Esta pesquisa enfoca o uso do processo eletrolítico, como alternativa para tratamento de efluentes líquidos na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), considerando as limitações ambientais locais e aspectos de consumo de energia. Este processo, classificado como não convencional, vem sendo estudado pela comunidade científica nacional e internacional para tratamento de diversos efluentes, inclusive esgotos domésticos, apresentando várias vantagens que estimularam a verificação de sua aplicabilidade para as condições peculiares da EACF. Foram realizados ensaios, em escala de laboratório, com esgotos domésticos coletados em um condomínio no Rio de Janeiro, usando reatores eletrolíticos com capacidade de 4 L, com eletrodos de desgaste de alumínio (Al) e de ferro (Fe), distância entre as placas de 0,9 cm e 1,8 cm, temperaturas na faixa de 7C a 22C, e ensaios para verificação da sua eficiência, por meio de parâmetros como DQO, DBO5, SST, turbidez e volume de lodo gerado. Sob temperatura de 15C e condições de condutividade da ordem de 900 S/cm, estimada para os esgotos da EACF, aplicando densidade de corrente de 22,9 A/m2, 4,5 V, tempo de retenção de 25 min, os resultados apresentaram valores de DQO no efluente tratado de 65 mg/L(redução de 89%), DBO de 56 mg/L (redução de 64 %), SST de 8 mg/L, com turbidez de 11,3 uT e, após filtração, turbidez de 3,2 uT, consumo de energia de 0,8 Wh/L. O aspecto é límpido e a qualidade final obtida é compatível para ser submetida a tratamento de desinfecção. A partir dos dados obtidos, foram avaliadas por meio de pré-projeto: a viabilidade de sua implantação em container, a estimativa de consumo de energia e de lodo gerado, requisitos de manutenção, operação, além da sugestão de monitoramentos e de medidas de mitigação de impactos ambientais associados à respectiva instalação. / This research focuses on the use of the electrolytical process as alternative for treatment of wastewater in Ferraz Station, considering the local environmental limitations, and aspects of consumption of energy. This process, classified as unconventional, has been studied by the national and international scientific community to treat several effluents, besides domestic sewage, presenting several advantages which stimulated the verification of its applicability in the peculiar conditions of Ferraz Station. Laboratory experiments, with domestic sewage collected in a condominium in Rio de Janeiro were accomplished using electrolytical reactors of 4 L, with electrodes of aluminum (Al) and of iron (Fe), distance between the plates of 0,9 cm and 1,8 cm, temperatures, in the strip from 7C to 22C, and analyses laboratories for verification of its efficiency through COD, BOD5, Suspended Solids, turbidity and generated sludge. Under temperature of 15C and conditions of conductivity of 900 S/cm, estimated for the station sewage, applying density of current of 22,9 A/m2, 4,5 V, time of retention of 25 min, the results presented values of COD in the treated effluent of 65 mg/L (reduction of 89%), BOD of 56 mg/L (reduction of 64%), Suspended Solids of 8 mg/L, with turbidity of 11,3 Tu and after filtration 3,2 Tu, consumption of energy of 0,8 Wh/L. Its appearance is very clean and the final result is compatible to be submitted to disinfection treatment. Based on the obtained data, the viability of its implantation in container, the estimate of consumption of energy and generated sludge and maintenance requirements, operation, besides the monitoring suggestion, and mitigating measures of environmental impacts were evaluated in a preliminary project.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-08-04T12:28:24Z No. of bitstreams: 1 PDF - Silvânia Lucas dos Santos.pdf: 42906938 bytes, checksum: 3a1f3a2d4994bd132f28a6d7ff2f02c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2017-08-29T15:43:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Silvânia Lucas dos Santos.pdf: 42906938 bytes, checksum: 3a1f3a2d4994bd132f28a6d7ff2f02c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T15:43:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Silvânia Lucas dos Santos.pdf: 42906938 bytes, checksum: 3a1f3a2d4994bd132f28a6d7ff2f02c8 (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this research a modified design of anaerobic UASB type reactors is proposed for sewage treatment at a single-family scale, with differentiated geometry. The robustness of these systems was investigated, when subjected to hydraulic loads similar to those usual in residences and the influence of temperature on anaerobic digestion. The experimental system consisted of 6 reactors UASB all with a useful volume of 240 L but having differentiated geometry: three had a diameter of 0.3 m in the digestion zone and three 0.4 m. Parallel to these systems a modified reactor with a lateral decanter (UASB-Y) and a conventional UASB reactor, also with 240 L, were operated. To assess the influence of temperature on anaerobic digestion, 4 UASB-Y reactors were used each with a volume of 25 L. The effect of temperature on the efficiency of the treatment was investigated for temperatures ranging from 25 to 12 ° C. The obtained results showed that, for the imposed operating conditions (mean hydraulic retention time of 12 and 6 hours), all the modified reactors presented COD removal efficiencies of more than 65%. Analysis of variance (ANOVA) confirmed that there was no significant difference in the removal efficiency for the different tested reactors, so that other criteria such as installation cost, operation and reactor height should be considered in the choice of treatment unit, according to the characteristics of the soil where they will be installed. The variations in flow peaks indicated that the modified reactors are robust and support a peak flow equivalent to 40% of the their treatment capacity, without great damage to the treatment system. The results showed that the efficiency of the treatment decreases with the temperature, mainly due to the inefficiency of the hydrolysis, when the reactors were temperatures below 25°C. In this way, it was concluded that the proposed UASB reactors, can effectively treat sewage from a family, in a unit of 240 L, reaching greater efficiency than reported for septic tanks systems, having good operational stability and recovery capacity, after application of hydraulic shocks similar to those produced in residences. / Nesta pesquisa é proposto um projeto modificado de reatores