A mineração apresenta como um dos problemas ambientais a geração de solução ácida contendo metais e sulfato dissolvidos, denominada drenagem ácida de mina. Esta água residuária causa danos aos organismos aquáticos, a flora e aos seres humanos uma vez presente na cadeia alimentar. A partir disso, há uma necessidade constante de tecnologias e processos de tratamento de modo a tornar o resíduo passível de ser lançado nos corpos hídricos sem alterar a qualidade das águas. Neste trabalho foi utilizado o tratamento biológico por meio de um reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais (ASBR) com volume de 7 litros, mantido a 30 °C, contendo biomassa granular, para tempo de ciclo de 48 horas com o objetivo de avaliar o impacto do aumento da concentração dos metais (Fe2+, Zn2+ e Cu2+) no desempenho do reator. O experimento foi dividido em seis fases, aumentando a concentração de metais gradativamente. As amostras foram coletadas para análises de pH, DQO, SO42-, sulfeto e metais após o tempo total de enchimento (14 minutos) e no final do ciclo (48 horas). No tratamento, as bactérias redutoras de sulfato (BRS) por meio do metabolismo dissimilatório, reduziram sulfato a sulfeto, o qual foi precipitado na forma de sulfeto metálico e geraram alcalinidade, demonstrado pelos valores do pH efluente acima de 6,5. Foi utilizada relação DQO/SO42- igual a 1 em todas as fases e etanol como doador de elétrons. O reator foi operado por 392 dias e, durante as seis fases de operação, o aumento da concentração de metais gerou um aumento da remoção de SO42- e não foi prejudicial para o consórcio microbiano, verificado pelos resultados obtidos. As remoções de DQO variaram de 68,4 a 94,4% e de SO42- de 39,1 a 72,8%, sendo a fase IV com maior remoção de SO42-. As remoções de Fe2+ foram acima de 99,2%, de Zn2+ - 100% e de Cu2+ acima de 93,3%. Ao final de cada fase de operação foram realizados perfis temporais para quantificar o comportamento cinético da remoção de sulfato. Os valores da constante cinética aparente (Kap) obtidos demonstraram que houve diminuição da velocidade da reação ao mesmo tempo em que a remoção de sulfato aumentou. Isto pode ter sido decorrente da elevada concentração de metais ao longo das fases, ocasionando maior tempo necessário para remoção de SO42-, contudo a cinética não foi prejudicada uma vez que se observou a estabilização da remoção dentro do ciclo previsto de 48 horas. No decorrer da operação pode-se inferir que a população bacteriana se mostrou bem adaptada ao meio predominante no reator, indicado pelo aumento do pH efluente e remoções de DQO e SO42- observado em todas as fases. / Mining presents as one of the environmental problem a generation of acid solution containing metals and dissolved sulfate, denominated acid mine drainage. This wastewater causes damage to aquatic organisms, flora and humans once present in the food chain. From this, there is a constant need for technologies and treatment processes in order to make the waste able to be released into the water bodies without changing the quality of the water. In this work, the biological treatment was carried out using an anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) with a volume of 7 liters, maintained at 30 °C, containing granular biomass, for a 48 hour cycle time with the objective of evaluating the impact of increased concentration of metals (Fe2+, Zn2+ and Cu2+) on reactor performance. The experiment was divided into six phases, gradually increasing the concentration of metals. Samples were collected for analysis of pH, COD, SO42-, sulfide and metals after the total filling time (14 minutes) and at the end of the cycle (48 hours). In treatment, sulfate reducing bacteria (SRB) through dissimilatory metabolism reduced sulfate to sulfide, being precipitated in the form of metallic sulfide and generated alkalinity, which was demonstrated by effluent pH values above 6.5. It was used COD/SO42- ratio equal to 1 in all phases and ethanol as electron donor. The reactor was operated for 392 days and during the six phases of operation the increased concentration of metals generated an increase in SO42- removal and was not harmful to the microbial consortium, verified by the results obtained. COD removals ranged from 68.4 to 94.4% and SO42- from 39.1 to 72.8%, being phase IV with greater removal of SO42-. Fe2+ removals were above 99.2%, Zn2+ - 100% and Cu2+ above 93.3%. At the end of each operation phase, time profiles were performed to quantify the kinetic behavior of sulfate removal. Values of apparent kinetic constant (Kap) obtained showed that there was a decrease in the reaction speed at the same time that the sulfate removal increased. This may have been due to the high concentration of metals throughout the phases, resulting by a longer time required for SO42- removal. However the kinetics were not impaired once the stabilization of the removal within the expected cycle of 48 hours. During operation it can be inferred that the bacterial population showed to be well adapted to the predominant medium in the reactor, indicated by the increase of the effluent pH and removals of COD and SO42- observed in all phases. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Área de Especialização de Hidráulica). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Neste trabalho foi avaliado o desempenho do sistema de contatores biológicos rotatórios para a remoção de matéria orgânica de efluente hospitalar e a posterior inativação de coliformes totais, Escherichia coli e Enterococcus sp. com os oxidantes hipoclorito de sódio e ozônio. A toxicidade gerada nos processos de desinfecção foi avaliada em Daphnia similis. Os efluentes hospitalares podem apresentar semelhanças aos efluentes domésticos no que diz respeito à concentração de matéria orgânica, coliformes e pH e ambos são, geralmente, coletados pela rede de esgotos e enviados para mesma estação de tratamento. Contudo, a presença de substâncias como fármacos, desinfetantes e compostos químicos, bem como organismos patogênicos multirresistentes a antimicrobianos podem ocorrer em elevadas contagens nas águas residuárias hospitalares. O sistema biológico de tratamento utilizado nesta pesquisa se mostrou adequado, obtendo-se remoções de matéria orgânica na ordem de 80% em termos de DQO, sendo que no término do experimento atingiu-se 88,5% de remoção de DQO para o tempo de detenção hidráulico de 2,28 horas. Houve a inativação de 1 a 2 unidades logarítmicas para coliformes totais, de 2 a 3 unidades logarítmicas para Escherichia coli e significativa remoção de toxicidade. O desempenho dos desinfetantes hipoclorito de sódio e ozônio mostrou similaridades. Entretanto, ao comparar-se com efluentes domésticos, foram necessárias maiores dosagens para o efluente hospitalar devido ao elevado consumo de oxidante pela presença da matéria orgânica refratária ao tratamento biológico. O processo de desinfecção com hipoclorito de sódio apresentou variabilidade nos resultados, em função da concentração de matéria orgânica, nitrogênio amoniacal e pH do efluente. Para ensaios em bateladas em volumes de amostra de 1 litro, valores de C.t oscilaram entre 20 a 50 mg.min.L-1 para inativação de E. coli. A desinfecção por ozônio também sofreu variações em função da matriz complexa do efluente. A inativação dos organismos somente foi acentuada após adição de 70 a 90 mg.L-1 de ozônio, concentrações estas nas quais se observou grande decaimento na absorbância em UV 254 nm, indicando possivelmente o consumo prioritário de ozônio para outras reações de oxidação, tais como a ruptura de anéis aromáticos e/ou insaturações nas cadeias carbônicas. Efluentes de origem doméstica foram rapidamente desinfetados com ozônio. Os organismos Enterococcus sp. apresentaram decaimento ora semelhante a coliformes totais, ora semelhante a Escherichia coli e ora resistentes frente à ação do desinfetante. Após total inativação de coliformes fecais foram eventua lmente observadas contagens na ordem de 103 UFC.100mL-1 de Enterococcus sp. Dada a prevalência de organismos resistentes a antibióticos que, em função disso, apresentam maior grau de virulência, observou-se que somente o monitoramento de coliformes totais e fecais não seria adequado para a desinfecção e lançamento de efluentes hospitalares. A toxicidade aguda do efluente, verificada em Daphnia similis, aumentou após adição de cloro mas foi reduzida quando houve decloração com tiossulfato de sódio. Com adição de ozônio, verificou-se variabilidade nos resultados, mas geralmente houve aumento da toxicidade após aplicação de elevadas dosagens as quais foram necessárias para desinfecção.

RODRIGUES, F. P. Utilização da técnica da biorremediação em sistemas de esgotamento sanitário. Aplicação na cidade de Juazeiro do Norte, Ceará. 2005. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-06-07T18:58:31Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_fprodrigues.pdf: 1957669 bytes, checksum: 821a6c1e101d492f776b79ab4ef89c7c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-20T18:20:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_fprodrigues.pdf: 1957669 bytes, checksum: 821a6c1e101d492f776b79ab4ef89c7c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T18:20:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_fprodrigues.pdf: 1957669 bytes, checksum: 821a6c1e101d492f776b79ab4ef89c7c (MD5) Previous issue date: 2005 / This work evaluated the use of the bioremediation technique by the application of selected microorganisms (biological additives), that accelerate the organic matter degradation, to increase the microbial population in the treatment system, recovering or improving the biological process efficiency in stabilization ponds. The work was developed in the basis of the results from the wastewater samples analysis collected in Malvas wastewater treatment plant, operated by the Company of Water and Wastewater of Ceará (CAGECE) in Juazeiro do Norte, Ceará State. During a 5 (five) month period, it was verified the behavior of the ponds by the analysis of the following parameters: BOD, COD, total and fecal coliforms, settable solids, total suspended solids, electric conductivity, temperature, dissolved oxygen, sulphydric gas and sulfide. The total BOD and COD removals were, respectively, 84 and 80%. The sulphydric gas removal in ponds 1 and 2 were, respectively, 43 and 38%. The dissolved oxygen rate, during the additive application, increased gradually month by month. The maturation pond effluent can be used for unrestricted irrigation, since TFC < 1000/100 mL. The in situ bioremediation process had the objective of applying the technology to help the environment, by reintroducing microorganisms, improving their activity in the biodegradation process. / Este trabalho procurou avaliar o uso da técnica de biorremediação, através da aplicação de microrganismos selecionados (aditivos biológicos), que aceleram o processo de degradação da matéria orgânica, para incrementar a população microbiana no sistema de tratamento, recuperando e/ ou aumentando a eficiência do processo biológico em lagoas de estabilização. O trabalho desenvolveu-se a partir dos resultados de análises laboratoriais de amostras de esgotos coletadas na Estação de Tratamento de Esgoto (ETE - Malvas), operada pela Companhia de Água e Esgotos do Ceará (CAGECE) em Juazeiro do Norte, Ceará. Durante um período de 5(cinco) meses foi verificado o comportamento da série de lagoas, através da análise dos seguintes parâmetros: DBO e DQO, Coliformes Totais e Termotolerantes, Sólidos Sedimentáveis, Sólidos Suspensos Totais, Condutividade Elétrica, Temperatura, Oxigênio Dissolvido, Gás Sulfídrico e Sulfeto. As remoções totais de DBO e DQO foram, respectivamente, de 84 e 80%. As remoções de gás sulfídrico, nas lagoas 1 e 2 foram, respectivamente, de 43 e 38%. A taxa de oxigênio dissolvido, durante a aplicação do aditivo, teve um crescimento gradual mês a mês. O efluente da lagoa de maturação pode ser aproveitado para irrigação irrestrita, uma vez que CTT < 1000/100 mL. O processo utilizado de biorremediação in situ (no local) teve como finalidade utilizar a ciência para ajudar a natureza, através da recolocação de microrganismos fortalecendo a ação dos mesmos no processo de biodegradação.