A presente pesquisa estudou a viabilidade do emprego de sais de magnésio em estações de tratamento de esgoto sanitário visando a remoção do fósforo, bem como a produção de estruvita, mineral que pode ser utilizado diretamente no solo como fertilizante. As estações estudadas nesta pesquisa foram a Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário de Franca-SP e a Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário Jardim das Flores, localizada no município de Rio Claro-SP, e a Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário Piçarrão, no município de Campinas. No caso da ETE Jardim das Flores (Rio Claro-SP), observou a possibilidade do emprego de sais de magnésio para se remover fósforo no efluente dos reatores UASB. Com ensaios de Jar-Test, atingiu-se cerca 49% de remoção de fosfato na amostra precipitada por gravidade e cerca de 90% na amostra centrifugada. No caso da ETE-Franca-SP, constatou-se, apesar do emprego de sais de magnésio não ter sido viável, verificou-se os benefícios do emprego de cloreto férrico em estações de tratamento de esgoto sanitário. / The present research studied the use of magnesium salts to remove phosphorus. With the phosphorus removal, magnesium salts, produce, as well, struvite, mineral that can be use directly on soil as fertilizer. The wastewater treatment plants objects of studies in this research was Wastewater Treatment Plant of Franca (SABESP) city Wastewater Treatment Plant of Jardim das Flores (Foz do Brasil), at Rio Claro city, and Wastewater Treatment Plant of Piçarrão (SANASA), at Campinas city. All three WWTP\'s are at São Paulo state, Brazil. In WWTP Jardim das Flores/Foz do Brasil (Rio Claro-SP), the results shown the viability of magnesium salts use at effluent of UASB reactors. In Jar-test essays, the phosphorus removal reached among 49% and in centrifuged samples, phosphorus removal was among 90%. In WWTP Franca-SP/SABESP, the results shown the benefits of iron salts in wastewater treatment.

O reator seqüencial em batelada (RSB) é uma variante de lodos ativados capaz de promover a remoção da matéria orgânica, a remoção dos nutrientes e a separação da fase sólida da líquida em uma unidade. A valorização das áreas urbanas, a carência de tratamento terciário e a crescente necessidade de redução nas dimensões de estações de tratamento de esgoto devem impulsionar o desenvolvimento de pesquisas sobre RSB em curto espaço de tempo. A partir deste cenário, o presente trabalho teve como objetivo modelar o comportamento do reator seqüencial em batelada a partir da teoria desenvolvida por Marais e colaboradores. Dentro deste contexto, a cinética de oxidação dos compostos orgânicos e do nitrogênio na forma amoniacal foi descrita e modelada. O trabalho experimental foi realizado em duas escalas: bancada e piloto. O experimento em escala de bancada foi dividido em duas fases. Foram utilizados dois RSBs e um sistema de fluxo contínuo. Um reator seqüencial em batelada (RSB1) foi operado com idade de lodo. O outro reator em batelada (RSB2) foi operado em função da relação F/M e o sistema de fluxo contínuo (FC1) por idade de lodo. Estes reatores foram utilizados como controle no monitoramento do RSB1 Na primeira fase, os três sistemas removeram apenas matéria orgânica. Na fase seguinte, removeram matéria orgânica e nitrogênio. A partir dos resultados obtidos em escala de bancada, foi possível concluir que o modelo desenvolvido pode ser aplicado ao reator seqüencial em batelada operando com idade de lodo, permitindo determinar a qualidade do efluente, a produção de lodo e o consumo de oxidante. Além disso, foi possível descrever o comportamento da taxa de consumo de oxigênio em função da oxidação da matéria orgânica biodegradável e da oxidação do nitrogênio na forma amoniacal. O reator seqüencial em batelada operado com idade de lodo (RSB1) alcançou remoção média de matéria orgânica de 90 % nas idades de lodo de 30, 20, 10 e 5 dias. A remoção média de nitrogênio mais elevada foi obtida na idade de lodo de 20 dias e atingiu 87 %. Nas demais idades de lodo a remoção média de nitrogênio variou entre 79 e 42 %. A modelagem do comportamento do reator seqüencial em batelada resultou numa proposta de metodologia para o dimensionamento que tem como finalidade abolir critérios obsoletos e inadequados para o dimensionamento de lodos ativados em batelada No experimento em escala piloto, foram utilizados um reator seqüencial em batelada, denominado RSB, e um sistema de fluxo contínuo com a configuração