Philosophiae Doctor - PhD / This research investigates the engagements between community activists and urban authorities in the provision of sustainable sanitation services in the informal settlements of Khayelitsha Cape Town. Since 2008, there have been contestations on the exclusion of informal settlements in the planning and delivery of sanitation services by the City of Cape Town. The planning and decision-making of sanitation services in the informal settlement is complex due to numerous stakeholders involved and thus not clear on how sustainable sanitation can be achieved. The challenge has been on understanding the level where decision-making in the provision of sanitation services is more effective for sustainable sanitation.

Globally, there are 2.5 billion people who do not have access to improved sanitation. One third of these people are living in India. Bad sanitation is both undignified and causes the spread of diseases like diarrhoea. It is a large challenge to handle the problematic situation with sanitation, especially in urban areas. Sustainable sanitary systems that are energy self-sufficient and do not require sewage system are needed. There are new techniques with this in mind that are under development. The aim of this thesis is to investigate the possibilities to implement a sustainable sanitary system in slum areas of Mumbai. The chosen area and existing sanitary techniques is investigated in the literature study. To understand the user requirements and their living situation, a field study is performed in slum areas of Mumbai. Interviews are held with experts from organisations working with the sanitary situation in the area to get a deeper understanding about their experiences. The sanitary situation today is not well functioning, a new way of solving the problem is needed and it has to happen soon. Through an analysis of the empirical findings, three different sanitary situations are presented. It is important that each area is investigated to identify what situation there is, before building new sanitary facilities. To achieve a more sustainable sanitation, one system for each of the three situations should be developed. Requirements for each of the situations are presented and they all have two things in common, the toilet is shared between a determined amount of people and the user has the responsibility for the maintenance. From a cross mapping between the investigated sanitary techniques and the requirements for the three situations, it is clarified what techniques that are suitable in which context. No one of the investigated techniques is a perfect match and further development is needed. One of the sanitary situations is taken further through concept development. The concepts are compared against the requirements to identify the best concept. The best concept with modifications is visualised to exemplify how it may be designed. In the comparison between the requirements and concepts, gaps in the design and issues for further development are identified. The core of this master thesis is to emphasise the importance of having a holistic approach concerning the sanitary situation. It is important that new techniques are being developed with a close connection to the users and the specific environment. By investing money in more sustainable systems, the situation for the slum residents in Mumbai can be improved and at the same time contribute to a more sustainable society.

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

A concentração demográfica e de sistemas coletivos de esgotamento sanitário dentro do perímetro urbano da maioria dos municípios brasileiros, dificulta a viabilização do fornecimento de serviços de tratamento de esgotos domésticos à habitações e núcleos habitacionais isolados situados em áreas periurbanas e rurais, intensificando os danos provocados pela poluição de origem antrópica ao meio ambiente e à preservação da saúde pública. Para contribuir no equacionamento deste problema, o presente estudo teve por finalidade avaliar uma wetland construída híbrida em escala real, composta por uma unidade com fluxo contínuo subsuperficial vertical seguida por uma unidade de fluxo contínuo subsuperficial horizontal, cultivadas com capim Vetiver, para o tratamento de efluente proveniente de tanque séptico. A presente configuração experimental busca uma solução de baixo custo e simplificada para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A estação experimental de tratamento de esgotos, parte integrante e um dos produtos da Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, foi construída no Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã da USP, em São Paulo. O esgoto bruto foi proveniente do Conjunto Residencial da USP e do restaurante central da Cidade Universitária. As vazões média e máxima de esgoto bruto, respectivamente, de 640L.d-1 e 1600L.d-1, foram aplicadas à entrada do TS de 5.000L e deste escoaram por gravidade à entrada da wetland construída híbrida, com TDH total de 2,8d e 1,1d, respectivamente, sob aplicação das vazões média e máxima de projeto. O monitoramento do experimento em campo, incluindo o período inicial de partida, durou 6 meses consecutivos. Foram avaliados os parâmetros físico-químicos e microbiológicos do esgoto bruto e do efluente do tanque séptico e das câmaras da wetland construída híbrida durante 97 dias consecutivos. Os resultados indicaram que tanto as mudas jovens quanto as adultas de capim Vetiver adaptaram-se bem às condições ambientais. As eficiências médias de remoção no efluente tratado final quanto à matéria orgânica carbonácea foram de 96 por cento para DBO5,20 e 90 por cento para DQO, 40 por cento para N-total, 23 por cento para N-amoniacal total, 60 por cento para P-total, 52 por cento para P-PO4, 74 por cento para SST, 96 por cento para SSV, 75 