anaeróbios tipo UASB para o tratamento de esgoto em escala unifamiliar, concebido com geometria diferenciada. Foi investigada a robustez desses sistemas quando submetidos a variações de cargas hidráulicas similares às provocadas nas residências, além da influência da temperatura sobre a digestão anaeróbia. O sistema experimental constou de 6 reatores UASB todos com volume útil de 240 L tendo geometria diferenciada: três tinham diâmetro de 0,3 m na zona de digestão e três 0,4 m. Paralelamente aos sistemas modificados um reator com decantador lateral (UASB-Y) e um reator UASB convencional, também com 240 L, foram operados. Para avaliar a influência da temperatura sobre a digestão anaeróbia foram utilizados 4 reatores UASB-Y com volume de 25 L cada. O efeito da temperatura sobre a eficiência do tratamento anaeróbio foi investigado para temperaturas variando de 25 a 12°C. Os resultados obtidos mostraram que, para as condições operacionais impostas (TDH médio de 12 e 6 horas), todos os reatores modificados apresentaram eficiências na remoção de DQO decantada superior a 65%. A análise de variância (ANOVA) confirmou que não houve diferença significativa na eficiência de remoção para os diferentes reatores testados, de modo que outros critérios como custo de instalação, operação e altura do reator devem ser considerados na escolha da unidade de tratamento, de acordo com as características do local onde serão instalados. As variações de picos de vazão indicaram que os reatores modificados são robustos e suportam uma vazão de pico equivalente a 40% da sua capacidade de tratamento, sem grandes prejuízos ao sistema de tratamento. Os resultados mostraram que a eficiência do tratamento diminui com a diminuição da temperatura, provavelmente devido à ineficiência da hidrólise, quando os reatores foram operados com temperaturas inferiores a 25°C. Dessa forma, foi concluído, que os reatores UASB propostos, podem tratar de forma eficiente o esgoto de uma família, em uma unidade de 240 L, atingindo eficiência maior que a relatada para os tanques sépticos, tendo boa estabilidade operacional e capacidade de recuperação, após a aplicação de choques hidráulicos semelhantes aos produzidos nas residências.

O ácido fólico é uma vitamina essencial a reações do metabolismo e crescimento das células, ao promover a síntese de proteínas para a divisão celular. Segundo pesquisas, a aplicação deste no reator de lodos ativados pode contribuir na otimização do tratamento biológico. A parte experimental deste trabalho foi desenvolvida em duas etapas: bioensaios de respirometria sob condições aeróbias, a fim de avaliar os efeitos da adição de ácido fólico na atividade metabólica da microbiota de lodos ativados; e operação de estação piloto de lodos ativados em batelada, para avaliar a influência do ácido fólico na dinâmica da microfauna e no desempenho geral do tratamento. Nos bioensaios de respirometria destacou-se o consumo de oxigênio diante da adição da maior concentração testada - 4,0 mg/L de ácido fólico, com o consumo de até 78% de oxigênio, enquanto que nos frascos controles o consumo médio foi de 50%. O composto Dosfolat, empregado na concentração 2,5 mg/L, também estimulou a respiração basal da microbiota de lodos estudados, como observado pelo consumo de 100% do oxigênio presente após 24 horas de incubação dos sistemas de respirometria. Nos sistemas de lodos ativados em batelada, o ácido fólico e o composto Dosfolat não exerceram influência na eficiência do tratamento e na produção de lodo excedente. Em relação aos aspectos da microbiologia dos sistemas, a adição de ambas as soluções não ocasionou diferenças na composição e diversidade da microfauna, e não influenciou a dinâmica de crescimento das bactérias filamentosas. Porém, nos reatores que receberam adição de ácido fólico e Dosfolat os flocos apresentaram tamanhos superiores, e melhores características morfológicas em relação aos do lodo do reator controle. Portanto, as taxas de respiração observadas com a adição de ácido fólico e de Dosfolat em sistemas de lodos ativados indicam uma tendência de estímulo da atividade metabólica como resposta ao incremento de ácido fólico. Além deste fator, sugere-se que a utilização de ambas as soluções favorece o crescimento das bactérias dos flocos e a formação destes, em detrimento às bactérias livres. / The folic acid is a essential vitamin to metabolism and growth of the cells by promoting the synthesis of proteins for the cellular division. According to some researches, this application in the activated sludge systems can contribute to in the optimization of the biological treatment. The experimental part of this work was developed in two stages: aerobic respirometry biotests, in order to evaluate the effects of the addition of folic acid in the metabolic activity of the microbiotica of activated sludge; and operation of a pilot plant of activated sludge, to evaluate the influence of the folic acid in microorganisms’s dynamics and the performance of the treatment. In the respirometric bioassays was eminence the consumption of oxygen with addition of the highest concentration tested was added - 4.0 mg/L of folic acid, where the consumption of up to 78% of oxygen was observed, whereas in the control the flocs the consumption was 50%. The composed Dosfolat, employee in the concentration 2,5 mg/L, also contribute the microbiota’s activity of the of sludge, as observed by the consumption of 100% of the present oxygen after 24 hours of incubation of the respirometric systems. In the activated sludge systems, the folic acid and Dosfolat didn't exercise influence in the efficiency of the treatment and in the production of sludge. In relation to the aspects of the microbiology, the addition of both solutions didn’t cause differences on the composition and microorganisms’s diversity, and it didn't influence the dynamics of growth of the filamentous bacterias. Even so, the reactors that received addition of folic acid and Dosfolat the flocs presented superior sizes, and improve morphologic characteristics in relation to sludge of the control reactor. Therefore, the breathing rates observed with addition of folic acid and of Dosfolat in activated sludge systems indicate a tendency of incentive of the metabolic activity as answer to the increment of folic acid. Besides this factor, suggests that the use of both solutions favors bacteria growth of the flocs and this formation of these, in detriment to the free bacterias.

