Primeiramente, esse trabalho pretende esclarecer a importância de pesquisas em modelagem, simulação e controle nos processos de tratamento de efluentes e apontar o atraso do Brasil nesta área de pesquisa comparado ao avanço das iniciativas internacionais. O trabalho apresenta o problema específico da modelagem dos processos anaeróbios e propõe uma nova ferramenta de simulação de regime permanente para esses sistemas, desde digestores de lodo a reatores UASB. O simulador se baseia no ADM1 (Anaerobic Digestion Model No 1), modelo proposto pela IWA em 2002, e está implementado em C++. A intenção é disponibilizar livremente um software de simulação com o diferencial de uma metodologia e interface gráfica amigável, capaz de trazer para o dia-a-dia do profissional da área toda a sofisticação de uma modelagem mais completa, tanto do ponto de vista microbiológico como físico-químico. A metodologia proposta se mostrou muito eficiente para a obtenção da condição de regime permanente, fazendo com que a caracterização do afluente se tornasse a etapa limitante do processo de simulação. O método desenvolvido é tão eficaz que permite que sejam realizadas simulações com afluentes e reatores hipotéticos, tornando possível estudos desvinculados da necessidade de análises laboratoriais complexas ou fora do comum. / First, this work intends to show the importance of research in modeling, simulation and control of wastewater treatment processes, and to point the delay of our country (Brazil) in this subject, compared to the advance of the international initiatives. This work presents the specific problem of modeling the anaerobic digestion and proposes a new tool to simulate the steady state condition in anaerobic reactors. The simulator is based on the ADM1 (Anaerobic Digestion Model No 1), developed by IWA in 2002, and is implemented in C++. The intention is to give free access to a new simulation software with the advantages of better methodology and friendly graphical interface. This tool should be able to bring to the professionals all the sophistication of a more complete modelling in the microbiological and physical-chemical point of view. The developed methodology revealed itself to be very efficient for the attainment of the steady state condition. Consequently, it makes the characterization of the influent the critic stage of the simulation process. The developed method is so efficient that allows simulation studies to be carried out using hypothetical influents and reactors. Thus, it brings independence for simulation studies with no need of complex or unusual laboratorial analyses.

A recuperação de nitrogênio e fósforo presente no esgoto tem se tornado uma alternativa bastante promissora para fornecer uma fonte renovável e ecologicamente sustentável de nutrientes para a agricultura e, consequentemente, melhorar a qualidade do efluente final do sistema de tratamento. Os compostos de fósforo, durante o tratamento de esgoto, numa primeira etapa são removidos por processos biológicos, sendo incorporados no lodo pelos organismos heterotróficos ordinários e organismos acumuladores de fósforo (PAOs). Seguidamente, em condições anaeróbias, o fósforo armazenado no lodo pode ser liberado para a fase líquida e em seguida recuperado como estruvita (MgNH4PO4 .6H2O) num processo de cristalização sob condições controladas. No Brasil, ainda não existem documentados estudos em escala piloto, que simulem condições reais, utilizando sistemas EBPR e reatores de precipitação. Por tal motivo, esta pesquisa foi desenvolvida com o intuito de contribuir com uma melhor compreensão do fenômeno de recuperação de fósforo como cristais de estruvita. A pesquisa foi dividia em três etapas: 1) Operação da configuração UCT modificado e digestor anaeróbio de lodo misto e testes preliminares no reator de precipitação de estruvita; 2) Delineamento e realização de experimentos de precipitação e 3) caracterização dos sólidos obtidos nos experimentos de precipitação. A primeira etapa consistiu em dar partida ao sistema biológico de remoção de fósforo (UCT modificado) e digestor anaeróbio de lodo, e consequentemente a produção do sobrenadante. Paralelamente, foram realizados testes no reator de precipitação. A partir do filtrado e o planejamento fatorial 33, foram definidos o pH, dosagem de magnésio e tempo de detenção hidráulico como fatores que exercem influência na precipitação de estruvita. Definiram-se as remoções de nitrogênio e fósforo como as variáveis respostas ao delineamento experimental. Os resultados mostraram remoções de nitrogênio entre 30 e 40% para pH 8,50 e 9,50, enquanto que remoções de fósforo acima de 80% foram obtidas para uma dosagem de magnésio de 80 mg Mg2+/L e pH 8,50 e 9,50. A influência do tempo de detenção hidráulico não foi significativa tanto na remoção de nitrogênio quanto de fósforo. As imagens obtidas pelas análises de MEV constataram a presença de um sistema ortorrômbico, típica dos cristais de estruvita. No entanto, observou-se que os tamanhos dos cristais mudaram consideravelmente em função dos tempos A caracterização dos sólidos por difração de raios X mostrou que na maioria dos experimentos foi obtida estruvita (23 das 27 condições experimentais), seguida de bobbierrita e newberita, em alguns casos, phosphamita, biphosphamita e brucita. Para as condições de pH 8,50 e 9,50 foi obtida pureza da estruvita entre 80 e 97%. / The recovery of nitrogen and phosphorus present in sewage has become a very promising alternative to provide a renewable and ecologically sustainable source of nutrients for agriculture and a consequently improve of the final effluent quality of the treatment system. The phosphorus compounds are initially removed by biological processes, being incorporated in the sludge through phosphorus-accumulating organisms (PAOs). Later, the phosphorus stored under anaerobic conditions in the sludge, is released to the liquid phase and finally recovered as struvite (MgNH4PO4 .6H2O) following its crystallization process under a controlled setting. No pilot-scale studies, which simulate the real conditions using EBPR and precipitation reactors, have been documented in Brazil so far. Therefore, this research aimed to contribute to improve the understanding of the phosphorus recovering phenomenon as struvite crystals. This project was divided in three main stages: 1) Operation of the UCT-modified setting and the anaerobic digester of mixed sludge; 2) Design and performance of precipitation experiments and. 3) Characterization of the obtained solids during the precipitation experiments. At the first stage, the biological system for phosphorus removal (UCT-modified), and