Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-11-13T13:30:12Z No. of bitstreams: 1 PDF - Ysa Helena Diniz Morais de Luna.pdf: 14969298 bytes, checksum: 0533a4f938f12c09a36b687414201b77 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T13:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Ysa Helena Diniz Morais de Luna.pdf: 14969298 bytes, checksum: 0533a4f938f12c09a36b687414201b77 (MD5) Previous issue date: 2017-04-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The biological sludge approprieate treatment must be developed in order to take advantages of the products generated during the process. However, the anaerobic sludge treatment is arduous due to the complexity of the substances present in sludge flakes, granules and biofilms, becoming indispensable a pre-treatment step in order to raise the solubilization of the materials. At this study, anaerobic sludges produced by anaerobic reactos with low cell retention time (CRT) (2, 4, 6, 8, 10 and 20 days) were characterized and the 2 and 8 day sludge were submitted to solubilization from pre- treatment commonly called alkaline hydrolysis, consisting of the use of NaOH to reach pH 12, and subjected to stirring for 48 hours at room temperature. The objective of this study was to characterize the anaerobic sludges and evaluate the increase of organic materials solubilization, and make comparisons. The results of the soluble organic materials at 2 and 8 days, showed an increase in the concentrations of 14 and 28 times COD, 20 and 40 times to DQOS, 21 and 63 times to carbohydrates and 31 to 60 times to proteins respectively The solubilization of the 8-day solubilized sludge showed higher solubilization than the 2-day sludge, showing that the use of anaerobic low-CRT reactor to generate sludge is interesting in order to produce a sludge that releases higher amounts of soluble materials after a hidrolisis process, be rapidly degradeted by the anaerobic digestion. / O tratamento adequado do lodo biológico deve ocorrer visando tirar proveito dos produtos gerados durante o processo. No entanto o tratamento anaeróbio do lodo biológico é dificultado pela complexidade das substâncias formadoras dos flocos, grânulos e biofilmes, fazendo-se indispensável uma etapa de pré-tratamento empregada de modo a elevar a solubilização dos materiais. No presente trabalho foram caracterizados 6 lodos anaeróbios provenientes de reatores com baixo tempo de retenção celular (2, 4, 6, 8, 10 e 20 dias) e destes, os lodos de 2 e 8 dias (fase acidogênica) foram submetidos à solubilização a partir do pré-tratamento químico comumente chamado de hidrólise alcalina, consistindo na utilização de NaOH para alcançar pH 12, sob agitação por 48 horas em 28°C. Objetivou-se caracterizar os lodos anaeróbios de baixo tempo de retenção celular (TRC) e avaliar o aumento da solubilização dos materiais orgânicos nos lodos de 2 e 8 dias. Os resultados dos materiais orgânicos solúveis nos lodos de 2 e 8 dias, apresentaram incremento nas concentrações de 14 e 28 vezes para COD, 20 e 40 vezes para DQOS, 21 e 63 vezes para carboidratos e 31 e 60 vezes para proteínas respectivamente. Evidencia-se em todos os parâmetros analisados uma maior solubilização do lodo solubilizado de 8 dias em relação ao lodo de 2 dias, mostrando assim ser interessante a utilização de reatores anaeróbios de baixo TRC para gerar um lodo que após hidrolisado, se solubilize seus materiais e seja degradado mais rapidamente.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-10T14:20:27Z No. of bitstreams: 1 PDF - Nathália Nunes de Melo.pdf: 18947535 bytes, checksum: 4cfce3961def8f699d9241cbcdbd3859 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-10T14:20:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Nathália Nunes de Melo.pdf: 18947535 bytes, checksum: 4cfce3961def8f699d9241cbcdbd3859 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The treatment of sewage sludge is a challenge for environmental sanitation due to its difficulty to stabilize and large number of undesirable elements. On the other hand, it is found in its composition a high concentration of nutrients that can be reused in the nature in a beneficial way, but that end up being wasted in the conventional treatments. In the present work the treatment of sewage sludge in an anaerobic dynamic membrane bioreactor (AnDMBR) was carried out, in which it was possible to verify that the use of the dynamic membrane provided an excellent performance for the sludge filtration, producing turbidity permeate below 1 NTU after the formation of the separation layer. In addition, 53.2% of the phosphorus concentration and 35.6% of the nitrogen concentration were found in its composition, demonstrating that the use of this technology is a very interesting alternative for the recovery of these nutrients. As long as produced a less pollutant and nutrient-recovering permeate, there was also a marked stabilization of the concentrate, which showed a reduction of the organic fraction from 0.76 to 0.54 and the F/M ratio of 0.07 kgCOD/KgVSS to 0.02 KgCOD/KgVSS, furthermore a considerable methane production was observed. / O tratamento do lodo de esgoto consiste em um desafio na área de saneamento ambiental por se tratar de um resíduo de difícil estabilização e com grande quantidade de elementos indesejáveis. Por outro lado, é encontrada na sua composição uma elevada concentração de nutrientes que podem ser reutilizados na natureza de maneira benéfica, mas que acabam sendo desperdiçados nos tratamentos convencionais. No presente trabalho foi realizado o tratamento do lodo de esgoto em um biorreator anaeróbio de membrana dinâmica (BRAnMD), no qual foi possível verificar que a utilização da membrana dinâmica proporcionou um ótimo desempenho para a filtração do lodo, produzindo um permeado com turbidez abaixo de 1 NTU após o período de formação da camada de separação. Além disso, na sua composição foi encontrada 53,2% da concentração do fósforo afluente e 35,6% da concentração de nitrogênio, demonstrando, dessa forma, que a utilização dessa tecnologia consiste em uma alternativa bastante interessante para a recuperação desses nutrientes. À medida que produzia um permeado menos poluente e recuperava de nutrientes, verificou-se também uma estabilização acentuada do concentrado, que apresentou uma redução da fração orgânica de 0,76 para 0,54 e da relação A/M de 0,07 KgDQO/KgSSV para 0,02 KgDQO/KgSSV além de possibilitar uma considerável produção de metano.