por cento para sólidos sedimentáveis, 44 por cento para SDV, 88 por cento para sulfeto total, e 97 por cento para óleos e graxas totais, variando entre 73 por cento a 100 por cento . Cerca de 80 por cento da fração orgânica da matéria nitrogenada presente no esgoto bruto foi removida. A remoção de coliformes termotolerantes foi, em média, de 2 e 3 unidades log, e de Escherichia Coli, média de 1 e 3 unidades log, respectivamente, sob aplicação das vazões máxima e média, Giardia sp, média de 99,995 por cento , Cryptosporidium sp, média de 98,7 por cento , Enterovírus, média de 99,6 por cento , e Ascaris sp, média de 0,10 ovo/L. A remoção de sulfetos propiciou a geração de efluente tratado sem odores desagradáveis. A diminuição da vazão aplicada e a elevação do TDH influenciaram positivamente no desempenho do sistema com relação às remoções dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Com base no presente estudo, ficou evidente o benefício da associação de wetlands construídas com fluxo vertical e horizontal no tratamento de efluente de tanque séptico. O capim Vetiver apresentou bom potencial de utilização em wetlands 8 construídas para tratamento de esgotos domésticos. O sistema experimental de tratamento apresentou flexibilidade operacional, mantendo bom desempenho inclusive nos períodos de sobrecarga. A qualidade do efluente tratado final obtido no presente estudo atende às exigências de lançamento e aos padrões de emissão de efluentes líquidos em corpos dágua e em sistemas públicos de esgotamento sanitário definidos na legislação ambiental federal e do Estado de São Paulo. A tecnologia de wetlands construídas híbridas associada ao tratamento de efluentes de tanque séptico apresentou bom potencial para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos, inclusive em regiões com pouca disponibilidade de área livre. / The demographic concentration and collective systems of sanitation inside the urban perimeter of most Brazilian municipalities, hampers the feasibility of providing sewage treatment services to domestic dwellings and housing isolated nuclei located in peri-urban and rural areas, intensifying the damage caused by pollution of human origin to the environment and to the preservation of public health. For help in solving this problem, the present study had the purpose to evaluate a hybrid constructed wetland full-scale, composed of a unit with continuous vertical subsurface flow followed by a continuous horizontal subsurface flow unit, grown with Vetiver grass, for the treatment of effluent from septic tank. This experimental search setting a low-cost and simplified solution for decentralized treatment of household sewage. The experimental sewage treatment station, integral and one of the products of the Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, was built on the Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã of USP, in São Paulo. The raw sewage was coming from the residential condominium of the USP and the central restaurant of the University City. The average and maximum flows of raw sewage, respectively, of 640L.d-1 and 1600L.d-1, have been applied to the septic tank input to 5,000L and drained by gravity from the edge of the hybrid constructed wetland with TDH total of 2.8d and 1.1d, respectively, under application of the average and maximum flow rates. Monitoring the experiment in the field, including the early period, lasted 6 months. They were evaluated the physico-chemical and microbiological parameters of raw sewage and effluent from septic tank and the chambers of hybrid constructed wetland during 97 consecutive days. The results indicated that both the young seedlings as the adults of Vetiver grass have adapted well to environmental conditions. The average removal efficiencies in the final treated effluent as to carbonaceous organic matter were 96 per cent for BOD5,20 and 90 per cent for COD, 40 per cent for Ntotal, 23 per cent for N-ammoniacal, 60 per cent for P-total, 52 per cent for P-PO4, 74 per cent for SST, 96 per cent for SSV, 75 per cent for settleable solids, 44 per cent for SDV, 88 per cent for total sulfide, and 97 per cent for oils and greases totals, ranging from 73 per cent to 100 per cent . About 80 per cent of the organic fraction of nitrogen matter present in the raw sewage has been removed. The thermotolerants coliforms removal was, in average, of 2 and 3 log units, and Escherichia Coli, average of 1 and 3 log units, respectively, under application of the maximum and average flow rates, Giardia sp, average of 99.995 per cent , Cryptosporidium sp, average of 98.7 per cent , Enterovirus, average of 99.6 per cent , and Ascaris sp, average of 0.10 eggs/L. Removal of sulfides allowed the generation of treated effluent without unpleasant odors. The decrease in flow rate applied and the elevation of TDH influenced positively on system performance with respect to removals of chemical-physical and microbiological parameters. Based on this study, it became apparent the association benefit constructed wetlands with vertical and horizontal flow in the treatment of wastewater of septic tank. The Vetiver grass has good potential for use in constructed wetlands for wastewater treatment. The experimental system of treatment presented operational flexibility while maintaining good performance even in periods of overload. The quality of the final treated effluent obtained in this study 10 meets the requirements and emission standards of liquid effluents in water bodies and in public sanitation systems defined in federal environmental legislation and the State of São Paulo in Brazil. Hybrid constructed wetlands technology associated with the septic tank effluent treatment showed good potential for decentralized domestic wastewater treatment, including in regions with low availability of free area.

