência desse genótipo no Brasil. No estudo que avaliou a detecção de HAV nas águas residuárias urbanas foi constatado que 58% das amostras de esgoto bruto foram positivas para HAV e as cargas de genomas virais não foram detectadas nos efluentes tratados do processo de lodo ativado convencional. A análise filogenética baseada na região do genoma VP1/2A de HAV detectados em 2009-2010 demonstrou a prevalência do subgenótipo IA e os isolados apresentaram maior identidade de nucleotídeos com isolados de HAV do Brasil e Argentina. A detecção viral obtida em diversas etapas da ETE de grande porte demonstrou a predominância de RVA e AdV e o sistema de lodo ativado convencional reduziu as cargas de genomas virais em 1 – 1,5 unidades log10 no efluente final tratado. A análise da eficiência dos métodos de detecção viral em lodo de esgoto demonstrou que a presença de inibidores nas amostras afeta o desempenho da amplificação de ácidos nucléicos e o uso do controle interno (bacteriófago PP7) pode ser adequado para monitorar as etapas de detecção viral. O método baseado na eluição utilizando extrato de carne foi o mais viável para recuperar os vírus pesquisados, sobretudo AdV em lodo de esgoto. Os AdV foram predominantes nas amostras de lodo de esgoto tratado e, portanto, poderiam ser considerados bons indicadores para a presença de vírus de disseminação entérica nesses resíduos. Esse é o primeiro estudo demonstrando a ocorrência de RVA e NoV GII em lodo de esgoto digerido anaerobicamente no Brasil, e espera-se que esse trabalho contribua para expandir essa linha de investigação, incluindo a análise de biossólidos produzidos por outros processos de estabilização. / The aim of this study was to evaluate the presence of rotavirus (RVA), adenovirus (AdV), norovirus (NoV) and hepatitis A virus (HAV) in environmental samples (sewage and primary and treated sewage sludge) produced in different wastewater treatment plants (WWTPs) in Rio de Janeiro city through the detection, quantification and molecular characterization, as well as, determining the efficiency of different viral recovery methods in sewage sludge. Viral concentrations were determined in hospital WWTPs that operates by anaerobic processes (UASB reactor and anaerobic filters) and aerobic (activated sludge process with prolonged aeration) and in a great urban WWTP (Alegria, Caju) that operates by conventional activated sludge process. The results demonstrate that hospital wastewaters and treated effluents by anaerobic and aerobic processes are contaminated with high viral loads, especially RV-A, pointing environmental dissemination risks when conventional biological treatment processes are not suitable for virus removal. A great variability of viral genotypes was found, mainly for AdV, which species C and D involved in respiratory infectious diseases and nosocomial keratoconjuctivites cases were detected. Only NoV GII.4 was obtained in hospital wastewaters, confirming the prevalence of this genotype in Brazil. In the study that evaluated HAV detection in urban wastewaters was demonstrated that 58% of the raw sewage samples were positive for HAV and the viral genome loads were not detected in the treated effluents from activated sludge process. Phylogenetic analysis based on VP1/2A genome region of HAV detected in 2009-2010 demonstrated the prevalence of subgenotype IA and the isolates showed higher nucleotide identity with HAV isolates from Brazil and Argentina. Virus detection determined in distinct stages of the conventional activated sludge process demonstrated the predominance of RVA and AdV and viral genome loads were reduced in 1 – 1,5 log10 units in the treated effluent. Analysis of the virus recovery methods efficiency in sewage sludge demonstrated that the presence of inhibitors affect the performance of the nucleic acid amplification reactions and the use of an internal control (PP7 bacteriophage) can be suitable to monitoring viral detection stages. The method based on beef extract elution was more viable for recovering viruses, mainly AdV in sewage sludge. Adenoviruses are predominant in these samples and, therefore, could be considered good indicators to evaluate the viral contamination in these residues. This is the first Brazilian report on the occurrence of RV-A and NoV GII in sewage sludge treated by anaerobic digestion and is expected that the present study contributes for the investigation of the enterically disseminated viruses in biosolids treated by other stabilization processes.