Made available in DSpace on 2015-03-26T13:27:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1685233 bytes, checksum: 2d7aab22adfe49e2d84420a0580054a2 (MD5) Previous issue date: 2010-08-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Effluents from textile industries are recalcitrant to biological degradation, resulting in problems such as low on color removal and COD removal. In this paper, alternatives to conventional treatments of effluents from the textile industry were investigated. They have applied advanced oxidation process for effluent treated H2O2/UV alone for treated wastewater and in combination with ultrafiltration for the raw wastewater and treated by activated sludge extended aeration. The application of the various proposed treatments aimed to increase the removal of recalcitrant organic matter (COD), color and acute toxicity and identify interfering with each treatment. The experiment based on response surface method was applied to evaluate the interactive effects of factors (pH, dose of H2O2 and reaction time) on the removal efficiency of COD and color, and optimize the operational conditions of each treatment process investigated. The effects were determined by measuring the concentration of COD and color. The models for COD and color removal in the combined treatment (UF + H2O2/UV) were well adjusted, resulting in optimized parameters such as pH = 6, dose of H2O2 = 8 mmol.L-1 and reaction time = 80 minutes were the variables optimized for this process, it reached an efficiency of 90% for COD and color. In applying (Activated Sludge + H2O2/UV) the treated effluent by activated sludge was not possible to generate a model, because none of the factors was significant, analysis of response surfaces was obtained as optimized parameters pH = 3, dose H2O2 = 12 mmol.L-1 and reaction time = 60 minutes, it reached an efficiency of 85% to 75% for COD and color. Finally the application of combined treatment (BRM + H2O2/UV) presented model well suited for color removal, but not presented for COD, and pH = 7, dose of H2O2 = 5 mmol.L-1 and reaction time of 50 minutes with removal efficiency of 95% of COD and 87% color. / Efluentes de indústrias têxteis apresentam recalcitrância à degradação biológica, resultando em problemas como baixa remoção de cor e relativa remoção de DQO. Neste trabalho, alternativas aos tratamentos convencionais de efluentes da indústria têxtil foram investigadas. Aplicou-se o processo oxidativo avançado H2O2/UV isoladamente para efluente tratado e em conjunto com a ultrafiltração para o efluente bruto e tratado por sistema de lodos ativados de aeração prolongada. Da aplicação dos diferentes tratamentos propostos objetivou-se aumentar a remoção da matéria orgânica recalcitrante (DQO), cor e toxicidade aguda e identificar interferentes a cada tratamento. O delineamento experimental baseado no método de superfície de resposta foi aplicado para avaliar os efeitos interativos de fatores (pH, dose de H2O2 e tempo de reação) sobre a eficiência de remoção de DQO e cor e otimizar as condições operacionais do processo de cada tratamento investigado. Os efeitos foram determinados pela medida da concentração de DQO e cor. Os modelos gerados para remoção DQO e cor no tratamento combinado (UF+H2O2/UV) foram bem ajustados, obtendo-se como variáveis otimizadas pH = 6, dose de H2O2 = 8 mmol.L-1 e Tempo de reação = 80 minutos foram as variáveis otimizadas para este processo, onde alcançou uma eficiência de 90% para DQO e cor. Na aplicação de (Lodos Ativados + H2O2/UV) ao efluente tratado pelo sistema de lodos ativados não foi possível gerar um modelo, pois nenhum dos fatores foi significativo, da análise das superfícies de reposta obteve-se como variáveis otimizadas pH = 3, dose de H2O2 = 12 mmol.L-1 e Tempo de reação = 60 minutos, onde alcançou uma eficiência de 85% para DQO e 75% para cor. Por fim a aplicação do tratamento combinado (BRM + H2O2/UV), apresentou modelo bem ajustado para remoção de cor, porém não apresentou para DQO, sendo pH = 7, dose de H2O2 = 5 mmol.L-1 e tempo de reação de 50 minutos, com eficiência de remoção de 95% da DQO e 87% da cor.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3259.pdf: 5584768 bytes, checksum: 6903ef753b2a3998aebd377bfd304a56 (MD5) Previous issue date: 2010-07-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / For that management of the hazardous wastes be held of correct environmental way, technical and administrative arrangements should be implemented, involving the prevention and effective control of generation until its final disposition. Considering the importance and complexity of the wastes management at universities, the objective of this work is to make a diagnosis and analysis of the questions involving dangerous wastes generated by the Centre for Agrarian Sciences - UFSCar campus from Araras city, in order to propose management of these wastes, with the aim of promoting reduction and/or elimination of the environment impact caused by improper discard, based on necessities and particularities of UFSCar campus and literature related. Were discussed some important concepts about thematic of wastes in the university, as well as the best ways of management of hazardous wastes in theses institutions. Aiming to set particularities of the campus from Araras city was accomplished the diagnose and characterization of the dangerous wastes by applying a semi-structured interview with the manager staff of the wastes sectors. Due the diversity of labs, 116 differents itens of wastes are generated, these wastes can be separated in categories and they present different degree of risk. However, in the campus from Araras city are storaged more than a half (54,4%) of these wastes, considered dangerous, the remainder part of it, is discard of wrong way. The data about waste treatment, show that just 8,5 liters per month of wastes perform some treatment, ie, less than 2% of the total generated. Fortunately, it is feasible that this reality can be changed leading the college to a correct control of their wastes. However it is necessary to create a recycling conscience and informations, that are able to change the complex circunstances present in the university. / Para que o gerenciamento dos resíduos perigosos seja realizado de maneira ambientalmente correta, medidas técnicas e administrativas devem ser implementadas, envolvendo desde a prevenção e o controle efetivo da geração dos resíduos até a sua disposição final. Considerando a importância e a complexidade de uma gestão de resíduos em uma universidade, este trabalho teve como objetivo diagnosticar e analisar as questões relacionadas aos resíduos