O tratamento do lodo gerado em estações de tratamento de água para abastecimento (ETAs) é uma questão a ser equacionada em todo o território nacional. O tratamento desses lodos em estações de tratamento de esgoto (ETEs) é uma alternativa a ser estudada, pois pode levar a uma solução eficaz e de custos reduzidos se compararmos aos custos de implantação e operação de um sistema de tratamento de lodos nas próprias ETAs. O recebimento de lodo de ETAs em ETEs é feito em algumas ETEs dos Estados Unidos, porém no Brasil ainda são escassos estudos específicos para sanar as questões técnicas envolvidas tanto na etapa aeróbia quanto na anaeróbia. O sistema de tratamento de esgotos por lodos ativados utilizando mídia plástica como meio suporte ao crescimento microbiológico é outro atrativo ao recebimento de lodo de ETA em uma ETE, visto que estudos demonstram que este tipo de variante é capaz de tratar maior carga orgânica, sem sofrer qualquer inibição de processo. O presente estudo avaliou o recebimento de até 400 mg de SST de lodo de ETA por litro de esgoto em um sistema utilizando mídia plástica como meio suporte. O lodo de ETA utilizado foi proveniente de sistemas que utilizaram sais de Ferro e de Alumínio em seus processos. Não foi observada qualquer inibição no processo aeróbio quanto à remoção de matéria orgânica ou nitrogenada com o recebimento de lodo de ETA em qualquer concentração e operando um sistema com mídia plástica. A carga de DBO5,20 aplicada ao reator biológico ficou entre 1,7 a 15,3 gDBO5,20/m²/dia, e a concentração média da DBO 5,20 no efluente final esteve em todo o período do experimento em 34 mg/L. Com a utilização da mídia plástica o processo de nitrificação teve taxas de remoção passando de 0,9 gNKT/m²/dia para 1,7 gNKT/m²/dia, portanto aumento de 95%. A avaliação do lodo gerado no decantador primário da ETE Piloto demonstra que houve alteração em sua composição, principalmente na relação de SV/ST e o aumento na concentração de metais, principalmente o elemento Ferro. Estas características podem levar à inibição o processo anaeróbio. O teste de Atividade Metanogênica Especifica (AME) realizada com dosagens de 0,4 g e 0,8 g de ST de lodo de ETA demonstra que há inibição da metanogênese para concentrações acima de 0,4 g de ST. A concentração na qual não se observou efeito negativo corresponde a 10% da quantidade mássica que o digestor anaeróbio foi alimentado. Porém o teste de AME reproduz toxicidade aguda, não considerando a possível adaptação que pode ocorrer ou mesmo demonstrar que um esgoto que, em primeira análise é considerado biodegradável, tem na realidade toxicidade crônica. A operação do sistema utilizando mídia plástica levou a uma redução na produção de lodo na ordem de 57%. Antes da maturação do biofilme a produção era de 0,19 g SSV/g DQO removida e passou para 0,09 g SSV/g DQO removida. / An issue to be taken into account, regarding the continental size of the country is the sludge treatment generated in water treatment plants (WTPs). The treatment of the aforementioned sludge which is held in water treatment plant (WWTP) is a valid alternative considering its costs and efficacy as opposed to the budgetary considerations for the sludge treatment in the WTPs alone. The recipience of the sludge from WTP into WWTPs, is done by some North Americans WWTPs, in Brazil, nonetheless, such specific studies are of short supply to heal the technical questions regarding both the anaerobic and also the aerobic processes. The activated sludge operational swage system with plastic medium as means to aid the microbiologic development, also entices the reception of sludge from WTP into WWTPs, given the fact that some studies have demonstrated this variant type capable of treating a much bigger organic load not even suffering any inhibition over the process. This current study evaluated the reception of a sum up to 400 mg (milligrams) of sludge TSS by sewage liter in a plastic medium as means to aid such process. The sludge from WTP used in here came from systems which utilized Iron and aluminum salt in their processes. Any inhibition regarding the removal of organic or nitrogenated matter in the aerobic process operated with the plastic medium system with the reception of sludge from WTP was observed and/or noticed The BOD5,20 charge which was applied to the biological reactor ranked between 1,7 to 15,3 gDBO5,20/m²/day, and the BOD5,20 average concentration into the final effluent was all the time the experiment was going on in 34 mg/L. Regarding the usage of plastic medium over the nitrification process, removal which jumped from 0,9 gNKT/m²/day to 1,7 gNKT/m²/day, thus an increase of 95%. The evaluation of the sludge generated from the WWTPs primary settling tank demonstrates alteration in its composition, mainly related to VS/TS and the metal concentration augmentation, iron being the most present element in here. Such characteristics may lead to an inhibition regarding the anaerobic process. The specific methanogenic activity (SMA) taking into account the dosages: 0, 4 g and 0, 8 g of TS sludge from WTP shows methanogenesis inhibition for concentrations superior to 0, 4 g of TS. 10% of mass quantity is the amount which no negative effect was noticed when feeding the anaerobic digestor. The SMA test, however, reproduces acute toxicity, not taking into account the possible adaptation that may occur or even demonstrate that the sewage which at first instance could be considered biodegradable is in its real sense chronically toxic. The activated sludge operating with plastic medium has lead the sludge production to reduction of around 57%, before the biofilm maturation the production was 0,19 g VSS/g COD removed and it was upgraded to 0,09 g VSS/g COD removed.