O objetivo do presente trabalho foi a avaliação das características operacionais de um reator UASB sem o dispositivo de coleta de gás (separador trifásico) e sem o anteparo retentor de escuma posicionado próximo à canaleta de coleta do efluente. A motivação para esta pesquisa foi o interesse manifestado pelas companhias de saneamento em aplicar esta simplificação, que poderá implicar em economia na implantação dos reatores e praticamente na eliminação da necessidade de remoção de escuma. Utilizou-se um reator UASB com tais simplificações com volume útil de 24,5 m3 e estabeleceu-se uma estratégia operacional com aumento gradual da vazão de alimentação, compondo quatro fases de operação, com tempos de retenção hidráulica respectivamente de 16, 12, 10 e 8 horas. As vazões foram mantidas constantes em cada fase, com exceção da última, em que se impôs dois picos de vazão ao longo dia. O reator manteve-se operando com eficiências médias de remoção de DQO total, respectivamente, de 65,9%, 60,3%, 48,7% e 15,0%. De modo geral, pode-se afirmar que o reator piloto não apresentou o desempenho esperado, em termos de remoção de matéria orgânica, para TDH de 8 horas. Quanto ao perfil de sólidos no manto de lodo, nas duas primeiras etapas (TDH de 16 e 12 horas), o teor de sólidos daquele foi elevado, mas reduziu-se drasticamente a partir da etapa com TDH de 10 horas. Na última etapa, o comportamento da manta de lodo foi pouco previsível, observando-se progressivo arraste de sólidos do reator. Em função da grande perda de sólidos, acredita-se que o artifício empregado possa ser utilizado com melhor desempenho com a implantação de um decantador a jusante do reator ou mediante a aplicação de um pós-tratamento que garanta a recuperação dos sólidos perdidos (por exemplo, lodos ativados). Outra alternativa é a própria substituição do UASB pelo decantador primário antes de um pós-tratamento aeróbio. / The objective of this study was to evaluate the operational characteristics of a UASB reactor without the gas collection device (three phase separator) and without the scum retainer screen positioned near the effluent collection channel. The motivation for this research was the interest shown by sanitation companies to apply this simplification, which can result in savings in the implementation of the reactors and practically in eliminating the need of scum removal. An UASB reactor was used with such simplifications with a volume of 24.5 m3 and an operational strategy was established with gradual increase of the feed flow, consisting of four operating phases, with hydraulic retention times, respectively, of 16, 12, 10 and 8 hours. The flows were kept constants at each operating phase, except the last, which was imposed two peak flows throughout the day. The reactor was kept operating with efficiency of COD removal, respectively, of 65.9%, 60.3%, 48.7% and 15,0%. Generally, the pilot reactor had not the expected performance in removal of organic matter, with hydraulic retention time of 8 hours. In the first two fases (HDT of 16 and 12 hours), solid\'s content in sludge blanket was high, but had reduced significantly from the second fase, with 10 hours of HDT. In the last fase, the sludge blanket behavior was bit predictable, with progressive drag of solids from reactor. Because of high solids loss, it is believed that the applied device can be used with better performance with the implantation of a settler after the reactor or a post-treatment that ensures the lost solids recovery (for example, activated sludge). Another alternative is the replacement of UASB by the primary clarifier before aerobic post-treatment.

A crise da água, o aumento de esgoto domésticos gerado em estações de tratamentos e o despejo destes efluentes em corpos d\'água vêm sugerindo novas soluções para esses problemas. A disposição de água residuária tratada em solos implica na reciclagem de matéria orgânica e dos nutrientes, atuando como um processo complementar ao tratamento dessas águas. Rica em nutrientes principalmente N (nitrogênio), P (fósforo) e Na (sódio), a água residual tratada vem sendo utilizada na agricultura, utilizando critérios técnicos, como fonte de nutrientes para diversas culturas. Diante deste contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar os possíveis efeitos da irrigação com efluente tratado em algumas propriedades químicas e físicas de um solo cultivado com laranja. A área experimental esta situada ao lado da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) do Ribeirão Piracicamirim que se localiza nas margens da rodovia \"Luiz de Queiroz\" no município de Piracicaba-SP. Os tratamentos aplicados foram relacionados ao percentual de umidade da capacidade de campo variando em T100%, T125%, T150%, T200% e TSI (tratamento sem irrigação). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos inteiramente casualizados com parcelas subdivididas no tempo, com três repetições. A adubação realizada foi a de metade da dose recomendada para a cultura da laranja. Em todo o estudo as amostragens de solo foram realizadas nas camadas 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100, enquanto que as amostragens de solução do solo foram realizadas nas profundidades 30, 100 e 200 cm. As variáveis químicas determinadas no solo foram: pH, H + Al, Al, Na, K, Ca e Mg. Em solução do solo as variáveis determinadas foram: pH, CE, Al, Na, K, Ca e Mg. As variáveis físicas determinadas foram: fração granulométrica e grau de dispersão de argilas. O efluente de esgoto tratado (EET) utilizado apresenta baixas concentrações de Ca, Mg, Na, K, Al, CE e RAS quando comparado com valores encontrados na literatura. Por esse fato, o EET apresenta menor potencial de alterações nas propriedades químicas e físicas do solo. O teor de sódio trocável e PST aumentaram no decorrer do experimento, enquanto a concentração de sódio na solução do solo diminuiu. O cálcio trocável no solo sofreu diminuição dos teores nas camadas superficiais, e aumento nas camadas subsuperficias. As perspectivas da irrigação de efluente de esgoto tratado na cultura da laranja são promissoras, haja vista a importância da cultura no cenário brasileiro e mundial. No entanto, estudos de longo prazo são necessários a fim de monitorar os possíveis impactos que a irrigação de EET possa ocasionar na estrutura do solo. / The crisis of the water, the sewage domestic increase generated in stations of treatments and the spilling of these effluents in bodies of water are suggesting new solutions for those problems. The disposition of wastewater treated in soils implicate in the nutrient and organic matter recycling, acting as a complementary process to the treatment of those waters. Rich in nutrients mainly N (Nitrogen), P (Phosphorus) and Na (Sodium) the treated wastewater has been used in the agriculture through technical criteria as source of nutrients for several crops. Before this context, the objective of this work was to analyze the possible effects of the irrigation with effluent treated in some chemical and physical properties of a soil cultivated with Orange. The experimental area located her beside the Station of Sewage Treatment (SST) Piracicamirim that is located in the margins of the highway \"Luiz de Queiroz\" in the municipal district of Piracicaba, São Paulo State. The applied treatments were related to the percentile of humidity of the field capacity varying in T100%, T125%, T150%, T200% and TSI (treatment without irrigation). The experimental design was a split plot scheme of randomized blocks subdivided in time, with five treatments and three repetitions. The accomplished fertilization was the one of half of the dose recommends for the orange crop. In whole the study the soil samplings were accomplished in the layers 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 and 80-100, while the samplings of soil solution were accomplished in the depths 30, 100 and 200 cm. The chemical variables determined in the soil were pH, H + Al, Al, Na, K, Ca and Mg. In soil solution the variables were pH, CE, Al, Na, K, Ca and Mg. The certain physical variables were fraction particle sizing and degree of clay dispersion. The sewage effluent treated (SET) used presents low concentrations of Ca, Mg, In the, K, Al, CE and RAS when compared with values found in the literature. For that fact, SET present potential minor of alterations in the chemical and physical properties of the soil. The exchangeable sodium and PST increased in elapsing of the experiment, while the concentration of sodium in the soil solution decreased. The exchangeable calcium in the soil suffered decrease in the superficial layers, and increase in the subsuperficial layers. The perspectives of the irrigation of SET in the orange crop are promising, have seen the importance of the culture in the Brazilian and world scenery. However, it is suggested studies of long period in order to monitor the possible impacts to cause in the structure of the soil.