perigosos gerados no Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de São Carlos no Campus de Araras, a fim de propor a gestão destes resíduos, com o intuito de promover a redução e/ou eliminação do impacto ambiental causado pelo descarte inadequado dos mesmos, baseando-se nas necessidades e especificidades do referido campus e em experiências existentes na literatura correlata. Para isto foram abordados alguns importantes conceitos a respeito da temática dos resíduos em universidades, assim como as principais etapas da gestão de resíduos perigosos nessas instituições. Com o intuito de determinar as especificidades do campus de Araras foi realizado o diagnóstico e a caracterização dos resíduos perigosos por meio de entrevista semiestruturada com os responsáveis pelos setores geradores de resíduos. Devido à diversidade de laboratórios são gerados 116 itens de resíduos, estes podem ser divididos em categorias e apresentar diferentes graus de risco. Entretanto, no campus de Araras são armazenados, pouco mais que a metade (54,4%) dos resíduos considerados perigosos, sendo o restante descartado de forma inadequada. Com relação ao tratamento dos resíduos, os dados revelam uma situação mais preocupante, pois apenas 8,5 litros por mês de resíduos passam por algum tratamento, ou seja, não chega a ser 2% do total de 478 litros. Sendo assim, é factível concluir que a realidade encontrada pode ser alterada de maneira positiva levando o campus a um controle adequado sobre seus resíduos gerados. Entretanto é necessário que se crie um habito de reciclar idéias e informações capazes de se adequarem as circunstâncias tão complexas e mutáveis apresentadas em uma universidade

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 676717 bytes, checksum: f09d3797d73ad704635dc425c3b4f832 (MD5) Previous issue date: 2008-10-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work the toxicity of bleached eucalypt pulp mill effluents was assessed. First, a physical-chemical characterization of the samples was done at different points along the treatment. Then the samples were submitted to toxicity tests with four monitor organisms. For the acute toxicity assessment Vibrio fischeri (Microtox® system) and Daphnia similis were used, while the chronic toxicity test was performed with Ceriodaphnia dubia and Pseudokirchneriella subcapitata. The experiments were done on the Eco-toxicity Laboratory, created on the Water and Waste Division located on the UFV campus. Cultivation conditions were standardized and tests were developed for the organisms Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, and Pseudokirchneriella subcapitata. The results indicate that there is no acute toxicity in the effluent. On the other hand, chronic toxicity was detected when higher concentrations of the effluent were used in the assay with Ceriodaphnia dubia. The treated effluent presents a EC50 = 73,5% to the above crustacean and a negative reproductive effect was observed with a chronic value (CV) of 71%. However, when the dilution factor, which is calculated according to the resolution SMA-3/2000 of Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo , was considered on the water body, the chronic effect to Ceriodaphnia dubia was not significant. Finally, the treated effluent stimulated the growth of the green algae Pseudokirchneriella subcapitata raising the concern of water body eutrofization. / O presente estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade de efluentes de celulose branqueada de eucalipto. Inicialmente foi feita uma caracterização físicoquímica das amostras, em diferentes pontos ao longo do tratamento, e posteriormente para estes mesmos pontos foi avaliada a toxicidade com quatro organismos-teste: para toxicidade aguda: a) Vibrio fischeri (sistema Microtox®) e b) Daphnia similis; para toxicidade crônica: c) Ceriodaphnia dubia e d) Pseudokirchneriella subcapitata. Para a realização dos testes foi criado o laboratório de Ecotoxicidade da UFV, localizado atualmente na Divisão de Água e Esgoto da referida Universidade, onde foram padronizadas as condições para a execução dos testes com os organismos-teste citados anteriormente (letras b, c e d). Os resultados encontrados apontam para a ausência de toxicidade aguda para o efluente estudado. No que diz respeito à toxicidade crônica apenas para Ceriodaphnia dubia encontrou-se toxicidade quando se testou concentrações elevadas do efluente. O efluente tratado apresentou uma CE50 de 73,5% para o referido microcrustáceo e foram ainda observados efeitos na reprodução destes organismos expressos por um valor crônico (VC) de 71%. Entretanto, quando se considerou a diluição do efluente no corpo receptor calculada com base na resolução SMA-3/2000 da Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, o efeito tóxico crônico para Ceriodaphnia dubia desaparece. Para a alga Pseudokirchneriella subcapitata os resultados mostraram um estímulo ao crescimento desta alga na presença do efluente, o que gera uma outra preocupação relativa à eutrofização do corpo hídrico estudado.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2297217 bytes, checksum: c4fa5bf1f93ca4a1e0ad0cc29003ac6c (MD5) Previous issue date: 2011-02-23 / This work involved the production of biosolids by means of lime treatment and green house drying of UASB reactor sludge, the use of these biosolids to produce Eucalyptus urophylla seedlings, and an approach of microbiological risk assessment to estimate human health risks (occupational risks) associated with the production of the seedlings. In trials conducted in an experimental site in Viçosa - MG, three lots of biosolids attaining to Class A and B standard qualities (according to the criteria of the Brazilian regulation on biosolids use in agriculture) were produced, and the following variables were monitored:: moisture content, pH, total solids, viable helminth eggs, Salmonella spp., total coliforms, and E. coli. Based on the results of helminth eggs and E.coli, the limed sludge (adding 50% CaO in relation to the sludge dry weight) reached Class B standard within 12 days in Lot 1 and seven days in lots 2 and 3; Class A biosolids was reached after 70, 62 and 29 days respectively in lots 1, 2 and 3. Regarding the green house dried sludge, Class B was achieved in lots 1, 2 and 3 within 42, 35 and 56 days, respectively; Class A standard was achieved only after 100 days in Lot 1 but was not reached after 80 and 62 days in lots 2 and 3, respectively. In both cases (lime and green house treatment) biosolids handling was not feasible before 40 days storage due to high humidity, and this required additional conditioning procedures in order to plant the eucalyptus seedlings in plastic tubes. The sludge drying in the green house resulted in biosolids with better agricultural properties than those produced by lime treatment. The sowing and growth of the eucalyptus seedlings were carried out in nursery and greenhouse facilities at the Federal University of Viçosa. The eucalyptus seedlings were planted in polypropylene tubes containing biosolids (limed and dried, Classes A and B) and Plantmax mixed in different proportions (0, 25, 50, 75 and 100% of biosolids). Each treatment received four replications in plots with 10 seedlings each, which were arranged in a complete randomized design. Altogether 800 seedlings were planted (2 types of biosolids x 2 classes of biosolids x 5 proportions of biosolids / substrate x 4 replicates x 10 seedlings per replicate). 