Bardenpho, denominado FC. Os sistemas de lodos ativados sob investigação foram monitorados em duas idades de lodo: 30 e 10 dias. Os dados do experimento em escala piloto mostraram que os processos físico-químicos e biológicos envolvidos na remoção de matéria orgânica e nitrogênio no RSB foram mais eficientes do que no Bardenpho quando trataram o mesmo esgoto doméstico e foram submetidos às mesmas condições operacionais. No RSB, obteve-se 88 e 89 % de remoção de matéria orgânica nas idades de lodo de 10 e 30 dias, respectivamente. Nesta seqüência das idades de lodo, a eficiência do Bardenpho caiu de 87 para 76 %. O sistema de fluxo contínuo removeu 66 e 52 % do nitrogênio total afluente nas idades de lodo de 10 e 30 dias, respectivamente. A eficiência do RSB na remoção de nitrogênio foi determinada apenas na idade de lodo de 10 dias e alcançou 69 %. A partir dos resultados obtidos em escala de bancada e piloto, constata-se que o reator seqüencial em batelada operando com idade de lodo pode ser utilizado no tratamento de esgoto doméstico e obter eficiência na remoção de matéria orgânica e nitrogênio igual ou superior ao sistema de fluxo contínuo. / The sequential batch reactor (SBR) is a variant of activated sludge than can promote the removal of organic matter, the removal of nutrients and the separation of the solid phase from the liquid one in a unit. The increased value of urban areas, the lack of tertiary treatment and the growing need to reduce the size of sewage treatment plants should drive the development of research on SBRs in a short time period. According to this scenario, the present study aimed at modeling the behavior of the sequential batch reactor based on the theory developed by Marais et cols. The kinetics of oxidation of organic compounds and nitrogen in the ammoniacal form was described and modeled in this context. The experimental work was performed on two scales: bench and pilot. The bench-scale experiment was divided into two phases. Two SBRs and a continuous flow system were used. A sequential batch reactor (SBR1) was operated with sludge age. The other batch reactor (SBR2) was operated considering the F/M relationship and the continuous flow system (FC1) by sludge age. These reactors were used as control in monitoring SBR1. During the first phase, the three systems removed only organic matter. In the next phase they removed organic matter and nitrogen. Based on the bench-scale results obtained, it could be concluded that the model developed can be applied to the sequential batch reactor operating with sludge age and determine the quality of effluent, sludge production and oxidant consumption. Furthermore, the behavior of the oxygen consumption rate as a function of biodegradable organic matter oxidation and the oxidation of nitrogen in the ammoniacal form could be described. The sequential batch reactor operated with sludge age (SBR1) achieved the mean removal of organic matter of 90% at sludge ages of 30, 20, 10 and 5 days. The highest mean removal of nitrogen was obtained at the sludge age of 20 days and reached 87%. At the other sludge ages, the mean removal of nitrogen varied from 79 to 42%. Modeling the behavior of the sequential batch reactor led to a proposal for a sizing methodology in order to eliminate obsolete criteria that are inappropriate to size batch activated sludges In the pilot scale experiment, a sequential batch reactor called SBR and a continuous flow system with ah Bardenpho configuration called FC were used. The activated sludge systems investigated were monitored with two sludge ages of 30 and 10 days. The data on the pilot scale experiment showed that the physicochemical and biological processes involved in the removal of organic matter and nitrogen in the SBR were more efficient than in the Bardenpho, when treating the same domestic sewage and submitted to the same operational conditions. In the SBR 88 and 89% removal of organic matter at the sludge ages of 10 and 30 days respectively were obtained. In this sequence of sludge ages, the efficiency of the vi Bardenpho dropped from 87 to 76%. The efficiency of nitrogen removal was obtained only for the sludge age of 10 days. The SBR and Bardenpho removed 69 and 66%, respectively. Based on the results obtained on bench and pilot scale, it is found that the sequential batch reactor operating with sludge age may be used to treat domestic sewage and achieve an efficiency of organic matter and nitrogen removal equal to or higher than the continuous flow system.