Esta pesquisa teve como objetivo principal o desenvolvimento de contribuições de natureza técnica para uma proposta de política pública visando a criação de um novo modelo de gestão de águas urbanas, por meio do desenvolvimento e implantação, em escala de lote residencial, de um sistema de gestão integrada da drenagem seletiva e aproveitamento de águas pluviais, e reúso de esgotos sanitários tratados, denominado \"Sistema de Drenagem e Reúso Inteligente\" (SiDRI). A pesquisa foi realizada em um sítio experimental peri- urbano, chamado de Lote Experimental Peri-Urbano, provido de cobertura de telhas de zinco, e os dados resultantes comparados com dados gerados em estudo prévio realizado em outros dois sítios experimentais urbanos, a saber: Laboratórios de Apoio ao Ensino de Graduação-1 e 2 (LAEGs-1 e 2), na área 1 do Campus-1 da USP de São Carlos, respectivamente providos de: telhas prensadas à base de embalagens longa vida recicladas (LAEG -1); e Cobertura Verde Leve CVL (LAEG-2). Para o manejo das águas urbanas em escala de lote residencial foram considerados dois tipos principais de contribuições: 1) Águas advindas de esgotamento sanitário, tratadas em uma fossa séptica biodigestora (FSB) modelo EMBRAPA, e 2) Águas pluviais, captadas e tratadas em um Sistema de Aproveitamento de Águas Pluviais (SAP), cuja concepção básica foi a mesma para os três sítios experimentais. Foram realizadas para o Telhado de Zinco seis séries amostrais consecutivas, para seis eventos de precipitação, em sete pontos de amostragem do SAP, e analisadas 38 (trinta e oito) variáveis de qualidade de água físico-químicas e biológicas. A análise dos resultados, comparada aos demais telhados, sugeriu, face à legislação pertinente, um aproveitamento predominantemente para fins não- potáveis, e desde que mediante prévia desinfecção das águas pluviais. Para a FSB, 15 campanhas de amostragem foram realizadas alternadamente, cujos resultados apontaram uma possibilidade ainda limitada de reuso para o esgoto tratado. Apesar dos resultados do presente estudo indicarem que o novo modelo de gestão de águas urbanas requer adequações, oferecem uma possibilidade de solução para desafios antigos e atuais na gestão das águas urbanas, tendo fornecido elementos para a configuração de uma nova política pública aqui chamada de \"Política Nacional de Gestão de Águas Urbanas\", a qual apresenta interfaces com políticas anteriores, como a Lei das Águas. / This research aimed as its main goal the development of contributions to a proposal for a public policy to the creation of a new urban waters management model, through the development and establishment, at urban lot scale, of an integrated selective drainage system and rainwater use, and reuse of treated domestic sewage, named \"Smart Drainage and Reuse System\" (SD&RS). The research was accomplished at an experimental peri-urban site, named Peri-Urban Experimental Lot, provided by a cover of zinc roof tiles, and its resulting data compared to data generated on a previous study accomplished at another two experimental sites, namely: Undergraduate Learning Support Laboratory-1 and 2 (LAEGs-1 and 2), respectively provided of: compressed tiles made of recycled long-life milk packaging (LAEG-1); and extensive green roof (LAEG-2). For handling of urban waters in residential lot scale, two main types of contribution were considered: 1) Waters from sanitary sewers, treated in a Septic Cesspool Biodigester (SCB) EMBRAPA Model, and 2) Rainwater, collected and treated in a Rainwater Use System (RUS), whose basic conception was the same for the three experimental sites. For the zinc roof, 6 (six) successive sampling series were performed, for 6 (six) rainfall events, in 7 (seven) sampling points of the Rainwater Use System (RUS), and 38 (thirty-eight) physicochemical and biological water quality variables were analysed. The results analysis, compared to the other roofs, suggested, according to the related regulations, a predominant use to non-potable purposes, and since previous rainwater disinfection. For the SCB, 15 (fifteen) alternated sampling series were performed, whose results indicated a still limitated reuse possibility for sanitary sewage. Despite of the results of the present study indicated that the new urban waters management model requires suitability, they offer a possibility of solution to old and actual challenges in urban waters management, since they provided elements for the design of a new public policy named here \"Urban Waters Management Federal Policy\", which presents interfaces with previous policies, like the Water Law.