the anaerobic sludge digester were initiated, followed by the production of supernatant. Simultaneously, precipitation tests were carried out at the reactor. Following the factorial design, and using the recovered supernatant, the pH, addition of magnesium and hydraulic retention time, were identified as factors influencing the struvite precipitation. The phosphorus and nitrogen removal were defined as the dependent variables for the experimental design. The results showed a nitrogen removal between 30% and 40% for pH values of 8.50 and 9.50, independently of the used magnesium dose. On the otherhand, over 80% of phosphorus removal was attained with addition of magnesium of 80 mg Mg2+/L and pH values of 8.50 and 9.50. The hydraulic retention time have not influenced the total nitrogen and phosphorus removal, but the grain-size of the struvite crystals precipitated. The characterization of the recovered solids by X-ray diffraction showed that struvite was precipitated in most of the performed experiments (23 of 27 settings), although bobierrite, newberyite, phosphamite, biphosphamite and brucite, were formed as well. The maximum values for struvite pureness, between 80% and 97%, were obtained with pH values of 8.50 and 9.50. The MEV analyses supported the presence of a orthorhombic crystallographic system, which is a typical feature of struvite.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2019-02-25T11:12:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2065992 bytes, checksum: fc539640a5507d3ec970b1c692461946 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-25T11:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2065992 bytes, checksum: fc539640a5507d3ec970b1c692461946 (MD5) Previous issue date: 2018-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Microrganismos Eficientes constituem uma comunidade de indivíduos aeróbios e anaeróbios que desempenham funções benéficas ao meio ambiente e são capazes de se desenvolver em diversos ecossistemas. Neste trabalho, a técnica de Microrganismos Eficientes (EM Technology®) foi aplicada com o objetivo de verificar se esses organismos são capazes de conferir melhorias no tratamento de esgoto urbano. O aparato experimental foi constituído de dois reatores UASB de bancada e somente um foi inoculado com Microrganismos Eficientes. Os reatores operaram durante 90 dias com tempos de detenção hidráulica de 12, 9 e 6 horas e foram avaliadas as eficiências de remoção de matéria orgânica e nutriente, bem como o processo de granulação anaeróbia. A eficiência dos processos foi analisada em termos de remoção de DQO, DBO 5 e nitrogênio amoniacal enquanto que o processo de granulação foi examinado por meio de testes de resistência ao cisalhamento do grânulo e quantificação de EPS (substâncias poliméricas extracelulares). Análises de diversidade microbiana dos domínios Bacteria e Archaea foram realizadas com o intuito de avaliar se o inóculo provocou alterações nas comunidades dos reatores em termos de diversidade de espécies dentro do período operacional proposto. Os resultados apontam que o inóculo de Microrganismos Eficientes não foi capaz de provocar diferença (a 5% de significância) na eficiência de remoção de compostos orgânicos e nutrientes do sistema. Os testes de resistência ao cisalhamento dos grânulos e de quantificação de EPS apontam que a presença dos Microrganismos Eficientes gerou grânulos mais resistentes e com melhores propriedades de agregação. O inóculo de Microrganismos Eficientes apresentou elevada abundância e baixa diversidade de espécies se comparado às amostras de lodo analisadas. As espécies com maior abundância no inóculo não foram capazes de sobreviver dentro do reator no período proposto. A elevada abundância de Archaeas metanogênicas acetoclásticas nos dois reatores, indicou que esses organismos contribuíram para processo de granulação dos reatores e conseguiram completar o seu ciclo de reações, gerando um efluente tratado com baixa carga orgânica. / Effective Microorganisms are a community of aerobic and anaerobic individuous which performed beneficial functions for the environment and are capable of developing in various ecosystems. In this work, the Effective Microorganisms technique (EM Technology®) was applied in order to verify whether these organisms, widely used in agriculture, are capable of enhancing domestic wastewater treatment. Two UASB bench reactors were built and one was inoculated with Effective Microorganisms to evaluate the performance of the inoculum. The UASB reactors were operated at hydraulic retention times of 12, 9 and 6 hours for thirty days each (90 days total) during which treatment efficiency and anaerobic granulation were compared. Treatment efficiency was analyzed in terms of COD, BOD 5 and ammonium removals while granulation was examined by measuring granule shear strength and extracellular polymeric substances (EPS) contents. In order to evaluate the difference in microbial communities caused by the inoculum during the operational period, analyses of microbial richness and abundance of the domains Bacteria and Archaea were performed. Results showed that the inoculum of Effective Microorganisms did not affect (5% significance level) organic matter and nutrient removals. Granules shear strengh tests and EPS contents indicated that inoculation with Effective Microorganisms resulted in more resistent granules, with better agregation properties. The Effective Microorganisms inoculum presented a higher species abundance, but lower diversity when compared to sludge samples analysed. Moreover, the more abundant species in the inoculum were not capable of developing in the reactor during the operational period. The high abundance of acetotrophic metanogen Archaeas in both reactors, considering the total number of reads, indicated that these organisms contributed to the granulation process in the reators and were able to complete their reaction cycle, generating treated wastewater with low organic load.