Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Alane Lima de Freitas Souto.pdf: 2727206 bytes, checksum: 8258a5fc7bdd5df40f8739d55a74ebaa (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Combining anaerobic and aerobic processes in wastewater treatment systems have been considered viable alternatives technically-economically than traditional systems because they have higher nutrient removal , using this way compact systems , low cost - effective and easy maintenance and operation. Since then, Brazilian law regarding the release of effluents into water bodies. In this study, studies were developed as a treatment system combining anaerobic / anoxic ( An/Ax ) followed by aerobic reactor with immobilized support medium (RAMSI) , seeking to produce effluent with low concentrations of organic material and nutrients and produce less sludge excess. The experiment was conducted in two phases. The first phase consisted of combined system anaerobic / anoxic (An/Ax) followed by aerobic reactor of immobilized support medium (synthetic polyurethane sponge) submerged immobilized (RAMSI) operated under batch recirculation . In the second, respirometric tests were performed as a tool to assess the biodegradability of activated sludge lysate through techniques induced cell lysis : acid-base reaction , microwave , thermal and mechanical action. The combined system removed efficiently carbonaceous material (92%, SST (98%), SSV (97%), NTK (93%) and N- NH 4 - (96 %). Producing effluent with average concentrations of nitrite and nitrate, respectively 0.04 mg N - NO 2 - .L -1 and 0.65 mg N-NO 3 - .L - 1 . Through the bullet mass is found a bacterial growth designed for the consumption and removal of substrate (organic fraction) and the nitrification followed by denitrification (nitrogen fraction). Regarding the quantification of biomass present in the reactor An/Ax and RAMSI, found RAMSI showed that the highest concentration of SSV (12766) mg.L and COD (10,878 mg L -1 ) that An/Ax reactor, associating this result in the biofilm support medium (polyurethane foam) inserted inside the reactor. Results obtained through respirometric tests found that the concentration of sludge presented ground rapidly biodegradable material superior to others lysates sludge. / istemas combinando processos anaeróbio e aeróbio no tratamento de águas residuárias, têm sido considerados alternativas viáveis do ponto de vista técnicoeconômico em relação aos sistemas tradicionais por apresentarem maiores remoções de nutrientes, utilizando desta maneira sistemas compactos, de baixo custo-benefício e de fácil manutenção e operação. Atendendo assim, a legislação brasileira quanto ao lançamento dos efluentes nos corpos d água. Neste estudo, foram desenvolvidos estudos em um sistema de tratamento combinando reator anaeróbio/anóxico (An/Ax) seguido de reator aeróbio com meio suporte imobilizado (RAMSI), buscando produzir efluente com baixas concentrações de material carbonáceo e nutrientes e menor produção de lodo de excesso. O experimento foi realizado em duas fases. A primeira fase foi constituída de sistema combinado anaeróbio/anóxico (An/Ax) seguido de reator aeróbio de meio suporte imobilizado (esponja sintética de poliuretano) submerso imobilizado (RAMSI) operado em regime de bateladas com recirculação. Na segunda, foram realizados testes respirométricos como ferramenta para avaliar a biodegradabilidade de lodo biológico lisado, por meio de técnicas de lise celular induzida: reação ácido-base, microondas, térmica e ação mecânica. O sistema combinado removeu de forma eficiente material carbonáceo (92%), SST (98%), SSV (97%), NTK (93%) e N-NH4 - (96%). Produzindo efluente com concentrações médias de nitrito e nitrato, respectivamente de 0,04 mgN-NO 1 e 0,65 mgN-NO 3 - .L -1 . Através do balanço de massa constatou se um crescimento bacteriano concebido pelo consumo e remoção de substrato (fração orgânica) e no processo de nitrificação seguido de desnitrificação (fração nitrogenada. Quanto a quantificação de biomassa presente no reator An/Ax e no RAMSI, constatou-se que o RAMSI apresentou maior concentração de SSV (12766) mg.L -1 e DQO (10878 mg.L -1 ) que o reator An/Ax, associando-se esse resultado ao biofilme formado no meio suporte (espuma de poliuretano) inserido no interior do reator. Os resultados obtidos através dos testes respirométricos constataram que o lodo triturado apresentou concentração de material rapidamente biodegradável superior aos demais lodos lisados.