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-17T12:51:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1575552 bytes, checksum: e757d5b192800fddc4a2a4306d5548a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T12:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1575552 bytes, checksum: e757d5b192800fddc4a2a4306d5548a8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Durante o processo de extração do petróleo, um elevado volume de água é consumido gerando grandes volumes de efluentes salinos contaminados com compostos tóxicos de difícil degradação. A amônia é um desses compostos, que em concentrações elevadas, pode ser prejudicial para o ambiente. Por isso, antes de ser descartado ou reutilizado, o efluente deve ser tratado. O tratamento biológico por lodos ativados tem sido o mais utilizado devido ao baixo custo e boa qualidade do efluente tratado. O processo biológico de remoção de amônia é denominado nitrificação, onde a amônia é oxidada a nitrito que é oxidado a nitrato. A primeira oxidação pode ser realizada tanto por bactérias quanto por archaeas. O sal é um fator de instabilidade nas estações de tratamento biológico, porque interfere diretamente nos processos de degradação de poluentes como a nitrificação. Então, o uso de microrganismos adaptados ao sal nas estações de tratamento otimizaria o processo. Dessa forma, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade microbiana total e nitrificante no lodo nitrificante ao longo do processo de aclimatação dos microrganismos à altas concentrações salinas, visando um melhor entendimento sobre a ecologia destes microrganismos. Para tal, o lodo foi aclimatado em batelada, com adição semanal de 5 g/l de NaCl ao efluente de alimentação e a taxa de remoção de amônia foi monitorada. O sal foi adicionado até a completa inibição da nitrificação, que ocorreu na concentração de 125 g/l de NaCl. Em cada concentração salina, uma alíquota do lodo foi coletada e fixada. Os pontos com 25, 50, 75, 100, 105, 115 e 125 g/L foram selecionados, e o DNA total foi extraído das amostras. O DNA foi amplificado com primers específicos para a região RNAr 16S de bacteria e Archaea, e a separação dos amplicons foi feita por eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE). Após o DGGE, três pontos foram selecionados para o estudo da diversidade através de sequenciamento massivo da região RNAr 16S de bacteria e archaea e quantificação das populações metabolicamente ativas por Flow-FISH. Foram selecionados os pontos com 25 g/l de NaCl, concentração salina normal do efluente, 100 g/l de NaCl, que foi a ultima concentração salina onde a taxa de nitrificação foi de 100 %, e 125 g/l de NaCl, onde a nitrificação chegou a zero. Os resultados mostraram que com o aumento da salinidade a abundancia de bactérias diminuiu e a de Archaea aumentou, e na concentração de 125 g/L de sal, 80 % da população metabolicamente ativa é composta por archaea. Este resultado era esperado, uma vez que muitos microrganismos pertencentes ao domínio Archaea são resistentes à condições extremas como altas salinidades. Os resultados também mostraram que a remoção de amônia nas três concentrações salinas analisadas é feita por um grupo distinto de microrganismos, envolvendo bactérias autotróficas, bactérias heterotróficas e archaeas, evidenciando a ocorrência da nitrificação autotrófica, heterotrófica e processo ANAMMOX. / During the process of petroleum extraction, a high volume of water is consumed generating large volumes of saline effluent contaminated with toxic compounds that are difficult to degrade. Ammonia is one of these compounds, which at high concentrations can be harmful to the environment. Therefore, before being discarded or reused, the wastewater must be treated. Biological treatment has been the most widely used due to low cost and good quality of the final effluent. The biological process of removing ammonia is nitrification, where ammonia is oxidized to nitrite which is oxidized to nitrate. The first step may be performed both by bacteria and by archaea. The salt is a factor of instability in biological treatment plants, because it interferes directly on pollutant degradation processes such as nitrification. Then, the use of microorganisms adapted to salt in wastewater treatment station would optimize the process. Thus, the aim of the study was to evaluate the total and nitrifying microbial diversity in nitrifying sludge during the acclimation process of microorganisms to high salt concentrations, seeking a better understanding of the ecology of these microorganisms. For this, the sludge acclimatization was carried out in batch with weekly addition of NaCl to the effluent and the removal rate of ammonia was monitored. The salt was added until complete nitrification inhibition, which occurred in the concentration of 125 g/l NaCl. At each salt concentration, a sludge aliquot was collected and fixed for analysis. The points 25, 50, 75, 100, 105, 115 and 125 g/L were selected, and total DNA was extracted from the samples. The DNA was amplified with specific primers for the 16S rRNA region of bacteria and archaea and the separation of amplicons was performed in denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). After DGGE, three points were selected for the study of diversity by massive sequencing of 16S rRNA region of bacteria and Archaea and quantification of metabolically active population by Flow-FISH. Points were selected with 25 g/l of NaCl, initial salt concentration of the effluent, 100 g/l of NaCl, which was the last salt concentration where nitrification rate was 100 %, and 125 g/l of NaCl, where nitrification reached zero. The results showed an increase in the abundance of archaea and a decrease in the abundance of bacteria over increasing the salt concentration, and in the concentration of 125 g/l of salt, 80 % of metabolically active population is Archaea. This result was expected, since many microorganisms belonging to domain Archaea are resistant to extreme conditions such as high salinity. The results also showed that removal of ammonia in the three salt concentrations analyzed is made by a distinct group of microorganisms, involving autotrophic bacteria, heterotrophic bacteria and archaea, indicating the occurrence of nitrification autotrophic, nitrification heterotrophic and ANAMMOX processes.