Sistemas convencionais de coleta e tratamento de esgotos domiciliares apresentam níveis de eficiência técnica e econômica nem sempre compatíveis com a realidade de alguns assentamentos humanos. A observação da história e da atualidade dos sistemas de tratamento e disposição dos esgotos, mostra uma permanente deficiência do tratamento dos resíduos líquidos. O estudo do uso da água e do ciclo hidrológico, ressalta a importância de que a intervenção humana neste ciclo se dê de forma sustentável. Um sistema que trate as águas servidas no local, e permita o aproveitamento dos poluentes destas águas na forma de insumos para a produção vegetal, devolvendo-as, purificadas para o ciclo hidrológico, pela evapotranspiração e infiltração no solo, certamente é mais sustentável que a maioria das soluções hoje adotadas. Neste trabalho, a partir de uma revisão bibliográfica sobre alternativas tecnológicas, é apresentado um estudo comparativo de diferentes sistemas de coleta e tratamento de esgotos tendo como variáveis de análise os custos de construção, operação e manutenção, a área necessária para a implantação do sistema, os volumes dos lodos e dos gases produzidos, e a qualidade do efluente do tratamento. O tratamento, em separado, das águas residuárias residenciais, apoia-se em vários estudos realizados nos últimos anos, em especial da microbiologia dos esgotos. Destacam-se os que apontam a eficiência do tratamento diretamente relacionada à concentração dos esgotos e justificam a separação das águas negras (descargas hídricas dos vasos sanitários), das cinzas (demais águas servidas) Os estudos para o tratamento das águas cinzas, especificamente, onde se demonstra que estas últimas não têm os elevados índices de poluição das águas negras, permitem tratamentos mais simplificados e econômicos. Estes fundamentos estão aplicados em um sistema modular com separação das águas (SMSA), proposto neste trabalho, um sistema de construção simples, que utiliza materiais comuns, que requer pouca manutenção e não necessita de energia externa para o seu funcionamento. Este sistema proporciona um tratamento final seguro, pela disposição dos efluentes previamente tratados, no leito de evapotranspiração e infiltração que, bem operado, pode oferecer um tratamento a nível terciário. Palavras-chave: saneamento; tratamentos

A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho de reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB) operando sob condições de temperaturas típicas de regiões de clima temperado. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto constituída por três reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB), cada um com um volume de 19,2 L. Uma quantidade equivalente de lodo foi disposta nos três reatores para obter uma carga biológica de 0,11 kgDQOkgSVT-1d-1, sendo a origem da biomassa o lodo de um reator UASB tratando efluente de uma indústria de gelatina. Os reatores trataram um esgoto sintético constituído por glicose, acetato, micro e macronutrientes, com concentração de DQO compatível com a de esgotos domésticos. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas. Na primeira, aclimatação, os três reatores operaram a temperatura de 35ºC. Na segunda etapa, os reatores operaram com temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35°C Na etapa de aclimatação, os reatores funcionaram muito bem, com remoções de DQO em torno de 90%. Na segunda etapa, observou-se um pequeno decréscimo da remoção de DQO total com a redução da temperatura (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 e 87,2% de remoção para 35, 30, 25, 20 e 15ºC, respectivamente). Entretanto, a temperatura não influenciou a remoção de DQO solúvel, o que foi confirmado pela análise estatística aplicada. O volume diário de metano, calculado pelos métodos de balanço de DQO e bioenergética foram semelhantes. Durante os experimentos, devido a interrupções no sistema de energia elétrica, os reatores sofreram choques não intencionais de temperatura, de 5 e 10ºC. Os reatores que apresentaram choques de 5ºC conseguiram se recuperar tão logo houve o restabelecimento das condições iniciais, voltando a apresentar os mesmos graus de remoção de matéria orgânica medidos antes dos choques. Porém, o reator que sofreu um choque da ordem de 10ºC não se recuperou em relação às condições iniciais. Os índices de remoção de matéria orgânica e produção de biogás foram reduzidos, com o concomitante acréscimo na concentração efluente de ácidos graxos voláteis. Em paralelo ao experimento de laboratório, foi monitorado um reator UASB em escala real, construído em Caxias do Sul, cidade que apresenta invernos rigorosos. Neste caso, a influência de outras variáveis na composição dos esgotos domésticos mascararam o possível efeito da temperatura na eficiência do reator. Os reatores protótipos operando com condições controladas de temperatura e concentrações de substrato e vazão estáveis apresentam eficiências de remoção de matéria orgânica significativamente superiores aquelas atingidas no reator UASB de escala real. Os resultados dos experimentos de laboratório conduzidos nesta pesquisa indicaram que houve influência da temperatura na remoção de matéria orgânica de reatores UASB. Contudo, esta influência não causou perda significativa na qualidade do efluente, o que sugere que reatores UASB, operados de maneira cuidadosa, podem ser utilizados como parte de processos de tratamento de esgotos em cidades de clima temperado. / This research assessed the efficiency of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor operating under typical temperatures found in regions with temperate climate. A pilot plant constituted by three 19.2 L anaerobic reactors was operated. Sludge from an UASB reactor treating residuals from a gelatin industrial plant was introduced in each prototype. The initial biological load in each reactor was 0.11 kg CODkg TVS-1.d-1. The reactors treated a synthetic wastewater formed by glucose, acetate, micro and macronutrients, with COD concentration compatible with urban sewage. Reactor’s operation was divided in two phases. In the first, start-up, reactors operated at 35°C. In the second phase, temperatures within reactors were 15, 20, 25, 30, and 35°C. During the start-up and acclimatizing period, COD removal efficiencies were high, around 90%. In the second phase, it was observed that organic matter removal was slightly affected by temperature. Generally, there was a decrease in COD efficiency with temperature reduction (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 and 87,2% removal for 35, 30, 25, 20, and 15°C, respectively). However, soluble COD removal was unaffected by temperature, an observation confirmed by statistical analysis. Methane gas volume, calculated by COD mass balances and bioenergetics, was similar. Electric power shortages occurred in some small periods during the experiments. As a consequence, the reactors endured unintentional 5°C and 10°C temperature shocks. Reactors that suffered 5°C shocks recovered very well as soon as they returned to their initial operational temperature. However, the reactor that had a 10°C temperature reduction didn’t recover to its initial efficiency upon return to the original operating temperature. Organic matter removal and biogas production dropped significantly, with a corresponding increase in the volatile organic acids concentration in the reactor effluent. In parallel with the laboratory experiments, it was monitored a full scale UASB reactor operating in Caxias do Sul, a city characterized by cold winters. For the full scale reactor, it was not possible to verify the effect of temperature on efficiency. This was due to the interference of variables other than temperature on the quality of the effluent. The COD removals obtained in the prototype reactors were significantly higher than those measured at the full scale reactor. It has to be considered that the prototypes operated under controlled temperature and constants concentrations and flowrates. On the contrary, the full scale reactor received complex substrates (domestic wastewater), with variations in concentrations, flowrates and temperatures. The results of the research suggest that is feasible to operate UASB reactors in regions where temperature varies significantly around the year, with cold winters and warm summers. Although the experiment showed a small decrease in organic matter removal with temperature, the efficiencies were still high to warrant the application of UASB at lower temperatures. In full scale reactors, a careful operation of the reactor will probably compensate for a small decrease in organic matter removal due to lower temperatures.

