Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-18T13:18:03Z No. of bitstreams: 1 PDF - Luciana Leôncio Bertino Cabral.pdf: 26933991 bytes, checksum: 16582e8219a683ebcba28f0ec330a8cd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T13:18:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Luciana Leôncio Bertino Cabral.pdf: 26933991 bytes, checksum: 16582e8219a683ebcba28f0ec330a8cd (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / The present study had, as main objective, to evaluate the oxidation of sulfides usin g nitrified effluent as an electron acceptor in anaerobic reactors treating sanitary sewage. This process was possible because the interactions between the carbon, nitrogen and sulfur cycle that allow the practical use of the fundamentals already known about the process of denitrification and oxidation of sulfides at simultaneous moments. The experiments were perform in a Hybrid Anaerobic Reactor (HAR) with a useful volume of 60 liters and TDH of 24 hours. The HAR consists of a UASB reactor in the lower part and in the middle part an Anaerobic Filter, with polyurethane foam used as a support form. An equilibrium tank, designed at the top of the HAR, sent the effluent into an Intermittent Flux of Sand’s Filter - FaFint, allowing the formation of the nitrified effluent, with the purpose of recirculating this material to the anaerobic phase of the system. The research was developed in four phases. In the first phase, the HAR nourished with 100% of sewer from the Campina Grande – PB city, with the purpose of comparing its results with the other phases, in which different flows in each phase of the operation recirculated from the effluent produced in the FaFint. During phase 2, the HAR received a flow of 83% of sewer and 17% of nitrified effluent, in phase 3 the flow changed to 64% of raw sewer and 33% of the effluent recirculated from FaFint. While in phase 4, the ratio applied was 50% crude sewer and 50% nitrified effluent. Concentrations of sulfate, sulfide, elemental sulfur, nitrate, nitrite, organic nitrogen and ammoniacal nitrogen were monitored, as well as other parameters of interest. The results showed that the operational conditions imposed during phase 4 allowed the accumulation of 41% of the oxidized forms of sulfur in the anaerobic phase, 31% in the form of sulfate and 10% in the form of elemental sulfur. The addition of a higher amount of nitrified effluent in the HAR also favored the denitrification process, showing 38% of the nitrogen forms removed during the anaerobic stage and a 46% removal of nitrogen in the final effluent. Thus, it was concluded that the use of nitrate and nitrite can effectively treat the stinks generated by the treatment of anaerobic wastewater systems. / A presente pesquisa teve por principal objetivo, avaliar a oxidação de sulfetos utilizando efluente nitrificado como aceptor de elétrons em reatores anaeróbios tratando esgoto sanitário. Esse processo foi possível devido as interações entre o ciclo do carbono, nitrogênio e enxofre que permitem a utilização prática dos fundamentos já conhecidos sobre o processo de desnitrificação e oxidação de sulfetos em momentos simultâneos. Os experimentos foram realizados em um Reator Anaeróbio Híbrido – RAH – com volume útil de 60 litros e TDH de 24 horas. O RAH é constituído por um reator UASB na parte inferior e na parte intermediária um Filtro Anaeróbio, com espuma de poliuretano utilizado como meio suporte. Um tanque de equilíbrio, projetado na parte superior do RAH, lançava o efluente em um Filtro de Areia de Fluxo intermitente – FaFint, permitindo a formação do efluente nitrificado, com o propósito de realizar a recirculação desse material para a fase anaeróbia do sistema. A pesquisa foi desenvolvida em quatro fases. Na primeira fase o RAH foi alimentado com 100% de esgotos da cidade de Campina Grande – PB, teve a finalidade de comparar seus resultados com as demais fases, na qual, fora recirculado vazões, distintas em cada fase de operação, do efluente produzido no FaFint. Durante a fase 2, o RAH recebeu uma vazão de 83% de esgoto e 17% de efluente nitrificado, na fase 3 a vazão foi alterada para 64% de esgoto bruto e 33% de efluente recirculado do FaFint. Enquanto que na fase 4, a razão aplicada foi de 50% de esgoto bruto e 50% efluente nitrificado. Foram monitoradas as concentrações de sulfato, sulfeto, enxofre elementar, nitrato, nitrito, nitrogênio orgânico e nitrogênio amoniacal, além de outros parâmetros de interesse. Os resultados obtidos mostraram que, as condições operacionais impostas no decorrer da fase 4, possibilitaram o acúmulo de 41% das formas oxidadas de enxofre na fase anaeróbia, sendo 31% na forma de sulfato e 10% na forma de enxofre elementar. A adição de uma maior quantidade de efluente nitrificado no RAH, também favoreceu o processo de desnitrificação, apresentando remoção de 38% das formas de nitrogênio durante a etapa anaeróbia e 46% na eficiência de remoção de nitrogênio no efluente final. Dessa forma, foi concluído que o uso de nitrato e nitrito, podem tratar de forma eficaz os problemas de mal odor gerado pelo tratamento de sistemas anaeróbios de águas residuárias.