O reuso de águas, por meto da utilização das águas residuárias tratadas, consiste em uma das estratégias para aumentar a disponibilidade e conservar os recursos hídricos, principalmente em regiões áridas e semi-áridas. Visando contribuir com este tema, estudou-se um tratamento terciário ele águas residuárias ele baixo custo, com o objetivo de obter efluente que satisfaça as diretrizes da OMS para reuso na agricultura sem restrições. Experimentos de campo foram realizados em Portugal, em uma pequena lagoa ele maturação (8 x 3 x 0,5 m) coberta com plástico de bolhas, flutuando sobre a água, para aquecê-la com a energia solar por efeito estufa e atingir combinações tempo-temperatura que possibilitem obter efluente com qualidade microbiológica para utilização na irrigação. Foram selecionadas metodologias para pesquisa de ovos de helmintos em águas residuárias brutas e tratadas, tendo sido adotado o método ela OMS-A. Este foi aprimorado com a adoção de um sedimentador para facilitar o trabalho de laboratório, quando utilizam-se amostras de águas residuárias tratadas. O sistema de aquecimento utilizado em Portugal não propiciou aumento na temperatura suficiente para alcançar a desejada remoção de coliformes fecais para uso na irrigação. A análise conjunta dos resultados obtidos nas instalações experimentais de Portugal, com os dados de outros dois campos de experimento, Tunísia e Jordânia, integrados ao mesmo projeto (AVICENNE), indica que a coberta plástica melhora o processo de tratamento de águas residuárias em lagoas de maturação, quando estas atingem maiores temperaturas. O aumento da temperatura e a exposição aos raios ultravioleta foram os principais fatores que contribuíram para a remoção de coliformes fecais nas lagoas de maturação. / Wastewater reuse, through the use of treated wastewater, consists in one of the strategies to increase the availability and conserve water resources, mainly in arid and semi-arid areas. Seeking to contribute with this theme, it was studied a low cost wastewater tertiary treatment with the objective of obtaining effluent that satisfies the guidelines of WHO for agriculture reuse without restrictions. Field experiments were accomplished in Portugal, in a small maturation pond (8 x 3 x 0,5 m) covered with bubble plastic, floating on the water, to heat it up with solar energy by greenhouse effect and to reach time-temperature combinations that facilitate the obtaining effluents with microbiological quality for irrigation reuse. Methodologies were selected for research of helminth eggs in wastewater and in the soil, having been adopted the WHO-A method. This method was improved with the adoption of a sedimentation chamber to facilitate the laboratory work, when samples of treated wastewater are used. The heating system used in Portugal didn\'t propitiate enough increase in the temperature to reach the whised removal of fecal coliforms for irrigation use. The analysis of the results obtained in the experimental facilities of Portugal, together with the data of another two experiment fields, Tunísia and Jordania, integrated into the same project (AVICENNE), indicates that lhe plastic cover improves the wastewater treatment in maturation ponds, when these reach higher temperatures. The increase temperature and the exposition time to ultraviolet rays, contributed to the removal of fecal coliforms in the maturation ponds.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-03T13:50:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5799471 bytes, checksum: 2011bc9ea678e0f76c7163f828014e87 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T13:50:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5799471 bytes, checksum: 2011bc9ea678e0f76c7163f828014e87 (MD5) Previous issue date: 2010-03-22 / Este trabalho visa discutir a aplicação da metodologia de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle em estações de tratamento de água para consumo humano, por meio de estudos de caso em estações de tratamento de água para consumo humano que operam com ciclo completo, quais sejam: ETA UFV - responsável pelo abastecimento de água do 'campus' da Universidade Federal de Viçosa e ETA SAAE I e II, responsáveis pelo abastecimento de água da área urbana do município de Viçosa - MG. A dissertação foi desenvolvida seguindo, basicamente, a sequência de passos para implantação do sistema APPCC, ou seja: (i) etapas preliminares; (ii) identificação de perigos; (iii) identificação de pontos críticos de controle; (iv) estabelecimento de limites críticos; (v) definição do monitoramento dos PCC; (vi) estabelecimento das medidas corretivas. Vale ressaltar que o presente trabalho restringe-se à avaliação de perigos microbiológicos. Como resultado foram identificados como perigos microbiológicos as bactérias, os vírus e os protozoários, que são os principais perigos presentes nos mananciais e estações de tratamento de água. Sendo que neste trabalho foram monitorados e detectados nos pontos de captação dos mananciais que abastecem os sistemas em estudo a presença de Giardia spp., Cryptosporidium spp., coliformes totais e Escherichia coli. Para identificação dos pontos críticos de controle foi aplicada a árvore de decisão proposta por Vieira 2005. Considerando os resultados obtidos e as diferenças entre o trabalho de Viera e este viu-se a necessidade de proposição de adaptações a arvore de decisão. Neste sentido foram incorporados os conceitos de pontos de atenção e pontos de controle, além dos tradicionais pontos críticos de