PEIXOTO, M. S. Avaliação técnica e operacional da estação de tratamento de esgotos por lodos ativados do campus do Pici da Universidade Federal do Ceará. 2008. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-27T19:12:01Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_mspeixoto.pdf: 1738762 bytes, checksum: 11ef73a5aa8f95d90c2ff6adf56177a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-06-02T18:02:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_mspeixoto.pdf: 1738762 bytes, checksum: 11ef73a5aa8f95d90c2ff6adf56177a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-02T18:02:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_mspeixoto.pdf: 1738762 bytes, checksum: 11ef73a5aa8f95d90c2ff6adf56177a9 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Wastewater treatment is very important to maintain the quality of water bodies. The present work evaluated the technical and operational aspects of an activated sludge Wastewater Treatment Plant (WTP), classified as prolonged aeration, located at the “Campus do Pici” of the Federal University of Ceará, and propose some interventions to make compatible real and design efficiencies. The physical-chemical and biological water analysis of influent and effluent allowed to monitor the real WTP efficiency. Some operational parameters were assessed in the preliminary treatment, aeration tank and secondary settler. After the monitoring time, the real organic matter, nutrients and pathogens removal efficiencies were compared to values reported in literature for the activated sludge system in extended aeration, as well as for the operational parameters. Additionally, it was verified which parameters were below the limits reported in the regulation (Portaria no 154 of Secretaria de Meio ambiente do Ceará, Semace). It was concluded that the WTP was hydraulically overloaded, which is compromising the organic matter and pathogens removal, beside the low nutrients efficiency. Because of this, the WTP effluent is not accomplishing the regulation limits for ammonium and phosphorous. As a major intervention, we suggest the construction of other modules to distribute the inflow, with the aim of decrease the hydraulic overload problem, beside the possibility of including a tertiary treatment to decrease the nutrients concentrations. Only after these improvements we can think of ways to optimize the WTP to achieve the design efficiencies and effluent limits. / O tratamento de esgoto é fundamental para a manutenção da qualidade dos corpos d’água. O presente trabalho investigou os aspectos técnicos e operacionais da estação de tratamento de esgoto (ETE) por lodos ativados com aeração prolongada do Campus do Pici, situada na Universidade Federal do Ceará e propôs medidas corretivas para compatibilizar as eficiências reais com as de projeto. Por meio da análise dos parâmetros físicos, químicos e biológicos de qualidade de água no afluente e efluente avaliou-se a eficiência real da ETE, sendo que os principais parâmetros operacionais foram avaliados no tratamento preliminar, tanque de aeração e decantador secundário. De posse dos dados coletados, compararam-se os dados de eficiência com os valores citados na literatura para a tecnologia de lodos ativados por aeração prolongada, assim como os valores obtidos na avaliação operacional da ETE. Adicionalmente, foram verificados quais parâmetros atendiam aos limites da Portaria no 154 da Superintendência Estadual de Meio ambiente do Ceará (Semace). Constatou-se que a ETE está submetida à sobrecarga hidráulica, comprometendo desta forma a eficiência de remoção de matéria orgânica e patogênicos, além da baixa remoção de nutrientes, que faz com que o efluente não atenda aos limites da supracitada portaria para amônia e fósforo. Como principal intervenção na ETE, recomendou-se a construção de módulos complementares para distribuição da vazão afluente de forma a sanar o problema de sobrecarga hidráulica, além da possibilidade de inclusão de tratamento em nível terciário para o problema dos nutrientes. Só após a realização desta intervenção, poderão ser propostas medidas para a otimização da ETE e adequação do efluente a todos os padrões de lançamento estabelecidos e avaliados na presente investigação.

