FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Apesar da importÃncia do saneamento ambiental para o bem-estar do homem e para a conservaÃÃo dos recursos naturais, uma grande parcela da populaÃÃo mundial nÃo tem acesso aos serviÃos bÃsicos de saneamento. A disposiÃÃo no solo hà muitos anos mostra-se como opÃÃo para tratamento e pÃs-tratamento de efluentes domÃsticos, sendo que a recusa por grande parte da populaÃÃo reside da ignorÃncia e da falta de informaÃÃes adequadas quanto Ãs formas de reÃso que podem ser oferecidas. O escoamento superficial mostra-se simples quanto à construÃÃo e operaÃÃo, bem como a produÃÃo vegetal obtida com esse tipo de sistema. Foi testada a grama Tifton 85(Cynodon sp), pois possui grande adaptaÃÃo a condiÃÃes de altas concentraÃÃes de nutriente e umidade, mostrando-se como opÃÃo viÃvel para cultivo em rampas de escoamento superficial. O experimento foi realizaÃÃo no Centro de ReÃso da CAGECE localizado na EstaÃÃo de Tratamento de Efluentes da cidade de Aquiraz, CearÃ. Foram construÃdas trÃs rampas de escoamento superficial com inclinaÃÃes diferentes, 2%, 4% e 6% com 30 metros de comprimento e 10 metros adicionais na rampa de 6% de inclinaÃÃo. O lÃquido aplicado nas rampas era esgoto sanitÃrio tratado, proveniente de lagoa de maturaÃÃo. As taxas de aplicaÃÃo de esgoto testadas foram 0,2m3/m.h, 0,3 m3/m.h e 0,4 m3/m.h. Avaliou-se a capacidade do sistema em remover nutrientes, nitrogÃnio e fÃsforo, bem como matÃria orgÃnica. Com a realizaÃÃo de anÃlises quantitativas foi possÃvel determinar qual inclinaÃÃo permitia maior remoÃÃo e em qual vazÃo de operaÃÃo. Para taxas de 0,2m3/m.h, 0,3 m3/m.h a rampa com 2% de inclinaÃÃo alcanÃou 57,65% e 57,11% de remoÃÃo de matÃria orgÃnica respectivamente. Em termos de remoÃÃo de nitrogÃnio a rampa com 6% teve melhor desempenho. O sistema tambÃm apresentou remoÃÃes significativas de microalgas, avaliados em termos de clorofila-a. Em todos os aspectos analisados, o sistema melhorou a qualidade final do efluente, mostrando-se como alternativa viÃvel, com tÃcnica simples e barata compatÃvel com a realidade econÃmica do nordeste brasileiro

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-09-14T18:05:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Martina_Cezano_Corrigida.pdf: 1969919 bytes, checksum: 1fd1af7e30056d2160f46bf6bcc78e1e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-14T18:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Martina_Cezano_Corrigida.pdf: 1969919 bytes, checksum: 1fd1af7e30056d2160f46bf6bcc78e1e (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / O Arranjo Produtivo Local (APL) do agreste pernambucano é um polo de confecção, especializado em jeans, que conta com aproximadamente 12 mil empresas distribuídas principalmente nos municípios de Toritama, Caruaru e Santa Cruz do Capibaribe. Em Caruaru, a principal atividade têxtil é a de lavagem de jeans, em que se utiliza grande volume de água, que é acompanhado do lançamento dos efluentes nos corpos d’água da região, sem tratamento adequado. Os efluentes despejados apresentam altas concentrações de corante, provenientes da não fixação no processo de tingimento. Com a finalidade de tratar estes efluentes de forma ambientalmente mais aceitável, do que os processos físico-químicos utilizados nas lavanderias de jeans, o tratamento biológico apresenta boa capacidade de remoção de cor e matéria orgânica (em torno de 80%). Nos processos biológicos, o uso de reatores anaeróbios de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) têm resultado em eficiências de remoção de cor e matéria orgânica (MO) em torno de 50% e 75%, respectivamente. Com intuito de prever o comportamento da remoção de cor e matéria orgânica em reatores do tipo UASB, neste projeto foi adaptado um modelo matemático simplificado para representar o comportamento de remoção de MO. O modelo matemático foi baseado no balanço de massa considerando o reator