Orientador: José Teixeira Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-16T21:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Piedade_AlineRegina_D.pdf: 10351385 bytes, checksum: 593830ddbd99d3342ee3c371badce31f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O uso de leitos cultivados é uma alternativa no tratamento de águas residuárias, pois atuam na depuração de efluentes. Um aspecto importante deste tema está associado à complexidade ecossistêmica dos leitos. Com base neste enfoque, objetivou-se neste trabalho avaliar a dinâmica da retenção/remoção de fósforo em três sistemas de fluxo subsuperficial, com leitos cultivados por Typha sp. sob suporte de brita, o qual atuou no pós-tratamento de efluentes de esgoto doméstico de Reatores Anaeróbios Compartimentados (RAC). Para a determinação de critérios de projetos, houve o monitoramento da quantidade de água (vazão, volume, TDH e evaporação/evapotranspiração), da qualidade de água (concentração, carga e eficiência de retenção/remoção de fósforo), bem como dos levantamentos fisiológicos da vegetação e meteorológicos do local. Os leitos cultivados com a macrófita Typha sp. (leito Typha 1 e leito Typha 2) apresentaram eficiências de retenção de fósforo superiores ao leito no qual continha apenas brita (leito Brita). Em relação aos leitos cultivados com a macrófita, as vazões médias de entrada/saída foram de 55,4 e 51,2 l h-1, respectivamente, com taxa de evapotranspiração média de 8,9 mm. O TDH médio foi de 1,99 dias. As concentrações médias de fósforo de entrada/saída foram de 4,0 e 3,3 mg l-1, respectivamente. A carga média de fósforo de entrada foi de 226,3 mg h-1 e a carga média de saída foi de 175,6 mg h-1. A eficiência média de retenção de fósforo total foi de 22,4% e a eficiência média de remoção pela Typha sp. foi de 10,6%. Quanto ao desenvolvimento da vegetação, foram obtidas médias de 407 plantas e altura de 173,2 cm, sendo que cada planta tinha, em média, 11 folhas e área foliar de, aproximadamente, 0,27 m2. A vegetação apresentou massa de matéria fresca de 35,8 kg e massa de matéria seca de 6,4 kg, totalizando 17,8% de matéria seca. A concentração média de fósforo total na parte aérea das plantas foi de 2,5 g kg-1, que representou uma quantidade de 16,2 g de fósforo. Em relação às variáveis meteorológicas, notou-se grande influência do Déficit de Pressão de Vapor Saturado (DPVS) na demanda de evapotranspiração das plantas. Conclui-se que os sistemas de leitos cultivados com Typha sp. têm potencialidade de aplicação para tratamento de efluentes de esgoto doméstico / Abstract: Constructed wetlands are important alternatives for polluted water treatment because they carry the secondary treatment of effluents in the purification process. The characteristic ecosystem complexity of the wetlands is an important issue in this subject matter. Based on that consideration, the objective of this research work was established in evaluating phosphorus retention in three subsurface flow systems in constructed wetlands, using gravel medium (substrate) cultivated with macrophyte Typha sp., which acts as post-treatment domestic effluents of anaerobic baffled reactor (ABR). In order to establish criteria for projects, wetlands monitoring included flow recording, transpiration, water quantity (flow, evaporation/evapotranspiration and TDH), water quality (concentration, load and phosphorous retention efficiency) as well as surveys of physiological vegetation and meteorological site. Results indicated the constructed wetlands with the macrophyta Typha sp. (Typha be 1 and Typha 2) presented higher phosphorous retention efficiency if compared with gravel bed. Results also showed an average water input flow of 55.4 l h-1 and an output water flow of 51.2 l h-1 yielding a balance of 4.2 l h-1 which represents an average evapotranspiration rate of 8.9 mm. Average TDH was noted to be of 1.99 days. Inlet water showed an average phosphorous concentration of 4.0 mg l-1 meanwhile the outlet water presented of 3.3 mg l-1 holding a difference of 0.7 mg l-1. Average phosphorous concentration of inlet water was recorded as 226.3 mg h-1 meanwhile the average phosphorous concentration at the outlet water was of 175.6 mg h-1, holding a difference of 50.8 mg h-1. Average phosphorous total retention efficiency was of 22.4% and of 10.6% of remotion by Typha sp. Vegetation development indicated na average value of 173.2 cm measured in 407 individuals, observing that an average number of 11 leaves for each plant and a foliar area close to 0.27 m2. Total vegetation presented 35.8 kg of fresh mass and 6.4 kg of dry mass, representing 17.8% of dry matter. Average phosphorous total concentration in the aerial part was of 2.5 g kg-1 corresponding to a total value of 16.2 g. Among the metheorological variables associated to the physiological vegetative development, the variable named DPVS was noted to exhibit major influence on the plant evapotranspiration demand. It can be concluded that constructed wetlands with Typha sp. showed potential application in the wastewater treatment of domestic sewage / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO FERNANDA POSCH RIOS.pdf: 1644998 bytes, checksum: 1003a4a31d708046d991020d7c53ee0b (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / The system collects sewage from the city of Goiânia, capital of Goiás state, has more than 2500 km of collection network, which discharges into the sewer interceptors deployed on the banks of major watercourses in the city. About 82% of the population of this capital is serviced with sanitary sewer collection system, which the distance from the reality of the Metropolitan area of Goiânia, constituted the main city, Goiânia, comprising twelve municipal districts: Abadia de Goiás, Aparecida de Goiânia, Aragoiânia, Bela Vista de Goiás, Goianápolis, Goianira, Guapó, Hidrolândia, Nerópolis, Santo Antônio de Goiás, Senador de Goiás and Trindade. The Metropolitan area of Goiânia and the rest of the country lack accurate information about the constructive and maintenance aspects of individual systems of sanitary