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

A concentração demográfica e de sistemas coletivos de esgotamento sanitário dentro do perímetro urbano da maioria dos municípios brasileiros, dificulta a viabilização do fornecimento de serviços de tratamento de esgotos domésticos à habitações e núcleos habitacionais isolados situados em áreas periurbanas e rurais, intensificando os danos provocados pela poluição de origem antrópica ao meio ambiente e à preservação da saúde pública. Para contribuir no equacionamento deste problema, o presente estudo teve por finalidade avaliar uma wetland construída híbrida em escala real, composta por uma unidade com fluxo contínuo subsuperficial vertical seguida por uma unidade de fluxo contínuo subsuperficial horizontal, cultivadas com capim Vetiver, para o tratamento de efluente proveniente de tanque séptico. A presente configuração experimental busca uma solução de baixo custo e simplificada para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A estação experimental de tratamento de esgotos, parte integrante e um dos produtos da Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, foi construída no Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã da USP, em São Paulo. O esgoto bruto foi proveniente do Conjunto Residencial da USP e do restaurante central da Cidade Universitária. As vazões média e máxima de esgoto bruto, respectivamente, de 640L.d-1 e 1600L.d-1, foram aplicadas à entrada do TS de 5.000L e deste escoaram por gravidade à entrada da wetland construída híbrida, com TDH total de 2,8d e 1,1d, respectivamente, sob aplicação das vazões média e máxima de projeto. O monitoramento do experimento em campo, incluindo o período inicial de partida, durou 6 meses consecutivos. Foram avaliados os parâmetros físico-químicos e microbiológicos do esgoto bruto e do efluente do tanque séptico e das câmaras da wetland construída híbrida durante 97 dias consecutivos. Os resultados indicaram que tanto as mudas jovens quanto as adultas de capim Vetiver adaptaram-se bem às condições ambientais. As eficiências médias de remoção no efluente tratado final quanto à matéria orgânica carbonácea foram de 96 por cento para DBO5,20 e 90 por cento para DQO, 40 por cento para N-total, 23 por cento para N-amoniacal total, 60 por cento para P-total, 52 por cento para P-PO4, 74 por cento para SST, 96 por cento para SSV, 75 por cento para sólidos sedimentáveis, 44 por cento para SDV, 88 por cento para sulfeto total, e 97 por cento para óleos e graxas totais, variando entre 73 por cento a 100 por cento . Cerca de 80 por cento da fração orgânica da matéria nitrogenada presente no esgoto bruto foi removida. A remoção de coliformes termotolerantes foi, em média, de 2 e 3 unidades log, e de Escherichia Coli, média de 1 e 3 unidades log, respectivamente, sob aplicação das vazões máxima e média, Giardia sp, média de 99,995 por cento , Cryptosporidium sp, média de 98,7 por cento , Enterovírus, média de 99,6 por cento , e Ascaris sp, média de 0,10 ovo/L. A remoção de sulfetos propiciou a geração de efluente tratado sem odores desagradáveis. A diminuição da vazão aplicada e a elevação do TDH influenciaram positivamente no desempenho do sistema com relação às remoções dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Com base no presente estudo, ficou evidente o benefício da associação de wetlands construídas com fluxo vertical e horizontal no tratamento de efluente de tanque séptico. O capim Vetiver apresentou bom potencial de utilização em wetlands 8 construídas para tratamento de esgotos domésticos. O sistema experimental de tratamento apresentou flexibilidade operacional, mantendo bom desempenho inclusive nos períodos de sobrecarga. A qualidade do efluente tratado final obtido no presente estudo atende às exigências de lançamento e aos padrões de emissão de efluentes líquidos em corpos dágua e em sistemas públicos de esgotamento sanitário definidos na legislação ambiental federal e do Estado de São Paulo. A tecnologia de wetlands construídas híbridas associada ao tratamento de efluentes de tanque séptico apresentou bom potencial para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos, inclusive em regiões com pouca disponibilidade de área livre. / The demographic concentration and collective systems of sanitation inside the urban perimeter of most Brazilian municipalities, hampers the feasibility of providing sewage treatment services to domestic dwellings and housing isolated nuclei located in peri-urban and rural areas, intensifying the damage caused by pollution of human origin to the environment and to the preservation of public health. For help in solving this problem, the present study had the purpose to evaluate a hybrid constructed wetland full-scale, composed of a unit with continuous vertical subsurface flow followed by a continuous horizontal subsurface flow unit, grown with Vetiver grass, for the treatment of effluent from septic tank. This experimental search setting a low-cost and simplified solution for decentralized