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-07T19:58:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 332385 bytes, checksum: 6f6e82412f5c5185839844aa2f41ad9b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T19:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 332385 bytes, checksum: 6f6e82412f5c5185839844aa2f41ad9b (MD5) Previous issue date: 2001-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho buscou simular, em escala de laboratório, um sistema de lodos ativados em batelada e em série, a fim de avaliar a tratabilidade dos efluentes provenientes de duas seqüências de branqueamento ECF, geradas em laboratório: A(EOP)D(PO) e D HOT (EOP)DP. Foi realizado o mesmo estudo com um efluente industrial de branqueamento ECF de uma fábrica de celulose kraft de eucalipto. Inicialmente, os efluentes foram caracterizados e tratados biologicamente, e em seguida foram realizados testes para estimar os parâmetros cinéticos do crescimento biológico do sistema de tratamento empregado para cada efluente. Os efluentes apresentaram características próximas. O primeiro reator biológico foi eficiente quanto à remoção de DQO (73%), DBO5 (98%) e AOX (50%), para ambos os efluentes, e compatível com os níveis atuais alcançados por fábricas de celulose kraft branqueada. Porém, o segundo reator biológico do sistema em série não foi eficiente, uma vez que praticamente toda matéria orgânica biodegradável existente nos efluentes foi consumida no primeiro reator. A taxa máxima de crescimento da biomassa estimada para o efluente gerado no laboratório foi de aproximadamente 1,3 d^-1, enquanto o efluente industrial apresentou uma taxa xinferior, em torno de 0,6 d^-1. Os coeficientes de produção celular estimados para ambos os efluentes estudados foram próximos, em torno de 0,4 mgSSV mgDQO^-1. Este valor encontra-se próximo do disponível na literatura, para efluentes de celulose kraft. Quanto ao coeficiente de respiração endógena estimado, o efluente laboratorial apresentou valor próximo ao da literatura, 0,13 d^-1, já o efluente industrial apresentou um valor superior, em torno de 0,18 d^-1. / This study tried to simulate in laboratory, a batch activated sludge system to treat two laboratory generated ECF bleaching effluents, A(EOP)D(PO) and D HOT (EOP)DP as well as an industrial eucalyptus kraft pulp ECF bleaching effluent. The effluents were characterized, bio-treated and finally growth kinetics parameters of the biological system used to treat the effluents were estimated. The effluents had similar characteristcs. The first biological reactor shaved efficient COD (73%), BOD (98%) and AOX (50%) removal for both effluents which was comparable to that observed for bleached kraft pulp mill effluents. However, the second biological reactor wasn’t efficient because all effluent biodegradable organic material was oxidized in the first reactor. A estimate of the biomass maximum specific growth rate in the laboratory effluent was 1.3 d^-1, however the rate in the industrial effluent was 0.6 d^-1. The estimates of the yield coefficients in both effluents were similar, 0.4 mgVSS mgCOD^-1, and similar to values found in the literature for pulp effluents. The estimate of the endogenous decay coefficient in the laboratory effluent was similar to values reported in the literature, 0.13 d^-1, however that of the industrial effluent was higher, 0.18 d^-1.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-03-26T13:11:31Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3239134 bytes, checksum: 10a5a61963fbb613ef8a32bc017f543a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T13:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3239134 bytes, checksum: 10a5a61963fbb613ef8a32bc017f543a (MD5) Previous issue date: 2016-11-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / No presente trabalho, procurou-se avaliar a eficiência de sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SACs-EHSS), cultivados com capim-elefante cv. Napier (Pennisetumpurpureum Schum.) e capim-tifton 85 (Cynodon spp.), de forma consorciada, utilizando garrafas PET amassadas ou brita # 0 como meio suporte, no tratamento de água residuária de tanque comunitário de resfriamento de leite (ARTL). A infraestrutura experimental foi constituída por seis SACs-EHSS, nas dimensões de 0,6 m de altura x 1,0 m de largura x 2,5 m de comprimento, posicionados sobre o solo, tendo o fundo (em nível) e as laterais impermeabilizadas com lona de PVC de 0,5 mm de espessura, montados paralelamente e delimitados por muretas de alvenaria. Os SACs-EHSS 1, 2 e 3 (SAC-BSV, SAC-BET e SAC-BTE) foram preenchidos com brita # 0 (D 60 = 9,1 mm, coeficiente de uniformidade – CU D 60 /D 10 = 3,1 e volume de vazios inicial, n = 0,398 m 3 m -3 ), enquanto os SACs-EHSS 4, 5 e 6 (SAC-PET, SAC-PTE e SAC-PSV) foram preenchidos com garrafas PET (250 e 500 mL) amassadas (n = 0,642 m 3 m -3 ). Nos SAC-BET (2) e SAC-PET (4), cultivou-se o capim-elefante na primeira metade e capim-tifton 85 na segunda metade. Os SAC-BTE (3) e SAC-PTE (5), por sua vez, foram plantados com disposição inversa das espécies vegetais, tendo o capim-tifton 85 na primeira metade e o capim-elefante na segunda metade. Nessas unidades, realizou-se o plantio de cada espécie vegetal com densidade de 19 propágulos por metro quadrado. Já os SAC-BSV (1) e SAC-PSV (6) foram mantidos não cultivados. Cada leito foi alimentado com vazão média de 0,18 m 3 d -1 e taxa de carga orgânica (TCO) média de 318 kg ha -1 d -1 de DBO 5 . Essas condições de operação proporcionaram tempo de detenção hidráulica de 1,84 dias nos SACs-EHSS preenchidos com a brita (SACs-B) e 2,97 dias nos preenchidos com as garrafas PET amassadas (SACs-P). Para avaliar o desempenho dos sistemas, foram efetuadas 12 amostragens da água residuária afluente e efluente de cada SAC-EHSS, no decorrer do período de monitoramento experimental, de 01/04/2015 a 