controle. Com as adaptações na árvore de decisão foram identificados como: (i) PCC para o perigo protozoários as etapas de coagulação, floculação, decantação e filtração, demonstrando que as estações em estudo necessitam de adequações; (ii) PCC para o perigo bactérias/vírus a etapa de desinfecção, sendo as etapas que antecedem a desinfecção consideradas pontos de controle. Os limites críticos foram estabelecidos com base no padrão de potabilidade vigente. Foram estabelecidos também limites operacionais através da avaliação de desempenho das estações e banco de dados do monitoramento de rotina das mesmas. / The dissertation was developed by basically following the implementation steps of the HACCP system: (i) preliminary stages; (ii) hazard identification; (iii) identification of critical control points (CCP); (iv) establishment of critical limits; (v) establishment of critical control point monitoring; (vi) establishment of corrective measures. The scope of the present study is restricted to microbiological hazards. The microbiological hazards were identified as being bacteria, viruses, and protozoa, Which are the main hazards found in water sources and water treatment plants. The presence of Giardia spp., Cryptosporidium spp., total coliform and Escherichia coli were detected and monitored at the sources that feed the systems under investigation. In order to identify the critical control points, the decision tree proposed by Vieira 2005 was applied. Considering the results obtained and the differences between this study and Vieiraºs, adaptations to the decision tree were found necessary. As a result, in addition to the traditional critical control points, the concepts of attention points and control points were incorporated. With the adaptations to the decision tree, the following points were identified: (i) CCP for protozoa hazard were the coagulation, flocculation, decantation, and filtration stages; (ii) CCP for bacterial/viral hazards was the disinfection stage, While the stages preceding disinfection were considered as control points. The critical limits were established based on the current potability standards. Operational limits were also established through performance evaluations of the plants and the routine monitoring databases of these plants.

Submitted by Cleber Casali (clebercasali@ufv.br) on 2017-01-23T18:48:59Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 971488 bytes, checksum: 19e0c0d9a60547273b821e1120b83e1b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-23T18:48:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 971488 bytes, checksum: 19e0c0d9a60547273b821e1120b83e1b (MD5) Previous issue date: 2016-12-15 / O tratamento de águas residuárias com lodo aeróbio granular apresenta muitas vantagens em comparação ao processo convencional de lodos ativados com lodo floculento. Os grânulos são agregados microbianos densos e compactos que possibilitam uma maior retenção de biomassa no reator biológico e uma elevada capacidade de sedimentação, favorecendo a remoção biológica de matéria orgânica, nutrientes, compostos tóxicos e clarificação final do efluente devido à estrutura e propriedade de sedimentação do lodo. Estes benefícios resultaram em um aumento do interesse de implantação do processo de tratamento com lodo aeróbio granular e a busca de maiores informações à respeito da formação, estabilidade e a influência dos parâmetros operacionais sobre a granulação. Assim, este trabalho apresenta uma revisão bibliográfica com a compilação das informações recentes sobre o lodo aeróbio granular incluindo a possibilidade de utilização dos grânulos aeróbios em biorreatores a membrana, em elevadas temperaturas e as aplicações em plantas de tratamento de larga escala. Foi realizada, ainda, a avaliação da adição de 100 mg.L-1 e 200mg.L-1 de cálcio na estabilidade, resistência mecânica e diâmetro dos grânulos formados em reatores em batelada sequencial alimentados com efluente de uma fábrica de polpa celulósica kraft. Os reatores apresentaram eficiências similares de remoção de matéria orgânica e o diâmetro médio dos grânulos foi de cerca de 11 mm em todos os reatores, embora os grânulos formados no reator que recebeu 100 mg.L-1 de Ca2+ apresentou velocidade de sedimentação 36% superior aos demais e maior resistência mecânica. A melhoria da granulação pode ser obtida ainda pela seleção de microrganismos que contribuem para a formação dos agregados. A produção de substâncias poliméricas extracelulares (SPE) pelas bactérias é um dos fatores que influencia a agregação celular, uma vez que as SPE agem como agente cimentante e atuam na adesão entre as células. A produção de SPE de dezenove isolados microbianos, obtidos de grânulos aeróbios formados no tratamento de efluente de fábrica de papel reciclado foi avaliada e seis isolados dos gêneros Staphylococcus, Agrobacterium, Enterobacter e Rhodococcus melhoraram a granulação biológica. A ausência destes isolados nos testes de co-agregação reduziu a relação entre proteínas e polissacarídeos (relação PN/PS) e diminuiu a formação de agregados. / Aerobic granular sludge wastewater treatment has many advantages over the conventional activated sludge process. The granules are dense and compact microbial aggregates that allow a higher biomass retention in the biological reactor and a high settling velocity, favoring the biological removal of organic matter, nutrients, toxic substances and improves wastewater clarification. Due to the sludge structure and settleability, these benefits