90 days after sowing, the following parameters were measured in the saplings: survival, height, stem diameter and dry biomass (aerial and root).. In general, the best seedling s developments were obtained with 50% biosolids + 50% Plantmax and/or 75% biosolids + 25% Plantmax. Overall, the biosolids produced in the greenhouse promoted better results than the limed sludge.The quantitative microbiological risk assessment was based on the construction of exposure scenarios for the use of biosolids in the cultivation of tree seedlings, using those treatments with 100% of biosolids (limed and dried, classes A and B) and those that resulted in the highest agronomic yield. The results suggested that this activity involves occupational risk (arising from involuntary ingestion of biosolids particles), in particular risks of helminth infection in continuing activities of seedlings planting and transplanting. However, due to limitations inherent to and some assumptions made in this study, the risks may have been overestimated. / Este trabalho envolveu a produção de biossólidos a partir do tratamento de lodo de reator UASB por meio de caleação e secagem em estufa, seu uso para produção de mudas de Eucalyptus urophylla e a avaliação de risco microbiológico à saúde humano (risco ocupacional) associado à produção das mudas em viveiro. Em experimentos conduzidos na Unidade de Tratamento de Esgotos e Utilização de Efluentes da Violeira (Viçosa MG), foram produzidos três lotes de biossólidos visando à obtenção de padrão de qualidade Classes A e B (Resolução CONAMA 375/2006); tendo sido avaliadas as seguintes características: teor de umidade, pH, sólidos totais, ovos viáveis de helmintos, Salmonella spp., coliformes totais e E. coli. Com base nos resultados de ovos de helmintos e E.coli, o biossólido caleado (adição de 50% de CaO em relação ao peso do lodo em base seca) atingiu padrão Classe B com 12 dias no Lote 1 e sete dias nos lotes 2 e 3; a condição de biossólido Classe A foi alcançada aos 70, 62 e 29 dias, respectivamente, nos lotes 1, 2 e 3. No tratamento em estufa, a Classe B foi alcançada nos lotes 1, 2 e 3 com 42, 35 e 56 dias, respectivamente; a condição de Classe A demandou 100 dias para o Lote 1 e não foi alcançada aos 80 e 62 dias de acompanhamento nos lotes 2 e 3, respectivamente. Em ambos os processos de higienização, não foi viável a manipulação do biossólido antes de 40 dias de armazenamento devido à elevada umidade, o que demandou procedimentos adicionais de condicionamento do biossólido para o plantio de mudas de eucalipto em tubetes. O tratamento do lodo por secagem em estufa resultou em biossólidos com propriedades agronômicas melhores do que o produzido por caleação. O plantio e o cultivo das mudas de eucalipto foram realizados em instalações (viveiro e casa de vegetação) da Universidade Federal de Viçosa. As mudas de eucalipto foram plantadas em tubetes de polipropileno, contendo biossólidos (caleado e de estufa, Classes A e B) e substrato Plantmax misturados em diferentes proporções (0, 25, 50, 75 e 100% de biossólidos). Cada tratamento recebeu quatro repetições em parcelas compostas por 10 mudas, as quais foram dispostas em delineamento inteiramente casualizado. Ao todo foram plantadas 800 mudas (2 tipos de biossólidos x 2 classes de biossólidos x 5 proporções biossólidos / substrato x quatro repetições x 10 mudas por repetição). Decorridos 90 dias após o semeio, foram verificados os seguintes parâmetros nas mudas: sobrevivência, altura, diâmetro do colo e massa de matéria seca (aérea e raiz). Em geral, as misturas com 50% biossólidos + 50% substrato Plantmax e, ou com 75% biossólidos + 25% substrato Plantmax proporcionaram os melhores desenvolvimentos das mudas de eucalipto. Em termos gerais, o biossólido produzido em estufa promoveu melhores resultados do que o biossólido caleado. A avaliação quantitativa de risco microbiológico foi realizada com base na construção de cenários de exposição para o uso de biossólidos no cultivo de mudas de espécies arbóreas, tendo sido utilizados os tratamentos com 100% de biossólidos (caleado e seco em estufa, classes A e B) e aqueles que resultaram em maior eficiência agronômica. Os resultados sugerem que essa atividade implica risco ocupacional (ingestão involuntária de partículas de biossólidos), principalmente risco de infecção helmíntica em atividades continuadas de plantio e transposição das mudas. Pondera-se, entretanto, que em função de limitações e pressupostos assumidos neste estudo, os eventuais riscos possam ter sido superestimados.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 921341 bytes, checksum: 446b365083b78b0c2838f6e14f0457d3 (MD5) Previous issue date: 2011-05-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bleached kraft pulp production generates large volumes of wastewater. During the process, wood components such as lignin, extractives and fibers are removed and contribute to the organic load of these effluents. Pulp mill wastewater treatment is usually performed by biological processes but part of the organic load has low biodegradability (or high recalcitrance) and is not removed by the treatment. Moreover, some of these compounds be toxic and decrease survival and, or reproduction in aquatic organisms. Pulp mill effluents are commonly treated in activated sludge plants. This system consists of an aeration tank, where organic matter is removed by biomass (biological sludge), and a sedimentation tank (secondary sedimentation), where effluent clarification occurs through settling of the biological sludge, which is recycled to the aeration tank, which allows increasing the biomass concentration and contributes to greater treatment efficiency. The moving bed biofilm reactor (MBBR) has emerged as a new activated sludge system configuration aimed at greater organic