Atualmente, os processos de remoção biológica de nitrogênio e fósforo tem especial importância no âmbito brasileiro e mundial. Dentre os processos existentes, o Processo UCT Modificado é um dos principais processos capazes de realizar estas atividades. Este processo tem por característica básica possuir uma câmara anaeróbia para formação de ácidos orgânicos voláteis e duas câmaras anóxicas para a etapa de desnitrificação. Com o intuito de avaliar possíveis melhorias neste processo, operou-se uma planta piloto nos moldes de um UCT modificado porém com a câmara anaeróbia chicaneada e em uma segunda etapa introduziu-se microaeração nas câmaras anóxicas. Foi mantida idade do lodo em 10 dias e relação Alimento/microrganismos (A/M) entre 0,18 e 0,40 kg DBO5,20/kgSSV d. De acordo com os resultados obtidos não foi possível observar gerações de AOVs (ácido orgânico voláteis) na câmara anaeróbia. Com relação à atividade de microaeração das câmaras anóxicas foram observadas melhoras no processo de remoção biológica de nitrogênio se compara à operação sem microaeração. Em termos de remoção de matéria orgânica os resultados mostraram eficiências semelhantes a outros autores que desenvolveram sistemas semelhantes ao aqui estudado. / Now a days, nitrogen and phosphorus removal processes have been having a particular importance to Brazil and all the World. Considering the existing processes, Modified UCT is one of the main technologies capable of achieving this taks. This process has the characteristic of having one anaerobic tank aimed at producing volatile fatty acids (VFAs) and two anoxic tanks for denitrification. This paper tried to evaluate possible improvements in this process, operated a pilot plant with a compartmented anaerobic tank and later introduced microaeration to the anoxic tanks. Slugde age was maintained in 10 days and food/microorganisms rate (F/M) was maintained between 0,18 and 0,40 kg BOD/kg VSS d. According to the results, there was no clue of VFAs formation in the anaerobic tank. After the introduction of microaeration to the anoxic tanks it was shown an improvement in nitrogen removal. In terms of organic removal rates the plant had similar efficiency to other authors metioned in this paper.

Este trabalho visou avaliar a remoção de fósforo solúvel e total, carga orgânica, sulfetos e sólidos num esgoto doméstico fraco, ao qual se adicionou como coagulante o cloreto férrico, atravessando o manto de lodo de um tratamento anaeróbio UASB. A ETE Ribeirão Pires, aonde este estudo foi desenvolvido, conta com 4 reatores com capacidade para tratar 70 L/s, dos quais 2 foram utilizados, num deles (reator B) foram dosados 25 e 50 mg FeCl3/L e no outro (reator C) não houve dosagem, servindo como referência. Em cada uma das fases, foram realizadas 20 amostragens para DQO, fósforo total e solúvel, alcalinidade, pH e sólidos suspensos. Para DBO5,20ºC, sulfetos, sólidos totais e sedimentáveis foram obtidos 10 valores em cada dosagem. Os pontos de coleta foram: esgoto bruto e esgoto tratado dos reatores B e C. Foram coletadas amostras em 3 alturas do manto de lodo e realizadas as séries de sólidos em cada dosagem. Quanto à secagem desse lodo, os itens ciclo de desaguamento, espessura da camada e teor de sólidos foram comparados em descartes aos leitos de secagem da ETE. Da avaliação, pode-se concluir que a adição de cloreto férrico gera aumento considerável de remoção de carga orgânica (de 55% para 73% da DQO e de 63% para 82% da DBO5,20ºC, com 50 mg FeCl3/L). Quanto ao fósforo, as eficiências foram menores, sendo mais notadas nos ortofosfatos (de 28% para 36% de fósforo total e de 0% para 59% de solúvel com 50 mg FeCl3/L). Com relação ao lodo gerado, houve diminuição do ciclo de secagem e do volume da torta (do lodo com adição) em relação àquela gerada no reator sem adição de cloreto férrico. O manto de lodo se mostrou mais espesso e com menor concentração de sólidos no reator com aplicação de cloreto férrico, sugerindo uma tendência a maior perda de sólidos com o efluente clarificado. / The presented work intended to evaluate the removal of soluble and total phosphorus, organic matter (BOD5,20ºC and COD), sulfides and solids in a weak domestic wastewater, to which it was added ferric chloride as precipitant, crossing an UASB sludge blanket. The Ribeirão Pires wastewater treatment plant, where this study took place, is composed by 4 UASB reactors. In one of them (reactor B), 25 and 50 mg FeCl3/L were dosed, and in another (reactor C) there were no dosage, serving as a reference. In each of the stages, it had been carried through around 20 samplings for COD, total and soluble phosphorus, alkalinity, pH and suspended solids. For BOD5,20ºC, total sulfides, total solids and settleable solids it had been gotten 10 values in each dosage. The collection points had been: raw wastewater and treated wastewater from reactors B and C. Samples in 3 heights of the sludge blanket had been collected and carried through the solid series analysis in each dosage. About the sludge dewatering, items as dewatering period, layer thickness and total solids had been compared in some discharges to the drying beds. From this evaluation, it can be concluded that the ferric chloride addition generates an increase of organic matter removal (from 55% to 73% of the COD and from 63% to 82% of the BOD5,20ºC, with 50 mg FeCl3/L). For phosphorus, the removal efficiencies had been lower, more noticed in the soluble portion (from 28% to 36% of total and from 0% to 59% of soluble phosphorus at 50 mg FeCl3/L). Improvement in the dewatering capacity and in sludge cake volume were also noticed. The sludge blanket showed thicker and with a lower solid concentration in the reactor with ferric chloride application, suggesting a trend to solids loss in the clarified effluent.