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-05-12T12:58:24Z No. of bitstreams: 1 PDF - Tatiana Gomes de Pontes.pdf: 2313753 bytes, checksum: 8db271a02b37c7328dd7cd2c48e554d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T12:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Tatiana Gomes de Pontes.pdf: 2313753 bytes, checksum: 8db271a02b37c7328dd7cd2c48e554d5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work represents the post-treatment of effluent reactor UASB in polishing ponds fed with continuous flow and batch investigating different depths, in two experimental phases. In the first phase of work, the experimental system consisted of four polishing ponds in which two were monitored with continuous feed (LC57 and LC45) and two with semi-continuous (LB57 and LB45) and its tributary coming from pond transshipment, both ponds LC57 and LB57 (57 cm deep), for the ponds LC45 and LB45 (45 cm deep) had HDT 12 days. In the second phase of the work experimental consisted of three ponds, which two were fed in single and HDT batch of 8 days (LBT45 and LB245) with its arising tributaries respectively, LT and TE2, and fed continuously with HDT 12 days (LC245), both ponds of the second phase had 45 cm deep. In the first phase, the efficiencies of removals nitrogen overall kjeldahl, nitrogen ammonia and fecal coliforms of pond LC45 were respectively 55%, 71% and 99.3%, higher removals of ponds LC57 (53%, 62% and 99 , 3%), LB57 (39%, 47% and 96.9%) and LB45 (35%, 49% and 97.2%). In the second phase, the ponds with feeding batch and HDT eight days did not differ significantly from the pond with feed continuous and HDT of 12 days, but stood out for the displayed efficiencies, particularly thermotolerant coliforms, in which the pond LBT45 -1 obtained 1E + 03 UFC.100mL meet the WHO requirements for irrigation unrestricted. The ponds fed batch satisfactory results, allowing treat a greater number of tributaries in less time. / Neste trabalho foi avaliado o pós-tratamento do efluente do reator UASB em lagoas de polimento alimentadas com fluxo contínuo e batelada, investigando diferentes profundidades, em duas fases experimentais. Na primeira fase do trabalho, o sistema experimental era constituído de quatro lagoas de polimento, na qual duas foram monitoradas com alimentação contínua (LC57 e LC45) e duas com alimentação semicontínua (LB57 e LB45), sendo seu afluente oriundo da lagoa de transbordo, tanto as lagoas LC57 e LB57 (57 cm de profundidade), quanto às lagoas LC45 e LB45 (45 cm de profundidade) tinham TDH de 12 dias. Na segunda fase o trabalho experimental era constituído por três lagoas, na qual duas eram alimentadas em bateladas e TDH de 8 dias (LBT45 e LB245), com seus afluentes advindos respectivamente, da LT e do TE2, e uma alimentada continuamente com TDH de 12 dias (LC245), ambas as lagoas da segunda fase tinham 45 cm de profundidade. Na primeira fase, as eficiências de remoções de nitrogênio total kjeldahl, nitrogênio amoniacal e coliformes termotolerantes da lagoa LC45 foram, respectivamente de 55%, 71% e 99,3%, superiores as remoções das lagoas LC57 (53%, 62% e 99,3%), LB57 (39%, 47% e 96,9%) e LB45 (35%, 49% e 97,2%). Na segunda fase, as lagoas com alimentação em batelada e TDH de oito dias não diferiram significativamente da lagoa com alimentação contínua e TDH de 12 dias, mas destacaram-se pelas eficiências apresentadas, sobretudo de coliformes termotolerante, no qual a lagoa LBT45 -1 obteve 1E+03 UFC.100mL atendendo as exigências da OMS para irrigação irrestrita. As lagoas alimentadas em batelada obtiveram resultados satisfatórios, permitindo tratar uma quantidade superior de afluentes em menos tempo.

Nesta pesquisa o principal objetivo foi estudar a influência da disposição de lodo gerado em estação de tratamento de água (ETA), que utiliza sulfato de alumínio como coagulante, nos processos biológicos de tratamento de esgoto por lodo ativado com aeração prolongada. Para isso, uma estação piloto de fluxo contínuo foi operada com idade do lodo de 25 dias em duas condições: inicialmente alimentada somente com esgoto bruto e posteriormente com adição de lodo de ETA à base de alumínio de modo a haver acréscimo nos sólidos em suspensão (SS) do esgoto em 25, 50 e 100 mg/L. Os resultados obtidos mostraram que a principal conseqüência foi o aumento na produção de sólidos do sistema (acréscimos médios de 4,6% com 25 mg/L, 37,7% com 50 mg/L e 41,0% com 100 mg/L) e, portanto, na concentração média de SS no tanque de aeração, no decantador secundário e no lodo produzido em excesso. Como o decantador secundário operou com taxa de aplicação de sólidos abaixo da taxa limite não houve problema de arraste de sólidos pelo efluente final. Não houve interferências na remoção de DBO5,20 (eficiência de remoção acima de 94%). O teste de consumo de oxigênio específico (TCOa/SSV) e o exame microscópico do lodo não apontaram possíveis efeitos tóxicos desse lodo à microfauna existente. Não houve inibição no processo de nitrificação (eficiência média de remoção de nitrogênio Kjeldhal Total e de nitrogênio amoniacal acima de 95%). Houve aumento na concentração de DQO e de SS no efluente final pela própria contribuição do lodo da ETA sobre esses parâmetros. A remoção de fósforo foi observada apenas na forma solúvel com dosagem de 25 mg/L e 50 mg/L (eficiências de remoção de 9,1% e de 21,9% respectivamente). Esses resultados apontam que a disposição do lodo de ETA a base de alumínio em sistema de lodo ativado pode ser realizada sem interferências negativas sobre esses processos biológicos aeróbios. / The main purpose of this research was to study the influence of an alum-coagulated water treatment plant (WTP) sludge on the biological processes of wastewater treatment using extended aeration activated-sludge process. For this, a continuousflow activated-sludge pilot plant was operated at solids retention time (SRT) value of 25 day under two conditions: initially, it was feeded only with sewage and next dosed with alum sludge in way to have an addition about 25, 50 and 100 mg of suspended solids (SS) per liter of incoming sewage. The results showed that the main consequence was the increase of solids production (average addition of 4,6% at 25 mg/L, 37,7% at 50 mg/L and 41% at 100 mg/L dosages) and therefore an increasing of average concentration of SS in aeration tank, secondary clarifier and wasteactivated sludge. As the secondary clarifier operated under solids loading rate limit no solids were discharged in the clarifier effluent. There was no interference on BOD5 removal (removal efficiency above 94%). The specific oxygen uptake rate (SOUR) and the microscopic observations did not show any possible toxic effects to the microbial population inhabiting the activated sludge system. There was no inhibition in nitrification process (average efficiency of Total Kjeldahl nitrogen and ammonia nitrogen removal above 95%). There was an increase of COD and SS in final effluent due to contribution of WTP residuals on these parameters. Phosphorus removal was observed only in soluble form with doses of 25 mg/L and 50 mg/L (removal efficiency of 9,1% and 21,9% respectively). These results indicate that disposal of WTP alum sludge in activated-sludge system can be done without any adverse effects on these aerobic biological processes.