A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e industriais com características desejáveis à reciclagem e ao reuso faz com que haja necessidade de estudos sobre formas de reaproveitamento dos mesmos. A presente pesquisa consistiu no estudo da combinação entre o lodo de esgoto anaeróbio da ETE Serraria de Porto Alegre com cinzas de biomassa vegetal da indústria de celulose VERACEL, do estado da Bahia, para obtenção de um biossólido higienizado, apto ao uso em solos agrícolas. Sabe-se que o lodo de esgoto é um resíduo constituído por matéria orgânica, fósforo, nitrogênio e micronutrientes, elementos benéficos para os solos agrícolas. Além dos referidos elementos, o lodo de esgoto é também portador de agentes patogênicos e metais pesados, considerados indesejáveis em solos agrícolas. Um dos métodos recomendados para reduzir o teor de agentes patogênicos no lodo é a partir da estabilização química. A mesma consiste em adicionar ao lodo um resíduo sólido com pH igual ou superior a 12, e que a mistura do lodo com o resíduo mantenha um pH mínimo de 12 por ao menos duas horas. Para tanto, nesta pesquisa, foi realizada a higienização do lodo com cinzas. O processo consistiu na mistura dos referidos resíduos nas proporções de 30%, 50% e 100% das cinzas em relação ao peso de lodo seco. Para a proporção de 30%, foram misturadas 3.000g de lodo com 180g de cinzas; para 50%, mesclaram-se 3.000g de lodo com 300g de cinzas e, para 100%, 3.000g de lodo com 600g de cinzas de biomassa vegetal. O protocolo experimental consistiu na coleta das amostras de lodo na ETE Serraria do DMAE, Departamento Municipal de Água e Esgotos, e o seu direcionamento aos laboratórios. Nestes estabelecimentos procedeu-se a análise microbiológica, a identificação do potencial agronômico e a caracterização química do lodo. Os lodos brutos foram analisados imediatamente após a coleta, enquanto que os lodos testemunhas e processados com as cinzas foram analisados após sessenta dias de incubação. Em relação aos teores dos parâmetros: sólidos totais, sólidos voláteis, umidade, pH, COT, enxofre, fósforo, magnésio, nitrogênio, potássio, cálcio e sódio, considerados como de potencial agronômico, a resolução CONAMA 375/2006 não impõe limites aos mesmos. Isto porque é mais racional deixar ao critério de agrônomos a determinação das concentrações limite no lodo a ser aplicado num determinado tipo de solo. Foram analisados os coliformes termotolerantes, coliformes totais, ovos de helmintos e salmonellas, microrganismos usados como indicadores na contaminação biológica do lodo. Em relação ao lodo bruto, as concentrações de coliformes totais, termotolerantes e salmonellas foram superiores em relação aos valores limites recomendados. Os ovos de helmintos foram achados em concentrações inferiores ao limite recomendado. Emrelação ao lodo processado houve a remoção de coliformes termotolerantes em todos os tratamentos com cinzas, após a incorporação das mesmas nas seguintes proporções: 92,5% de remoção com 30% de cinzas; 98,3% de remoção com 50%, e 99% de remoção com 100% de cinzas. Os metais pesados analisados incluem: zinco, cobre, cádmio, cromo, níquel, selênio, arsênio, bário, chumbo, molibdênio e mercúrio, todos estes elementos em concentrações abaixo do limite estabelecido pela resolução CONAMA 375/2006. E na medida em que foi aumentada a concentração das cinzas na higienização do lodo, reduziram-se cada vez mais as concentrações dos metais no biossólido. Os resultados demostraram que as cinzas de biomassa vegetal são resíduos adequados para a higienização do lodo nas proporções de 30%, 50% e 100%, justificando assim suas propriedades alcalinas acentuadas. O período de sessenta dias de incubação mostrou-se eficiente no processo de higienização do lodo. A higienização do lodo através das cinzas pode ser considerada uma alternativa viável de estabilização do lodo, na medida em que favorece o decaimento de agentes patogênicos, incrementa o teor de macro-nutrientes e diminui o teor dos metais pesados no biossólido.