matter removal efficiency combined with greater stability, lower solids production and less need for nutrients. In this system, the aeration tank is filled with plastic biofilm carriers that are suspended and in continuous movement within the aeration tank, permitting growth of biomass in both dispersed and biofilm forms. This configuration allows greater biomass retention and may result in better recalcitrant organic matter or toxicity removal from industrial effluent. This study compared activated sludge and MBBR systems in parallel with the MBBR with hydraulic retention times of 12 and 24 hours, and the reactors in series (with MBBR after the activated sludge system), with regard to removal of organic matter, extractives, lignin, phenolic compounds and toxicity of bleached kraft pulp mill effluent, as well as EPS production by biological sludge. Both systems showed high organic matter removal efficiency with no statistically significant differences between reactor configurations. In relation to recalcitrant compounds, the MBBR was more efficient than the activated sludge system in extractives removal, but there was no difference in removal of lignin or phenolic compounds. Protein contents were higher in EPS produced by biological sludge in the reactors operated in series than in parallel. In general, the chronic toxicity to Ceriodaphnia dubia was eliminated through biological treatment, independently of the system or hydraulic retention time. In general, theMBBR and activated sludge systems behaved similarly for most of the parameters analyzed and configurations evaluated. / O processo de produção de polpa celulósica kraft branqueada é conhecido pela geração de grande volume de efluentes. Durante o processo, componentes da madeira, como lignina, extrativos e fibras, são removidos e contribuem para o aumento da carga orgânica destes efluentes. O tratamento destas águas residuárias normalmente é realizado por processos biológicos e parte destes compostos orgânicos possui baixa biodegradabilidade (ou alta recalcitrância) e não são removidos durante o tratamento. Além disso, alguns desses compostos apresentam efeitos tóxicos e podem causar problemas em relação à sobrevivência e, ou reprodução de organismos aquáticos. Um dos processos biológicos mais utilizados por indústrias de polpa celulósica é o sistema de lodos ativados. Este sistema é composto por um tanque de aeração, no qual ocorre a remoção da matéria orgânica através de sua utilização por uma biomassa (lodo biológico), e um decantador (decantador secundário), no qual ocorre a clarificação do efluente através da sedimentação dos sólidos em suspensão. O fornecimento do oxigênio é realizado por aeradores superficiais, sopradores de ar ou injeção de oxigênio puro. O sistema apresenta ainda uma linha de recirculação de lodo, responsável pelo retorno da biomassa decantada ao tanque de aeração, o que permite o aumento da concentração da biomassa e contribui para uma maior eficiência do tratamento. O reator de biofilme e leito móvel (MBBR) surgiu como uma nova configuração do sistema de lodos ativados visando maior eficiência de remoção de matéria orgânica combinada com maior estabilidade, menor produção de sólidos e menor necessidade de nutrientes. Neste sistema, o tanque de aeração é preenchido com meios suportes que possibilitam o crescimento aderido juntamente com o crescimento disperso no meio líquido. Esta configuração permite maior retenção da biomassa e pode implicar em uma maior remoção de matéria orgânica recalcitrante ou tóxica de efluentes industriais. O presente estudo comparou o sistema de lodos ativados e reator MBBR operados em paralelo com tempos de detenção hidráulica de 12 e 24 horas, além dos reatores em série (com o MBBR após o sistema de lodos ativados). Foram avaliadas as eficiências dos sistemas em relação à remoção de matéria orgânica, extrativos, lignina, compostos fenólicos e toxicidade do efluente de uma fábrica de polpa kraft branqueada de eucalipto, além de produção de EPS pelo lodo biológico. Os resultados indicaram grande eficiência de remoção de matéria orgânica de ambos os sistemas nas diferentes configurações testadas, e não foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos. Em relação aos compostos recalcitrantes, o MBBR apresentou-se mais eficiente na remoção de extrativos do que o sistema de lodos ativados, mas não houve diferença significativa para a remoção de compostos fenólicos. Em geral, o tratamento biológico foi capaz de eliminar a toxicidade a Ceriodaphnia dubia, independentemente do reator ou tempo de detenção hidráulico. De maneira geral, o reator MBBR comportou-se de maneira semelhante ao sistema de lodos ativados, para a maioria dos parâmetros analisados e para as configurações testadas.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 240547 bytes, checksum: 20321868b10a192937153ede468b05e2 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sanitary landfill leachate has high, potentially toxic organic and nutrient loads that may cause negative impacts during combined biological treatment with sewage. In this study, the effect of intermittent leachate addition at the inlet of the activated sludge municipal sewage treatment plant in Juiz de Fora, Minas Gerais, located in southeastern Brazil, was evaluated. Raw sewage, leachate, mixed leachate-sewage and treated wastewater samples were collected monthly over six months for physicochemical characterization (organic matter, solids, nutrients, metals) and determination of acute toxicity to Daphnia similis. Return activated sludge was also collected and used to quantify specific oxygen uptake rate (SOUR) and biomass growth in sewage and leachate-sewage mixtures in the laboratory. Leachate presented higher values than sewage for all parameters measured, except phosphorous, though its composition varied widely. Activated sludge treatment efficiently removed organic matter and nutrients, despite the high intermittent loads associated with leachate added at the treatment plant inlet. The only parameters that regularly surpassed Minas Gerais state discharge limits were Hg and Pb. Contrary to the raw sewage that did not exhibit toxicity, all samples of leachate were acutely toxic to D. similis and this led to toxicity in four of the mixed leachate-sewage samples, while only one sample of treated wastewater exhibited slight toxicity. Leachate toxicity correlated positively with pH, nitrogen and conductivity. Potentiation of the toxic effect was observed in leachate-sewage mixtures prepared in the laboratory. SOUR values and sludge production increased in mixtures of 20% leachate-80% sewage over their values