A unidade de estudo denominada bacia hidrográfica pode ser considerada um importante agente de integração entre processos naturais e antrópicos. Através do estudo do metabolismo dos corpos hídricos, pode-se conhecer fatores que implicam nas alterações funcionais destes processos. Seguindo nesse contexto, pode-se citar a bacia do rio Piracicaba, um autêntico modelo de bacia desenvolvida, com problemas ambientais típicos de áreas impactadas. Estudos desenvolvidos pelo Projeto PiraCena, entre os anos de 1994 e 2001, confirmaram que as emissões de esgotos domésticos e industriais e as mudanças no uso da terra, contribuíram para transformações drásticas no seu metabolismo. Entretanto, desde o encerramento deste projeto, recursos financeiros gerenciados pelos Comitês das Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí foram aplicados, principalmente, em obras de saneamento como coleta e tratamento de esgotos domésticos. Assim, este estudo buscou avaliar durante doze meses a evolução de parâmetros físicos e químicos da água, visando conhecer como o processo de urbanização ainda afeta o metabolismo do rio e como os lançamentos de efluentes provenientes de estações de tratamento de esgoto interferem na composição química e no metabolismo aquático de ribeirões da bacia do rio Piracicaba, situados em regiões densamente ocupadas. Os resultados obtidos neste estudo foram ainda comparados com resultados publicados pelo Projeto PiraCena, com o objetivo de identificar possíveis melhorias na qualidade das águas desses ribeirões. Foi possível observar através dos resultados obtidos que apesar de todo esforço que tem sido feito visando a melhoria da qualidade da água dos corpos hídricos da bacia do rio Piracicaba, a deterioração ainda é continua. Além disso, foi possível reforçar os resultados encontrados pelo projeto PiraCena, uma vez que apesar de ter havido um aumento considerável no volume de esgoto doméstico tratado, esse tratamento não tem surtido efeito significativo sobre a qualidade da água de vários ribeirões da bacia. Portanto, é imperiosa uma avaliação detalhada sobre o funcionamento das estações de tratamento de esgoto para que as mesmas cumpram o seu papel que é prover a sociedade uma água de qualidade, assegurando ao mesmo tempo a integridade biótica da mesma. / The unit of study called watershed can be considered an important agent of integration between natural and anthropogenic processes. Studying the metabolism of water bodies, it is possible to know which factors are involved in the functional changes of these processes. In this context, it is inserted the Piracicaba river basin, an authentic model of developed basin with typical environmental issues of impacted areas. Studies conducted by PiraCena Project, between 1994 and 2001, confirmed that emissions from domestic and industrial sewage and changes in land use have contributed to drastic changes in its metabolism. However, since the end of the project, funds managed by the Watershed Committee of Piracicaba, Capivari and Jundiaí Watersheds were applied, mainly in sanitation, such as collection and treatment of domestic wastewater. Thus, this study aimed to evaluate the evolution of physical and chemical water parameters, during twelve months, trying to understand how the process of urbanization still affects the metabolism of the river and how the discharge of effluents from sewage treatment stations interfere in the chemical composition and the aquatic metabolism of streams that belong to the Piracicaba river basin, located in densely populated regions. The results obtained in this study were compared with previous results published by PiraCena Project, with the goal of identifying possible improvements at the water quality of these streams. It was observed from the results obtained that, despite every effort that has been made, aiming the improvement of the water quality at the water bodies of the Piracicaba river basin, the deterioration is still present. Moreover, it was possible to reinforce the results found by PiraCena project, since there was a considerable increase in the treated domestic sewage volume, but the effect of this treatment has not been significant to the quality of some streams of the basin. Therefore, the necessity of a detailed evaluation about the functioning of the sewage treatment stations is imperative, so they can continue providing the society with water of quality, while ensuring biotic integrity.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As substÃncias denominadas desreguladores endÃcrinos (DE) sÃo uma categoria recente de poluentes ambientais que interferem nas funÃÃes do sistema endÃcrino, sendo encontradas no meio ambiente em concentraÃÃes na ordem de μg L-1 e ng L-1. Os efluentes de ETEs sÃo importantes fontes de lanÃamento desses compostos no ambiente aquÃtico uma vez que os processos convencionais de tratamento de Ãgua e esgoto nÃo removem totalmente esses micropoluentes. Neste trabalho avaliou-se a eficiÃncia da argila pilarizada utilizando o diÃxido de estanho como agente pilarizante para remoÃÃo de DE (de diferentes classes) em matrizes ambientais. Foi utilizado o planejamento experimental para avaliaÃÃo dos fatores que afetaram o processo adsortivo. Para etapa de otimizaÃÃo do mÃtodo analÃtico anteriormente validado foi estudada a eficiÃncia de trÃs cartuchos SPE comerciais. Foram obtidas concentraÃÃes afluentes, efluentes e eficiÃncias de remoÃÃo em duas estaÃÃes de tratamento de esgotos que operavam em escala real (UASB + cloraÃÃo). Por fim, foram realizados experimentos de adsorÃÃo de DE em sistemas mono e multicomponentes, assim como de regeneraÃÃo do adsorvente. Os cartuchos Oasis e Strata-X mostraram elevada eficiÃncia e capacidade seletiva, entretanto apenas o cartucho Strata-X foi o selecionado neste trabalho, uma vez que o mesmo mostrou maiores valores de recuperaÃÃo (%) de 50 (Sulfamethoxazol); 83 (Trimetoprima); 171 (Diclofenaco); 183 (Estrona); 14 (17β-estradiol) e 82 (Bisfenol-A). O mÃtodo cromatogrÃfico mostrou-se seletivo para todos os compostos estudados, exceto para o hormÃnio estriol. Os valores de limite de quantificaÃÃo (1,28-29,97 ng L-1) e limite de detecÃÃo (0,42-9,89 ng L-1) obtidos neste trabalho foram considerados baixos. A maioria dos valores de recuperaÃÃo encontrados foi menor que 100%. Foi possÃvel observar que o esgosto afluente Ãs ETEs estudadas ainda apresentam em seus efluentes quantidades considerÃveis de DE, com valores mÃdios efluentes entre 21,94-311,79 ng L-1 para ETE Aracapà e 4,41-123,47 ng L-1 para ETE Mondubim, o que evidencia a necessidade de uma etapa de pÃs-tratamento nas ETEs estudadas. Foram encontradas maiores eficiÃncias de tratamento para os compostos bisfenol A (90,8%) e 17α-etinilestradiol (76,6%) na ETE Mondubim. Jà para os compostos sulfametoxazol e estrona foi observado um incremento nos valores efluentes de 18,9 e 28,6%, respectivamente para a ETE AracapÃ. A argila pilarizada mostrou maior capacidade de adsorÃÃo quando comparada à argila natural, devido ao alargamento do espaÃo interlamelar da argila e aumento no volume de mesoporos como comprovado pelas tÃcnicas de caracterizaÃÃo. ApÃs anÃlise dos resultados do planejamento fatorial foi fixado os valores Ãtimos encontrados das variÃveis no processo para compor os estudos de cinÃtica e isoterma de adsorÃÃo, os quais foram Temperatura â 25 ÂC; AgitaÃÃo â 300 rpm; Massa do adsorvente: 300 mg e pH â 3. O estudo cinÃtico indicou tempo de equilÃbrio de 1 hora, sendo o modelo de pseudo-segunda ordem o que melhor se ajustou aos dados. O mecanismo de difusÃo intrapartÃcula nÃo foi a etapa determinante da velocidade e no processo de transferÃncia de massa. A maioria dos compostos DE estudados obteve maior remoÃÃo em sistema multicomponente quando comparados aos estudos monocomponentes. Os dados experimentais de isoterma de adsorÃÃo melhor se ajustaram ao modelo de Freundlich com exceÃÃo aos referentes aos compostos TMP e BPA. Os testes de regeneraÃÃo do adsorvente indicaram significante reduÃÃo da capacidade de adsorÃÃo da argila pilarizada no 2 ciclo de adsorÃÃo para os compostos TMP e BPA, com reduÃÃo de 99,5 e 79,2 %, respectivamente. Para os compostos E2 e E1, a adsorÃÃo foi afetada apÃs o 3 ciclo. / The substances called endocrine disruptors (ED) are a new category of environmental pollutants that interfere in the functions of the endocrine system, being found in the environment at concentrations in the order ug L-1 and L-1 ng. The WWTP effluent release are important sources of such compounds in the aquatic environment since the conventional methods of water treatment and sewage not completely remove these micropollutants. In this study we assessed the efficiency of pillared clay using tin dioxide as an agent for removing pilarizante DE (of different classes) in environmental matrices. Experimental design was used to evaluate the factors affecting the adsorptive process. For optimization step of the previously validated analytical method it was studied the effectiveness of three commercial SPE cartridges. Tributaries concentrations were obtained, effluents and removal efficiencies of two sewage treatment plants operating in full scale (UASB + chlorination). Finally, DE adsorption experiments were performed in single and multicomponent systems as well as regenerating the adsorbent. The Oasis and Strata-X cartridge efficiency showed high and selective ability, however, only Strata-X cartridge was selected in this study, since it showed higher recovery values (%) 50 (Sulfamethoxazol); 83 (Trimethoprim); 171 (diclofenac); 183 (estrone); 14 (17β-estradiol) and 82 (Bisphenol A). The chromatographic method was selective for all compounds studied, except for the hormone estriol. The quantification limit values (1.28 to 29.97 ng L-1) and detection limit (from 0.42 to 9.89 ng L-1) obtained in this study were low. Most of the recovery values was less than 100%. It was observed that the esgosto tributary of the studied WWTPs still present in their waste considerable amounts of DE, with average values of effluents from 21.94 to 311.79 ng L-1 for ETE Aracapà and 4.41 to 123.47 ng L 1 to ETE Mondubim, which highlights the need for a step of post-treatment in the studied WWTPs. They have found greater efficiencies treatment for compounds bisphenol A (90.8%) and 17α-ethinylestradiol (76.6%) ETE Mondubim. As for the compounds sulfamethoxazole and estrone it was observed an increase in effluent values of 18.9 and 28.6% respectively for the ETE AracapÃ. The pillared clay showed higher adsorption capacity compared to the natural clay, due to enlargement of the interlayer space of the clay and increased volume of mesopores as evidenced by the characterization techniques. After analyzing the results of the factorial design was set optimum values of the variables found in the process to make the studies of kinetics and adsorption isotherm, which was temperature - 25  C; Agitation - 300 rpm; Mass of adsorbent: 300 mg and pH - 3. The kinetic study indicated 1 hour equilibration time, with the model of pseudo-second order which best fit to the data. The intraparticle diffusion mechanism was not the determining step of the speed and mass transfer process. The majority of the DE compounds obtained greater removal in multicomponent system when compared to single-component studies. The experimental data better adsorption isotherm set the model Freundlich except to refer to the TMP and BPA compounds. The sorbent regeneration tests indicated a significant reduction in the adsorption capacity of pillared clay in the 2nd adsorption cycle for TMP and compounds BPA, with a reduction of 99.5 and 79.2%, respectively. For E2 and E1 compounds, adsorption was affected after the 3rd cycle.