Lixiviados de aterros sanitários apresentam altas concentrações de nitrogênio amoniacal e matéria orgânica, além de outros poluentes, que não permitem seu descarte no meio ambiente, sem um prévio tratamento. Lixiviados de aterros sanitários mais antigos, com matéria orgânica mais estabilizada, apresentam grande potencial poluidor, principalmente devido à presença de substâncias recalcitrantes que, usualmente, não são removidas através de tratamento biológico, necessitando, portanto, da aplicação de um pós-tratamento. A presente pesquisa objetivou aplicar o tratamento físico-químico a dois efluentes de sistemas biológicos de tratamento. O primeiro sistema era constituído de um reator de lodo ativado operado em bateladas seqüenciais (70 Litros) cujo efluente era submetido à processo de coagulaçãofloculação usando sais de ferro e alumínio, para remoção da matéria orgânica recalcitrante. Operou-se, em paralelo, uma lagoa aerada, em escala de bancada, dimensionada para remoção da matéria orgânica biodegradável cujo efluente era submetido a processo de precipitação química para remoção de amônia, através da formação do mineral estruvita (MgNH4PO4.6H2O). Os resultados obtidos demonstraram que o cloreto férrico (FeCl3) foi o coagulante mais apropriado sob o ponto de vista econômico, embora, dosagens elevadas (1.160 mg FeCl3/L), frente a 2.465 mg Al2(SO4)3.6H2O/L tenham sido requeridas para o alcance de remoções da matéria orgânica recalcitrante. Com a aplicação de FeCl3 o pH ótimo de coagulação foi próximo de 4,0 e para o Al2(SO4)3; por volta de 5,0. Ao longo dos testes, avaliouse a influência das condições de mistura sobre os fenômenos físico-químicos. Os resultados demonstram que, para o despejo estudado, o gradiente de velocidades e o tempo de mistura não exercem influência sobre os fenômenos de coagulaçãofloculação. Quanto à precipitação química da amônia na forma do mineral estruvita, as melhores remoções (~ 90%) foram alcançadas quando o limite de solubilidade do mineral estruvita foi excedido, para tanto se faz necessária aplicar uma razão molar igual a 1,5:1:1,4 entre os íons envolvidos (Mg+2:NH4 +:PO4 -3). Entretanto, o efluente final desse sistema apresentou uma concentração residual de fósforo solúvel superior a 12 mg P-PO4 -3/L, o que o torna pouco recomendável para fins práticos. / Landfill leachates present high ammonia and organic matter concentrations, besides other pollutants, which do not allow its discharge to the environment without a previous treatment. Older landfill leachates, with more stabilized organic matter, present great pollutant potential, mainly due to the presence of recalcitrant substances that not often are removed by biological treatment and need the application of a post-treatment. The present research aimed to apply the physicochemical treatment for two biological wastewater treatment plant effluents. The first one was constituted by an activated sludge (sequence batch reactor - 70 liters), which effluent was submitted to a coagulation-flocculation process, using iron and aluminum salts, for recalcitrant organic matter removal. A lab scale aerated lagoon was operated in parallel. The lagoon was dimensioned for biodegradable organic matter removal, which effluent was submitted to a chemical precipitation process for ammonia removal (formation of the mineral struvite (MgNH4PO4.6H2O).The results showed that the ferric chloride (FeCl3) was the more appropriated coagulant considering the economic point of view, however high dosages (1,160 mg FeCl3/L) comparing with 2.465 mg Al2(SO4)3.6H2O/L had been required to achieve recalcitrant organic matter removal. Applying FeCl3, the optimum pH was of the order of 4.0 and for Al2(SO4)3, approximately 5.0. During the tests, the influence of the mixture conditions on the physicochemical phenomena was evaluated. The results demonstrated that the velocities gradient and the mixture time do not influenced the coagulation-flocculation phenomena. Regarding to the chemical precipitation of ammonia in struvite form, the better removals (~ 90%) were achieved when the solubility limit of the mineral was exceeded. Due to this fact, it was necessary to apply a molar rate of 1.5:1:1.4 between the ions (Mg+2:NH4 +:PO4 -3). Nevertheless, the final effluent of this system presented a residual soluble phosphorus concentration higher than 12 mg P-PO4 -3/L, hence it is not recommended for practical purposes.