sewage treatment and sanitary sewage disposal, whether as a septic tank or as an onsite sewage facility. The quality and the number of on-site sewage cleaning service companies, their operational procedures, their workers conditions as well as their equipments are also unknown to people. Considering all that, the present work aims to evaluate the constructive and maintenance aspects of individual systems of sanitary sewage treatment and sanitary sewage disposal as well as to make a diagnosis of the performance of on-site sewage cleaning service companies that serve the Metropolitan area of Goiânia. All this information is essential to set corrective measures, plans and goals in order to minimize the impacts harmful to public health and to the environment as regards to the mud displayed by the on-site sewage cleaning service companies. All of the on-site sewage cleaning service companies that serve the Metropolitan area of Goiânia were identified and visited. As an addition to the useful information, 60 services displayed among different companies were closely watched. It was also determined the average percentage of the monthly treated flow related to the sludge displayed by the on-site sewage cleaning service companies inside the Sewage Treatment Plant of Goiânia. As a result it was verified that the correct use of the septic tank system, which is recommended by NBR 7227/93, is small compared to the house units demand not yet served by the plumbing sewage disposal system. As the users show little knowledge about the aforementioned system, the type of solution most used to sanitary sewage is still the cesspool. Few companies have environmental license, and most of them are classified as micro companies and have been in the market for over five years. Just one company was a market leader throughout 2008 and 2009. All companies have not been taking special care concerning both workers and equipments hygiene. Their truck fleet are in average 30 years old and all of them were adapted to receive the metallic tank and the liquid ring pump. The average month amount of sludge coming from sewage cleaning in the Sewage Treatment Station of Goiânia is small and does not alter the final flow quality. The Sewage Treatment Station of Goiânia daily receives an average of 28 trucks, being Friday the busiest day. Despite all companies are aware of the restrictions imposed by SANEAGO as regards to not receiving material other than sanitary sewage, 44% of them realize the collection, transport and final disposal in alternative places with industrial sludge which are clearly contaminated with chrome. / O sistema de coleta de esgoto sanitário da cidade de Goiânia, capital do estado de Goiás, conta com mais de 2.500 km de rede coletora, que descarrega os esgotos em interceptores implantados às margens dos principais cursos d água da cidade. Cerca de 82% da população dessa capital é atendida com rede coletora de esgoto sanitário, o que a distancia da realidade da Região Metropolitana de Goiânia (RMG), constituída da cidade principal, Goiânia, englobando mais doze municípios: Abadia de Goiás, Aparecida de Goiânia, Aragoiânia, Bela Vista de Goiás, Goianápolis, Goianira, Guapó, Hidrolândia, Nerópolis, Santo Antônio de Goiás, Senador Canedo e Trindade. Em todo o país, não se dispõe de informações precisas sobre os aspectos construtivos e de manutenção dos sistemas individuais de tratamento ou disposição de esgoto sanitário, seja na forma de tanque séptico ou de fossa rudimentar. Também são desconhecidas características qualitativas e quantitativas das empresas limpafossas, os procedimentos operacionais adotados, as condições de trabalho dos operários e dos equipamentos utilizados. Diante disso, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar os aspectos construtivos e de manutenção dos sistemas individuais de disposição ou de tratamento de esgotos sanitário e diagnosticar a atuação das empresas limpa-fossas que atendem a RMG. Essas informações são imprescindíveis para o estabelecimento de medidas corretivas, planejamento e metas que venham minimizar os impactos deletérios à saúde pública e ao meio ambiente referentes ao lodo disposto pelas empresas limpa-fossas. A coleta de dados foi feita por meio de visitas in loco e entrevistas com 110 usuários de sistemas individuais de tratamento e disposição de esgotos sanitários distribuídos entre os 13 municípios da RMG. Posteriormente, foram identificadas e visitadas todas as empresas atuantes no ramo de serviços de limpa-fossas na RMG. Para complementação das informações necessárias, foi feito o acompanhamento de 60 atendimentos distribuídos entre todas as empresas. Foi determinado, ainda, o percentual médio da vazão mensal tratada referente ao lodo disposto pelas empresas limpa-fossas na Estação de Tratamento de Esgoto de Goiânia (ETE Goiânia). Como resultado, foi verificado que o uso correto do sistema tanque séptico, recomendado pela NBR 7229/93 é pequeno frente à demanda de domicílios ainda não atendidos por rede coletora de esgotos. A população usuária apresenta pouco conhecimento a respeito do referido sistema e a solução mais usada para a destinação dos esgotos sanitários ainda é a fossa rudimentar. Poucas empresas possuem licença ambiental, a maioria é classificada como microempresa e já atua no mercado por um período superior a 5 (cinco) anos. Uma empresa tem permanecido como líder no mercado da RMG durante o biênio 2008 e 2009. Entre todas as empresas, não há adoção de cuidados específicos com a higiene do trabalhador e com os equipamentos usados. A frota de caminhões apresenta idade média acima de 30 (trinta) anos, e todos eles foram adaptados para receber o tanque metálico e a bomba de anel líquido. O percentual médio mensal de lodo de limpa-fossa disposto na ETE Goiânia é pequeno, e não provoca alteração da qualidade do efluente final. A ETE recebe diariamente uma média de 28 caminhões, sendo a sexta-feira o dia mais movimentado. Apesar de todas as empresas estarem cientes das restrições estabelecidas pela empresa concessionária dos serviços de água e esgoto no Estado de Goiás (SANEAGO), para o recebimento de material com características diferentes de esgoto sanitário, 44% delas assumem a realização de coleta, transporte e disposição final em locais alternativos de lodo industrial, declaradamente contaminado com cromo