O tratamento do lodo gerado em estações de tratamento de água para abastecimento (ETAs) é uma questão a ser equacionada em todo o território nacional. O tratamento desses lodos em estações de tratamento de esgoto (ETEs) é uma alternativa a ser estudada, pois pode levar a uma solução eficaz e de custos reduzidos se compararmos aos custos de implantação e operação de um sistema de tratamento de lodos nas próprias ETAs. O recebimento de lodo de ETAs em ETEs é feito em algumas ETEs dos Estados Unidos, porém no Brasil ainda são escassos estudos específicos para sanar as questões técnicas envolvidas tanto na etapa aeróbia quanto na anaeróbia. O sistema de tratamento de esgotos por lodos ativados utilizando mídia plástica como meio suporte ao crescimento microbiológico é outro atrativo ao recebimento de lodo de ETA em uma ETE, visto que estudos demonstram que este tipo de variante é capaz de tratar maior carga orgânica, sem sofrer qualquer inibição de processo. O presente estudo avaliou o recebimento de até 400 mg de SST de lodo de ETA por litro de esgoto em um sistema utilizando mídia plástica como meio suporte. O lodo de ETA utilizado foi proveniente de sistemas que utilizaram sais de Ferro e de Alumínio em seus processos. Não foi observada qualquer inibição no processo aeróbio quanto à remoção de matéria orgânica ou nitrogenada com o recebimento de lodo de ETA em qualquer concentração e operando um sistema com mídia plástica. A carga de DBO5,20 aplicada ao reator biológico ficou entre 1,7 a 15,3 gDBO5,20/m²/dia, e a concentração média da DBO 5,20 no efluente final esteve em todo o período do experimento em 34 mg/L. Com a utilização da mídia plástica o processo de nitrificação teve taxas de remoção passando de 0,9 gNKT/m²/dia para 1,7 gNKT/m²/dia, portanto aumento de 95%. A avaliação do lodo gerado no decantador primário da ETE Piloto demonstra que houve alteração em sua composição, principalmente na relação de SV/ST e o aumento na concentração de metais, principalmente o elemento Ferro. Estas características podem levar à inibição o processo anaeróbio. O teste de Atividade Metanogênica Especifica (AME) realizada com dosagens de 0,4 g e 0,8 g de ST de lodo de ETA demonstra que há inibição da metanogênese para concentrações acima de 0,4 g de ST. A concentração na qual não se observou efeito negativo corresponde a 10% da quantidade mássica que o digestor anaeróbio foi alimentado. Porém o teste de AME reproduz toxicidade aguda, não considerando a possível adaptação que pode ocorrer ou mesmo demonstrar que um esgoto que, em primeira análise é considerado biodegradável, tem na realidade toxicidade crônica. A operação do sistema utilizando mídia plástica levou a uma redução na produção de lodo na ordem de 57%. Antes da maturação do biofilme a produção era de 0,19 g SSV/g DQO removida e passou para 0,09 g SSV/g DQO removida. / An issue to be taken into account, regarding the continental size of the country is the sludge treatment generated in water treatment plants (WTPs). The treatment of the aforementioned sludge which is held in water treatment plant (WWTP) is a valid alternative considering its costs and efficacy as opposed to the budgetary considerations for the sludge treatment in the WTPs alone. The recipience of the sludge from WTP into WWTPs, is done by some North Americans WWTPs, in Brazil, nonetheless, such specific studies are of short supply to heal the technical questions regarding both the anaerobic and also the aerobic processes. The activated sludge operational swage system with plastic medium as means to aid the microbiologic development, also entices the reception of sludge from WTP into WWTPs, given the fact that some studies have demonstrated this variant type capable of treating a much bigger organic load not even suffering any inhibition over the process. This current study evaluated the reception of a sum up to 400 mg (milligrams) of sludge TSS by sewage liter in a plastic medium as means to aid such process. The sludge from WTP used in here came from systems which utilized Iron and aluminum salt in their processes. Any inhibition regarding the removal of organic or nitrogenated matter in the aerobic process operated with the plastic medium system with the reception of sludge from WTP was observed and/or noticed The BOD5,20 charge which was applied to the biological reactor ranked between 1,7 to 15,3 gDBO5,20/m²/day, and the BOD5,20 average concentration into the final effluent was all the time the experiment was going on in 34 mg/L. Regarding the usage of plastic medium over the nitrification process, removal which jumped from 0,9 gNKT/m²/day to 1,7 gNKT/m²/day, thus an increase of 95%. The evaluation of the sludge generated from the WWTPs primary settling tank demonstrates alteration in its composition, mainly related to VS/TS and the metal concentration augmentation, iron being the most present element in here. Such characteristics may lead to an inhibition regarding the anaerobic process. The specific methanogenic activity (SMA) taking into account the dosages: 0, 4 g and 0, 8 g of TS sludge from WTP shows methanogenesis inhibition for concentrations superior to 0, 4 g of TS. 10% of mass quantity is the amount which no negative effect was noticed when feeding the anaerobic digestor. The SMA test, however, reproduces acute toxicity, not taking into account the possible adaptation that may occur or even demonstrate that the sewage which at first instance could be considered biodegradable is in its real sense chronically toxic. The activated sludge operating with plastic medium has lead the sludge production to reduction of around 57%, before the biofilm maturation the production was 0,19 g VSS/g COD removed and it was upgraded to 0,09 g VSS/g COD removed.