Neste trabalho, estudou-se a utilização de filtros percoladores como tratamento complementar de efluente de lagoa de estabilização visando a remoção de nitrogênio, principal causador de problemas como a eutrofização de corpos hídricos em conjunto com o fósforo. A motivação principal para o desenvolvimento desta pesquisa foi a dificuldade encontrada para o atendimento ao padrão definido pela Resolução CONAMA 357/05, a qual define concentração máxima de nitrogênio para lançamento de efluentes em corpos hídricos receptores de 20 mg/l. Em 2008 foi promulgada a Resolução CONAMA nº 397 a qual estabeleceu, em seu Artigo 34, que o padrão de emissão de nitrogênio amoniacal seria suspenso temporariamente para efluentes de estação de tratamento de esgoto sanitário, continuando a valer a concentração máxima nos corpos receptores estabelecidas na Resolução CONAMA 357/05. Sendo assim, a questão sobre a remoção de nutrientes constitui uma preocupação diretamente relacionada ao emprego dos sistemas de lagoas de estabilização. Para esta pesquisa, utilizou-se os efluentes tratados por lagoas facultativas provenientes da Estação de Tratamento de Esgoto do município de Lins/SP e, para o experimento em questão, foram construídos dois filtros biológicos seguidos de decantadores, ambos em escala piloto. Os filtros foram construídos em um corpo cilíndrico de polipropileno com diâmetro de 1,2 metros e teve seu volume dividido igualmente por uma placa vertical também de polipropileno, propiciando área superficial de 1,13 m² e volume útil total de 4,52m³. Para o fornecimento de oxigênio, indispensável para o processo de nitrificação, o filtro foi apoiado sobre uma base de concreto com drenos de fundo para permitir a ventilação do sistema, garantindo a concentração de oxigênio necessária. Para comparação da eficiência na remoção do nitrogênio, cada filtro foi preenchido com determinado tipo de material, ou seja, um filtro continha pedra britada variando de 4 a 8, admitindo-se área superficial de 70 m²/m³ e possibilitando uma área para formação de biofilme de 316,7 m², enquanto que no outro filtro foram utilizado anéis plásticos com área superficial de 100m³/m³, fornecendo 542,9 m² de área superficial para a formação de biofilme. Também foram construídos decantadores após os filtros percoladores para a remoção dos sólidos em suspensão, não sendo alvo da pesquisa em questão Tendo em vista que o molhamento de todo o material de preenchimento se faz importante para a eficiência do sistema, foi utilizado um sistema de recalque para o transporte do esgoto para o filtro, distribuído continuamente sobre o meio suporte e com vazão divida igualmente para os dois filtros por meio de um sistema de distribuição de pvc perfurado com diâmetro de 40 mm e com funcionamento semelhante a um aspersor de jardim A taxa de aplicação superficial variou entre baixa, intermediária e alta, tendo aumento de vazão no sistema até que o processo de nitrificação cessasse e cada fase teve duração de 180 dias. Conforme verificado nos resultados obtidos, filtros percoladores apresentam boa eficiência na remoção do nitrogênio do efluente, seja pela desnitrificação via nitrito ou pela volatilização do nitrogênio. A ETAPA 1 apresentou resultados bastante satisfatórios para o filtro de brita em relação ao filtro com anéis plásticos, podendo ter sido ocasionado pela área rugosa das britas, a qual facilitou a formação do biofilme, enquanto que a superfície lisa dos anéis plásticos dificulta a formação do biofilme, resultando na baixa eficiência apesar da maior área superficial. Já na ETAPA 3, com taxas de aplicação maiores, o filtro preenchido com anéis plásticos apresentou maior eficiência do que o filtro com brita. Tal fato pode ter sido conseqüência da maior área disponível para a formação do biofilme nos anéis plásticos. Ambos os casos apresentaram eficiência suficiente para remoção de nitrogênio a concentrações inferiores a 20 mg/l. Tais resultados demonstram que os filtros percoladores possuem boa funcionalidade para a remoção do nitrogênio de efluente sanitário tratado por sistemas de lagoas de estabilização. / It was studied in this paper the use of trickling filters as a complementary treatment of wastewater stabilization pond seeking removal of nitrogen, the main cause of problems such as eutrophication of water bodies in conjunction with phosphorus. The main motivation for this research was the difficulty to meet the standard set by CONAMA 357/05 Resolution, which defines the maximum nitrogen concentration for disposal of effluents in water bodies as 20 mg / l. In 2008 was created the CONAMA Resolution 397 which established, in Article 34 that the emission pattern of ammonia nitrogen would be temporarily suspended for wastewater treatment plant discharge, continuing to enforce the maximum concentration in the water bodies established in CONAMA Resolution 357/05. Thus, the question on the removal of nutrients is a concern related to the use of systems of waste stabilization ponds. For this study, was used the treated effluent by anaerobic and facultative ponds from the Sewage Treatment Plant in the city of Lins/SP, and for this experiment was constructed two trickling filters followed by settlers, both in pilot scale. The filters were constructed on a cylindrical body of polypropylene with a diameter of 1.2 meters and its volume was divided symmetrically by a vertical plate also made of polypropylene, providing superficial area of 1.13m² and total net volume of 4.52m³. To supply oxygen, essential for the nitrification process, the filter was supported on a concrete base with bottom drains to allow the ventilation system, to supply the concentration of oxygen needed. To compare the efficiency of nitrogen removal, each filter was filled with a certain type of material, ie, a filter containing crushed rock ranging from 4 to 8, considering surface area of 70m²/m³ and a possible area for biofilm formation of 316.7m², while in the other filter was used plastic rings with surface area of 100m²/m³, providing 542.9m² of surface area for biofilm formation. Settlers were constructed after the trickling filters for the removal of suspended solids, because that are not the focus of this research. Considering that the wetness around the filling material is important for system efficiency, it was used a pumping system to transport sewage to the filter, continuously distributed on the support materials and flow split equally for both filters by a distribution system made of perforated PVC with a diameter of 40mm and functioning like a garden sprinkler. The application rate surface ranged from low, intermediate and high, having increased flow in the system until the process of nitrification ended and each phase lasted 180 days. As shown in the results, trickling filters show good efficiency in removing nitrogen from wastewater, either by denitrification by nitrite or by the volatilization of nitrogen. The STEP 1 showed satisfactory results for the filter of crushed rocks over the filter with plastic rings, which may have been caused by the rocks rough area, which facilitated the formation of biofilms, while the smooth surface of the plastic rings makes harder the formation of biofilm, resulting in low efficiency despite the larger surface area. In STEP 3, with higher rates of application, the filter filled with plastic rings showed higher efficiency than the filter with crushed rocks. This might have been a consequence of the greater area available for biofilm formation in plastic rings. Both cases had efficient enough to achieve nitrogen concentrations lower than 20 mg/l. These results demonstrate that the trickling filters have good functionality for removing nitrogen from sanitary wastewater treated systems for waste stabilization ponds.