O presente trabalho discute o recebimento de lixiviado de aterros sanitários em estações de tratamento do sistema público de esgotos para tratamento conjunto. Descreve os processos de geração do lixiviado nos aterros e faz uma avaliação desse recebimento em quatro estações de tratamento em operação no Estado de São Paulo que empregam processos biológicos de tratamento por lodos ativados convencional e por batelada, lagoas de estabilização (anaeróbia seguida de facultativa) e lagoas aeradas. Também apresenta a variação da produção de lixiviado em aterros sanitários em função dos períodos de chuva e seca, estabelecidos pela precipitação observada no período avaliado. Conclui que o tratamento conjunto de lixiviado de aterro é uma alternativa a ser considerada no planejamento dos sistemas de resíduos sólidos e de esgotos sanitários. A adoção do tratamento conjunto traz benefícios a esses sistemas e à sociedade, pois pode representar economia de escala, atendimento às exigências legais e conformidade ambiental, promovendo melhores condições de saúde pública / This work discuss the receipt of sanitary landfill leachate by public wastewater treatment plants for joint treatment. It describes the processes theough which leachate is generated in landfills and assesses its receipt in four wastewater treatment plants in the state of São Paulo that employ biological processes such as conventional and batch activated sludge and stabilization ponds (anaerobic pond followed by facultative pond). Additionally, the work shows the variation in the production of leachate during the dry and rainy seasons, which were established based on the volume of rainfall during the period of study. The conclusion is that the joint treatment of landfill leachate by wastewater treatment plants with the appropriate technical and operational criteria is na alternative to be considered in the planning of solid waste and sanitary sewer systems and the society because it would result in economy of scale, compliance with legal and environmental legislation, and improvement of public health

Os sistemas que combinam processos biológicos com a tecnologia de separação por membranas, com crescimento biológico em suspensão, Membrane Bioreactor (MBR) e crescimento biológico aderido, Moving Bed Membrane Bioreactor (MB-MBR), se destacam como opções compactas e eficientes para tratamento de esgoto doméstico.Embora esta tecnologia seja muito promissora, ainda apresenta como maior desafio a redução de desempenho das membranas, que é causada por um fenômeno complexo denominado depósito, ou fouling, em inglês. Como forma de melhorar o desempenho e prolongar a vida útil das membranas a adição de nanopartículas de argila durante o processo de síntese tem se mostrado eficiente. O presente estudo teve como objetivo determinar a melhor composição para a síntese de membranas em polietersulfona modificadas pela adição de nanopartículas de argila e avaliar o seu desempenho no tratamento de esgoto sanitário, gerado na moradia estudantil do campus São Paulo da Universidade de São Paulo, em sistemas MBR e MB-MBR. A melhor composição para a síntese das membranas modificadas foi de 4% de nanopartículas de argila e 4% de formador de poros, ambos em relação à massa do polímero utilizado. Essa composição resultou em membranas com permeabilidade média de 293 L.m-2.h-1.bar-1, para água desmineralizada enquanto as membranas sem modificação apresentaram permeabilidade inferior a 50 L.m-2.h-1.bar-1, sendo, portanto, essa composição selecionada para sintetizar as membranas utilizadas durante a operação dos sistemas de tratamento por MBR e MB-MBR. Para efeito de comparação, o estudo foi desenvolvido com membranas modificadas e comerciais, no mesmo reator. Durante a operação do sistema MBR, com membranas modificadas e membranas comerciais, a concentração média de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5) na alimentação do sistema foi de 440 mg.L-1 e a eficiência de remoção foi superior a 94%. Quando o sistema MBR passou a operar com concentração de Sólidos Suspensos Totais (SST) superior a 8.000 mg.L-1, condição considerada de equilíbrio, a permeabilidade média das membranas modificadas, normalizada para 20 ºC, foi de 1.166,1 L.m-2.h-1.bar-1, enquanto para as membranas comerciais a permeabilidade foi de 326,7 L.m-2.h-1.bar-1. O fluxo de permeado médio, para o sistema MBR, foi em torno de 6 L.m-2.h-1, tanto para as membranas modificadas quanto para as membranas comerciais avaliadas na etapa de operação em equilíbrio. Com a operação dos sistemas MBR e MB-MBR em paralelo, com as membranas modificadas, concluiu-se que, embora as qualidades dos permeados produzidos tenham sido similares, o sistema MB-MBR apresentou menores pressões de operação e, consequentemente, menor propensão à formação de depósitos. Os ensaios de filtrabilidade demonstram que as membranas modificadas apresentaram menor resistência à filtração que as membranas comerciais para o liquor misto de MBR e MB-MBR, no entanto o liquor misto do sistema MB-MBR apresentou menor resistência a filtração. De modo geral, concluiu-se que a adição de nanopartículas de argila na modificação das membranas resultou em poros mais longos, favorecendo o aumento da permeabilidade das membranas modificadas em relação às membranas comerciais. Quanto a operação dos sistemas MBR e MB-MBR em paralelo, a pressão transmembrana para o sistema MB-MBR foi em torno de 10 vezes menor que a pressão transmembrana no sistema MBR. Maiores concentrações de sólidos em suspensão totais no liquor misto dos sistemas de MBR e MB-MBR, resultaram em maiores fluxos críticos e, consequentemente, maior produção de permeado. / Treatment systems that combine activated sludge processes, with suspended or adhered growth, with membrane technology, Membrane Bioreactor (MBR) and Moving Bed Membrane Bioreactor (MB-MBR) are considered compact and efficient options for domestic