15/12/2015, medindo-se a condutividade elétrica, turbidez e o pH e quantificando-se as concentrações de DBO 5 , DQO, SST, N-total, P-total, K e Na. Para a quantificação da produtividade de matéria verde, matéria seca e dos teores de N, P, K e Na no tecido vegetal, foram efetuados quatro cortes da biomassa aérea das espécies vegetais cultivadas nos SACs-EHSS. Durante a avaliação, observou-se que de uma maneira geral, as espécies avaliadas se adaptaram bem ao cultivo em SACs-EHSS utilizados no tratamento ARTL, considerando-se a TCOs aplicada. O capim-tifton 85 foi a espécie vegetal que apresentou maior teor e capacidade extratora de Na, enquanto no capim- elefante, observou-se os maiores teores de N, PB e capacidade extratora de N, K e P, quando observados os valores médios das espécies em todos os tratamentos. O capim-tifton 85 apresentou maior média do teor de Na e da capacidade extratora em sua parte aérea, quando cultivado nos SACs-P. O capim-elefante, quando cultivado na primeira metade dos SACs-EHSS, apresentou maiores médias de produtividades de matéria seca da parte aérea e de capacidades de extração de N. O capim-elefante apresentou produtividade média de matéria seca superior à do capim-tifton 85, quando cultivado na primeira metade dos SACs-EHSS. O cultivo, de ambos os capins, na segunda metade dos SACs-B, proporcionou maiores extrações médias de N em comparação a quando cultivados nos SACs-P, na mesma posição de cultivo. O material suporte constituído por garrafas PET amassadas foi tão eficiente quanto a brita na remoção de algumas variáveis (DBO 5 , DQO, P-Total e K-Total) sendo, em algumas situações, até mais efetivo (turbidez, ST, SST e Na). A brita, por outro lado, proporcionou maiores remoções de N-Total da ARTL. Diante dos resultados obtidos, verificou-se que garrafas PET amassadas podem constituir alternativa viável de meio suporte em SACs-EHSS, tendo em vista que propiciam eficiente remoção de poluentes da ARTL e que a técnica de monocultivo ou policultivo dependerá do objetivo do tratamento. / In the present work, the efficiency of horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSF-CWs) for treating wastewater from a bulk milk cooling tank (MTWW) was evaluated when grasslands were cultivated with elephant grass cv. Napier (Pennisetum purpureum Schum.) and Tifton 85 bermudagrass (Cynodon spp.) in intercropping, using crushed PET bottles or gneiss gravel # zero as substrate. The experimental setting consisted of six HSSF-CWs with dimensions 0.6 m height x 1.0 m width x 2.5 m length placed aboveground, having their leveled bottoms and theirs sides all waterproofed with a 0.5-mm thick PVC canvas, mounted in parallel and delimited by brick walls. HSSF-CWs 1, 2, and 3 (CW-BSV, CW-BET, and CW- BTE) were filled with gravel 0 (D 60 = 9.1 mm; uniformity coefficient – UCD 60 /D 10 = 3.1; initial void volume, n = 0.398 m 3 m -3 ), while HSSF-CWs 4, 5, and 6 (CW-PET, CW-PTE, and CW-PSV) were filled with crushed (n = 0.642 m 3 m -3 ) PET bottles (250 and 500 mL). In CW-BET (2) and CW-PET (4), elephant grass was cultivated in the first half while Tifton 85 bermudagrass was cultivated in the second half. In SAC-BTE (3) and SAC-PTE (5), on the other hand, grasses were planted in the inverse arrangement: Tifton 85 bermudagrass in the first half and elephant grass in the second half. I all those four units, each plant species was cultivated at a density of 19 propagules per square meter. CW-BSV (1) and CW-PSV (6) were kept non- cultivated. Each bed was fed at a mean flow rate of 0.18 m 3 d -1 and mean organic loading rate (OLR) of 318 kg ha -1 d -1 BOD 5 . These operating conditions provided a hydraulic retention time of 1.84 day in the gravel-filled HSSF-CWs (CWs-B) and 2.97 days in the crushed-PET-filled HSSF-CWs (CWs-P). In order to evaluate wetland performance, 12 samplings of inflow and outflow wastewater were performed at each HSSF-CW along the experimental period, from 04/01/2015 through 12/15/2015, by measuring electrical conductivity, turbidity, and pH, and by quantifying BOD 5 , COD, TSS, N total , P total , K, and Na. For quantification of shoot fresh and dry weight, and of N, P, K, and Na contents in plant tissues, shoots were cut four times. During the evaluation period, both studied species overall adapted well to cultivation in HSSF-CWs used for treating MTWW, considering the OLR xiused. Tifton 85 bermudagrass showed the highest Na amounts as well as Na removal capacity, while the elephant grass showed the highest amounts of N and CP as well as removal capacity of N, K, and P, regarding the mean values observed for the species at all treatments. Tifton 85 bermudagrass showed the highest mean Na amount and removal capacity when cultivated in the CW-P’s. When cultivated in the first half of the HSSF-CWs, elephant grass showed the highest means for shoot dry matter productivity and N removal capacity, as well as a higher mean shoot dry matter productivity than Tifton 85 bermudagrass. Cultivation of both grasses in the second half of the CW-B’s showed higher means for N removal capacity than cultivation in the same half of CW-P’s. Crushed-PET substrate was as efficient as the gravel one in the removal of some variables (BOD 5 , COD, P total , and K total ). For some other variables, crushed-PET substrate was even more efficient than the gravel one (turbidity, TS, TSS, and Na). Gravel, on the other hand, showed higher N total removal from the MTWW. The results showed that crushed PET bottles might constitute a viable alternative as substrate in HSSF-CWs, as they provide an efficient pollutant removal from MTWW and in view of the fact that the adoption of either monoculture or polyculture will depend on the aim of the treatment.