treatment of household sewage. The experimental sewage treatment station, integral and one of the products of the Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, was built on the Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã of USP, in São Paulo. The raw sewage was coming from the residential condominium of the USP and the central restaurant of the University City. The average and maximum flows of raw sewage, respectively, of 640L.d-1 and 1600L.d-1, have been applied to the septic tank input to 5,000L and drained by gravity from the edge of the hybrid constructed wetland with TDH total of 2.8d and 1.1d, respectively, under application of the average and maximum flow rates. Monitoring the experiment in the field, including the early period, lasted 6 months. They were evaluated the physico-chemical and microbiological parameters of raw sewage and effluent from septic tank and the chambers of hybrid constructed wetland during 97 consecutive days. The results indicated that both the young seedlings as the adults of Vetiver grass have adapted well to environmental conditions. The average removal efficiencies in the final treated effluent as to carbonaceous organic matter were 96 per cent for BOD5,20 and 90 per cent for COD, 40 per cent for Ntotal, 23 per cent for N-ammoniacal, 60 per cent for P-total, 52 per cent for P-PO4, 74 per cent for SST, 96 per cent for SSV, 75 per cent for settleable solids, 44 per cent for SDV, 88 per cent for total sulfide, and 97 per cent for oils and greases totals, ranging from 73 per cent to 100 per cent . About 80 per cent of the organic fraction of nitrogen matter present in the raw sewage has been removed. The thermotolerants coliforms removal was, in average, of 2 and 3 log units, and Escherichia Coli, average of 1 and 3 log units, respectively, under application of the maximum and average flow rates, Giardia sp, average of 99.995 per cent , Cryptosporidium sp, average of 98.7 per cent , Enterovirus, average of 99.6 per cent , and Ascaris sp, average of 0.10 eggs/L. Removal of sulfides allowed the generation of treated effluent without unpleasant odors. The decrease in flow rate applied and the elevation of TDH influenced positively on system performance with respect to removals of chemical-physical and microbiological parameters. Based on this study, it became apparent the association benefit constructed wetlands with vertical and horizontal flow in the treatment of wastewater of septic tank. The Vetiver grass has good potential for use in constructed wetlands for wastewater treatment. The experimental system of treatment presented operational flexibility while maintaining good performance even in periods of overload. The quality of the final treated effluent obtained in this study 10 meets the requirements and emission standards of liquid effluents in water bodies and in public sanitation systems defined in federal environmental legislation and the State of São Paulo in Brazil. Hybrid constructed wetlands technology associated with the septic tank effluent treatment showed good potential for decentralized domestic wastewater treatment, including in regions with low availability of free area.

Esta pesquisa teve como objetivo principal o desenvolvimento de contribuições de natureza técnica para uma proposta de política pública visando a criação de um novo modelo de gestão de águas urbanas, por meio do desenvolvimento e implantação, em escala de lote residencial, de um sistema de gestão integrada da drenagem seletiva e aproveitamento de águas pluviais, e reúso de esgotos sanitários tratados, denominado \"Sistema de Drenagem e Reúso Inteligente\" (SiDRI). A pesquisa foi realizada em um sítio experimental peri- urbano, chamado de Lote Experimental Peri-Urbano, provido de cobertura de telhas de zinco, e os dados resultantes comparados com dados gerados em estudo prévio realizado em outros dois sítios experimentais urbanos, a saber: Laboratórios de Apoio ao Ensino de Graduação-1 e 2 (LAEGs-1 e 2), na área 1 do Campus-1 da USP de São Carlos, respectivamente providos de: telhas prensadas à base de embalagens longa vida recicladas (LAEG -1); e Cobertura Verde Leve CVL (LAEG-2). Para o manejo das águas urbanas em escala de lote residencial foram considerados dois tipos principais de contribuições: 1) Águas advindas de esgotamento sanitário, tratadas em uma fossa séptica biodigestora (FSB) modelo EMBRAPA, e 2) Águas pluviais, captadas e tratadas em um Sistema de Aproveitamento de Águas Pluviais (SAP), cuja concepção básica foi a mesma para os três sítios experimentais. Foram realizadas para o Telhado de Zinco seis séries amostrais consecutivas, para seis eventos de precipitação, em sete pontos de amostragem do SAP, e analisadas 38 (trinta e oito) variáveis de qualidade de água físico-químicas e biológicas. A análise dos resultados, comparada aos demais telhados, sugeriu, face à legislação pertinente, um aproveitamento predominantemente para fins não- potáveis, e desde que mediante prévia desinfecção das águas pluviais. Para