wastewater treatment. Although this promising technology still presents the reduction of membrane performance as a relevant issue. This reduction on the membrane performance is caused by a complex phenomenon called fouling. An approach to improve the membrane performance and extend its life span is the addition of nanoclay during the synthesis process. Considering what was exposed, this study aimed the production and evaluation of composite polyethersulfone and clay nanoparticles membranes for domestic wastewater treatment. For this purpose, two pilot plants were constructed using the produced membranes for the treatment of the wastewater from the student housing at the University of São Paulo. The best composition of the modified membranes was 4% of nanoclay and 4% of pore former, both based on the polymer mass. This composition resulted in membranes with an average permeability of 293 L.m-2.h-1.bar-1 for demineralized water while membranes without modification had a permeability of less than 50 L.m-2.h-1.bar-1. For performance comparison, commercial membranes were used in the same pilot reactor. During the operation, the average Biological Oxygen Demand (BOD5) from raw effluent was 440 mg.L-1 and the removal efficiency was higher than 94%, for both treatment systems. When the MBR system started to operate with a Total Suspended Solids (TSS) concentration above 8,000 mg.L-1, it reached a stable condition in which the average permeability of the modified membranes, normalized to 20 ° C, was 1,166.1 L.m-2.h-1.bar-1, while for the commercial membranes the permeability was 326.7 L.m-2.h-1.bar-1. The average permeates flux for the MBR system was 6 L.m-2.h-1 for both the membranes types operating at stable conditions. With MBR and MB-MBR systems operating in parallel, with modified membranes, it was found that the quality of the produced permeates were similar, but the MB-MBR system presented lower operating pressures and, consequently, lower propensity to fouling. The filterability assays demonstrated that the modified membranes presented less resistance to filtration of MBR and MB-MBR mixed liquor than the commercial membranes. However, the MB-MBR mixed liquor presented less resistance to filtration. Overall, the comparison tests allowed to conclude that the nanoclay addition in the modification of the membranes resulted in longer pores, which increased the modified membranes permeability. Regarding the operation of the MBR and MB-MBR systems, the transmembrane pressure for the MB-MBR system was about 10 times lower than the transmembrane pressure in the MBR system. Higher concentrations of total suspended solids in the mixed liquor of the MBR and MB-MBR systems resulted in higher critical fluxes and, consequently, higher permeate production.

O uso de efluente de esgoto tratado (EET) na agricultura apresenta-se como uma alternativa viável por se tratar de uma fonte de umidade e de nutrientes minerais aos sistemas agrícolas, aliado à redução da utilização de água de boa qualidade na irrigação, bem como a diminuição da descarga do EET nos rios, minimizando assim possíveis danos ambientais. Entretanto, deve-se ressaltar a importância do monitoramento contínuo do sistema solo-planta em razão do risco da utilização de águas residuárias, sobretudo aquelas ricas em sódio. Desse modo, esse trabalho teve como objetivo contribuir para o conhecimento dos efeitos da aplicação de EET no sistema solo-cana-de-açúcar, avaliando possíveis alterações químicas do solo e da planta, e a qualidade do caldo. O experimento foi instalado num campo experimental situado em Lins, São Paulo. A adubação mineral de plantio consistiu na aplicação de metade da dose recomendada do adubo nitrogenado, 15 kg ha-1 de N (nitrato de amônio), 120 kg ha-1 de P2O5 (superfosfato simples) e 80 kg ha-1 de K2O (cloreto de potássio). O delineamento experimental foi em blocos completos com parcelas subdivididas no tempo com cinco tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram: SI, sem irrigação; 100 %, umidade do solo na capacidade de campo; 125, 150 e 200% que corresponderam a 25, 50 e 100% a mais da umidade do solo na capacidade de campo, respectivamente. Foram observados aumentos nas concentrações de sódio (Na) nas folhas, fósforo (P) e cálcio (Ca) no caldo, e potássio (K) no colmo. Para os micronutrientes houve diminuições nas concentrações de manganês (Mn) e zinco (Zn) na folha, no caldo e no colmo, e no caso do ferro (Fe) a diminuição ocorreu no caldo. A irrigação com EET não ocasionou prejuízos a qualidade dos colmos industrializáveis. As maiores produtividades foram observadas nos tratamentos 100 e 150, 247,33 e 232,81 t ha-1, respectivamente. No solo, houve incrementos do pH, das concentrações de P, Na, B e Fe, e um decréscimo nas concentrações de Ca, magnésio (Mg), K e cobre (Cu). Os teores de matéria orgânica (MO) decresceram em todo perfil do solo e, os teores de carbono total (CT) e nitrogênio total (NT) não apresentaram alterações em razão da irrigação com EET. A não utilização da dose completa do adubo nitrogenado não implicou na queda da produtividade da cana-planta. As perspectivas para a irrigação da cana-de-açúcar com EET são promissoras, demandando estudos de longo prazo para confirmação dos resultados até agora obtidos e também para o monitoramento de possíveis prejuízos que possam vir a ocorrer no sistema solo-planta. / The use of treated sewage effluent (TSE) in agriculture is a viable alternative once it is a source of humidity and mineral nutrients to the agricultural systems, allied to the reduction of good quality water consumption for agricultural irrigation, as well as the reduction of the discharge of TSE in the water courses, thus minimizing possible environmental damages. However, it should be standed out the importance of the continuous monitoring of the soil-plant system because of the risks represented by the wastewater use, overall