have attracted considerable interest in the implementation of the aerobic granular sludge process and givenrise to the need for better understanding of the formation, stability and influence of the operational parameters on the granulation. Thus, this work was divided into three chapters. Chapter 1 presents a review of recent developments on aerobic granular sludge including the possibility of using aerobic granules in membrane bioreactors, at high temperatures and for a full-scale implementation. The addition of divalent cations in the reactors can enhance granulation and granule stability. In Chapter 2, the effect of the addition of 100 mg.L-1 and 200 mg.L- of calcium in the stability, mechanical strength and diameter of the granules formed in sequential batch reactors (SBR) fed with pulp mill effluent was evaluated. The reactors showed similar organic matter removal efficiencies and granule size was approximately 11 mm in all SBR, although the granules formed in the reactor with addition of 100 mg.L- of Ca2+ had a settling velocity 36% higher and greater mechanical resistance than the others. Granulation can also be enhanced by the selection of microorganisms that contribute to the aggregates formation. Bacterial extracellular polymeric substances (EPS) production is one factor that contributes to cell aggregation, since EPS acts as an intercellular cement that may reinforce cohesion inside the bacterial clusters. In Chapter 3, EPS production of nineteen microbial isolates obtained from aerobic granules formed in the recycled paper wastewater treatment was evaluated and six isolates of the genera Staphylococcus, Agrobacterium, Enterobacter and Rhodococcus contributed to biological granulation. The absence of these isolates in the co-aggregation tests reduced the protein-polysaccharide ratio (PN / PS ratio) and reduced the aggregates formation.

A utilização de reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo no tratamento de águas residuárias tem tido grande aceitação dos projetistas e pesquisadores pelas vantagens que esse sistema apresenta sobre os demais (aeróbios e anaeróbios). Uma das principais limitações do processo relaciona-se com o período de partida, normalmente lento e de difícil controle. Esse trabalho apresenta os resultados de pesquisas em laboratório sobre a partida de dois reatores de manta de lodo, um deles inoculado com lodo anaeróbio imobilizado em matrizes de gel agar e o outro com lodo livre. A imobilização de microrganismos em gel surge como uma nova possibilidade de retenção da população microbiana no reator e consequentemente, esse trabalho objetiva também verificar a viabilidade do uso de lodo imobilizado em qel agar no estudo sobre fatores que afetam o desempenho de reatores com manta de lodo. Os dois reatores anaeróbios utilizados neste trabalho eram idênticos e possuiam volume de 10 L cada um. Utilizou-se substrato sintético para que se obtivesse alimento com características estáveis durante a maior parte do tempo necessário à partida dos reatores, preparados de maneira a se obter DQO de aproximadamente 2000 mg/L. Os reatores estiveram em operação durante 179 dias e foram submetidos a cargas orgânicas volumétricas que variaram de 0,47 a 12,83 KgDQO.m-3.d-1 e a cargas hidráulicas volumétricas que variaram de 0,23 a 6,0 m3.m-3.d-1. As principais análises realizadas foram DQO, alcalinidade, ácidos voláteis, pH, temperatura e altura do leito de lodo. A eficiência de remoção de DQO esteve em geral entre 70 e 80%. Em vista dos resultados obtidos, conclue-se que a utilização de lodo anaeróbio imobilizado em matrizes de gel agar pode ser útil no estudo de partida de reatores anaeróbios com manta de lodo. Sugere-se a continuidade dos estudos, utilizando-se as técnicas descritas no trabalho, na ampliação do conhecimento dos processos anaeróbios neste tipo de reator. / The use of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Reactor for wastewater treatment has been well accepted by designers and researchers due to the advantages shown over athers reactors (aerobic and anaerobic). The reactor start-up remains as one of the most important limitations of the process. It is usualy slow and is difficult to control. This thesis shows the results of a laboratory research on the start-up of two UASB reactors. One of them was seeded with anaerobic sludge immobilized in gel agar and the other with free anaerobic sludge. The immobilization of microorganisms in gel represents a new possibility of biomass retention within the reactors. Consequently this research also aims to check the viability of using immobilized sludge in gel agar in the study of factors affecting UASB reactors performance. Both the UASB reactors used in this research were exatly alike and had a volume 10 L each. Synthetic substrate was used to provide, consistent feed during the most of the start-up period. The substrate was prepared to contain about 2000 mg/L COD. The reactors were aperated for 179 days and were submitted to organic loading rates which varied from 0,47 to 12,83 KgCOD.m-3.d-1 and to hydraulic loading rates which varied from 0,23 to 6,0 m3.m-3.d-1. The main physical-chemical parameters measured were COD, alkalinity, volatite fatly acids, pH, temperature and sludge bed height. The COD removal efficiency was between 70 and 80%. This research comproved the feasibility of sludge immobilized in gel agar for UASB reactor start-up. It is suggested to continue the studies to achieve the best conditions for the use of this technique.