a FSB, 15 campanhas de amostragem foram realizadas alternadamente, cujos resultados apontaram uma possibilidade ainda limitada de reuso para o esgoto tratado. Apesar dos resultados do presente estudo indicarem que o novo modelo de gestão de águas urbanas requer adequações, oferecem uma possibilidade de solução para desafios antigos e atuais na gestão das águas urbanas, tendo fornecido elementos para a configuração de uma nova política pública aqui chamada de \"Política Nacional de Gestão de Águas Urbanas\", a qual apresenta interfaces com políticas anteriores, como a Lei das Águas. / This research aimed as its main goal the development of contributions to a proposal for a public policy to the creation of a new urban waters management model, through the development and establishment, at urban lot scale, of an integrated selective drainage system and rainwater use, and reuse of treated domestic sewage, named \"Smart Drainage and Reuse System\" (SD&RS). The research was accomplished at an experimental peri-urban site, named Peri-Urban Experimental Lot, provided by a cover of zinc roof tiles, and its resulting data compared to data generated on a previous study accomplished at another two experimental sites, namely: Undergraduate Learning Support Laboratory-1 and 2 (LAEGs-1 and 2), respectively provided of: compressed tiles made of recycled long-life milk packaging (LAEG-1); and extensive green roof (LAEG-2). For handling of urban waters in residential lot scale, two main types of contribution were considered: 1) Waters from sanitary sewers, treated in a Septic Cesspool Biodigester (SCB) EMBRAPA Model, and 2) Rainwater, collected and treated in a Rainwater Use System (RUS), whose basic conception was the same for the three experimental sites. For the zinc roof, 6 (six) successive sampling series were performed, for 6 (six) rainfall events, in 7 (seven) sampling points of the Rainwater Use System (RUS), and 38 (thirty-eight) physicochemical and biological water quality variables were analysed. The results analysis, compared to the other roofs, suggested, according to the related regulations, a predominant use to non-potable purposes, and since previous rainwater disinfection. For the SCB, 15 (fifteen) alternated sampling series were performed, whose results indicated a still limitated reuse possibility for sanitary sewage. Despite of the results of the present study indicated that the new urban waters management model requires suitability, they offer a possibility of solution to old and actual challenges in urban waters management, since they provided elements for the design of a new public policy named here \"Urban Waters Management Federal Policy\", which presents interfaces with previous policies, like the Water Law.

The Sustainable Development Goal (SDG) Target 6.2 aims at providing access to adequate and equitable sanitation and hygiene for all and to end open defecation by 2030. Yet, 47 % of the population in Bolivia lacked access to basic sanitation services in 2012. There is a risk of actors focusing on only the construction of toilet facilities, without looking at the need for related service required for a sustainable development. El Alto is a rapidly growing city in Bolivia where the sanitation service is expanding fast. In order to enhance knowledge about the sustainability of existing sanitation systems in El Alto and to give recommendations for future development, this sustainability assessment was conducted. Two sanitation systems in El Alto were assessed against five sustainability criteria, related to: 1) health, 2) environment, 3) technical function, 4) socio-culture (institutional and user related) and 5) economy. The conventional sanitation system with sewers and an alternative small-scale sanitation system with urine-diverting dry toilets (UDDTs) were selected as system options.  Results show that the "conventional system" entails higher health risks than the "UDDT system". For example, blockages in the main sewer lines cause overflows in the streets during rainy season when storm water gets mixed with potentially infectious wastewater. The UDDT system has a higher performance than the conventional system regarding the environment criterion, which is related to nutrients recovery and removal. Results related to the technical function criterion show that the conventional system has a better capacity to endure a change in quality or quantity of input products to the system. Both systems can handle the freezing temperatures in El Alto but the UDDT system has better resilience against climate change impacts such as flooding or drought events. The levels of complexity are reasonable in a local context for both systems. If assuming that the aspiration for flush toilets is as low in entire El Alto as in the area of investigation, results show that users of the UDDT system are more satisfied than uses of the conventional system. The dissatisfaction expressed by users of the conventional system mainly derives from malodors appearing during the wastewater