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-12-10T07:31:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 922122 bytes, checksum: 2868759f6518eb167ab5b80098fdd89f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-10T07:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 922122 bytes, checksum: 2868759f6518eb167ab5b80098fdd89f (MD5) Previous issue date: 2015-09-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente fábricas de polpa celulósica kraft estão sendo transformadas em fábricas de polpa solúvel. No processo de polpação de celulose solúvel existe uma etapa da pré- hidrólise dos cavacos. Nesta etapa é gerado um licor da pré- hidrólise (LPH), possuidor de uma alta demanda química de oxigênio (DQO). Ainda não existe um destino definitivo e eficaz para o LPH. Normalmente é direcionado aos evaporadores junto com o licor negro, aumentando a carga hidráulica e o consumo de energia requerida para a sua evaporação. O envio do LPH para a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) pode ser uma opção a ser considerada desde que não afete negativamente a ETE e o meio ambiente. Assim, este estudo teve como objetivo (i) avaliar a tratabilidade biológica do LPH por sistema e lodos ativados em batelada em diversas proporções de mistura com efluente de uma fábrica de celulose; (ii) estudar o fraccionamento de LPH através da utilização de processos de separação por ultrafiltração (UF) que procurem a separação dos componentes do LPH, sendo o permeado direcionado à ETE e o concentrado aos evaporadores. O LPH foi gerado no laboratório por processo hidrotérmico a 180oC por 30 minutos, para uma relação agua/madeira de 4:1. Foi adicionado o LPH em doses de 7,5; 12,5; 17,5 e 22,5% em relação a 200 ml de efluente de uma fábrica de celulose kraft, aos reatores biológicos, avaliando a DQO de entrada e saída como principal parâmetro para se estimar a eficiência do sistema. O LPH foi filtrado por um processo de UF, sendo o permeado misturado ao efluente da fábrica com uma dose de 22,5%, em relação a 200 mL de efluente, e tratado em reatores de lodos ativados em batelada. Adotou-se como principal parâmetro de avaliação a DQO de entrada e saída. O LPH apresentou uma DQO bruta de 55.000 mg L-1 e DBO 5 de 31.521 mgL-1 com uma relação DBO 5 /DQO de 0,57. O efluente da fábrica de celulose apresentou uma DQO bruta de 1.217 mg L-1 e DBO 5 de 525 mg L-1 com uma relação DBO 5 /DQO de 0,43. A adição das crescentes doses de LPH ao efluente proporcionou, como esperado, uma tendência de aumento da DQO da mistura LPH:efluente. A eficiência de redução da DQO nas diversas condições de dosagem do LPH manteve-se sempre alta (>80%) demonstrando a alta biodegradabilidade da matéria orgânica presente no LPH. No entanto, observou-se que as concentrações de DQO do efluente tratado apresentaram valores q ue poderiam inviabilizar o seu lançamento em corpos d’água, por exemplo, 1422 mg L-1 como média na dose de 22,5% do licor. Buscando solucionar esse problema, propôs-se utilizar um tratamento prévio do LPH utilizando-se membrana de UF. Os permeados da unidade de UF deveriam possuir uma menor concentração de DQO e, sobretudo de matéria orgânica recalcitrante ao tratamento biológico uma vez que a matéria orgânica de alta massa molar (menos biodegradável) ficaria retida na corrente concentrada da UF. No tratame nto com membranas obteve-se no permeado uma taxa de recuperação do72% com uma DQO bruta de 13.400 mg L-1 e DBO 5 de 9.500 mg L-1 com uma relação de DBO 5 /DQO igual a 0,71. A DQO e DBO 5 de entrada da mistura para a dose 22,5% de permeado forem de 3.400 e 1840 mg L-1 , respectivamente. A DQO e DBO 5 de saída foram de 480 e 44 mg L-1 . Considerando a taxa de recuperação no processo de filtração igual a 72%, conclui-se que a corrente concentrada poderia ser enviada aos evaporadores com uma significativa economia energética (72%) quando comparada ao envio de todo o LPH para a unidade de evaporação. A alta remoção da carga orgânica do LPH por tratamento de lodos ativados em batelada confirma a boa tratabilidade do licor. No entanto a DQO final em nenhuma das doses avaliadas alcançou a concentração de DQO estipulada pela legislação. O tratamento por membranas de UF apresenta uma melhor alternativa ao alcançar valores de DQO similares às estipuladas, além do aproveitamento do concentrado para geração de energia ao poder ser queimado na caldeira de recuperação. / Currently, some kraft pulp mills are being converted into dissolving pulp mills which normally generate a specific liquor produced during the wood chip pre-hydrolysis (PHL). This liquor has a high COD and BOD content due to the presence of hemicellulose, lignin, and other wood components. The most common form to dispose this liquor is to send it to the black liquor kraft recovery cycle. However, some mills do not have enough capacity to process this PHL in their evaporation and/or recovery boiler system. An alternative for disposing the PHL would be to send it to the effluent treatment plant. Another alternative to manage this PHL was to pre-treat the PHL using UF membrane. The objectives of the present work were i) to evaluate the biotreatability of PHL ii) to evaluate the use of polymeric ultrafiltration in order to pre-treat the PHL. The PHL was generated in lab conditions on a hydrothermal process and it was added in dosages of 7,5%; 12,5%; 17,5% and 22,5% to sequential batch biological reactors (SBBR). The SBBR reached high COD removal (> 75%) during all dosages scenarios. However, the final treated effluent presented higher COD concentration as the PHL doses were increased. The treatment of the PHL liquor using UF membranes reduced the COD load and improved the biotreatability of the permeate. The concentrate had a 72% volume decrease and higher solids content which could reduce significantly the evaporation demand.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-22T08:43:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1440972 bytes, checksum: ccf6f9d9402d57fb9258ddad156b7d6d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-22T08:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1440972 bytes, checksum: ccf6f9d9402d57fb9258ddad156b7d6d (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de lixiviação das cinzas de precipitadores eletrostáticos da caldeira de recuperação de fabricas de polpa celulósica kraft tem sido um procedimento adotado com o intuito de remover sais de cloreto e potássio, buscando minimizar problemas de incrustação e corrosão nos equipamento e tubulações do sistema de recuperação. O lixiviado das cinzas constitui um efluente com uma elevada concentração de sais e alta condutividade elétrica. Tais características podem promover efeitos negativos no tratamento biológico, especialmente, podendo influenciar na biofloculação do lodo e na comunidade microbiana, culminando em perda de sólidos, baixa qualidade do lodo, e, consequentemente, na redução da eficiência global do tratamento. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a influência do lixiviado das cinzas de precipitador eletrostático de caldeira de recuperação na eficiência do tratamento biológico de efluentes da fábrica de polpa celulósica kraft, quando este é aplicado em doses graduais e crescentes e em doses súbitas (carga de choque). A avaliação foi realizada em três reatores biológicos por batelada (R1, R2, R3) de 1000 mL de volume. O Reator R1 foi operado como referência e alimentado apenas com efluente de uma fábrica de polpa celulósica; o Reator R2 foi alimentado com efluente da fábrica acrescido de doses graduais e crescentes do lixiviado em proporções fixas e com incremento até atingir as condições de um cenário industrial real. O Reator R3 foi alimentado com efluentes da fábrica, e o lixiviado aplicado em carga de choque. Todos os reatores foram operados com os mesmos parâmetros operacionais, ou seja, o oxigênio dissolvido OD > 2 mg L^-1, relação DQO:N:P igual a 250:5:1, tempo de retenção hidráulica igual a 12 h. O estudo demonstrou que a presença de lixiviado provocou inibição da atividade microbiológica, e afetou negativamente a eficiência de remoção da DQO em até 20%. A perdas sólidos no decantador secundário foi 40%. Salienta-se que os efeitos negativos durante as cargas de choque foram sempre mais expressivos comparados aos efeitos das cargas graduais. / The electrostatic precipitator ash leaching process from kraft pulp recovery boiler has been a common procedure used in modern pulp mills seeking the removal of chloride and potassium, in order to minimize fouling and corrosion problems in the of the black liquor recovery system equipment and pipes. The ash leaching consists of an effluent with high salt content and, therefore, with a high electrical conductivity. Such characteristic can affect the effluent biological treatment plant, especially on the bio- sludge flocculation and microbial community, culminating in sludge losses, low sludge quality, and consequently, in the global efficiency reduction. This research evaluated the influence of the recovery boiler electrostatic precipitator ash leaching on the efficiency of the biological wastewater treatment of a pulp mill considering two scenarios when this stream was fed to the biological reactor i) continuously and ii) in batchwise mode. The evaluation was carried out in three biological sequential batch reactors (R1, R2, R3) of 1000 ml volume each. Reactor R1 operated as a reference and it was fed only with a conventional bleached kraft pulp mill effluent without ash leaching; Reactor R2 was fed continuously with the same pulp mill effluent added with ash leaching in fixed proportions, which were increased gradually to reach a real scenario of a modern mill. Reactor R3 was fed with the same pulp mill effluent, added with ash leaching in a batchwise mode. All reactors were kept with the same operating parameters, i.e, the dissolved oxygen OD>2 mg/L, COD:N:P ratio equals to 250:5:1 and a hydraulic retention time equals to 12 h. The study demonstrated that the presence of ash leaching at certain concentrations affected negatively the biological treatment COD reduction efficiency. It also worsened the bioflocculation and therefore caused solid losses in the sedimentation stage. The most prominent negative effects were observed during the batchwise feeding scenario.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-05T10:29:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1856205 bytes, checksum: 84c73dca46a2c32f26d826bb501fbd2b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-05T10:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1856205 bytes, checksum: 84c73dca46a2c32f26d826bb501fbd2b (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente tese teve como objetivo analisar os efeitos do sal na remoção de amônia e na diversidade da comunidade microbiana envolvida neste processo. O trabalho foi dividido em três etapas, descritas em três artigos técnico-científicos. O primeiro artigo abordou os efeitos da salinidade na remoção de amônia de águas de produção de petróleo, em reatores em batelada sequencial. Foram realizados ensaios de bancada com a construção de reatores biológicos com alimentação intermitente. Utilizou-se lodo e efluentes industriais provenientes de uma estação de tratamento de efluentes de um terminal de petróleo. Os experimentos mostraram que se pode alcançar uma remoção completa de amônia via nitrificação biológica a concentrações de sal de até 100 g NaCl L^-1. No entanto, a uma concentração de 125 g NaCl L^-1, os microrganismos nitrificantes foram inibidos e uma remoção muito baixa de amônia foi observada nessas condições. No segundo artigo avaliaram-se as mudanças do perfil da comunidade microbiana do lodo responsável pela remoção de amônia da água de formação de petróleo quando submetidas ao aumento gradual de sal (NaCl) na etapa anterior. Analisou-se amostras de lodo de dois reatores biológicos em batelada sequencial, que foram operados com adição semanal de 5 g L^-1 de NaCl, até a completa inibição do processo de remoção de amônia que ocorreu com uma concentração de 125 g L^-1. Durante o processo de aclimatação do lodo ao sal, as amostras foram coletadas e tiveram seu DNA extraído. Realizou-se o PCR-DGGE e o sequenciamento massivo do gene rRNA 16S para análise da diversidade microbiana. Os perfis de bandas do PCR-DGGE mostraram que ocorreu uma mudança na comunidade microbiana à medida que se aumentou a concentração de sal no reator. Observou-se uma redução da presença de bactérias e concomitantemente um aumento das populações de archaeas. Os dados do sequenciamento revelaram que a remoção de amônia no reator é realizada