in sewage alone. SOUR values correlated negatively with As, Cd, Hg and Pb. The results suggest that activated sludge can adapt to the increased organic and nutrient load associated with landfill leachate over time, but the effect of the impulse loads that enter with leachate should be investigated further. / O lixiviado de aterro sanitário apresenta elevadas cargas orgânicas e de nutrientes potencialmente tóxicas, que podem causar impactos negativos durante o tratamento biológico combinado com esgoto. Nesta pesquisa foi avaliado o efeito da adição de lixiviado ao esgoto sanitário no cotratamento por lodos ativados em uma ETE no município de Juiz de Fora, sudeste do Brasil. Esgoto bruto, lixiviado, mistura esgoto-lixiviado afluente na ETE e efluente secundário foram coletados mensalmente, durante 6 meses, caracterizados físico-quimicamente (matéria orgânica, sólidos, nutrientes e metais) e avaliadas quanto à toxicidade aguda à Daphnia similis. Lodo da linha de reciclo foi coletado para a quantificação da taxa específica de consumo de oxigênio (SOUR) e de crescimento de biomassa do lodo no esgoto bruto e em misturas esgoto-lixiviado preparadas em bancada. Os resultados evidenciaram a grande variabilidade na composição do lixiviado, o qual apresentou valores mais elevados em todas as variáveis analisadas, exceto o fósforo. Apesar da elevada carga orgânica adicionada de forma intermitente no sistema, o tratamento por lodos ativados parece remover de forma eficiente a matéria orgânica e nutrientes e produz um efluente secundário com baixas concentrações de DQO e N orgânico. O efluente secundário apresentou concentrações de Hg e Pb acima dos limites estabelecidos para lançamento em corpos d água no estado de Minas Gerais. Ao contrário do esgoto bruto, todas as amostras de lixiviado foram tóxicas à D. similis, o que conferiu toxicidade à mistura afluente na ETE em algumas amostragens. Somente uma amostra de efluente secundário apresentou ligeira toxicidade. A toxicidade do lixiviado correlacionou-se positivamente com o pH, nitrogênio e condutividade. Testes de toxicidade em misturas preparadas em bancada evidenciaram o efeito de potencialização da toxicidade do lixiviado. Há uma tendência do aumento da SOUR com o aumento da proporção de lixiviado na mistura e os valores de SOUR correlacionaram-se negativamente com As, Cd, Hg e Pb. Os resultados sugerem que os lodos ativados podem se adaptar a misturas com maiores concentrações de lixiviado ao longo do tempo, mas o efeito de altas cargas na entrada do sistema deve ser investigado futuramente.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3335039 bytes, checksum: 432a8a4734747e35f11922a30da30b08 (MD5) Previous issue date: 2012-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed at evaluating the disinfection process of sewage sludge from a UASB reactor by greenhouse solar drying. Seven lots of sewage sludge were monitored between February 2010 and May 2011, each lot referring to an event of sludge discharge from the UASB reactor. The monitoring period of time of the different sludge lots varied from 50 to 130 days, with sampling every week. The following variables were monitored: pH, moisture, total solids, total coliforms, Escherichia coli, total and viable helminth eggs. In addition, somatic coliphages spiking experiments were conducted in sludge samples dried in the same field greenhouse, as well as in samples dried in a laboratory incubator kept under controlled temperature. A high sludge dewatering during the drying treatment in the greenhouse was observed, with moisture and total solids contents reaching levels, respectively, below 10% and above 90% when the sludge was subjected to periods of treatment longer than 75 days. Microbial decay during sludge drying was variable, but effective. Exponential decay was quite clear for total coliforms and Escherichia coli, but not so much for total and viable helminth eggs. Regarding the bacterial removal, an influence of the temperature was noticed, with higher decreasing of total coliforms and E.coli in the warmer periods. E.coli concentrations below 10³ MPN/gTS (the CONAMA Resolution 375/2006 standard for Class A biosolids) were obtained with more than 60 days of treatment in the greenhouse. Calculated values of Kb 20 for E.coli varied widely, between 0.004 and 0.142 d-1. Wide variations in the decay of helminth eggs were also observed, with calculated values of Koh 20 for total eggs ranging between 0.008 and 0.035 d-1. Concentrations of viable helminth eggs were always low, requiring only 15 days to reach counts below 0.25 eggs/gTS (the CONAMA Resolution 375/2006 standard for Class A biosolids). The results of the spiking experiments conducted in the greenhouse also showed intense exponential decay of somatic coliphages, with high Kcs 20 values ranging between 0.187 and 0.248 d-1. In contrast, in the spiking experiments performed in laboratory under conditions of controlled temperature (30ºC) the decay was much less intense, with Kcs 20 values between 0.028 and 0.078 d-1. Finally, this work presents a model for estimating the microbiological quality of biosolids treated by greenhouse drying based on the microbiological quality of raw sewage. Using stochastic modeling (taking into account variations on the input variables) it was estimated that, with 60 days of sludge drying in the greenhouse, the probability of reaching the bacteriological quality established in COMANA Resolution 375/2006 for biosolids classes A and B (103 and 106 E.coli/gST, respectively) was 66.2% and 97% respectively. In the case of helminth eggs these chances were respectively 64.3% and 99.8%. That is, the results suggest high stability and reliability of the greenhouse drying treatment process of the UASB sewage sludge. / O presente trabalho teve como objetivo o acompanhamento da higienização de lodo de esgoto proveniente de reator UASB por secagem em estufa. Foram monitorados sete lotes de lodo, entre fevereiro de 2010 e maio de 2011, sendo cada lote referente a um evento de descarte de lodo do reator UASB. O tempo de acompanhamento dos vários lotes de lodo variou de 50 a 130 dias, com realização de coletas semanais. Foram monitoradas as seguintes variáveis: pH, umidade, sólidos totais, coliformes totais, Escherichia coli e ovos totais e viáveis de helmintos. Foram ainda realizados experimentos de inoculação de colifagos somáticos em lodos submetidos à secagem na mesma estufa de campo e também sob condições de temperatura controlada (estufa laboratorial). Foi observada elevada desidratação do lodo durante a secagem em estufa, sendo obtidos teores de umidade menores que 10% e de sólidos