overflows in the streets. The institutional capacity is stronger for the conventional system, making it harder for the UDDT system to expand. In addition, the UDDT system has difficulties with financing. Recommendations for future development are to inspect and renew the sewer network and to review and expand treatment capacity of the centralized treatment plant. Financial resources should be focused on the UDDT system where there is no sewer network. / Det globala hållbarhetsdelmålet 6.2 syftar till att senast 2030 säkerställa att alla har tillgång till fullgod och rättvis sanitet och hygien och att ingen behöver uträtta sina behov utomhus. År 2012 hade fortfarande 47% av Bolivias befolkning inte tillgång till acceptabel sanitet. Det finns en risk för att aktörer fokuserar på enbart snabb utbyggnation av toaletter, utan att ta hänsyn till behovet av relaterad service som krävs för en hållbar utveckling. För att sanitetssystem ska räknas som hållbara krävs, förutom att de skyddar hälsan, även att de är ekonomiskt genomförbara, socialt accepterade, tekniskt och institutionellt anpassade och att de skyddar miljön och hushåller med naturresurser. Med syftet att öka kunskapen kring hållbarheten av de existerande sanitetssystemen i El Alto, en snabbt växande stad i Bolivia, och för att ge rekommendationer till framtida utveckling av sanitetssystemen, genomfördes en hållbarhetsanalys av två existerande sanitetssystem i området. Det ena var det konventionella systemet tillhörande avloppsledningar och det andra var ett alternativt småskaligt system tillhörande urinsorterande torrtoaletter (UDDT).  Resultaten visar på att det ”konventionella systemet” innebär högre hälsorisker än ”UDDT systemet” för arbetarna och för boende som vistas i områdena där systemen finns. Det dåligt underhållna avloppssystemet var den avgörande faktorn, eftersom under regnperioder orsakas översvämningar av avloppsvatten på gatorna. Det konventionella systemet orsakar ungefär sex gånger så höga utsläpp av övergödande ämnen som UDDT systemet. UDDT systemet har potential att återvinna ungefär 64 % av inkommande kväve medan den motsvarande siffran för det konventionella systemet är endast 9%. Det konventionella systemet klarar bättre av förändringar i kvalitet och kvantitet av inflöden än UDDT systemet men båda systemen klarar av perioder då minusgrader inträffar. UDDT systemet förväntas, till skillnad från det konventionella systemet, att kunna hantera eventuell torka eller översvämning bättre som kan inträffa till följd av klimatförändringar. Till stor del på grund av de årligt förekommande översvämningarna av avloppsvatten på gatorna verkar användarna av det konventionella systemet vara mindre nöjda med sitt sanitetssystem än vad användarna av UDDT systemet verkar vara. Det gäller då att viljan att skaffa vattentoaletter är lika låg i hela El Alto som i området där intervjuer gjordes. Den institutionella kapaciteten är högre för det konventionella systemet än för UDDT systemet, vilket gör det svårare för UDDT systemet att expandera. Dessutom har UDDT systemet finansiella svårigheter.  Rekommendationer för framtida utveckling av sanitetssystemen i El Alto är delvis att underhålla och förnya avloppsledningarna och att expandera kapaciteten på det konventionella vattenreningsverket innan fler hushåll ansluts till ledningsnätet. Finansiella medel rekommenderas fokuseras på UDDT systemet i områden där avloppsledningar inte täcker. / El Objetivo de Desarrollo Sostenible 6 Meta 2 incluye que hasta el 2030, se logre el acceso a servicios de saneamiento e higiene adecuados y equitativos para todos y poner fin a la defecación al aire libre. Todavía, 47 % de la población en Bolivia carecía de acceso a saneamiento básico en 2012. Para alcanzar la meta sin comprometer los otros objetivos de desarrollo sostenible, la Alianza Sustenable de Saneamiento (SuSanA) identificó cinco criterios de sostenibilidad para el desarrollo de sistemas de saneamiento. Estos criterios son relacionados con: 1) salud e higiene, 2) medio ambiente y recursos naturales, 3) tecnología 4) asuntos financieros y económicos, y 5) aspectos socioculturales e institucionales (SuSanA, 2008). Con el objeto de mejorar el conocimiento sobre la sostenibilidad de los sistemas de saneamiento existentes en El Alto, una ciudad en rápido crecimiento en Bolivia, y para dar recomendaciones para el futuro desarrollo, se realizó una evaluación comparativa sobre la sostenibilidad de dos de los sistemas. Se evaluó el ”sistema convencional”, que tiene conexiones al alcantarillado y una planta de tratamiento centralizado. Tabmbien se evaluó el ”sistema UDDT”, que tiene baños secos ecológicos de los cuales existen en menor escala en El Alto. Los resultados muestran que existe alto riesgo para la salud derivados del alcantarillado del sistema convencional. Durante la temporada de lluvia suele ocurrir bloqueos taponamientos en la red del alcantarillado. Los bloqueos causan desbordes de aguas residuales en las calles que se mezclan con aguas pluviales. Los