tipo UASB formado por 4 compartimentos de mistura completa em série, com fluxo contínuo. Tanto a remoção de MO como de cor foram representadas por cinética de 1ª ordem. O método numérico utilizado foi o de Runge-Kutta de 4ª ordem, utilizando a ferramenta Matlab®. Para calibração do modelo foram utilizados dados experimentais de operação de reator tipo UASB em escala piloto, alimentado com efluente têxtil real, apresentados por Ferraz Junior (2010) e Amaral (2011). Os resultados obtidos indicaram que o modelo matemático simplificado que foi ajustado representou o comportamento do reator tipo UASB para tratamento de efluente têxtil para ambos os parâmetros, cor e de MO. / The Local Productive Arrangement (LPA) from agrest of Pernambuco is a pole of cloth confections, specialized in jeans. There are approximately 12 thousand companies distributed in the municipalities of Toritama, Caruaru, and Santa Cruz do Capibaribe in this LPA. In the city of Caruaru the main textile activity is washing jeans. This activity demands huge amount of water, which is followed by wastewater discharges in water bodies, usually without the correct treatment. The textile effluent contains high concentration of dyes, not fixed during the dyeing process at the companies. Aiming to treat these effluents in a more environmental friendly way, in comparison with the physical-chemical process used by the jean companies, the biological treatment usually presents good performance for color and organic matter removal (around 80%). For biological processes the use of anaerobic reactors like Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) has been resulting in color and organic matter (OM) removal efficiencies around 50% and 75%, respectively. Aiming to estimate the behavior for color and organic matter removal in UASB reactors, in this project we made adjustments in a simplified mathematical model to represent the behavior of organic matter. The mathematical model was based in the mass balance considering the UASB reactor composed of 4 completely mixed compartments, in continuous flux. Both OM and color removal were well represented by the first order kinetic model. The 4th order Runge-Kutta numerical model was used through Matlab® tools. The adjusted simplified model was calibrated using the experimental data from UASB reactor operation in pilot scale, fed with real textile wastewater, presented by Ferraz Junior (2010) and Amaral (2011). The results indicated that the adjusted simplified mathematical model adequately represented the behavior of the UASB reactor treating textile wastewater for both, color and OM.

Este trabalho se propôs a avaliar o desempenho de um reator com leito de biomassa aderida de fluxo ascensional em escala plena (159 \'M POT.3\') e com aeração contínua a 7 m acima da base do reator para o tratamento do esgoto sanitário. O leito do reator era formado por carvão ativado granular, carvão antracitoso e areia. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa foram feitos ensaios hidrodinâmicos que consistiram da curva de expansão/fluidificação para as biopartículas do leito do reator em escala plena e do ensaio de estímulo-resposta com o traçador \'NA\'CL\'. Na segunda etapa monitorou-se o comportamento do reator com leito de biomassa aderida operado com setor 1 (sem aeração) e setor 2 (com aeração) sobrepostos e foi utilizada a recirculação para expandir o leito. As curvas de expansão/fluidificação das biopartículas constituintes do leito do reator mostraram que o leito do reator no setor 1 encontrava-se sem expansão e no setor 2 estava expandido, sob as condições de operação determinadas para esse trabalho. Do ensaio com o traçador \'NA\'CL\', obtiverem-se tempo de detenção hidráulica médio (TDHM) de 18,45 h para o ensaio sem recirculação e com compressor desligado; e de 16,90 h para o ensaio com recirculação e compressor ligado. Os TDHM obtidos foram maiores que o TDH teórico (igual a 12 h), provavelmente devido à difusão do traçador no biofilme. A Etapa II foi dividida em duas fases, na fase 1 o TDH teórico médio foi de 12 h e na fase 2 foi de 16 h. Verificou-se baixa retenção de sólidos no sistema, visto que o efluente apresentou, durante a maior parte do período de monitoramento, concentrações de sólidos totais e sólidos suspensos totais superiores as do afluente. A maior eficiência de remoção de DQO de amostra bruta aconteceu na fase 2 e foi de 32% sob taxa de carregamento de 0,86kgDQObruta/\'M POT.3\'.d. Os valores médios de DQO de ) amostras filtradas do efluente foram iguais 119 e 116 mg \'O IND.2\'/L, o que equivale a remoções médias de 54% e 63%, respectivamente para a fase 1 e 2. A maior remoção DBO de amostra filtrada no sistema aconteceu na fase 1 e foi de 91%, com o efluente apresentando concentração de 19 mg \'O IND.2\'/L. Com relação à concentração de NTK, o sistema foi pouco eficiente em sua remoção e apresentou concentrações muito baixa de nitrogênio oxidado (menores que 1 mg \'NO IND.3\'POT.-1\'/L). O grau de amonificação foi de 89%, em média, quando considerou a concentração de NTK em amostra filtrada. Concluiu-se que o sistema não é eficiente na remoção de material orgânico e de nutrientes devido ao arraste de sólidos e material biológico no efluente. / This work aimed to evaluate the performance of a full scale up-flow attached biomass bed reactor (159 \'M POT.3\') and with continuous aeration at 7 m above bottom of the reactor to sanitary sewage treatment. The bed of the reactor was constituted for activated granular carbon, anthracite carbon and sand. The work was divided into two stages. In the first stage, hydrodynamics tests were made which consisted of the expansion/fluidization curve for the bioparticles of the bed of the full scale reactor and of the test of stimulus-response with tracer \'NA\'CL\'. In the second stage, it monitored the performance of the attached biomass bed reactor operated with overlapping sector 1 (without aeration) and sector 2 (with aeration) and it utilized the recirculation to expand the bed. The expansion/fluidization curves of the bioparticles of the bed of the reactor showed that the bed of the reactor in the sector 1 was without expansion and in the sector 2 was expanded, under the operating conditions determined for this work. Of the test with \'NA\'CL\' tracer obtained mean hydraulic detention time (HDTM) of 18,45 h for the test without recirculation and compressor off; and of 16,90 h for the test with recirculation and compressor on. The obtained HDTM were bigger than the theoretical HDT (equal at 12 h), probably due to at the diffusion of trace into biofilm. The stage II was divided into two phases, in the phase 1 mean theoretical HDT was of 12 h, and in the phase 2 was of 16 h. It verified low retention of solids in the system, since the effluent presented, during most of the monitoring period, concentrations of total solids and total suspended solids higher than the influent. The greater efficiency of COD removal of raw sample occurred in phase 2 and was of 32% under loading rate of 0,86kgCODraw/\'M POT.3\'.d. The mean amounts COD of filtered samples in the effluent were equal to 119 and 116mg\'O IND.2\'/L, which is equivalent ) to mean removals of 54% and 63%, respectively for phase 1 and 2. The higher efficiency of removal BOD filtered sample in the system was in phase 1 and was of 91%, with effluent presenting concentration of 19mg \'O IND.2\'/L. With respect to the TKN concentration, the system was little efficient in its removal and presented very low concentration of oxidized nitrogen (lower than 1mg \'NO IND.3\'POT.-1\'). The degree of ammonification was 89%, on average, when considered the TKN concentration in the filtered sample. It concluded that the system is not effective removing organic material and nutrients due to drag of solids and biological material in the effluent.