totais acima de 90% quando os lotes foram submetidos a períodos de tratamento superiores a 75 dias. O decaimento microbiano durante a secagem do lodo se mostrou variável, mas eficiente. Decaimento exponencial foi bastante nítido para coliformes totais e Escherichia coli, porém essa tendência não foi tão clara para os dados de ovos viáveis e totais de helmintos. Para a remoção das bactérias, foi possível perceber influência da temperatura (sazonalidade), com quedas das concentrações de coliformes totais e E.coli mais acentuada nos períodos mais quentes. Valores de E.coli abaixo de 10³ NMP/gST, limite estabelecido pela Resolução CONAMA 375/2006 para biossólido Classe A, foram obtidos com tempos de secagem acima de 60 dias. Os valores de Kb 20 calculados para E.coli foram bastante variáveis, entre 0,004 e 0,142 d-1. Variações amplas também foram observadas no decaimento de ovos de helmintos, com valores de Koh 20 calculados para ovos totais entre 0,008 e 0,035 d-1. As concentrações de ovos viáveis de helmintos foram sempre baixas, sendo necessários apenas 15 dias para se obter contagens abaixo de 0,25 ovos/gST (biossólido Classe A de acordo com a Resolução CONAMA 375/2006). Os resultados dos experimentos de campo de inoculação de colifagos somáticos também mostraram intenso decaimento exponencial para esse bacteriófago em estufa, com valores de Kcs 20 elevados e variando entre 0,187 e 0,248 d-1. Em contrapartida, nos experimentos de inoculação realizados em laboratório sob condições temperatura controlada (30ºC) o decaimento foi bem menos intenso, com valores de Kcs 20 entre 0,028 e 0,078 d-1. Por fim, o trabalho apresenta um modelo de estimativa da qualidade microbiológica de biossólidos tratados por secagem em estufa a partir da qualidade microbiológica do esgoto bruto. Por meio de modelagem estocástica (que leva em consideração variações em torno das variáveis de entrada) estimou-se que, com 60 dias de secagem em estufa, a probabilidade de alcançar a qualidade bacteriológica preconizada para as Classes A e B na Resolução CONAMA 375/2006 (103 e 106 E.coli/gST, respectivamente) seria de 66,2% e 97%, respectivamente. No caso dos ovos de helmintos essas chances seriam, respectivamente, de 64,3% e 99,8%. Ou seja, os resultados sugerem estabilidade e confiabilidade consideráveis do processo de tratamento por secagem em estufa do lodo de reator.

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Results showed that neither pH nor temperature played an important role in COD removal and increasing BOD5 and biodegradability, suggesting that is not necessary to adjust temperature and pH before ozone application. Although addition of hydrogen peroxide improved biodegradability, it left a residual that is toxic to biological treatment and would have to be eliminated. The effluent contained a hydrogen peroxide residual of 0.7 mmol L-1 due the use of this reagent as a bleaching agent at the mill. Given that ozonation (2; 5 and 10 mmol L-1) without addition of hydrogen peroxide led to a 50% increase in biodegradability it was decided not to add hydrogen peroxide to the effluents in further experiments. Pretreatment with ozone followed by biological treatment improved COD, TOC, AOX and lignin removals. The effects of ozonation and biological treatment on low and high molecular weight compounds were also assessed, by filtration at a membrane of 500 g mol-1 cut off. It was observed that organic matter removal was much more efficient in the low molecular weight fraction (< 500 g mol-1) and that the majority of recalcitrant organic matter is in the high molecular weight fraction (> 500 g mol-1). The last part of the work assessed the use of ozone as intermediate treatment, between aerobic biological treatments and the influence of the hydraulic retention time (HRT) on removal of the analyzed parameters. Samples were collected in the mill biological reactor at different theoretical HRT (1.2; 2.3; 3.5; 7 and 14 hours) and in the bench-scale laboratory reactor operated at different HRT (2; 4; 8 and 12 hours). In both the industrial and laboratory systems the majority of organic matter was removed within the first two hours of treatment, although higher removals were achieved at HRT greater than seven hours. Effluent treated in the laboratory two and four hours were treated with ozone doses of 2; 5 and 10 mmol L-1. Post-ozonation was efficient in removal of color and lignin, but had limited potential for the removal of COD and TOC. BOD5 increased, suggesting that a subsequent biological treatment would improve overall organic matter removal, but BOD5 after ozonation was at most 30 mg L-1, only half the legal limit for discharge, and further biological treatment was not attempted. Use of ozone as an intermediate after aerobic biological treatment was not a viable alternative for COD reduction, but would be very efficient if the aim was to remove color and lignin. / Neste trabalho foi avaliada a aplicação combinada de ozonização e lodos ativados para o tratamento de efluentes de celulose kraft branqueada de eucalipto. A ozonização foi aplicada antes e após o tratamento biológico. Inicialmente foi avaliada a influência do pH, da temperatura e de peróxido de hidrogênio na ozonização para se estabelecerem as condições que levassem a uma maior eficiência de tratamento após o tratamento com ozônio. A eficiência dos tratamentos foi avaliada com base em alguns parâmetros de relevância ambiental, como DQO, DBO5, lignina, biodegradabilidade e toxicidade. Após as avaliações preliminares e definição das condições de aplicação do ozônio, foi realizada a ozonização como prétratamento e como tratamento intermediário ao sistema de tratamento biológico. Os resultados mostraram que o pH e temperatura não apresentaram influência na remoção de DQO e no aumento da DBO5 e da biodegradabilidade do efluente, sugerindo que não é necessária nenhuma manipulação do efluente para correção de temperatura e pH. O teste com peróxido de hidrogênio indicou que a sua adição, apesar de melhorar a biodegradabilidade, apresenta a desvantagem de deixar um residual que é tóxico ao tratamento biológico, devendo esse residual ser eliminado. O efluente analisado já apresentava um residual de 0,7 mmol L-1 de peróxido de hidrogênio devido ao uso desse reagente no branqueamento da celulose. Com esse residual foi observado um aumento da biodegradabilidade do efluente de até 50% nas doses aplicadas de ozônio, optando-se por nos tratamentos seguintes não se adicionar peróxido de hidrogênio aos efluentes. Na etapa posterior foi realizado o pré-tratamento com ozônio seguido de tratamento biológico, conseguindo-se um aumento da remoção