A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho de reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB) operando sob condições de temperaturas típicas de regiões de clima temperado. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto constituída por três reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB), cada um com um volume de 19,2 L. Uma quantidade equivalente de lodo foi disposta nos três reatores para obter uma carga biológica de 0,11 kgDQOkgSVT-1d-1, sendo a origem da biomassa o lodo de um reator UASB tratando efluente de uma indústria de gelatina. Os reatores trataram um esgoto sintético constituído por glicose, acetato, micro e macronutrientes, com concentração de DQO compatível com a de esgotos domésticos. A operação dos reatores foi dividida em duas etapas. Na primeira, aclimatação, os três reatores operaram a temperatura de 35ºC. Na segunda etapa, os reatores operaram com temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35°C Na etapa de aclimatação, os reatores funcionaram muito bem, com remoções de DQO em torno de 90%. Na segunda etapa, observou-se um pequeno decréscimo da remoção de DQO total com a redução da temperatura (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 e 87,2% de remoção para 35, 30, 25, 20 e 15ºC, respectivamente). Entretanto, a temperatura não influenciou a remoção de DQO solúvel, o que foi confirmado pela análise estatística aplicada. O volume diário de metano, calculado pelos métodos de balanço de DQO e bioenergética foram semelhantes. Durante os experimentos, devido a interrupções no sistema de energia elétrica, os reatores sofreram choques não intencionais de temperatura, de 5 e 10ºC. Os reatores que apresentaram choques de 5ºC conseguiram se recuperar tão logo houve o restabelecimento das condições iniciais, voltando a apresentar os mesmos graus de remoção de matéria orgânica medidos antes dos choques. Porém, o reator que sofreu um choque da ordem de 10ºC não se recuperou em relação às condições iniciais. Os índices de remoção de matéria orgânica e produção de biogás foram reduzidos, com o concomitante acréscimo na concentração efluente de ácidos graxos voláteis. Em paralelo ao experimento de laboratório, foi monitorado um reator UASB em escala real, construído em Caxias do Sul, cidade que apresenta invernos rigorosos. Neste caso, a influência de outras variáveis na composição dos esgotos domésticos mascararam o possível efeito da temperatura na eficiência do reator. Os reatores protótipos operando com condições controladas de temperatura e concentrações de substrato e vazão estáveis apresentam eficiências de remoção de matéria orgânica significativamente superiores aquelas atingidas no reator UASB de escala real. Os resultados dos experimentos de laboratório conduzidos nesta pesquisa indicaram que houve influência da temperatura na remoção de matéria orgânica de reatores UASB. Contudo, esta influência não causou perda significativa na qualidade do efluente, o que sugere que reatores UASB, operados de maneira cuidadosa, podem ser utilizados como parte de processos de tratamento de esgotos em cidades de clima temperado. / This research assessed the efficiency of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor operating under typical temperatures found in regions with temperate climate. A pilot plant constituted by three 19.2 L anaerobic reactors was operated. Sludge from an UASB reactor treating residuals from a gelatin industrial plant was introduced in each prototype. The initial biological load in each reactor was 0.11 kg CODkg TVS-1.d-1. The reactors treated a synthetic wastewater formed by glucose, acetate, micro and macronutrients, with COD concentration compatible with urban sewage. Reactor’s operation was divided in two phases. In the first, start-up, reactors operated at 35°C. In the second phase, temperatures within reactors were 15, 20, 25, 30, and 35°C. During the start-up and acclimatizing period, COD removal efficiencies were high, around 90%. In the second phase, it was observed that organic matter removal was slightly affected by temperature. Generally, there was a decrease in COD efficiency with temperature reduction (95,7, 91,0, 94,2, 90,6 and 87,2% removal for 35, 30, 25, 20, and 15°C, respectively). However, soluble COD removal was unaffected by temperature, an observation confirmed by statistical analysis. Methane gas volume, calculated by COD mass balances and bioenergetics, was similar. Electric power shortages occurred in some small periods during the experiments. As a consequence, the reactors endured unintentional 5°C and 10°C temperature shocks. Reactors that suffered 5°C shocks recovered very well as soon as they returned to their initial operational temperature. However, the reactor that had a 10°C temperature reduction didn’t recover to its initial efficiency upon return to the original operating temperature. Organic matter removal and biogas production dropped significantly, with a corresponding increase in the volatile organic acids concentration in the reactor effluent. In parallel with the laboratory experiments, it was monitored a full scale UASB reactor operating in Caxias do Sul, a city characterized by cold winters. For the full scale reactor, it was not possible to verify the effect of temperature on efficiency. This was due to the interference of variables other than temperature on the quality of the effluent. The COD removals obtained in the prototype reactors were significantly higher than those measured at the full scale reactor. It has to be considered that the prototypes operated under controlled temperature and constants concentrations and flowrates. On the contrary, the full scale reactor received complex substrates (domestic wastewater), with variations in concentrations, flowrates and temperatures. The results of the research suggest that is feasible to operate UASB reactors in regions where temperature varies significantly around the year, with cold winters and warm summers. Although the experiment showed a small decrease in organic matter removal with temperature, the efficiencies were still high to warrant the application of UASB at lower temperatures. In full scale reactors, a careful operation of the reactor will probably compensate for a small decrease in organic matter removal due to lower temperatures.