those rich in sodium. In this manner, this work aimed to contribute to the knowledge of TSE application effects in the soil-sugarcane system, evaluating the chemical alterations of the soil and the plant, and also the quality of the soup. The experiment was installed in an experimental area situated at Lins, São Paulo State. The mineral fertilization at planting was half of the recommended nitrogen dose, 15 kg ha-1 of N (ammonium nitrate), and also 120 kg ha-1 of P (single superphosphate) and 80 kg ha-1 of K (potassium chloride). The experimental design was in complete blocks with split plots in time, with five treatments and four replicates. Applied treatments were: SI, without irrigation; 100%, soil humidity at the field capacity; 125, 150 and 200% that corresponded to 25, 50 and 100% more soil humidity than the field capacity, respectively. Increases in the concentrations of sodium (Na) in the leaves, phosphorus (P) and calcium (Ca) in the soup, and potassium in the culms were observed. Considering the micronutrients, reductions on the concentrations of manganese (Mn) and zinc (Zn) in the leaves, culms and soup occurred, while in the case of iron (Fe), observed reductions occurred for the soup. TSE irrigation has not prejudiced the quality of the industrialized culms. The highest yields were observed in the treatments 100 and 150, 247.33 and 232.81 t ha-1, respectively. Increments of the values of pH and concentrations of P, Na, boron (B) and Fe were obtained in the soil, while, in the case of Ca, magnesium (Mg), K and cupper (Cu) concentrations in the soil decreased. The organic matter levels decreased all over the soil profile and, the levels of total carbon (TC) and total nitrogen (TN) were not altered by the irrigation with TSE. The non-use of the mineral N fertilizer complete dose did not imply in the fall of the sugarcane-plant productivity. The perspectives for sugarcane irrigation with wastewater are promising, demanding however long-term studies in order to confirm the results obtained till the present moment, and also to the monitoring of possible damages that may occur in the soil-plant system.

Apesar dos avanços nos índices de coleta e tratamento de esgotos no Estado de São Paulo, ainda existem incertezas sobre a efetividade dos sistemas de tratamento existentes, uma vez que são escassas as informações sobre o desempenho das ETEs em operação no país. Por meio da aquisição e análise de dados de desempenho do sistema, é possível a avaliação do cumprimento da legislação ambiental e a melhoria das condições operacionais, reduzindo, efetivamente, o impacto do lançamento sobre os recursos hídricos. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar estatisticamente o desempenho de lagoas de estabilização - tecnologia de tratamento mais utilizada no Estado de São Paulo - localizadas na UGRHI 12 - Baixo Pardo/Grande, todas com vazão de projeto inferior a 300 L/s, utilizando dados de automonitoramento fornecidos pelos prestadores de serviço. A avaliação compreendeu um período de 10 anos (2005 a 2014) e abrangeu desde os projetos das lagoas até a caracterização dos dados afluentes e efluentes das ETEs, incluindo também o impacto do lançamento dos esgotos tratados nos corpos receptores e a qualidade dos corpos d\'água em escala de bacia hidrográfica, utilizando os dados da rede de monitoramento da CETESB na UGRHI 12. O desempenho das ETEs foi avaliado quanto aos parâmetros DBO, DQO, CT, E. coli, SS, N-amoniacal e P-total, considerando tanto as faixas típicas apontadas na literatura, como o atendimento aos padrões de lançamento e qualidade. Os dados disponibilizados foram bastante heterogêneos, apresentando, em sua maioria, periodicidades de amostragem variáveis e interrupções no monitoramento, o que impediu, em alguns casos, a realização de uma análise mais consistente. As concentrações afluentes de matéria orgânica foram mais elevadas do que os valores usuais expressos na literatura, sendo a causa mais provável o baixo consumo de água aliado ao tipo de amostragem praticado (amostragem simples). De maneira geral, o desempenho das lagoas, considerando as eficiências médias de remoção de DBO e DQO, ficou dentro do esperado, o que não foi suficiente, contudo, para garantir percentuais elevados de conformidade com a legislação do estado de São Paulo, os quais resultaram abaixo de 80% na maioria das ETEs. Quanto às concentrações nos esgotos tratados, o desempenho ficou aquém do esperado, o que implicou no lançamento de efluentes com concentrações elevadas de matéria orgânica, embora de acordo com os padrões de lançamento pelo critério da eficiência de remoção. A avaliação do corpo receptor mostrou que, mesmo se tratando de vazões relativamente baixas, tais lançamentos foram capazes de impactar os cursos d\'água, notadamente aqueles com baixas razões de diluição. Finalmente, em escala de bacia hidrográfica, verificou-se que, nos corpos d\'água da UGRHI 12, ainda permanecem percentuais elevados de desconformidade para P-total e E. coli, contribuindo para esse cenário tanto as fontes de poluição pontuais como as difusas. / Despite advances in wastewater collection and treatment indicators in São Paulo state, there are still uncertainties about the effectiveness of existing treatment systems, since they is little information on the performance of WTPs operating in the country. Throughout the acquisition and analysis of system performance data, it is possible to evaluate the compliance with environmental legislation and improve operating conditions, effectively reducing the impact of the discharge on water resources. In this sense, the present study aimed to evaluate statistically the performance of stabilization ponds - wastewater treatment technology most widely used in São Paulo state - located in UGRHI 12 - Baixo Pardo/Grande, all of them with design flow rates below 300 L/s, using self-monitoring data given by the service