A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e industriais com características desejáveis à reciclagem e ao reuso faz com que haja necessidade de estudos sobre formas de reaproveitamento dos mesmos. A presente pesquisa consistiu no estudo da combinação entre o lodo de esgoto anaeróbio da ETE Serraria de Porto Alegre com cinzas de biomassa vegetal da indústria de celulose VERACEL, do estado da Bahia, para obtenção de um biossólido higienizado, apto ao uso em solos agrícolas. Sabe-se que o lodo de esgoto é um resíduo constituído por matéria orgânica, fósforo, nitrogênio e micronutrientes, elementos benéficos para os solos agrícolas. Além dos referidos elementos, o lodo de esgoto é também portador de agentes patogênicos e metais pesados, considerados indesejáveis em solos agrícolas. Um dos métodos recomendados para reduzir o teor de agentes patogênicos no lodo é a partir da estabilização química. A mesma consiste em adicionar ao lodo um resíduo sólido com pH igual ou superior a 12, e que a mistura do lodo com o resíduo mantenha um pH mínimo de 12 por ao menos duas horas. Para tanto, nesta pesquisa, foi realizada a higienização do lodo com cinzas. O processo consistiu na mistura dos referidos resíduos nas proporções de 30%, 50% e 100% das cinzas em relação ao peso de lodo seco. Para a proporção de 30%, foram misturadas 3.000g de lodo com 180g de cinzas; para 50%, mesclaram-se 3.000g de lodo com 300g de cinzas e, para 100%, 3.000g de lodo com 600g de cinzas de biomassa vegetal. O protocolo experimental consistiu na coleta das amostras de lodo na ETE Serraria do DMAE, Departamento Municipal de Água e Esgotos, e o seu direcionamento aos laboratórios. Nestes estabelecimentos procedeu-se a análise microbiológica, a identificação do potencial agronômico e a caracterização química do lodo. Os lodos brutos foram analisados imediatamente após a coleta, enquanto que os lodos testemunhas e processados com as cinzas foram analisados após sessenta dias de incubação. Em relação aos teores dos parâmetros: sólidos totais, sólidos voláteis, umidade, pH, COT, enxofre, fósforo, magnésio, nitrogênio, potássio, cálcio e sódio, considerados como de potencial agronômico, a resolução CONAMA 375/2006 não impõe limites aos mesmos. Isto porque é mais racional deixar ao critério de agrônomos a determinação das concentrações limite no lodo a ser aplicado num determinado tipo de solo. Foram analisados os coliformes termotolerantes, coliformes totais, ovos de helmintos e salmonellas, microrganismos usados como indicadores na contaminação biológica do lodo. Em relação ao lodo bruto, as concentrações de coliformes totais, termotolerantes e salmonellas foram superiores em relação aos valores limites recomendados. Os ovos de helmintos foram achados em concentrações inferiores ao limite recomendado. Emrelação ao lodo processado houve a remoção de coliformes termotolerantes em todos os tratamentos com cinzas, após a incorporação das mesmas nas seguintes proporções: 92,5% de remoção com 30% de cinzas; 98,3% de remoção com 50%, e 99% de remoção com 100% de cinzas. Os metais pesados analisados incluem: zinco, cobre, cádmio, cromo, níquel, selênio, arsênio, bário, chumbo, molibdênio e mercúrio, todos estes elementos em concentrações abaixo do limite estabelecido pela resolução CONAMA 375/2006. E na medida em que foi aumentada a concentração das cinzas na higienização do lodo, reduziram-se cada vez mais as concentrações dos metais no biossólido. Os resultados demostraram que as cinzas de biomassa vegetal são resíduos adequados para a higienização do lodo nas proporções de 30%, 50% e 100%, justificando assim suas propriedades alcalinas acentuadas. O período de sessenta dias de incubação mostrou-se eficiente no processo de higienização do lodo. A higienização do lodo através das cinzas pode ser considerada uma alternativa viável de estabilização do lodo, na medida em que favorece o decaimento de agentes patogênicos, incrementa o teor de macro-nutrientes e diminui o teor dos metais pesados no biossólido.

A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e industriais com características desejáveis à reciclagem e ao reuso faz com que haja necessidade de estudos sobre formas de reaproveitamento dos mesmos. A presente pesquisa consistiu no estudo da combinação entre o lodo de esgoto anaeróbio da ETE Serraria de Porto Alegre com cinzas de biomassa vegetal da indústria de celulose VERACEL, do estado da Bahia, para obtenção de um biossólido higienizado, apto ao uso em solos agrícolas. Sabe-se que o lodo de esgoto é um resíduo constituído por matéria orgânica, fósforo, nitrogênio e micronutrientes, elementos benéficos para os solos agrícolas. Além dos referidos elementos, o lodo de esgoto é também portador de agentes patogênicos e metais pesados, considerados indesejáveis em solos agrícolas. Um dos métodos recomendados para reduzir o teor de agentes patogênicos no lodo é a partir da estabilização química. A mesma consiste em adicionar ao lodo um resíduo sólido com pH igual ou superior a 12, e que a mistura do lodo com o resíduo mantenha um pH mínimo de 12 por ao menos duas horas. Para tanto, nesta pesquisa, foi realizada a higienização do lodo com cinzas. O processo consistiu na mistura dos referidos resíduos nas proporções de 30%, 50% e 100% das cinzas em relação ao peso de lodo seco. Para a proporção de 30%, foram misturadas 3.000g de lodo com 180g de cinzas; para 50%, mesclaram-se 3.000g de lodo com 300g de cinzas e, para 100%, 3.000g de lodo com 600g de cinzas de biomassa vegetal. O protocolo experimental consistiu na coleta das amostras de lodo na ETE Serraria do DMAE, Departamento Municipal de Água e Esgotos, e o seu direcionamento aos laboratórios. Nestes estabelecimentos procedeu-se a análise microbiológica, a identificação do potencial agronômico e a caracterização química do lodo. Os lodos brutos foram analisados imediatamente após a coleta, enquanto que os lodos testemunhas e processados com as cinzas foram analisados após sessenta dias de incubação. Em relação aos teores dos parâmetros: sólidos totais, sólidos voláteis, umidade, pH, COT, enxofre, fósforo, magnésio, nitrogênio, potássio, cálcio e sódio, considerados como de potencial agronômico, a resolução CONAMA 375/2006 não impõe limites aos mesmos. Isto porque é mais racional deixar ao critério de agrônomos a determinação das concentrações limite no lodo a ser aplicado num determinado tipo de solo. Foram analisados os coliformes termotolerantes, coliformes totais, ovos de helmintos e salmonellas, microrganismos usados como indicadores na contaminação biológica do lodo. Em relação ao lodo bruto, as concentrações de coliformes totais, termotolerantes e salmonellas foram superiores em relação aos valores limites recomendados. Os ovos de helmintos foram achados em concentrações inferiores ao limite recomendado. Emrelação ao lodo processado houve a remoção de coliformes termotolerantes em todos os tratamentos com cinzas, após a incorporação das mesmas nas seguintes proporções: 92,5% de remoção com 30% de cinzas; 98,3% de remoção com 50%, e 99% de remoção com 100% de cinzas. Os metais pesados analisados incluem: zinco, cobre, cádmio, cromo, níquel, selênio, arsênio, bário, chumbo, molibdênio e mercúrio, todos estes elementos em concentrações abaixo do limite estabelecido pela resolução CONAMA 375/2006. E na medida em que foi aumentada a concentração das cinzas na higienização do lodo, reduziram-se cada vez mais as concentrações dos metais no biossólido. Os resultados demostraram que as cinzas de biomassa vegetal são resíduos adequados para a higienização do lodo nas proporções de 30%, 50% e 100%, justificando assim suas propriedades alcalinas acentuadas. O período de sessenta dias de incubação mostrou-se eficiente no processo de higienização do lodo. A higienização do lodo através das cinzas pode ser considerada uma alternativa viável de estabilização do lodo, na medida em que favorece o decaimento de agentes patogênicos, incrementa o teor de macro-nutrientes e diminui o teor dos metais pesados no biossólido.