O reator seqüencial em batelada (RSB) é uma variante de lodos ativados capaz de promover a remoção da matéria orgânica, a remoção dos nutrientes e a separação da fase sólida da líquida em uma unidade. A valorização das áreas urbanas, a carência de tratamento terciário e a crescente necessidade de redução nas dimensões de estações de tratamento de esgoto devem impulsionar o desenvolvimento de pesquisas sobre RSB em curto espaço de tempo. A partir deste cenário, o presente trabalho teve como objetivo modelar o comportamento do reator seqüencial em batelada a partir da teoria desenvolvida por Marais e colaboradores. Dentro deste contexto, a cinética de oxidação dos compostos orgânicos e do nitrogênio na forma amoniacal foi descrita e modelada. O trabalho experimental foi realizado em duas escalas: bancada e piloto. O experimento em escala de bancada foi dividido em duas fases. Foram utilizados dois RSBs e um sistema de fluxo contínuo. Um reator seqüencial em batelada (RSB1) foi operado com idade de lodo. O outro reator em batelada (RSB2) foi operado em função da relação F/M e o sistema de fluxo contínuo (FC1) por idade de lodo. Estes reatores foram utilizados como controle no monitoramento do RSB1 Na primeira fase, os três sistemas removeram apenas matéria orgânica. Na fase seguinte, removeram matéria orgânica e nitrogênio. A partir dos resultados obtidos em escala de bancada, foi possível concluir que o modelo desenvolvido pode ser aplicado ao reator seqüencial em batelada operando com idade de lodo, permitindo determinar a qualidade do efluente, a produção de lodo e o consumo de oxidante. Além disso, foi possível descrever o comportamento da taxa de consumo de oxigênio em função da oxidação da matéria orgânica biodegradável e da oxidação do nitrogênio na forma amoniacal. O reator seqüencial em batelada operado com idade de lodo (RSB1) alcançou remoção média de matéria orgânica de 90 % nas idades de lodo de 30, 20, 10 e 5 dias. A remoção média de nitrogênio mais elevada foi obtida na idade de lodo de 20 dias e atingiu 87 %. Nas demais idades de lodo a remoção média de nitrogênio variou entre 79 e 42 %. A modelagem do comportamento do reator seqüencial em batelada resultou numa proposta de metodologia para o dimensionamento que tem como finalidade abolir critérios obsoletos e inadequados para o dimensionamento de lodos ativados em batelada No experimento em escala piloto, foram utilizados um reator seqüencial em batelada, denominado RSB, e um sistema de fluxo contínuo com a configuração Bardenpho, denominado FC. Os sistemas de lodos ativados sob investigação foram monitorados em duas idades de lodo: 30 e 10 dias. Os dados do experimento em escala piloto mostraram que os processos físico-químicos e biológicos envolvidos na remoção de matéria orgânica e nitrogênio no RSB foram mais eficientes do que no Bardenpho quando trataram o mesmo esgoto doméstico e foram submetidos às mesmas condições operacionais. No RSB, obteve-se 88 e 89 % de remoção de matéria orgânica nas idades de lodo de 10 e 30 dias, respectivamente. Nesta seqüência das idades de lodo, a eficiência do Bardenpho caiu de 87 para 76 %. O sistema de fluxo contínuo removeu 66 e 52 % do nitrogênio total afluente nas idades de lodo de 10 e 30 dias, respectivamente. A eficiência do RSB na remoção de nitrogênio foi determinada apenas na idade de lodo de 10 dias e alcançou 69 %. A partir dos resultados obtidos em escala de bancada e piloto, constata-se que o reator seqüencial em batelada operando com idade de lodo pode ser utilizado no tratamento de esgoto doméstico e obter eficiência na remoção de matéria orgânica e nitrogênio igual ou superior ao sistema de fluxo contínuo. / The sequential batch reactor (SBR) is a variant of activated sludge than can promote the removal of organic matter, the removal of nutrients and the separation of the solid phase from the liquid one in a unit. The increased value of urban areas, the lack of tertiary treatment and the growing need to reduce the size of sewage treatment plants should drive the development of research on SBRs in a short time period. According to this scenario, the present study aimed at modeling the behavior of the sequential batch reactor based on the theory developed by Marais et cols. The kinetics of oxidation of organic compounds and nitrogen in the ammoniacal form was described and modeled in this context. The experimental work was performed on two scales: bench and pilot. The bench-scale experiment was divided into two phases. Two SBRs and a continuous flow system were used. A sequential batch reactor (SBR1) was operated with sludge age. The other batch reactor (SBR2) was operated considering the F/M relationship and the continuous flow system (FC1) by sludge age. These reactors were used as control in monitoring SBR1. During the first phase, the three systems removed only organic matter. In the next phase they removed organic matter and nitrogen. Based on the bench-scale results obtained, it could be concluded that the model developed can be applied to the sequential batch reactor operating with sludge age and determine the quality of effluent, sludge