Aterro sanitário é uma forma de destinação final de resíduos sólidos que gera lixiviado durante e após sua operação. O lixiviado é um líquido de elevada carga orgânica e poder poluidor. A presente pesquisa objetivou estudar a remoção da matéria orgânica presente em lixiviado de aterro sanitário bruto ou pré-tratado por air-stripping por meio de processos oxidativos avançados. Avaliou-se a influência do pré-tratamento na eficiência da remoção de matéria orgânica, a possibilidade do uso do conceito de número médio de oxidação do carbono como indicativo de oxidação e a ocorrência de processos sinérgicos na remoção dos parâmetros DQO, COT e cor proveniente da aplicação combinada de oxidantes. Os tratamentos propostos foram: ozônio apenas, ozônio/peróxido de hidrogênio e peróxido de hidrogênio/radiação ultravioleta. As doses de ozônio variaram entre 0,5 e 6 g/L. As doses de peróxido de hidrogênio variaram entre 0,2 e 7,2 g/L. Os tempos de contato de radiação ultravioleta variaram entre 40 e 200 minutos. O pré-tratamento por air-stripping, que visava à remoção de amônia, reduzia carga orgânica e a cor do lixiviado. A eficiência de remoção da DQO e COT foi baixa para todos os tratamentos propostos, alcançando valor máximo de 44%. As baixas eficiências podem ser decorrentes das interferências causadas por alcalinidade, nitrogênio amoniacal e sólidos fixos. O tratamento baseado em ozônio apenas apresentou as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica. A remoção de cor foi elevada em todos os tratamentos, e os melhores resultados foram no tratamento baseado em ozônio/peróxido de hidrogênio. O pré-tratamento não alterou significativamente a oxidação da matéria orgânica. O conceito de número médio de oxidação do carbono não foi adequado para a indicação do processo oxidativo. A limitação do uso desse conceito está relacionada, provavelmente, à presença de DQO referente a substâncias inorgânicas, compostos nitrogenados e clorados. O efeito sinérgico do uso combinado de oxidantes não é dominante para a remoção da DQO e COT, e é em se tratando da remoção de cor. / Sanitary landfills are a method for solid waste disposal that generates leachate when operating and after their closure. Leachate is a pollutant liquid with a high concentration of organic constituents. The aim of this study was the application of advanced oxidative processes for organic matter removal from raw and pre-treated leachate by air-stripping. This research evaluated the influence of pre-treatment on the organic matter removal efficiency; the possibility of using the concept of mean oxidation number of carbon, as indicative of organic matter oxidation; and the occurrence of synergic processes in the removal of COD, TOC and color, when combined oxidants were used. The proposed treatments were ozone only, ozone/hydrogen peroxide and hydrogen peroxide/ultraviolet radiation. Ozone concentrations varied from 0.5 to 6 g/L. Hydrogen peroxide concentrations varied from 0.2 to 7.2 g/L. Ultraviolet radiation contact time were between 40 and 200 minutes. Air-stripping pre-treatment, which aimed ammonia removal, caused organic and color reduction. The removal efficiency of COD and TOC was low for all treatments, reaching a maximum of 44%. The low efficiencies may result from interference caused by alkalinity, ammonia nitrogen and fixed solids. When ozone only was used, the highest organic matter removal efficiencies were achieved. Color removal was high for all the systems, and the best option for its removal was ozone/hydrogen peroxide system. The pre-treatment did not improve significantly the organic matter oxidation. The concept of mean oxidation number of carbon was not appropriate as indicator of oxidation process. The limitation of this concept is probably related to the presence of the inorganic COD, nitrogen and chlorine compounds. The synergic effect of combined oxidants was only dominant for color removal, which was not observed for COD and TOC removal.

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.