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In water treatment plants (WTP) the solid waste generation is considered very high. The sludge from WTP have their own characteristics, which depend mainly on the captured water quality, the chemicals used in the treatment and cleaning method of the settling basins. The sludge characterization is carried out in laboratory tests before using any type of product or method of treatment. The thickening is one of the most important stages of sludge treatment and it aims to decrease the volume and increase the solids concentration. In this work it was evaluated the performance of the sludge thickening of the WTP São Gabriel RS (Brazil) by sedimentation and flotation with dissolved air (DAF). Sludge samples were collected in two sampling campaigns, which it was characterized and used in the thickening studies. Five different types of polymers (among cationic, anionic and nonionic) were employed, and those which resulted in lower residual turbidity of the clarified water after flocculation, were used in thickening studies. The parameters evaluated after thickening were: remaining turbidity of the clarified water; solids concentration; settling rate (velocity); and resistance to filtration. In the quantitative characterization sludge it was evident in the sludge mass production by means of an empirical equation of 11.8 tons / month and 11.1 tons / month by in loco measurement. Qualitatively the sludge had low biodegradability, and it was classified as waste Class II A - Not Inert , according to the Brazilian Regulation NBR 10.004 (2004). In the thickening studies with different dosages of cationic and anionic polymers (very low density charge - MB) for the settling tests, and only the cationic polymer-MB showed good results for the DAF. In order to compare settling and flotation thickening processes it was found that the remaining turbidity of the clarified water had lower values by treating by DAF. The higher solids concentrations were found in the sludge thickened by sedimentation, to the dosages of 1.0 and 1.5 mg cationic pol. - MB/g SST (7.05 and 7.10%) and 0.25 mg anion pol./g SST (7.04%). Settling rates of the thickened sludge by DAF 50% was higher than the other treatments, but showed no statistic difference to the different polymer dosages. In particular sludge strength tests gave the lowest value for the treatment by sedimentation for dosage of 4.5 mg pol. cationic - MB / g SST (9.0 x 1012 m.kg-1). In conclusion, the use of polymers aided the sludge thickening both in sedimentation as in the DAF thickening processes. However it is necessary prior to the decision making in choosing the kind of the thickening process, to evaluate the polymer type and dosage, determine what will be the subsequent processes of sludge treatment, and which parameters are most relevant according to the WTP. Yet it must be considered the cost and available staff before opting for the use of sludge thickening by sedimentation or DAF. / Em estações de tratamento de água (ETAs) ocorre uma geração elevada de resíduos sólidos. Os lodos de ETAs apresentam características próprias, que dependem principalmente da qualidade da água captada, dos produtos químicos utilizados no tratamento e método de limpeza dos decantadores. A caracterização do lodo é feita com ensaios em laboratório antes de empregar qualquer tipo de produto ou método de tratamento nos resíduos. O adensamento constitui umas das fases mais importantes do tratamento do lodo, pois visa a diminuição do volume e máxima concentração de sólidos. Neste trabalho foi avaliado o desempenho do adensamento do lodo de decantadores da ETA de São Gabriel RS (Brasil), por meio de sedimentação e flotação a ar dissolvido (FAD). Amostras de lodo foram coletadas em duas campanhas de amostragem, sendo este, após caracterizado, utilizado nos ensaios de adensamento. Avaliou-se a utilização de cinco tipos de polímeros (catiônico, aniônico e não-iônico), e aqueles que resultaram em menor turbidez remanescente da água clarificada, após a floculação, foram utilizados nos ensaios de adensamento. Os parâmetros avaliados após o adensamento foram: turbidez remanescente da água clarificada; concentração de sólidos; velocidade de clarificação; e resistência a filtração. Na caracterização quantitativa do lodo foi evidenciada a produção de massa de lodo, por meio de equação empírica, de 11,8 toneladas/mês e de 11,1 toneladas/mês por meio de medição in loco. Qualitativamente o lodo apresentou baixa biodegradabilidade, e quanto à classificação segundo a NBR 10.004 de 2004, o lodo foi classificado como resíduo Classe II A Não Inerte. Nos ensaios de adensamento com diferentes dosagens dos polímeros aniônico e catiônico (muito baixa densidade da carga MB) nos ensaios de sedimentação, e para a FAD apenas o polímero catiônico MB. Na comparação dos tratamentos verificou-se que a turbidez remanescente da água clarificada obteve menores valores por meio do tratamento por FAD. As maiores concentrações de sólidos foram encontradas no lodo adensado por sedimentação, para as dosagens de 1,0 e 1,5 mg pol. catiônico - MB/g SST (7,05 e 7,10%) e 0,25 mg pol. aniônico/g SST (7,04%). A velocidade de clarificação do lodo adensado por FAD 50% foi superior aos demais tratamentos, mas não apresentou diferença estática para as distintas dosagens. Nos ensaios de resistência específica do lodo obteve-se menor valor para o tratamento por sedimentação para a dosagem de 4,5 mg pol. catiônico - MB/g SST(9,0E+12 m.kg-1). Conclui-se que a utilização dos polímeros auxiliou no adensamento do lodo, tanto na sedimentação quanto na FAD. Contudo faz-se necessário antes da tomada de decisão na escolha do processo de adensamento, do tipo de polímero e dosagem utilizada, determinar quais serão os processos subsequentes de tratamento do lodo, e quais os parâmetros são mais relevantes dentro da realidade da ETA. Ainda deve-se considerar os custos e a disponibilidade de pessoal qualificado antes de optar pelo emprego do adensamento do lodo por sedimentação ou por FAD.