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Cecilia Santiago.pdf: 860839 bytes, checksum: f9b8cd8d503e76ba7346ce5cf34b8356 (MD5) Previous issue date: 2011-04-28 / Among several environmental impacts caused by human activities, the release of domestic and industrial effluents has been major disturbances that cause degradation of water quality in natural systems by altering their physical, chemical and biological features. For this reason, the aim of this work was to evaluate the effect of discharging organic waste from five Sewage Treatment Plants (STP) on abundance, richness and composition of aquatic insect fauna present in streams receiving sewage, in addition to test the hypotheses that i) disturbance caused by the discharge of effluents from STP alters the abundance of some groups of aquatic insects in the site downstream when compared to the upstream of site and ii) the taxonomic composition of the downstream impact of STPs is modified by the presence of resistant taxa.Thus, the sampling of aquatic insects and measures of some limnological variable was carried out during the drought of 2010, with the Surber sampler, 100m upstream and 100m downstream from the effluent discharge. Chironomidae and EPT larvaes (Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera) were identified to genus. To test the hypothesis, a paired t test was performed with logarithmic data of total abundance, a paired t test with the richness of taxa identified at family and genus level. To evaluate the composition of the taxa sampled in two parts in relation to environmental variables were carried out two CCA separately, one with the taxa of Chironomids and one with the EPT. The results showed that abundances recorded downstream (μ = 4523.8 ± 2578.9) was higher than that recorded upstream (μ = 863.4 ± 508.4) on all STP. The results of paired t test using values of total abundance of taxa showed significant differences between upstream and downstream (paired t test: t = 4.21, d.f. = 4, p = 0.01), indicating the elimination of sensitive taxa and the increase abundance of dominant taxa, favored by the physical and chemical changes of water, such as Chironomus, resistant to high concentrations of organic debris. Both genera richness (paired t test: t = 0.791, d.f. = 4, p = 0.473) as the families (paired t test: t = 1.537, df = 4, p = 0.199) were not different in two sites, showing that this indicator is not the most appropriate in cases in which there is replacement of taxa.The ordinations produced by the CCAs were complementary, confirming the replacement of taxa between upstream and downstream, where larvaes like Farrodes, Tricorythodes, Alisotrichia and Mortoniella were favored by more oxygenated water. Thus, it was evident that the organic sewage discharge by STP modified the community structure of aquatic insects found in streams increasing the abundance, altering the dominance order and causing replacement of taxa between upstream and downstream / Dentre os diversos impactos ambientais causados pelas atividades antrópicas, o despejo de efluentes domésticos e industriais tem sido um dos principais distúrbios que causam a degradação da qualidade da água em sistemas naturais por alterarem suas características físicas, químicas e biológicas. Por esta razão, o objetivo deste trabalho foi verificar o efeito do lançamento de resíduos orgânicos de cinco Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) sobre abundância, riqueza e composição da entomofauna aquática presentes nos córregos receptores, além de testar as hipóteses de que: i) o distúrbio causado pelo despejo de efluentes de ETEs altera a abundância de alguns grupos de insetos aquáticos no trecho de jusante quando comparado ao trecho de montante e ii) a composição taxonômica a jusante do impacto das ETEs é modificada devido à presença de táxons resistentes. Desta forma, a coleta de insetos aquáticos e medidas de algumas variáveis limnológicas foram realizadas no período de estiagem de 2010, com o auxílio do amostrador Surber, 100m a montante e 100m a jusante do despejo do efluente. As larvas de Chironomidae e de EPT (Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera) foram identificadas até gênero. Para testar as hipóteses foi realizado um teste t pareado com os dados de abundância total logaritmizados, um teste t pareado com a riqueza de táxons identificados em nível de família e em nível de gênero. Para avaliar a composição dos táxons nos dois trechos amostrados em relação às variáveis ambientais foram feitas duas CCA separadamente, uma com os táxons de Chironomidae e uma com os de EPT. Os resultados mostraram que abundância registrada a jusante (µ= 4.523,8 ± 2.578,9) foi maior que a registrada a montante (µ= 863,4 ± 508,4) em todas as ETEs. O resultado do teste t pareado utilizando valores de abundância total dos táxons mostrou diferenças significativas entre montante e jusante (Teste t pareado: t= 4,21; g.l.= 4; p= 0,01), indicando a eliminação de táxons sensíveis e o aumento na abundância de táxons dominantes, favorecidos pelas mudanças físicas e químicas da água, como é o caso de Chironomus, resistente a altas concentrações de detritos orgânicos. Tanto a riqueza de gêneros (Teste t pareado: t= 0,791; g.l.= 4; p= 0,473) quanto a de famílias (Teste t pareado: t= 1,537; g.l.= 4; p= 0,199) não foram diferentes nos dois trechos, mostrando que este indicador não é o mais adequado em casos em que ocorre substituição de táxons. As ordenações produzidas pelas CCAs foram complementares, confirmando a substituição de táxons entre montante e jusante, em que larvas como Farrodes, Tricorythodes, Alisotrichia e Mortoniella foram favorecidas pelas águas mais oxigenadas. Desta forma, foi evidente que o lançamento de resíduos orgânicos pelas ETEs modificou a estrutura da comunidade de insetos aquáticos presentes nos córregos receptores aumentando a abundância, alterando a ordem de dominância e causando substituição de táxons entre montante e jusante.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Igrarapé (small streams) Grande, in Boa Vista, Roraima, is the receiving body of the wasterwater generated starting from the waste stabilization ponds, system of treatment of the sanitary sewers of part of the city. By the hypothesis that the spilling of those wasterwater in referred him body of water contributes so that the same presents physiochemical characteristics that you/they implicate in her degradation, lasting long in a similar way for good part of the course of water, mainly in the mount of nutrients, a manegament hydric resouses the behavior of physiochemical parameters was accomplished in that hydric body by the whole year 2005