Aterro sanitário é uma forma de destinação final de resíduos sólidos que gera lixiviado durante e após sua operação. O lixiviado é um líquido de elevada carga orgânica e poder poluidor. A presente pesquisa objetivou estudar a remoção da matéria orgânica presente em lixiviado de aterro sanitário bruto ou pré-tratado por air-stripping por meio de processos oxidativos avançados. Avaliou-se a influência do pré-tratamento na eficiência da remoção de matéria orgânica, a possibilidade do uso do conceito de número médio de oxidação do carbono como indicativo de oxidação e a ocorrência de processos sinérgicos na remoção dos parâmetros DQO, COT e cor proveniente da aplicação combinada de oxidantes. Os tratamentos propostos foram: ozônio apenas, ozônio/peróxido de hidrogênio e peróxido de hidrogênio/radiação ultravioleta. As doses de ozônio variaram entre 0,5 e 6 g/L. As doses de peróxido de hidrogênio variaram entre 0,2 e 7,2 g/L. Os tempos de contato de radiação ultravioleta variaram entre 40 e 200 minutos. O pré-tratamento por air-stripping, que visava à remoção de amônia, reduzia carga orgânica e a cor do lixiviado. A eficiência de remoção da DQO e COT foi baixa para todos os tratamentos propostos, alcançando valor máximo de 44%. As baixas eficiências podem ser decorrentes das interferências causadas por alcalinidade, nitrogênio amoniacal e sólidos fixos. O tratamento baseado em ozônio apenas apresentou as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica. A remoção de cor foi elevada em todos os tratamentos, e os melhores resultados foram no tratamento baseado em ozônio/peróxido de hidrogênio. O pré-tratamento não alterou significativamente a oxidação da matéria orgânica. O conceito de número médio de oxidação do carbono não foi adequado para a indicação do processo oxidativo. A limitação do uso desse conceito está relacionada, provavelmente, à presença de DQO referente a substâncias inorgânicas, compostos nitrogenados e clorados. O efeito sinérgico do uso combinado de oxidantes não é dominante para a remoção da DQO e COT, e é em se tratando da remoção de cor. / Sanitary landfills are a method for solid waste disposal that generates leachate when operating and after their closure. Leachate is a pollutant liquid with a high concentration of organic constituents. The aim of this study was the application of advanced oxidative processes for organic matter removal from raw and pre-treated leachate by air-stripping. This research evaluated the influence of pre-treatment on the organic matter removal efficiency; the possibility of using the concept of mean oxidation number of carbon, as indicative of organic matter oxidation; and the occurrence of synergic processes in the removal of COD, TOC and color, when combined oxidants were used. The proposed treatments were ozone only, ozone/hydrogen peroxide and hydrogen peroxide/ultraviolet radiation. Ozone concentrations varied from 0.5 to 6 g/L. Hydrogen peroxide concentrations varied from 0.2 to 7.2 g/L. Ultraviolet radiation contact time were between 40 and 200 minutes. Air-stripping pre-treatment, which aimed ammonia removal, caused organic and color reduction. The removal efficiency of COD and TOC was low for all treatments, reaching a maximum of 44%. The low efficiencies may result from interference caused by alkalinity, ammonia nitrogen and fixed solids. When ozone only was used, the highest organic matter removal efficiencies were achieved. Color removal was high for all the systems, and the best option for its removal was ozone/hydrogen peroxide system. The pre-treatment did not improve significantly the organic matter oxidation. The concept of mean oxidation number of carbon was not appropriate as indicator of oxidation process. The limitation of this concept is probably related to the presence of the inorganic COD, nitrogen and chlorine compounds. The synergic effect of combined oxidants was only dominant for color removal, which was not observed for COD and TOC removal.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-06T13:30:10Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3420825 bytes, checksum: 01efcef37a91ed531386161c4808b5d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T13:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3420825 bytes, checksum: 01efcef37a91ed531386161c4808b5d1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os esgotos domésticos são misturas complexas que, mesmo após passar pelo tratamento biológico, ainda podem apresentar toxicidade e microcontaminantes em concentrações capazes de trazer prejuízos ao ambiente, sobretudo em locais onde não há legislação específica para esse caráter. A presente pesquisa teve por objetivos traçar um panorama dos estudos sobre toxicidade e microcontaminantes em esgotos sanitários realizados no Brasil e fazer um estudo em escala real, da remoção de compostos biologicamente ativos em três sistemas convencionais de tratamento de esgotos sanitários comumente empregados no país. O levantamento bibliográfico demonstrou que a remoção de toxicidade e microcontaminantes nas diversas tecnologias avaliadas é dependente de parâmetros estruturais e operacionais, sendo possível alcançar índices satisfatórios de remoção com a adequação desses parâmetros, com os lodos ativados apresentando os melhores resultados. Foi possível observar que a produção de dados no país ainda é bastante incipiente em muitas regiões, com as pesquisas estando mais concentradas nas regiões sudeste e sul. A avaliação de parâmetros físicos e químicos de três sistemas com diferentes tecnologias de tratamento: lodos ativados, UASB/filtro biológico percolador (FBP), tanque séptico/filtro anaeróbio) demonstrou que