Introdução É importante o desenvolvimento de sistemas de controle de poluição do ar que sejam eficientes, além de aplicáveis à condição nacional e pra proteção da saúde humana, uma vez que os compostos do grupo BTEX são tóxicos. Objetivo - Avaliar o desempenho de sistema de tratamento biológico para vapores de BTEX e investigar as melhores condições de operação para os critérios de projeto adotados. Métodos. Trata-se de trabalho experimental com utilização de unidade piloto constituída de coluna de vidro (diâmetro interno de 80 mm e altura total de 1,2 m) tendo no seu interior um meio filtrante composto vegetal e anéis de Pall - que serviram de suporte para os microrganismos e onde se realizou a biodegradação. Foram monitorados parâmetros como temperatura, perda de carga, vazão, concentração dos gases na entrada e na saída, que constituíram a base para desenvolver intervenções e melhorar seu desempenho. A análise dos gases foi feita por fotoionização (PID) em aparelho portátil. Conclusões - Conclui-se que é viável o tratamento biológico para remoção do BTEX de efluentes gasosos, nas condições operacionais adotadas, com eficiência máxima de remoção em torno de 90 por cento . A máxima eficiência foi obtida para tempo de retenção de 2,4 min., carga superficial do gás de 11,9 m3/m2xh, carga mássica no leito de 67 g/m3xh e capacidade de eliminação de 4 g/m3xh. O uso de anéis de Pall misturados ao composto evitou que valores elevados de perda de carga. Foi relevante a participação da adsorção. A utilização de composto mostrou-se viável como alternativa para a biodegradação do BTEX, fortalecendo seu uso com essa prática ambiental / Introduction - It is important to develop control systems for air pollution that are efficient, applicable to the national condition and to the protection of human health, since the group BTEX compounds are toxic. Objective - To evaluate the performance of biological treatment system for BTEX vapors and investigate the best operating conditions for the design criteria adopted. Methods - This experimental work used a pilot plant consisting of a glass column (internal diameter 80 mm and height of 1.2 m) filled with a filter medium - compost and Pall rings - which supported microorganisms and where biodegradation was carried out. Parameters were monitored such as temperature, pressure drop, flow rate, gas concentration at the inlet and outlet, which formed the basis for developing interventions and improve their performance. The gas analysis was measured by photoionization (PID) in a portable device. Conclusions -. We conclude that it is feasible biological treatment for removal of BTEX emissions, operating in the adopted conditions, with maximum removal efficiency (ER) of around 90 per cent . The maximum efficiency was obtained for empty bed retention time (EBRT) of 2.4 min, surface loading (SL) of 11.9 m 3 /m 2 xh, concentration load (CL) g/m3xh 67 and elimination capacity (EC) of 4 g/m 3 xh. The use of Pall rings mixed with the compost prevented high levels of pressure drop. It is relevant the participation of adsorption process. The use of compost proved to be feasible as an alternative to the biodegradation of BTEX, strengthening its use in the environmental practice

Nos países em desenvolvimento, onde podemos encontrar áreas urbanas densamente povoadas com precárias condições de saneamento básico, o esgoto sem tratamento é responsável por um grande número de doenças de veiculação hídrica. Além da carga microbiológica (bactérias, vírus, ovos/larvas de helmintos e protozoários), pode também conter diversos poluentes químicos que afetam a saúde humana, dentre eles os metais pesados. Este estudo teve como objetivo avaliar os níveis de metais pesados, bem como identificar e quantificar parasitas e coliformes totais e fecais em efluentes urbanos, antes e após o tratamento de esgoto pelo sistema lodos ativados da Estação de Tratamento de Esgoto de Ribeirão Preto (ETE-RP). A ETE-RP recebe e trata cerca de 57% do esgoto gerado no município de Ribeirão Preto, desde novembro de 2002. O presente estudo foi desenvolvido no Laboratório de Saúde Ambiental da Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto/USP, com a colaboração do Laboratório de Pediatria Setor de Metais do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto/FMRP/USP. As amostras foram coletadas durante um ano (de outubro de 2006 a outubro de 2007). No esgoto bruto e tratado foram analisados os seguintes metais: Cd, Cu, Cr, Mn, Pb e Zn, utilizando técnicas de espectrofotometria, como: Espectrofotometria de Absorção Atômica acoplado a Forno de Grafite (EAA-FG) e Espectrofotometria de Absorção Atômica de Chama (EAA-Chama). A análise parasitológica foi realizada em câmara de Sedgwick-Rafter. Já as análises bacteriológicas foram realizadas utilizando-se o método Colilert® (Tubos Múltiplos). Com os dados obtidos verificou-se que os níveis de metais pesados presentes