Submitted by Valquíria Barbieri (kikibarbi@hotmail.com) on 2018-04-05T20:50:38Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Joab Almeida da Silva.pdf: 3033730 bytes, checksum: 4a0f1680715be7f6554110dafd84ae3e (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2018-04-23T16:57:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Joab Almeida da Silva.pdf: 3033730 bytes, checksum: 4a0f1680715be7f6554110dafd84ae3e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T16:57:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Joab Almeida da Silva.pdf: 3033730 bytes, checksum: 4a0f1680715be7f6554110dafd84ae3e (MD5) Previous issue date: 2014-11-04 / O lodo de esgoto é um resíduo perigoso de acordo com a NBR 10.004/04, e quando mal gerenciado, pode afetar de modo adverso não apenas o meio ambiente como a saúde pública, por ser agente de propagação de doenças. Por outro lado, o biossólido obtido a partir do lodo de esgoto doméstico é considerado um ótimo biofertilizante devido à sua composição, por ser rico em matéria orgânica, nitrogênio e fósforo. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial do lodo oriundo de fossas/tanques sépticos domiciliares da Região Metropolitana de Cuiabá (RMC) para disposição final em solos agrícolas. O experimento de leito de secagem natural foi desenvolvido em um laboratório terceirizado com o objetivo de avaliar a qualidade do lodo coletado em fossas sépticas dos bairros Dom Aquino, Coxipó da Ponte, Morada da Serra, Boa Esperança e Jardim Universitário e lodo transportado por veículos limpa-fossa. O experimento seguiu o mesmo procedimento de tratamento do lodo nas estações de tratamento de esgoto. Após esse processo, o material foi higienizado com cal virgem a 50% da base seca e submetido a um período de maturação de 30 dias, posteriormente foram submetidas a análises laboratoriais. Os parâmetros analisados foram com relação à estabilidade, a metais pesados e organismos patogênicos resistentes. Os resultados foram comparados com os padrões da legislação vigente. Também foram utilizadas técnicas de geoprocessamento e sistemas de informações geográficas (SIG) com objetivo de identificar as áreas potencialmente aptas para recebimento de biossólido. De acordo com os resultados obtidos, o leito de secagem de exposição natural apresentou eficiência na desidratação e estabilização do lodo, atingindo níveis menores que 10% de umidade e a relação entre sólidos voláteis e totais menores que 0,10; com relação às concentrações de elementos-traços de metais analisadas, todas as amostras de biossólidos apresentaram teores inferiores aos valores máximos permitidos pela Resolução CONAMA 375/06, inclusive a amostra do caminhão limpa-fossa, que apresentou os teores mais elevados dos parâmetros analisados; após a higienização do lodo, o material apresentou qualidade de biossólido classe A em relação à concentração de organismos patogênicos; por fim, o estudo do meio físico viabilizou a disposição do biossólido em pelo menos 75,30% (2.664,23 km²) da área do município, enquanto que 24,70% (873,93km²) apresentam restrições por se tratar de locais não recomendados para à aplicação desse tipo de material. / The sewage sludge is a hazardous waste according to NBR 10004/04, and when poorly managed, can adversely affect not only the environment and public health, to be the spread of disease agent. On the other hand, the sludge obtained from the sewage sludge is considered a great biofertilizer due to its composition, to be rich in organic matter nitrogen and phosphorus. This study aimed to evaluate the potential of the sludge coming from tanks / household septic tanks in the metropolitan region of Cuiabá (RMC) for final disposal on agricultural soils. The experiment of natural drying bed was developed in an outsourced laboratory with the aim of evaluating the quality of the sludge collected in pits neighborhoods Dom Aquino, Coxipó da Ponte, Morada da Serra, Boa Esperança and Jardim Universitário of septic tanks and transported by vehicles clean-pit. The experiment followed the same procedure in the treatment of sludge from sewage treatment plants. After this process, the material was sanitized with quicklime to 50% dry basis and undergo a maturation period of 30 days, then were subjected to laboratory analysis. The parameters were analyzed with respect to stability, the trace elements of metals and resistant pathogens. The results were compared with the current legislation standards. GIS techniques and geographic information systems (GIS) in order to identify potentially suitable for areas receiving biosolids were also used. According to the results, the drying bed natural exposure showed efficiency in dewatering and sludge stabilization, reaching levels lower than 10% humidity, the ratio between volatile and less than 0.10 total solids; with respect to the concentrations of trace elements of metals analyzed, all samples showed lower levels of biosolids to the maximum values allowed by CONAMA Resolution 375/06, including sample clean-truck fossa, which showed the highest levels of the analyzed parameters; after cleaning the sludge, the material presented quality Class A biosolids in relation to the concentration of pathogenic organisms; Finally, the study of the physical environment facilitated the disposal of biosolids at least 75.30% (2664.23 km ²) of the municipal area, while 24.70% (873,93km²) have restrictions because it is not local recommended for the application of this type of material.