o tratamento aeróbio foi mais eficiente na remoção de matéria orgânica e nutrientes em relação aos outros dois sistemas, com eficiências de remoção de DQO acima de 90%, e até 70% nos outros dois. Quanto às toxicidades aguda e crônica aos organismos Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia, os três sistemas foram capazes de reduzir ou remover os efeitos tóxicos, com o sistema de lodos ativados removendo de 87 a 100%. Nos sistemas anaeróbios, a toxicidade não foi completamente removida e efluente do sistema constituído de UASB/FBP foi o que apresentou potencial para causar toxicidade no corpo receptor. As amostras ainda foram submetidas a um protocolo de avaliação e identificação da toxicidade que revelou que os agentes tóxicos presentes são eliminados em pH ácido, com tratamentos adicionais que envolvam a volatilização ou oxidação. Com relação aos microcontaminantes, as amostras dos três sistemas foram submetidas ao ensaio YES (Yeast Estrogen Screen) para avaliação de atividade estrogênica e à análise cromatográfica por CG/EM para a identificação de compostos estrogênicos. Os resultados do ensaio YES revelaram que o sistema de lodos ativados foi o que apresentou melhor eficiência na remoção da estrogenicidade, com carga média afluente de 9,2 mg equivalentes de 17-β estradiol (EQ-E2)/dia, e efluente de 0,3 mg EQ-E2/dia. O sistema composto por UASB / FBP apresentou remoção mínima (1,8 e 1,5 ng EQ-E2/L, para entrada e saída, respectivamente) e o de tanque séptico/filtro anaeróbio registrou acréscimo da atividade estrogênica de 1,6 ng EQ-E2/L na entrada para 2,3 ng EQ-E2/L na saída, no período amostrado. Os resultados qualitativos das análises cromatográficas revelaram a detecção esporádica dos hormônios naturais estrona, 17-β estradiol e estradiol e o sintético 17-β-etinilestradiol nos três sistemas. Os alquilfenóis 4-octil e 4-nonilfenol foram raramente detectados, enquanto o bisfenol A foi o analito mais frequentemente detectado nas amostras. Foram detectados hormônios em amostras de sedimento do ponto de lançamento dos efluentes dos sistemas anaeróbios, os quais não estavam presentes nas amostras de sedimento a montante do lançamento, sugerindo a contribuição dos efluentes tratados nesses sistemas para a contaminação do sedimento. / Domestic wastewaters are complex mixtures that can still present toxicity and microcontaminants at concentrations capable of causing environmental harm even after biological treatment, especially where no specific discharge limits for such characteristics exists. The objectives of this research were to present a panorama of Brazilian studies on domestic wastewater toxicity and microcontaminant removal and to monitor removal of toxicity in three full-scale wastewater treatment plants that operate different, commonly used biological processes, over the course of a year. The literature review on Brazilian research demonstrated that toxicity and microcontaminant removal by the various technologies evaluated depends on system design and operational parameters and that satisfactory removal efficiencies can be achieved by properly adjusting these parameters, with the activated sludge process presenting the best results. It was also observed that research in this field is still quite incipient in many regions of Brazil, with most studies concentrated in the southern and southeastern states. Evaluation of physical and chemical parameters in the three full- scale systems - activated sludge (AS), UASB reactor-trickling filter (UASB/TF) and septic tank-anaerobic filter (ST/AF) – showed that the fully aerobic AS process was more efficient than the others in removing organic matter and nutrients, with COD removal over 90% for the AS system and up to 70% in the other two. All three systems were able to reduce or remove acute toxicity to Daphnia similis and chronic toxicity to Ceriodaphnia dubia, with 87-100% removal in the AS plant. Toxicity was not completely removed in the ST/AF and UASB/TF systems and the treated wastewater at the outlet of the latter presented potential to cause toxicity in the receiving water. Phase I toxicity identification evaluations were carried out on all toxic system inlet and outlet samples and it was found that toxicity was most consistently reduced or eliminated after aeration at acid pH, suggesting oxidation and, or volatilization of acidic substances as probable toxicity removal mechanisms, supporting the higher removal efficiency observed in the AS system. Samples from the three systems were analyzed using the yeast estrogen screen (YES) assay to evaluate estrogenic activity and by gas chromatography-mass spectrometry for detection of eight estrogenic compounds. YES test results revealed that the AS system presented the highest estrogenicity removal efficiencies, with average inlet and loads of 9.2 and 0.3 mg 17- β estradiol equivalents (E2 eq.)/d. The UASB/TF system presented minimal estrogenicity removal (average concentrations of 1.8 and 1.5 ng E2 eq./L for inlet and outlet samples, respectively), while the ST/AF system increased estrogenic activity, with average concentrations of 1.6 and 2,3 ng E2 eq./L for inlet and outlet samples, respectively, during the monitoring period. The natural hormones estrone, 17-β- estradiol, estriol and the synthetic 17-β-ethinylestradiol were sporadically detected in the three systems, while 4-octylphenol and 4-nonylphenol were rarely detected. Bisphenol A was the most frequently detected of the compounds evaluated. Hormones were detected in sediment samples downstream, but not upstream of the UASB/TF and ST/AF discharge pipes, suggesting that the treated wastewaters contributed to sediment contamination.