por diferentes vias, através de bactérias nitrificantes autotróficas (Nitrosococcus, Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira e Nitrococcus), Archaea oxidante de amônia (Candidatus nitrosoarchaeum), microrganismos ANAMMOX (Candidatus Brocardia, Candidatus Kuenenia e Candidatus Scalindua) e potenciais nitrificantes heterotróficos (Paracoccus spp., Pseudomonas spp., Bacillus spp., Marinobacter sp., e Alcaligenes spp.). O terceiro trabalho investigou os efeitos do aumento gradual da concentração de NaCl na eficiência de remoção de amônia e na estrutura e diversidade da comunidade microbiana do grânulo aeróbio. Para tal, dois reatores biológico em batelada sequencial foram operados visando a formação de lodo granular aeróbio. Os reatores foram alimentados com efluente sintético, o qual foi enriquecido com NaCl, cuja concentração foi aumentada 5 g L^-1 de NaCl por semana. A remoção de amônia se manteve eficiente até salinidade de 40 g L^-1, sendo observado um leve decréscimo da eficiência com o aumento da salinidade. Não houve acumulo de nitrito e nitrato no efluente tratado, a remoção de ambos aumentou com o acréscimo de NaCl. Tais resultados evidenciaram a ocorrência de nitrificação/desnitrificação simultânea. Com o aumento da concentração de sal nos reatores os grânulos diminuíram de tamanho até se desintegrarem. A granulação aeróbia foi desfavorecida em concentração de NaCl acima de 10 g L^-1. A abundância de bactéria e archaea aumentou com o acréscimo de NaCl. Diversos gêneros de microrganismos responsáveis pela remoção de nitrogênio foram identificados no sequenciamento, incluindo aqueles envolvidos nos processos de nitrificação e desnitrificação convencionais (Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira, Nitrobacter, Denitromonas, Paracoccus, Bacillus, Klebsiella, Pseudomonas, Nitratireductor, Achromobacter, Thiobacillus, Azoarcus, Thauera, Alcaligenes, Hyphomicrobium, Rhodopseudomonas e Micrococcus), os microrganismos ANAMMOX (Candidatus kuenenia) e os heterotróficos (Paracoccus sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., Alcaligenes sp. e Aeromonas sp.). / This thesis aimed to analyze the effects of salt removal of ammonia and the diversity of the microbial community involved in this process. The work was divided into three chapters presented with three technical-scientific articles. The first article discusses the effects of salinity on the removal of ammonia from produced water from oil and gas production in sequencial batch reactors. Lab-scale tests were carried out in three sequencing batch biological reactors. The wastewater and sludge used in study consisted of produced water from oil extraction collected at an industrial treatment plant from a Brazilian petroleum terminal. The experiments showed that complete of ammonia removal via biological nitrification was achieved at salt concentrations up to 100 g NaCl L^-1. However, at a concentration 125 g NaCl L^-1, the nitrifying microorganisms were inhibited and a very low ammonia removal was achieved under these conditions. In the second article it was evaluated the changes of the microbial community profile of sludge responsible for the ammonia removal from produced water when subjected to a gradual increase of salt (NaCl). The biological sludge samples from two sequential batch reactors which were operated with a weekly addition of 5 g L^-1 NaCl were analyzed, until the complete inhibition of the ammonia removal process, which occurred at a concentration of 125 g L^-1. During the sludge acclimation process, the samples were collected and had their DNA extracted. The PCR-DGGE and massive sequencing of 16S rRNA region were carried out for analysis of microbial diversity. The profiles bands of PCR-DGGE showed that there was a change in the microbial community as the increased salt concentration in the reactor. It was observed a reduction in the bacteria population while the population of archaeas had an increase. The data of the 16S rRNA gene sequencing revealed that the ammonia removal was performed in different routes. The main microorganisms observed were the conventional autotrophic nitrifying bacteria (Nitrosococcus, Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira, Nitrococcus), archaea oxidizing ammonia (Candidatus nitrosoarchaeum), ANAMMOX (Candidatus Brocardia, Candidatus Kuenenia, Candidatus Scalindua), and potential heterotrophic nitrifyers (Paracoccus spp., Pseudomonas spp., Bacillus spp., Marinobacter sp., Alcaligenes spp.). The third paper investigated the effects of gradual increase of NaCl concentration in the ammonia removal efficiency and the microbial structure and diversity of aerobic granular sludge. Two biological sequencing batch reactors were operated with aerobic granular sludge. The reactors were fed with a synthetic effluent enriched gradually with NaCl (5 g L^-1 of NaCl per week). The removal of ammonia remained effective within all salinities tested, but had a slight efficiency decline when salinity increased. There was no accumulation of nitrite and nitrate in the treated effluent. The nitrite and nitrate removal increased with the addition of NaCl. These results proved the occurrence of simultaneous nitrification/denitrification. As the salt concentration increased in the reactor, the aerobic granules size diminished until they completely disintegrated. The aerobic granulation was negatively affected in NaCl concentration above 10g L^-1. The abundance of bacteria and archaea increased with NaCl addition. Several genera of microorganisms responsible for removing ammonia were identified, including the conventional nitrification/denitrification (Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira, Nitrobacter, Denitromonas, Paracoccus, Bacillus, Klebsiella, Pseudomonas, Nitratireductor, Achromobacter, Thiobacillus, Azoarcus, Thauera, Alcaligenes, Hyphomicrobium, Rhodopseudomonas and Micrococcus), ANAMMOX (Candidatus kuenenia) and heterotrophic/aerobic nitrification denitrification microorganisms (Paracoccus sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., Alcaligenes sp. and Aeromonas sp.).