Fossas e tanques sépticos são sistemas de pequeno porte utilizados para tratamento parcial do esgoto sanitário produzido nas áreas urbana e rural, quando não beneficiados por sistema de esgotamento sanitário. Tal utilização se justifica principalmente por ser tecnologia que não exige muita dedicação operacional e ser de simples implantação. Apesar da vasta utilização dessas unidades no Brasil, há pouca informação sobre a caracterização, as condições de coleta, transporte, tratamento e destino final de resíduo (lodo) produzido nesses sistemas. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo a caracterização do lodo produzido nessas unidades; e, também, a concepção, o desenvolvimento e a avaliação de uma unidade piloto para pré-tratamento de lodo de fossas e tanques sépticos. Essa unidade, constituída por grade, desarenador e flotador, foi instalada no Campus da Universidade de São Paulo, junto da Estação de Tratamento de Esgoto do Campus - área 1, e vista à remoção de sólidos grosseiros, areia e materiais flutuantes, antes de seu lançamento na Estação de Tratamento de Esgoto do Campus. Foi feita a caracterização do lodo de tanques sépticos coletado in situ e do lodo proveniente dos caminhões limpa-fossas, descarregando em tanque pulmão de 15000 litros. A caracterização do lodo proveniente dos caminhões limpa-fossas foi realizada em duas campanhas (coletas), sendo uma feita na primeira visita ao local pré-definido, e outra realizada aproximadamente seis meses após a primeira coleta. Com intuito de aprimorar o método de análise das amostras do lodo in situ, com finalidade de melhor fragmentar o material particulado, foi testado o uso de ultrassom. Também, foi realizada a caracterização do lodo de fossas e tanques sépticos na Central de Recebimento de Resíduos na cidade de Campinas-SP - SANASA - Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento AS. Para tanto, foram coletadas amostras compostas de lodo descarregado por 24 caminhões. Foi feito teste complementar, com a finalidade de estudar a degradação do lodo flotado por processos anaeróbio e aeróbio. Mediante essas caracterizações pode-se constatar a grande heterogeneidade da composição do lodo e a elevada carga orgânica, que devem ser ponderados com relação a impactos no meio ambiente e em Estações de Tratamento de Esgoto. Contudo, nota-se a importância do pré-tratamento desse lodo antes de ser lançado em ETEs. A unidade piloto foi operada com diferentes taxas de aplicação superficial (80; 110; 140 e 200 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.dia), quando foram obtidas remoções de 91,7% de sólidos suspensos; 89,3% de DQO e 81,9% de óleos e graxas. Pelos resultados obtidos foi demonstrada a eficiência do sistema de flotação na remoção de óleos e graxas e dos sólidos suspensos. A digestão aeróbia do lodo flotado mostrou-se eficiente quando foi aplicado inócuo com período de aeração superior a 20 dias, sendo que foram obtidas eficiências de 88,3% e 90% para remoção de DQO e de óleos e graxas, respectivamente. / Septic tanks are small structures used for partial treatment of wastewater produced from urban and rural areas. It utilization is justify mainly by simplicity of construction and for being a technology that requires low operational dedication. Although it is a technology vastly used in Brazil, there is not much information about the characteristics of the waste dumped in there, and the conditions of collection, transport, and final destination of the sludge generated in the system. The objective of this research was characterize the sludge originated from septic tanks and to design, construct and evaluate a treatment unit model to be used for prior treatment of the sludge generated in those septic tanks. This unit, composed by a sieve, a degritter, and a flotation device, was assembled in the São Paulo University Campus, near the area 1 from the campus Wasterwater Treatment Plant (WWTP). It had the purpose to remove har solid particle, sand and the floating material before their entry in the Wasterwater Treatment Plant. Was made to characterize the sludge septic tank collected in situ and the sludge originated from the Septic Pumper Truck, unloaded into a tank of 15000 L. Furthermore, the characterization of the sludge originated from the Septic Pumper Truck was performed twice, once in the material collected in the first visit to the defined location and the other in the material collected about six months after the first collection. The use of ultrasound was tested to ameliorate the fragmentation of the particulate material and to improve the method of analysis of the sludge in situ. Additionally, it was characterized the sludge from septic tanks in the Waste Reception Center from the city of Campinas, São Paulo State - SANASA - Society of Water Supply and Sanitation in composite samples collected from 24 trucks during the unloading. Septic Pumper Truck in th Waste Receptation Center. A complementing test was performed in order to text the degradation of the floated sludge by anaerobic and aerobic processes. The characterizations revealed a great heterogeneity in the composition of the sludge and the high organic content, which should be taken in consideration regarding the impacts in the environment and in the WWTP. This underlines the importance of treatment of the sludge prior to discharging into the WWTP. The pilot plant was managed to work at different rates of surface sludge application (80, 110, 140 and 200 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.day). The 110 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.day rate displayed the highest efficiency with the removal of 91.7% of suspended solids, 89.3% of the chemical oxygen demand, and 81 9% of oils and waxes. The results showed the efficiency of the flotation system in the removal of suspended solids, oil and greases. The aerobic digestion of the floated material was efficient when it received inoculation with aeration period greater than 20 days, which allowed CDO the removal of 88.3% and 90% of oil and greases.