production and oxidant consumption. Furthermore, the behavior of the oxygen consumption rate as a function of biodegradable organic matter oxidation and the oxidation of nitrogen in the ammoniacal form could be described. The sequential batch reactor operated with sludge age (SBR1) achieved the mean removal of organic matter of 90% at sludge ages of 30, 20, 10 and 5 days. The highest mean removal of nitrogen was obtained at the sludge age of 20 days and reached 87%. At the other sludge ages, the mean removal of nitrogen varied from 79 to 42%. Modeling the behavior of the sequential batch reactor led to a proposal for a sizing methodology in order to eliminate obsolete criteria that are inappropriate to size batch activated sludges In the pilot scale experiment, a sequential batch reactor called SBR and a continuous flow system with ah Bardenpho configuration called FC were used. The activated sludge systems investigated were monitored with two sludge ages of 30 and 10 days. The data on the pilot scale experiment showed that the physicochemical and biological processes involved in the removal of organic matter and nitrogen in the SBR were more efficient than in the Bardenpho, when treating the same domestic sewage and submitted to the same operational conditions. In the SBR 88 and 89% removal of organic matter at the sludge ages of 10 and 30 days respectively were obtained. In this sequence of sludge ages, the efficiency of the vi Bardenpho dropped from 87 to 76%. The efficiency of nitrogen removal was obtained only for the sludge age of 10 days. The SBR and Bardenpho removed 69 and 66%, respectively. Based on the results obtained on bench and pilot scale, it is found that the sequential batch reactor operating with sludge age may be used to treat domestic sewage and achieve an efficiency of organic matter and nitrogen removal equal to or higher than the continuous flow system.

Sistemas convencionais de coleta e tratamento de esgotos domiciliares apresentam níveis de eficiência técnica e econômica nem sempre compatíveis com a realidade de alguns assentamentos humanos. A observação da história e da atualidade dos sistemas de tratamento e disposição dos esgotos, mostra uma permanente deficiência do tratamento dos resíduos líquidos. O estudo do uso da água e do ciclo hidrológico, ressalta a importância de que a intervenção humana neste ciclo se dê de forma sustentável. Um sistema que trate as águas servidas no local, e permita o aproveitamento dos poluentes destas águas na forma de insumos para a produção vegetal, devolvendo-as, purificadas para o ciclo hidrológico, pela evapotranspiração e infiltração no solo, certamente é mais sustentável que a maioria das soluções hoje adotadas. Neste trabalho, a partir de uma revisão bibliográfica sobre alternativas tecnológicas, é apresentado um estudo comparativo de diferentes sistemas de coleta e tratamento de esgotos tendo como variáveis de análise os custos de construção, operação e manutenção, a área necessária para a implantação do sistema, os volumes dos lodos e dos gases produzidos, e a qualidade do efluente do tratamento. O tratamento, em separado, das águas residuárias residenciais, apoia-se em vários estudos realizados nos últimos anos, em especial da microbiologia dos esgotos. Destacam-se os que apontam a eficiência do tratamento diretamente relacionada à concentração dos esgotos e justificam a separação das águas negras (descargas hídricas dos vasos sanitários), das cinzas (demais águas servidas) Os estudos para o tratamento das águas cinzas, especificamente, onde se demonstra que estas últimas não têm os elevados índices de poluição das águas negras, permitem tratamentos mais simplificados e econômicos. Estes fundamentos estão aplicados em um sistema modular com separação das águas (SMSA), proposto neste trabalho, um sistema de construção simples, que utiliza materiais comuns, que requer pouca manutenção e não necessita de energia externa para o seu funcionamento. Este sistema proporciona um tratamento final seguro, pela disposição dos efluentes previamente tratados, no leito de evapotranspiração e infiltração que, bem operado, pode oferecer um tratamento a nível terciário. Palavras-chave: saneamento; tratamentos

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-10-01Bitstream added on 2014-06-13T19:59:00Z : No. of bitstreams: 1 americo_jhp_me_ilha.pdf: 1150853 bytes, checksum: 22eb0045ed6531c06a06108c015b424b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A contaminação dos ecossistemas aquáticos por compostos farmacológicos intensificou-se nos últimos anos devido ao aumento da produção e ao consumo desenfreado destas substâncias pela população. Estes compostos são encontrados em águas naturais e em efluentes de Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), comprovando que sua presença em águas naturais é um indicativo de contaminação por águas residuárias de ETE. A presente pesquisa avaliou a ocorrência de compostos farmacológicos no Córrego da Onça, município de Três Lagoas (MS), bem como as relações específicas entre os pontos de monitoramento do corpo d’água. Assim, foram