Este trabalho se propôs a avaliar o desempenho de um reator com leito de biomassa aderida de fluxo ascensional em escala plena (159 \'M POT.3\') e com aeração contínua a 7 m acima da base do reator para o tratamento do esgoto sanitário. O leito do reator era formado por carvão ativado granular, carvão antracitoso e areia. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa foram feitos ensaios hidrodinâmicos que consistiram da curva de expansão/fluidificação para as biopartículas do leito do reator em escala plena e do ensaio de estímulo-resposta com o traçador \'NA\'CL\'. Na segunda etapa monitorou-se o comportamento do reator com leito de biomassa aderida operado com setor 1 (sem aeração) e setor 2 (com aeração) sobrepostos e foi utilizada a recirculação para expandir o leito. As curvas de expansão/fluidificação das biopartículas constituintes do leito do reator mostraram que o leito do reator no setor 1 encontrava-se sem expansão e no setor 2 estava expandido, sob as condições de operação determinadas para esse trabalho. Do ensaio com o traçador \'NA\'CL\', obtiverem-se tempo de detenção hidráulica médio (TDHM) de 18,45 h para o ensaio sem recirculação e com compressor desligado; e de 16,90 h para o ensaio com recirculação e compressor ligado. Os TDHM obtidos foram maiores que o TDH teórico (igual a 12 h), provavelmente devido à difusão do traçador no biofilme. A Etapa II foi dividida em duas fases, na fase 1 o TDH teórico médio foi de 12 h e na fase 2 foi de 16 h. Verificou-se baixa retenção de sólidos no sistema, visto que o efluente apresentou, durante a maior parte do período de monitoramento, concentrações de sólidos totais e sólidos suspensos totais superiores as do afluente. A maior eficiência de remoção de DQO de amostra bruta aconteceu na fase 2 e foi de 32% sob taxa de carregamento de 0,86kgDQObruta/\'M POT.3\'.d. Os valores médios de DQO de ) amostras filtradas do efluente foram iguais 119 e 116 mg \'O IND.2\'/L, o que equivale a remoções médias de 54% e 63%, respectivamente para a fase 1 e 2. A maior remoção DBO de amostra filtrada no sistema aconteceu na fase 1 e foi de 91%, com o efluente apresentando concentração de 19 mg \'O IND.2\'/L. Com relação à concentração de NTK, o sistema foi pouco eficiente em sua remoção e apresentou concentrações muito baixa de nitrogênio oxidado (menores que 1 mg \'NO IND.3\'POT.-1\'/L). O grau de amonificação foi de 89%, em média, quando considerou a concentração de NTK em amostra filtrada. Concluiu-se que o sistema não é eficiente na remoção de material orgânico e de nutrientes devido ao arraste de sólidos e material biológico no efluente. / This work aimed to evaluate the performance of a full scale up-flow attached biomass bed reactor (159 \'M POT.3\') and with continuous aeration at 7 m above bottom of the reactor to sanitary sewage treatment. The bed of the reactor was constituted for activated granular carbon, anthracite carbon and sand. The work was divided into two stages. In the first stage, hydrodynamics tests were made which consisted of the expansion/fluidization curve for the bioparticles of the bed of the full scale reactor and of the test of stimulus-response with tracer \'NA\'CL\'. In the second stage, it monitored the performance of the attached biomass bed reactor operated with overlapping sector 1 (without aeration) and sector 2 (with aeration) and it utilized the recirculation to expand the bed. The expansion/fluidization curves of the bioparticles of the bed of the reactor showed that the bed of the reactor in the sector 1 was without expansion and in the sector 2 was expanded, under the operating conditions determined for this work. Of the test with \'NA\'CL\' tracer obtained mean hydraulic detention time (HDTM) of 18,45 h for the test without recirculation and compressor off; and of 16,90 h for the test with recirculation and compressor on. The obtained HDTM were bigger than the theoretical HDT (equal at 12 h), probably due to at the diffusion of trace into biofilm. The stage II was divided into two phases, in the phase 1 mean theoretical HDT was of 12 h, and in the phase 2 was of 16 h. It verified low retention of solids in the system, since the effluent presented, during most of the monitoring period, concentrations of total solids and total suspended solids higher than the influent. The greater efficiency of COD removal of raw sample occurred in phase 2 and was of 32% under loading rate of 0,86kgCODraw/\'M POT.3\'.d. The mean amounts COD of filtered samples in the effluent were equal to 119 and 116mg\'O IND.2\'/L, which is equivalent ) to mean removals of 54% and 63%, respectively for phase 1 and 2. The higher efficiency of removal BOD filtered sample in the system was in phase 1 and was of 91%, with effluent presenting concentration of 19mg \'O IND.2\'/L. With respect to the TKN concentration, the system was little efficient in its removal and presented very low concentration of oxidized nitrogen (lower than 1mg \'NO IND.3\'POT.-1\'). The degree of ammonification was 89%, on average, when considered the TKN concentration in the filtered sample. It concluded that the system is not effective removing organic material and nutrients due to drag of solids and biological material in the effluent.