de DQO (3%), COT (1,5%), AOX (9%) e lignina (9%) com uma dose de 5 mmol L-1 de ozônio. Avaliou-se também nessa etapa o comportamento na ozonização e no tratamento biológico das frações de alta e baixa massa molar, separadas através de membrana com limite de exclusão molar de 500 g mol-1. Foi observado que a remoção da matéria orgânica é muito mais eficiente na fração de baixa massa molar (< 500 g mol-1) e que a maior parte da matéria orgânica recalcitrante ao tratamento biológico está contida na fração de alta massa molar (> 500 g mol-1). A última etapa do trabalho consistiu na avaliação da influência do tempo de detenção hidráulica (TDH) na remoção dos parâmetros analisados e o uso de ozônio como tratamento intermediário a dois tratamentos biológicos. Foram coletadas amostras nos reatores biológicos da indústria em diferentes TDH teóricos (1,2; 2,3; 3,5; 7 e 14 horas) e do sistema de lodos ativados de bancada operado com diferentes TDH (2; 4; 8 e 12 horas). Embora as maiores remoções de DQO e DBO5 fossem conseguidas em TDH maiores que sete horas, a maior parte de todos os parâmetros avaliados foi removida dentro de duas horas de tratamento, tanto no sistema industrial como no laboratorial. Para a avaliação do uso de ozônio como tratamento intermediário, os efluentes tratados por 2 e 4 horas no laboratório foram submetidos à ozonização com doses de 2; 5 e 10 mmol L-1. O processo foi eficiente para remoção de cor e lignina, mas apresentou potencial limitado na remoção de DQO e COT. Foi observado um aumento da DBO5, que a princípio indicaria que um tratamento biológico posterior aumentaria a remoção de matéria orgânica, porém a DBO5 após a ozonização foi no máximo de 30 mg L-1, valor pequeno considerando-se que a legislação exige valores menores que 60 mg L-1. Esses resultados sugerem que o uso de ozônio como tratamento intermediário após tratamento biológico aeróbio não é viável do ponto de vista de remoção de DQO, mas é muito eficiente se o objetivo for a remoção de cor e de lignina.

O tratamento de esgoto por meio de reatores anaeróbios, entre eles o tipo “Up-flow Anaerobic Slugde Blanket” – UASB é realizado há vários anos em alguns estados do Brasil. Para o dimensionamento e o controle destes reatores é considerada uma série de fatores como temperatura, pH do meio, carga hidráulica e, o objeto deste estudo, relação de nutrientes do afluente. As Estações de Tratamento de Esgoto recebem afluentes com variadas relações de nutrientes e não há na literatura consenso acerca de quais seriam os valores ótimos para funcionamento dos reatores. A fim de buscar maior entendimento sobre o assunto e assessorar o projeto, dimensionamento, e controle dos reatores anaeróbios, foi avaliada a influência da relação dos principais nutrientes (carbono, nitrogênio e fósforo) no desempenho de reatores tipo UASB tratando afluente sintético. Neste trabalho foram utilizados quatro reatores tipo UASB com as mesmas características, além disso, condições como TDH, carga orgânica e temperatura também eram constantes entre os reatores, sendo a única variável entre eles a relação C:N:P do afluente. O afluente sintético produzido tinha DQO esperada de 500 mg/L, valor próximo ao de esgotos domésticos. As análises se dividiram em duas partes, o monitoramento que durou 362 dias e os três perfis com 10 horas cada. No monitoramento foram realizadas análises de DQO, alcalinidade, ácidos voláteis, produção de gás metano, além da medição de temperatura e ph. Nos perfis foram feitas análises de DQO, fosfatos e nitrogênio amoniacal. Para discussão dos resultados foram realizados testes estatísticos a fim de indicar a existência de correlação entre as relações C:N:P dos afluentes e alguns dos resultados encontrados como: remoção de DQO, produção e consumo de alcalinidade e ácidos voláteis e produção de metano. Foi encontrada correlação apenas entre a produção de metano e as relações C:N:P testadas, sendo que para as outras análises esta correlação não foi confirmada. Todos os reatores obtiveram altas taxas quanto à remoção de DQO, estando estas acima de 75%, isto provavelmente se deve a fonte de carbono do afluente sintético ser a glicose; com relação a alcalinidade e ácidos voláteis, os resultados entre os reatores foram próximos e indicaram o bom funcionamentos destes; e quanto a geração de metano, o reator que operou sob a relação prevista de 300:5:1 obteve um rendimento 40% maior que os demais, alcançando a média diária de 162,05 mLCH4/gDQO. / Wastewater treatment using Anaerobic reactors, such as Up-flow Anaerobic Sludge Blanket – known as UASB, has been utilized for several years in some regions of Brazil. For design criteria and process control, it is considered several parameters as temperature, substrate pH, hydraulic load and nutrient ratio. Wastewater treatment plants process effluents with a variety of nutrient ratios and there is no consensus about what would be the optimal ranges for operating those reactors. Aiming to understand and assist the design, dimensioning and control of these reactors, this work evaluated the influence of the ratios of major nutrients (carbon, nitrogen and phosphorus) in the performance of a UASB reactor treating synthetic effluent. This work has used four UASB reactors with same characteristics, besides that, conditions such as HRT, organic load and temperature were the same among reactors, the only condition varying was C:N:P affluent ratios. The synthetic affluent produced had a COD expected of 500 mg/L, value similar to domestic wastewater. The analyses were divided in two parts: monitoring lasting 362 days and three profiles of 10 hours each. During monitoring were realized analyses of COD, alkalinity, volatile fatty acids, methane production, besides temperature and pH. Profiles analysed COD, phosphate and ammoniacal nitrogen. For the results discussion were realized statistical tests in order to find a correlation between affluents C:N:P ratios and results of COD removal, production and consumption of alkalinity and volatile fatty acids, and methane production rates. It was only found correlation between methane production and C:N:P ratios tested; for the other analyses no correlation was confirmed. All reactors obtained high COD removal rates - above 75 percent, this probably happened because synthetic affluent source of carbon was glycose; production of alkalinity and consume of volatile fatty acids among the reactors were similar, indicating an effective functioning. Regarding methane production, the reactor that operated with expected ratio of 300:5:1 obtained a performance 40% higher than the others, reaching a daily average of 162,05 mLCH4/gDQO.