Diante dos recentes estudos sobre as mudanças climáticas, a preocupação sobre a repartição e a disponibilidades dos recursos hídricos é cada vez maior, estimulando pesquisas sobre métodos de reuso de água. Dentre estes métodos, o uso de efluente de estação de tratamento de esgoto (EETE) para irrigação de culturas agrícolas apresenta várias vantagens, como por exemplo, suprir a necessidade hídrica das plantas e fornecer nutrientes essenciais ao seu desenvolvimento, evitar o despejo dos efluentes nos corpos dágua e ainda poderia ser considerado como um tratamento complementar dos esgotos tratados. Entretanto, os impactos nos solos tropicais que o uso de efluentes para irrigação agrícola podem causar precisam ser melhores conhecidos. Desta forma, pesquisas vêm sendo realizadas desde 2002 no campo experimental de reuso de água em Lins (SP) cujos objetivos visam a sustentabilidade do uso de efluente de tratamento de esgoto para irrigação de culturas agrícolas. Entre as culturas ali estudadas selecionou-se para o desenvolvimento deste trabalho de doutorado, a área cultivada com capim-Bermuda Tifton 85 e o foco da pesquisa foi avaliar os efeitos da irrigação com efluente sobre a matéria orgânica do solo (MOS). O delineamento experimental foi de blocos completos casualisados com três tratamentos e quatro repetições e o período do experimento em campo foi de junho de 2007 a junho de 2009. Os tratamentos avaliados foram SI: sem irrigação e sem fertilização, tratamento de referência, E66 - irrigação com EETE e adubação de 343 kg ha-1 ano-1 de nitrato de amônio, 416 kg \'ha POT.-1\' \'ano POT.-1\' de K2O e 140 kg \'ha POT.-1\' ano-1 \'P IND.2\'\'O IND.5\' e W100: irrigação com água potável e adição de 520 kg ha-1 ano-1 de nitrogênio via nitrato de amônio, 416 kg \'ha POT.-1\' \'ano POT.-1\' de K2O e 140 kg \'ha POT.-1\' \'ano POT.-1\' \'P IND.2\'\'O IND.5\'. A mineralogia do solo determinada por difração de raios-X, análise térmica diferencial e por espectroscopia de refletância difusa, apresentou-se simples, caracterizada, principalmente, pela presença dominante de quartzo e por caulinita, gibbsita, goethita e hematita. A água do solo foi coletada por meio de lisimetros de sucção e observou-se uma forte correlação (0,93) entre os valores de \'NO IND.2\' POT.-\' e de \'NO IND.3 POT.-\' e coeficientes de correlação mais baixos, mas ainda consideráveis entre a profundidade e o \'K POT.+\', \'Na POT.+\' e \'NO IND.3\'\'POT.-\', \'Cl POT.-\' e \'F POT.-\', \'Cl POT.-\' e \'SO IND.4\'\'POT.2-\'. Apesar dos altos teores de carbono orgânico dissolvido e de amônio no efluente, a correlação entre estes compostos foi negativa (0,40), reforçando estudos anteriores que mostraram que o alto teor de \'NH IND.4\'\'POT.+\' estimula uma alta atividade microbiana, resultando numa rápida oxidação do amônio em nitrato e subsequente absorção desta espécie pelas plantas. No solo, os teores de carbono foram baixos (inferiores a 1%) para os solos irrigados (E66 e W100) e para o solo de referência (SI), com esses valores decrescendo com a profundidade. O estoque de carbono foi menor nos solos irrigados que no solo sem irrigação. As amostras de solo dos tratamentos SI e E66 foram submetidas à separação densimétrica, obtendo-se as frações: densidade <1,6 livre, composta por restos de planta poucos decompostas; densidade superior a 2, representada pela fase mineral; e as frações de densidade <1,6 occ, 1,6<d<1,8; 1,8<d<2,0, compostas de fragmentos de planta cobertos pela fase mineral. Observou-se que em ambos os solos mais de 60% de carbono encontrava-se associado à fase mineral, sendo principalmente formado por matéria orgânica muito humificada e matéria orgânica associada aos microrganismos. Os resultados obtidos das análises da razão isotópica do C (\'delta\'\'POT.13\'C) nos solos totais não evidenciaram influência do efluente, porém mostraram que a irrigação promoveu uma desestruturação dos agregados. Esta observação foi confirmada pela comparação dos índices de humificação das frações de densidades superior a 2 calculados a partir dos teores de carbono e das intensidades de fluorescência induzidas por laser. Os espectros de fluorescência da matéria orgânica extraída por uma solução NaOH 1 mol \'L POT.-1\' e tratados com o método matemático PARAFAC, permitiram identificar três componentes: a primeira associada as proteínas, a segunda aos ácidos húmicos e a terceira aos ácidos fúlvicos. Apesar da interpretação dos resultados ter sido dificultada pela provável não homogeneidade da extração da matéria orgânica, eles indicaram uma transferência da matéria orgânica mais lábil das camadas superficiais para as camada mais profunda do perfil de solo. A análise conjunta dos resultados obtidos permitiu concluir que: (i) a diminuição do estoque de carbono dos solos irrigados e o aumento do grau de humificação da matéria orgânica do solo associada à fração mineral são, principalmente, conseqüência da desestabilização dos agregados devido aos altos teores de sódio do efluente e água potável. O controle do processo de sodificação é fundamental para manter as características da matéria orgânica do solo, bem como para manter sua condutividade hidráulica; (ii) não foram observadas diferenças entre o comportamento da matéria orgânica do solo irrigado com