coletadas mensalmente, em um período de 12 meses amostras de água (1L) em seis pontos distintos representando diferentes seções do córrego. As amostras foram submetidas ao processo de extração em fase sólida e analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência. Fármacos como atenolol, diclofenaco, ibuprofeno, naproxeno, paracetamol e piroxicam foram detectados nos pontos de coleta do corpo d’água. Com auxílio de uma ferramenta estatística, os pontos amostrais foram reunidos em duas classes, observando-se maior similaridade entre P1(Lagoa do Meio) e P2 (Lagoa Maior), e entre P4 (Jusante da ETE) e P5 (Novas Nascentes). Os resultados evidenciam a contaminação no córrego por compostos farmacológicos, possivelmente devido aos indícios de ligações clandestinas de esgoto sanitário e/ou não eficiência do sistema utilizado pela ETE do município de Três Lagoas. / The contamination of aquatic ecosystems by pharmacological compounds has intensified in recent years due to increased production and consumption of these substances by population. These compounds are found in natural waters and effluents from sewage treatment plants (WTP), confirming that their presence in natural waters is indicative of contamination by wastewater from WTP. This study investigated the occurrence of pharmacological compounds in the Stream of Onça at TrêsLagoas (MS), and the specific relationships between the monitoring points of the waterbody. Water samples were collected monthly, over a period of 12 months (water samples 1L) at six different points representing different sections of the stream. The samples were subjected to the process of solid phase extraction and analyzed by high performance liquid chromatography. Drugs such as atenolol, diclofenac, ibuprofen, naproxen, paracetamol and piroxicam were detected in the sampling points of the waterbody. A statistical tool aided to divide the sites into two classes, with a greater similarity between P1 (Middle Pond) and P2 (Major Pond), and between P4 (Downstream of WTP) and P5 (New springs). The results show that the stream contamination by pharmacological compoundsis an indication of illegal connections of sanitary sewer and/or inefficiency of the system used by WTP of Três Lagoas (MS).

Submitted by RAFAEL DOS SANTOS LIMA (rafaelsantosnatureza@yahoo.com.br) on 2018-04-13T13:55:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Rafael_9_Banca_ 5 3_FINALcom ficha.pdf: 1446594 bytes, checksum: 32e7e796d1433450c73715d155faef1b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-04-16T11:46:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_rs_me_botfca.pdf: 1426623 bytes, checksum: a5bfebbdd6fbee2ca22ec77b48e3cf2d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T11:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_rs_me_botfca.pdf: 1426623 bytes, checksum: a5bfebbdd6fbee2ca22ec77b48e3cf2d (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A necessidade de preservação e uso racional da água é notória e pertinente. Esta reeducação também está associada ao uso de fontes alternativas, como a utilização de efluentes tratados (águas residuárias), para fins menos nobres, ou seja, aqueles nos quais não se requer água potável. É importante estudar o uso de novos insumos com potencial agrícola, onde a aplicação de águas de qualidade inferior à potável pode se tornar uma alternativa promissora para a obtenção de nutrientes e de água para as plantas de forma econômica e com menos impactos ambientais. Conhecendo a importância e necessidade do reuso da água e uso de efluentes na agricultura, este trabalho teve como objetivo geral, analisar o efeito das macrófitas lemnáceas no polimento de águas residuárias, bem como o uso dessa água na irrigação da cultura do feijão. O experimento foi realizado em casa de vegetação não climatizada no Departamento de Solos e Recursos Ambientais da FCA, UNESP, na cidade de Botucatu – SP. O cultivar utilizado foi o feijão IPR Andorinha e a macrófita aquática lamnácea utilizada foi a espécie Lemnas minor. Observou-se no presente experimento a remoção de 59% dos sólidos totais (ST) presentes na água residuária, podendo afirmar que esta redução está associada à hidrólise da matéria orgânica particulada, sedimentação e usos de macrófitas lamnáceas. No presente trabalho obtive-se uma redução de 74% na demanda química de oxigênio (DQO) em um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 10 dias. A utilização de Lemnas minor no presente experimento foi significativa e eficaz no polimento da água residuária, pois a removeu 86% de fósforo (P). A irrigação com água residuária teve efeito significativo (p ≤ 0,05) no conteúdo de macro e micronutrientes no feijão, indicando que esta cultura tem capacidade de absorver e tolerar a utilização na irrigação de água residuária com e sem polimento. O índice de cor verde das folhas foi significativamente maior (p ≤ 0,05), aproximadamente 17,10%, no tratamento irrigado com água residuária com polimento em relação ao irrigado com água de abastecimento (potável). Enquanto que a água residuária sem polimento se assemelhou a ambas as formas de irrigação anteriores.