resultados muestran también que emisiones de eutrofización son aproximadamente seis veces más altas que el sistema convencional en comparación con el sistema UDDT. El potencial para el reciclaje de nitrógeno se puede estimar en 64%del sistema UDDT y solo 9%del sistema convencional. Los resultados sobre robustez muestran que el sistema convencional tiene una mejor capacidad para soportar un cambio en la calidad o cantidad de productos de entrada al sistema. Ambos sistemas pueden manejar las temperaturas de congelación en El Alto, pero el sistema UDDT tiene una mejor resistencia contra los impactos del cambio climático, como una inundación o una sequía. Existe insatisfacción que expresan los usuarios del sistema convencional debido a los desbordes anuales de aguas residuales en las calles. En general, los usarios del sistema UDDT estaban satisfechos. Parece que la aspiración de inodoros con descarga de agua es más baja en El Alto comparado con una ciudad más al sur de Bolivia. Por que la capacidad institucional es más fuerte para el sistema convencional comparado con el sistema UDDT, es más fácil para el sistema convencional expandirse. Además, los recursos financieros no están asegurados para el sistema UDDT. Las recomendaciones para el futuro desarrollo del situación de saneamiento es inspeccionar y renovar la red de alcantarillado existente y revisar y ampliar la capacidad de tratamiento de la planta de tratamiento centralizada antes de expandir la red de alcantarillado. Los recursos financieros deben centrarse en el sistema UDDT donde ya no existe una red de alcantarillado. / This thesis has been a pre-study linked to the Stockholm Environment Institute-led Bolivia WATCH program (contributing to more integrated sanitation and watershed management planning in Bolivia), and particularly to its sub-project ‘Comparative sustainability assessment of sanitation services’, which aims at generating a fair and comprehensive comparison between different sanitation system approaches. The comparative assessment, developed in collaboration with RISE, AguaTuya and Unicef, is expected to provide insights and guide future sanitation investments in Bolivia, but also highlight where both conventional and alternative approaches have improvement potential from a sustainability perspective in the Bolivian setting.

Though most commonly regarded as a revolutionary public health invention, the introduction of conventional wastewater sanitation systems has a mixed legacy in the U.S. A growing body of research links sewage-based sanitation systems with nationwide ecosystem degradation and an unsustainable dependence on vast inputs of materials and resources. In addition to contributing to chronic problems across the country, today these wastewater infrastructures are in various states of disrepair. The EPA estimates that at least $270 billion must be invested in coming years to prevent massive sanitary failures, but municipalities are increasingly unable to fund these expensive (re)investments in buried water-carriage sanitation infrastructures. Some U.S. communities are exploring the potential for community-scale decentralized sustainable or ecological sanitation (ecosan) solutions to meet their sanitary needs at a fraction of the cost of wastewater treatment schemes and with various additional benefits. This thesis examines the first two pilot applications of community ecosan in the New England region of the U.S. to understand the opportunities, challenges, and adaptation strategies that characterize these projects in the North American context. An emergent, mixed methods approach was developed over several years and involved personal engagement with the cases reviewed. The two pilot projects are compared and contrasted, and several themes are identified: First, the case studies indicate that specific conditions may have provided fertile contexts for the introduction of community-scale ecosan in the U.S. Second, various challenges have been posed to large scale ecosan projects in the U.S, but existing sanitary regulations and funding pathways present the most formidable barriers since they often deter innovative solutions. Third, these cases show that communities can develop myriad strategies to overcome these challenges and confront barriers to sanitation reform in the U.S. The study is framed by an inquiry into the role of professional planners and local community members in sustainable sanitation reforms. Findings indicate that individual planners can react both positively and negatively to proposals for community ecosan schemes, and that planners possess numerous tools to support community-led programs in navigating the significant barriers they face. Ultimately, though, communities must practice self-determination in sanitation reform planning. Final recommendations suggest that future community ecosan projects focus on incremental and complementary introduction, integrate research components, and incorporate effective ecosan residuals management schemes into their programming.