A utilização de reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo no tratamento de águas residuárias tem tido grande aceitação dos projetistas e pesquisadores pelas vantagens que esse sistema apresenta sobre os demais (aeróbios e anaeróbios). Uma das principais limitações do processo relaciona-se com o período de partida, normalmente lento e de difícil controle. Esse trabalho apresenta os resultados de pesquisas em laboratório sobre a partida de dois reatores de manta de lodo, um deles inoculado com lodo anaeróbio imobilizado em matrizes de gel agar e o outro com lodo livre. A imobilização de microrganismos em gel surge como uma nova possibilidade de retenção da população microbiana no reator e consequentemente, esse trabalho objetiva também verificar a viabilidade do uso de lodo imobilizado em qel agar no estudo sobre fatores que afetam o desempenho de reatores com manta de lodo. Os dois reatores anaeróbios utilizados neste trabalho eram idênticos e possuiam volume de 10 L cada um. Utilizou-se substrato sintético para que se obtivesse alimento com características estáveis durante a maior parte do tempo necessário à partida dos reatores, preparados de maneira a se obter DQO de aproximadamente 2000 mg/L. Os reatores estiveram em operação durante 179 dias e foram submetidos a cargas orgânicas volumétricas que variaram de 0,47 a 12,83 KgDQO.m-3.d-1 e a cargas hidráulicas volumétricas que variaram de 0,23 a 6,0 m3.m-3.d-1. As principais análises realizadas foram DQO, alcalinidade, ácidos voláteis, pH, temperatura e altura do leito de lodo. A eficiência de remoção de DQO esteve em geral entre 70 e 80%. Em vista dos resultados obtidos, conclue-se que a utilização de lodo anaeróbio imobilizado em matrizes de gel agar pode ser útil no estudo de partida de reatores anaeróbios com manta de lodo. Sugere-se a continuidade dos estudos, utilizando-se as técnicas descritas no trabalho, na ampliação do conhecimento dos processos anaeróbios neste tipo de reator. / The use of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Reactor for wastewater treatment has been well accepted by designers and researchers due to the advantages shown over athers reactors (aerobic and anaerobic). The reactor start-up remains as one of the most important limitations of the process. It is usualy slow and is difficult to control. This thesis shows the results of a laboratory research on the start-up of two UASB reactors. One of them was seeded with anaerobic sludge immobilized in gel agar and the other with free anaerobic sludge. The immobilization of microorganisms in gel represents a new possibility of biomass retention within the reactors. Consequently this research also aims to check the viability of using immobilized sludge in gel agar in the study of factors affecting UASB reactors performance. Both the UASB reactors used in this research were exatly alike and had a volume 10 L each. Synthetic substrate was used to provide, consistent feed during the most of the start-up period. The substrate was prepared to contain about 2000 mg/L COD. The reactors were aperated for 179 days and were submitted to organic loading rates which varied from 0,47 to 12,83 KgCOD.m-3.d-1 and to hydraulic loading rates which varied from 0,23 to 6,0 m3.m-3.d-1. The main physical-chemical parameters measured were COD, alkalinity, volatite fatly acids, pH, temperature and sludge bed height. The COD removal efficiency was between 70 and 80%. This research comproved the feasibility of sludge immobilized in gel agar for UASB reactor start-up. It is suggested to continue the studies to achieve the best conditions for the use of this technique.