A concentração de matéria orgânica em efluentes de microcervejarias varia entre 2000 e 200.000 mg.L-1 de demanda química de oxigênio (DQO). O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de resíduos de olaria (restos de cerâmica) (CE) e de resíduos sólidos da construção civil reciclados (RCCR) como adsorventes alternativos no pré-tratamento de efluente de uma microcervejaria localizada na região de Curitiba. O carvão ativado (CA) foi utilizado como referência para avaliar o potencial de remoção de matéria orgânica dos adsorventes alternativos. A fim de reduzir o número de ensaios e se descobrir quais são os fatores e suas interações que influenciam no processo de adsorção, um planejamento fatorial 24 com dois pontos centrais foi realizado, considerando como fatores independentes a massa de adsorvente (m), tempo de contato entre adsorvato e adsorvente (t), concentração inicial de adsovato (Co) e o pH. Os níveis estudados foram de 5g e 10g para m, 1h e 3h para t, 1100 mg.L-1 e 3500 mg.L-1 para Co e 3 e 7 para pH. A variável resposta analisada foi a quantidade de matéria orgânica adsorvida, em termos de DQO, por unidade de adsorvente. Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir que o fator que mais interferiu no processo de adsorção para os três adsorventes analisados foi Co, apresentando um efeito de 21,0375 (em média) sobre a resposta utilizando CA, 16,5563 utilizando CE e 10,956 utilizando RCCR. O segundo fator mais importante foi m, que apresentou efeito de -8,1250 utilizando CA, -7,7188 utilizando CE e 4,919 utilizando RCCR. O terceiro fator mais relevante foi a interação dos fatores Co e m, apresentando efeitos de -9,9125, -7,2187 e -3,644 em média utilizando CA, CE e RCCR, respectivamente. A adsorção foi favorecida em níveis altos (+) de Co, e em níveis baixos (-) de m. Os fatores pH e t não mostraram efeitos de grande magnitude. Os valores de R² encontrados para foram de 100%, 99,99% e 88,49% respectivamente, para CA, CE e RCCR, indicando que os modelos quadráticos representam muito bem a relação dos fatores e a variável resposta. O comportamento da CE como adsorvente no pré-tratamento do efluente de microcervejaria foi bastante similar ao do CA, apresentando até 63% de remoção de DQO nas condições operacionais estudadas, enquanto que os RCCR alcançaram eficiência de até 40%. Pôde-se concluir que ambos os adsorventes alternativos analisados têm potencial de utilização no pré-tratamento do efluente de microcervejaria. / The organic matter present on craft brewery wastewater goes from 2000 mg.L-1 to 200.000 mg.L-1 of chemical oxigen demand (COD). The main goal of this study was to evaluate the use of pottery residues (clay ceramic) (CE) and recycled building construction wastes as alternative adsorbents in the pretreatment of craft beer wastewater based in Curitiba. Activated charcoal (CA) was used as reference for evaluating the potential of alternative adsorbents. In order to reduce the total number of experiments to achieve the best conditions of the batch adsorption and to figure out which factors and their interactions influence on adsorption process, a full 24 factorial design with two central point was carried out, considering as independent factors mass of adsorbent (m), time of contact (t), the initial COD concentration (Co) and pH. The levels analyzed were 5g and 10g to m, 1h and 3h to t, 1100 mg.L-1 and 3500 mg.L-1 to Co and 3 and 7 to pH. The response considered was the amount of organic matter adsorbed in terms of COD per unit of adsorbent. The results indicated that the factor that has more interference on the adsorption process for the three adsorbents was Co, presenting an average effect of 21.0375 on the response applying CA; 16.5563 applying CE and 10.956 applying RCCR. The second most important factor was m, which had an effect of -8.1250 applying CA, -7.7188 applying CE and 4,919 applying RCCR. The third most important factor was the interaction of the factors Co and m, presenting an average effect of -9.9125, -7.2187 and -3.644 on average using CA, CE and RCCR respectively. Adsorption of organic matter was favored at high levels (+) of Co, and low levels (-) of m. The pH and t factors have not shown great porpotion effects. The R² values found were 100%, 99.99% and 88.49% respectively for CA, CE and RCCR, indicating that the aquared models are good representatives of the relation between the factors and the response. The CE behavior as an adsorbent on the craft beer wastewater pretreatment was very similar to the CA, showing up to 63% of COD removal on the studied operacional conditions, while the RCCR reached 40%. The conclusion is that both alternative adsorbents analyzed are able to be used on the craft beer wastewater pretreatment process.