efluente de estação de tratamento de esgoto e a do solo irrigado com água potável. Evidenciando que as alterações na MOS são provenientes, sobretudo, do processo de irrigação com águas sódicas e não especificamente com efluente de estação de tratamento de esgoto; (iii) as técnicas de fluorescência utilizadas para a carcacterização da matéria orgânica aparentemente se mostraram sensíveis para monitorar as variações da MOS, no entanto, ainda é necessário se conhecer melhor a relação entre os sinais observados nos espectros e as propriedades agronômicas. / In face of recent studies on climate changes, the concern about sharing availability of water resources is increasing, stimulating research about methods of water reuse. Among these methods, the use of treated sewage effluent (TSE) for irrigation of agricultural crops presents several advantages, such as supplying water for plants, providing essential nutrients for its development, avoiding effluent spillage in the water stream and it might be also considered a supplementary treatment to treated sewage effluent. In the mean time, the impact the effluents might cause on tropical soils, requires further study. In this way, some research on the reuse of water-experimental-field is being carried out in Lins(SP) since 2002. The main objective of this research is to reuse the effluent water to irrigate crops in a sustainable way. Among the studied crops, the planted area with Tifton 85 Bermudagrass was selected in order to develop this Study. The experimental layout was of randomized complete blocks and composed of three treatments, four repetitions and the period of the experiment in the field was carried out from June 2007 to June 2009. The treatments applied were SI: without irrigation and without fertilization, the reference treatment, E66 - irrigated with TSE and fertilized with 343 kg ha-1 year-1 ammonium nitrate, 416 kg \'ha POT.-1\' \'year POT.-1\' of K2O and 140 kg \'ha POT.-1\' \' year POT.-1\' of \'P IND.2\'\'O IND.5\' , and W100 - irrigated with drinking water and fertilized with 520 kg \'ha POT.-1\' \'year POT.-1\' ammonium nitrate, 416 kg \'ha POT.-1\' \'year POT.-1\' of K2O and 140 kg \'ha POT.-1\' \'year POT.-1\' of \'P IND.2\'\'O IND.5\'. The soil mineralogy that was determined by X-ray diffraction, Thermogravimetric analysis and Diffuse reflectance spectroscopy, was simple, mainly characterized by Kaolinite, gibbsite, goethite and hematite. The soil water was collected by suction lysimeter and showed a strong correlation (0,93) between \'NO IND.2\'\'POT.-\' and \'NO IND.3\'\'POT.-\' values and lower correlation, but still noticeable, between depth and \'K POT.+\', \'Na POT.+\' e \'NO IND.3\'\'POT.-\', \'Cl POT.-\' e \'F POT.-\', \'Cl POT.-\' e \'SO IND.4 POT.2-\'. Regardless the high concentration of dissolved organic carbon and ammonium of the effluent, the correlation between those component was negative (0,40) strengthening previous studies which showed that high concentration of NH4+ promote a high microbiological activity, resulting in quick oxidation of the ammonium in nitrate and subsequent absorption of this specie by plants. In the soil, concentrations of carbon were low (lower than 1%) for the irrigated soils (E66 and W100) and for the reference (SI) soil, and those values decreased according to the depth. The soils samples of SI and E66 were separated in density fractions. The fractions obtained were: dentisy <1,6 free, composed of plant fragments poorly decomposed; density >2 is composed by the mineral phase; The fraction of densities <1,6 occ, 1,6<d<1,8; 1,8<d<2,0 was composed by plant fragments incrusted by minerals . In both soils more than 60% of the carbon was associated with the mineral phase, mainly composed by highly humified organic matter and microbial product. The results obtained from \'delta\'\'ANTPOT.13\'C isotopic ratio analysis of total soils failed to prove the influence of the effluent, but showed irrigation promoted aggregate destabilisation. This observation was confirmed by the comparison of the humification indices of density >2 fractions, which were calculated from the carbon concentrations and Lazer induced fluorescence intensities. The fluorescence spectres of organic matter extracted by NaOH 1 mol \'L POT.-1\' and treated parallel factor analysis (PARAFAC) algorithm, permits the identification of 3 components: the first associated to protein, the second to humic acid and the third to fulvic acid. Regardless the difficult interpretation of the results due to the probable non-homogeneity of the extraction, they indicate a transfer of solute organic matter from superficial to deeper layers of the soil. The analysis of the results obtained allows us to conclude: (i) the decrease of the soil carbon on irrigated soils and the increase of the humification of the mineral associated organic matter are caused mainly by the destabilization of aggregates due to high concentration of Na+ in the effluent and drinking water. The control of the sodification process is fundamental to maintain soil organic matter characteristic, as well as the soil hydraulic conductivity. Differences in the behavior of the soil organic matter from effluent irrigated soil and drinking water irrigated soil were not observed. This shows that the changes are due to irrigation with sodic water and not specifically to waste water treatment plant effluent irrigation. The control of the sodification process is fundamental to maintain the soil organic matter characteristic, as well as the soil hydraulic conductivity. (ii) Differences in the behaviour of the soil organic matter between effluent irrigated soil and drinking water irrigated soil were not observed. This shows that the changes are due to the irrigation with sodic water and not specifically to the irrigation with waste water treatment plant effluent. (iii) the fluorescence utilized to characterized the organic matter apparently showed sensitiveness to monitor MOS variations. However, further study is essential in order to understand the relationship among the observed scope and agronomic properties.