nas amostras de esgoto tratado estão dentro dos valores estabelecidos pela Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº. 357/2005 que estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes e pelo Decreto Estadual (SP) nº. 8468/76. Verifica-se que o processo promove a remoção parcial dos parasitas considerados como possíveis indicadores nas diretrizes da OMS. Observou-se que houve uma remoção de 90 % na concentração de coliformes totais e fecais, conforme estabelecido pelo Decreto Estadual nº 8468 (SP), de 8 de setembro de 1976 e pela Resolução nº 357, de 17 de março de 2005 do Conama (SÃO PAULO. CETESB, 1974; BRASIL. CONAMA, 2005). Este estudo representa a primeira caracterização parasitária e bacteriológica do esgoto coletado na ETE-RP e uma avaliação da remoção mediante o referido sistema de tratamento de esgoto, visando à geração de informações que contribuam com a gestão ambiental não só no nível municipal, e sim, no âmbito regional, nacional e internacional, sob a ótica da saúde pública. / In developing countries there are densely populated urban areas with fragile public sanitation systems where urban effluents without treatment are responsible for several waterborne diseases. Effluents do not only carry a microbiological load (bacteria, virus, eggs/larvae of helminthes and protozoa), but their constituent elements can contain various kinds of chemical pollutants that affect human health, among them heavy metals. This study aimed to evaluate heavy metals levels and identify and quantify parasites and coliforms in urban wastewater before and after treatments by means of the activated sludge system at the Sewage Treatment Station of Ribeirão Preto (STS-RP). The STS-RP receives and treats almost 57% of total sewage generated in Ribeirão Preto city, since November 2002. This study was developed in the Environmental Health Laboratory at the College of Nursing/USP, with the Metals Sector at the Pediatrics Laboratory of the Ribeirão Preto Medical School University Hospital/USP. The samples were collected October 2006 until October, 2007. Cd, Cu, Cr, Mn, Pb and Zn were analyzed in untreated and treated effluents, user Spectrophotometer Techniques, Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometer/GF-AAS and Acetylene Flame Atomic Absorption Spectrophotometer/AF-AAS. Parasitological analysis was performed using Sedgwick-rafter Chamber, was used the Colilert Technique and for bacteriological analysis. The data showed that heavy metals levels in treated effluents remain within the levels established by national resolutions (Res. CONAMA nº357/2005 and Decreto Estadual nº8468/1976). The process promotes the partial removal of parasites considered as possible incators in WHO guidelires. A removal observed in total and fecal coliforms levels, in conformiry with Decreto Estadual nº 8468/76 (SP), issued on September 8th 1976, and with Conama, Resolution nº 357/2005, issued on March 17th 2005. This study represent the first characterization of parasites and bacteria in effluent collected at STS-RP and an initial evaluation of the chemical and microbiological removal capacity of the biological treatment system, aiming to gencrate information for the authorities responsible for environmental management at municipal, regional, national and international level, wthin a public health.

A degradação da metilamina foi investigada por meio da avaliação da velocidade específica máxima de produção de metano (VEM CH4) e da comunidade microbiana relacionada aos Domínios Bacteria e Archaea. Para isso, foram realizados dois ensaios com reatores anaeróbios em batelada inoculados com lodo granulado oriundo de reator UASB usado no tratamento de água residuária de abatedouro de aves. Em todos os ensaios, os reatores controle, que não receberam adição de metilamina, apresentaram VEM CH4 de 0,04 mmol/L g STV dia. O primeiro ensaio avaliou a degradação da metilamina em diferentes concentrações de inóculo (2,5, 5,0 e 10,0 g STV/L) e substrato (1.550 e 3.100 mg metilamina/L). A concentração de \'CH IND.4\' esperada estequiometricamente foi atingida em todos os reatores (37,50 e 75,00 mmol \'CH IND.4\'/L, para concentrações de 1.550 e 3.100 mg metilamina/L, respectivamente), exceto para aquele com 2,5 g STV/L e 3.100 mg metilamina/L, que produziu somente 2,04 mmol \'CH IND.4\'/L. A maior velocidade específica máxima de produção de \'CH IND.4\' foi 4,42 mmol/L g STV dia, obtida nos reatores com 2,5 g STV/L e 1.550 mg metilamina/L. Os reatores inoculados com 5,0 g STV/L tiveram VEM CH4 de 2,31 e 2,34 para 1.550 e 3.100 mg metilamina/L, respectivamente. Os reatores com 1.550 mg metilamina/L e 10,0 g STV/L apresentaram VEM CH4 de 1,28 mmol/L g STV dia. A concentração de \'N\'-\'NH IND.4\'POT.+\' excedeu em 12,9%, 0,7% e 18,3% o valor esperado (698 mg/L) para os reatores com 1.550 mg metilamina/L e 2,5, 5,0 e 10,0 g STV/L, respectivamente. Nos reatores com 3.100 mg metilamina/L, as concentrações finais de \'N\'-\'NH IND.4\'POT.