providers. The evaluation comprised a period of 10 years (2005-2014), including from the projects of the ponds to the characterization of WTPs influent and effluent data, also incorporating the impact of treated wastewater release in receiving bodies and the quality of water bodies in watershed scale, using the data from CETESB\'s monitoring network in UGRHI 12. The performance of the WTPs was evaluated for BOD, COD, total coliforms, E. coli, suspended solids, ammonia and total phosphorus, considering the typical ranges mentioned in the literature and compliance with discharge and water quality standards. The provided data were quite heterogeneous, most of them presenting variable sampling periodicities and interruptions in monitoring, sometimes hindering a more consistent analysis. The influent\'s concentrations of organic matter were higher than the usual values expressed in the literature, which was most likely caused by low water consumption combined with the type of sampling practiced (single sampling). In general, the ponds\' performance, considering the average BOD and COD removal efficiencies, was as expected, however, such values weren\'t enough to ensure high percentage of compliance with São Paulo\'s environmental legislation, since the percentages were below 80% in most WTPs. Regarding the concentrations in treated wastewater, the performance was less than expected, which resulted in the discharge of effluents with high concentrations of organic matter, even though they were in compliance with discharge standards by the removal efficiency criterion. The evaluation of the receiving stream showed that, even consisting of relatively low flow rates discharges, such releases were able to impact the water bodies, especially those with low dilution ratio. Finally, in watershed scale, it was found that, in UGRHI 12 water bodies, there are still high percentages of non-conformity for total phosphorus and E. coli, contributing to this scenario both point and non-point sources of pollution.

Esta pesquisa teve por objetivo a produção de elementos para a avaliação da viabilidade de se agregar novas tecnologias a uma estação de tratamento de esgoto sanitário pelo processo de lodo ativado com aeração prolongada em escala real. O estudo foi desenvolvido na ETE Limoeiro da SABESP, localizada no Município de Presidente Prudente/SP. Foi estudado a remoção biológica de nitrogênio via nitrificação e desnitrificação simultânea (NDS), controlando-se a idade do lodo e o sistema de fornecimento de ar por meio de sensores de concentração de oxigênio dissolvido de luminescência (LDO), amônia e nitrato, e de potencial de óxido-redução instalados nos tanques de aeração. No controle do processo foi avaliado a emissão de óxido nitroso e determinado os parâmetros cinéticos da nitrificação e desnitrificação, por meio de testes respirométricos. Foi utilizado a técnica de biologia molecular de FISH para identificação das bactérias nitritantes, nitratantes e desnitrificantes envolvidas no processo da NDS. Em termos de remoção de matéria orgânica, a qualidade do efluente final foi compatível aos processos de lodos ativados tradicionais com OD na faixa de 2,0 mgO2/L, com eficiências entre 85 a 95% de DQO e DBO. Os resultados demostraram que a nitrificação do esgoto ocorreu de forma eficiente, resultando concentrações de amônia no efluente final menores que 3,8 mgNNH3/ L. Os resultados de concentração de nitrato no efluente final do processo de lodos ativados demonstram a expressiva eficiência do processo de desnitrificação, resultando em concentrações de nitrato no efluente final menores que 2,5 mgNNO3/ L. A otimização do sistema de aeração resultou em uma economia média de 34% com o gasto de energia elétrica para aeração do sistema. Conclui-se que o processo de lodos ativados com nitrificação e desnitrificação simultânea de fluxo contínuo é uma alternativa promissora de tratamento, a ser considerada tano nos estudos de concepção para implantação de novas estações como na adaptação de processos de lodos ativados já existentes. / This research aimed at the production of elements for assessing the feasibility of adding new technologies to a sewage treatment plant for sludge process with extended aeration activated in real scale. The study was developed in ETE Limoeiro SABESP, located in the Municipality of President Prudente / SP. Biological nitrogen removal by biological nitrification and simultaneous denitrification was studied (NDS), controlling the sludge age and the system supply air through oxygen concentration sensors dissolved luminescence (LDO), ammonia and nitrates, and the redox potential installed in the aeration tanks. In process control, the emission of nitrous oxide was evaluated and determined the kinetic parameters of nitrification and denitrification, by molecular biology techniques FISH was the identification nitritantes bacteria and denitrifying nitratantes involved in the process of NDS. In terms of removal of organic matter, the effluent quality is compatible to traditional activated sludge processes, with efficiencies from 85 to 95% of COD and BOD. The results showed that the sewer nitrification took place efficiently, resulting in ammonia concentrations in the final effluent smaller than 3.8 NH3 mgN / L. The nitrate concentration results in the final effluent from the activated sludge process demonstrate the significant efficiency of denitrification process, resulting in nitrate concentration in the final effluent smaller than 2.5 mgNNO3 / l. Optimization of the aeration system resulted in an average savings of 34% with the electricity spent aeration system. We conclude that the activated sludge process with nitrification and denitrification simultaneous streaming is a promising alternative treatment to be considered thane in design studies for implementation of new stations as the adaptation of sludge processes already activated.