+\' foram 122 e 1.726 mg/L para concentrações de inóculo de 2,5 e 5,0 g STV/L, respectivamente. O segundo ensaio comparou diferentes relações metilamina/sulfato (0,71, 1,26 e 2,18) em reatores inoculados com 5,0 g STV/L contendo 1.550 mg metilamina/L. As concentrações de \'CH IND.4\' esperadas estequiometricamente foram atingidas em todos os reatores. As velocidades específicas máximas de formação de \'CH IND.4\' foram de 2,54, 2,31 e 3,14 mmol/L g STV dia para as relações metilamina/sulfato 0,71, 1,26 e 2,18, respectivamente. Em todos os reatores, a concentração de \'N\'-\'NH IND.4\'POT.+\' atingiu média final de 1200 mg/L. Os reatores controle consumiram 71,9% do sulfato adicionado. Os reatores com relação metilamina/sulfato 0,71, 1,26 e 2,18 consumiram 49,6%, 61,6% e 83,2% de todo o sulfato adicionado, respectivamente. Nos dois ensaios, os exames microscópicos revelaram a presença de cocos, bacilos, filamentos, cocos e sarcinas fluorescentes. Nos reatores alimentados apenas com metilamina, o seqüenciamento de fragmentos da região 16S do RNAr detectou cinco Filos do Domínio Bacteria (Acidobacteria 4%, Firmicutes 11%, Proteobacteria 14%, Spirochaetes 13% e Synergistes 47%). Nos reatores com metilamina e sulfato, sete Filos foram detectados (Firmicutes 45%, Proteobacteria 7%, Spirochaetes 2%, Synergistes 16%, Chloroflexi 4%, Thermotogae 8% e Planctomycetes 1%). Nos dois ensaios, o Domínio Archaea foi predominantemente representado pelas Famílias Methanomicrobiaceae, Methanosaetaceae e Methanosarcinaceae, com presença de Methanomethylovorans hollandica, uma espécie de arquéia metanogênica com metabolismo especializado na degradação de metilamina. / The degradation of methylamine was investigated assessing the maximum specific methane production rate (MSR CH4) and the microbial community related to Bacteria e Archaea Domains. For this, two tests were performed in anaerobic batch reactors inoculated with granular sludge from an UASB reactor used in the treatment of poultry wastes. In all experiments, the control reactors, without methylamine addition, showed MSR CH4 of 0.04 mmol/L g TVS day. The first experiment evaluated the degradation of methylamine at different inoculum concentrations (2.5, 5.0 and 10.0 g TVS/L) and substrate concentrations (1,550 and 3,100 mg methylamine/L). The stoichiometrically expected \'CH IND.4\' concentration was reached in all reactors (37.50 and 75.00 mmol \'CH IND.4\'/L, for methylamine concentrations of 1,550 and 3,100 mg methylamine/L, respectively), except for the reactor with 2.5 g TVS/L and 3,100 mg methylamine/L, that produced only 2.04 mmol \'CH IND.4\'/L. The highest maximum specific methane production rate was 4.42 mmol/L g TVS day, reached in the reactors with 2.5 g TVS/L and 1,550 mg methylamine/L. The reactors inoculated with 5.0 g TVS/L had MSR CH4 of 2.31 and 2.34 for 1,550 and 3,100 mg methylamine/L, respectively. The reactors with 1,550 mg methylamine/L and 10.0 g TVS/L had MSR CH4 of 1.28 mmol/L g TVS day. The \'N\'-\'NH IND.4\'POT.-\' concentrations exceeded 12.9%, 0.7% and 18.3% the expected value (698 mg/L) for the reactors with 1,550 mg methylamine/L and 2.5, 5.0 and 10.0 g TVS/L, respectively. In the reactors with 3,100 mg methylamine/L, the final concentrations of \'NH IND.4\'POT.+\'-\'N\' were 122 and 1,726 mg/L for inoculum concentrations of 2.5 and 5.0 g TVS/L, respectively. The second experiment compared different methylamine/sulfate ratios (0.71, 1.26 and 2.18) on reactors inoculated with 5.0 g TVS/L containing 1,550 mg methylamine/L. The stoichiometrically expected \'CH IND.4\' concentration was reached in all reactors. The maximum specific methane production rates were 2.54, 2.31 and 3.14 mmol/L g TVS day for methylamine/sulfate ratios of 0.71, 1.26 and 2.18, respectively. In all reactors, the average \'NH IND.4\'POT.+\'-\'N\' final concentration was 1,200 mg/L. The control reactors consumed 71.9% of the added substrate. The reactors with methylamine/sulfate ratios of 0.71, 1.26 and 2.18 consumed 49.6%, 61.6% and 83.2% of all the added sulfate, respectively. In both experiments, the microscopic analysis revealed cocci, rods, filaments, fluorescent cocci and sarcinas. In the reactors fed with methylamine only, the sequencing of 16S rRNA fragments detected five Phyla of the Bacteria Domain (Acidobacteria 4%, Firmicutes 11%, Proteobacteria 14%, Spirochaetes 13% and Synergistes 47%). In the reactors with methylamine and sulfate, seven Phyla were detected (Firmicutes 45%, Proteobacteria 7%, Spirochaetes 2%, Synergistes 16%, Chloroflexi 4%, Thermotogae 8% e Planctomycetes 1%). In both experiments, Archaea Domain was mainly represented by Methanomicrobiaceae, Methanosaetaceae and Methanosarcinaceae Families, with the presence of Methanomethylovorans hollandica, a methanogenic archaea specie with specific metabolism for methylamine degradation.