Esse trabalho tem como principal objetivo oferecer subsídios para a elaboração de projetos de reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB) em escala plena para tratamento de águas residuárias geradas na produção do açúcar e otimização da operação dos mesmos, desde a fase de início de operação do reator até a operação plena nos períodos de safra e entressafra. O estudo consistiu na análise de quatro reatores UASB funcionando em paralelo com as seguintes características determinadas em projeto: volume de 998,4 m³ cada, totalizando 3.993,6 m³, tempo de detenção hidráulico de 26,6 horas e carga orgânica volumétrica de 5,7 kgDQO/m³.dia. Os reatores foram operados em uma usina de cana-de-açúcar tratando as águas residuárias geradas na produção do açúcar, cuja DQO de projeto foi 6.340 mg/L. A operação do sistema de tratamento ocorreu segundo as seguintes condições durante a safra: tempo de detenção hidráulico médio de 1,6 dias, carga orgânica volumétrica média de 2,9 kgDQO/m³.dia e DQO afluente média de 4.340 mg/L. O foco deste trabalho foi a avaliação dos períodos onde não ocorre alimentação com a mesma carga orgânica presente durante a safra, o retorno da alimentação do sistema de tratamento com a carga orgânica de projeto do reator (período de safra) e durante o período da safra. O acompanhamento da operação dos reatores UASB teve duração de 731 dias compreendendo o período de início de operação, duas entressafras e duas safras. Foi calculado o coeficiente de crescimento de lodo a partir dos resultados obtidos e verificou-se que o crescimento citado em projeto e da literatura foi superestimado. A conclusão foi que o sistema de tratamento teve desempenho satisfatório. A eficiência de remoção de DQO dos reatores UASB foi, em média, 83% na entressafra e 86% durante a safra. O impacto da sazonalidade da água residuária foi pequeno, influenciou pouco a concentração de sólidos nos reatores UASB e a dinâmica de variação dos ácidos voláteis na água residuária tratada. O período de resposta do reator ao aumento da carga orgânica afluente após 5 meses de alimentado com baixa carga orgânica, foi de cerca de 15 dias para as duas safras estudadas. / This work has as main objective to offer subsidies for projects development and optimization of operation of full-scale UASB reactors treatment wastewater generated in the production of sugar, from the startup up to full operation in the off season and harvest periods. The study consisted of an analysis of four UASB reactors operated in parallel with the following project characteristics: volume of 998.4 m³ each, totaling 3993.6 m³, hydraulic detention time of 26.6 hours and organic loading rate of 5.7 kgCOD/m³.day. The reactors were operated in a sugarcane plant treating the wastewater generated in the production of sugar, whose project COD is 6.340 mg/L. The operation of the treatment system occurred under the following conditions during the harvest: 1.6 days of average hydraulic retention time, average organic loading rate of 2.9 kgDQO/m³.day and average COD influent of 4,340 mg/L. The focus of this work was to assess the periods where the feed has not the same organic load present during the harvest, the return of treatment system feed with the organic load of reactor design (harvest period) and during the harvest period. Monitoring the UASB reactors operation lasted 731 days from the startup period, two off season and two harvest seasons. The efficiency of the UASB reactor reached on average 83% in the off season and 86% during the harvest season. The impact of wastewater seasonality was small, the concentration of solids in the UASB were slightly influenced and the dynamics volatile acids variations in the treated wastewater were slightly affected. The response period to increase the reactor influent organic load after 5 months starvation(feeding with low organic load)were about 15 days for the two harvest periods studied.

Esse trabalho tem como principal objetivo oferecer subsídios para a elaboração de projetos de reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB) em escala plena para tratamento de águas residuárias geradas na produção do açúcar e otimização da operação dos mesmos, desde a fase de início de operação do reator até a operação plena nos períodos de safra e entressafra. O estudo consistiu na análise de quatro reatores UASB funcionando em paralelo com as seguintes características determinadas em projeto: volume de 998,4 m³ cada, totalizando 3.993,6 m³, tempo de detenção hidráulico de 26,6 horas e carga orgânica volumétrica de 5,7 kgDQO/m³.dia. Os reatores foram operados em uma usina de cana-de-açúcar tratando as águas residuárias geradas na produção do açúcar, cuja DQO de projeto foi 6.340 mg/L. A operação do sistema de tratamento ocorreu segundo as seguintes condições durante a safra: tempo de detenção hidráulico médio de 1,6 dias, carga orgânica volumétrica média de 2,9 kgDQO/m³.dia e DQO afluente média de 4.340 mg/L. O foco deste trabalho foi a avaliação dos períodos onde não ocorre alimentação com a mesma carga orgânica presente durante a safra, o retorno da alimentação do sistema de tratamento com a carga orgânica de projeto do reator (período de safra) e durante o período da safra. O acompanhamento da operação dos reatores UASB teve duração de 731 dias compreendendo o período de início de operação, duas entressafras e duas safras. Foi calculado o coeficiente de crescimento de lodo a partir dos resultados obtidos e verificou-se que o crescimento citado em projeto e da literatura foi superestimado. A conclusão foi que o sistema de tratamento teve desempenho satisfatório. A eficiência de remoção de DQO dos reatores UASB foi, em média, 83% na entressafra e 86% durante a safra. O impacto da sazonalidade da água residuária foi pequeno, influenciou pouco a concentração de sólidos nos reatores UASB e a dinâmica de variação dos ácidos voláteis na água residuária tratada. O período de resposta do reator ao aumento da carga orgânica afluente após 5 meses de alimentado com baixa carga orgânica, foi de cerca de 15 dias para as duas safras estudadas. / This work has as main objective to offer subsidies for projects development and optimization of operation of full-scale UASB reactors treatment wastewater generated in the production of sugar, from the startup up to full operation in the off season and harvest periods. The study consisted of an analysis of four UASB reactors operated in parallel with the following project characteristics: volume of 998.4 m³ each, totaling 3993.6 m³, hydraulic detention time of 26.6 hours and organic loading rate of 5.7 kgCOD/m³.day. The reactors were operated in a sugarcane plant treating the wastewater generated in the production of sugar, whose project COD is 6.340 mg/L. The operation of the treatment system occurred under the following conditions during the harvest: 1.6 days of average hydraulic retention time, average organic loading rate of 2.9 kgDQO/m³.day and average COD influent of 4,340 mg/L. The focus of this work was to assess the periods where the feed has not the same organic load present during the harvest, the return of treatment system feed with the organic load of reactor design (harvest period) and during the harvest period. Monitoring the UASB reactors operation lasted 731 days from the startup period, two off season and two harvest seasons. The efficiency of the UASB reactor reached on average 83% in the off season and 86% during the harvest season. The impact of wastewater seasonality was small, the concentration of solids in the UASB were slightly influenced and the dynamics volatile acids variations in the treated wastewater were slightly affected. The response period to increase the reactor influent organic load after 5 months starvation(feeding with low organic load)were about 15 days for the two harvest periods studied.

As doenças de veiculação hídrica são uma preocupação no mundo todo, e tem aumentado cada vez mais o interesse nos estudos relacionados aos protozoários Cryptosporidium spp. e Giardia spp.. A presença de protozoários em águas de abastecimento está vinculada ao lançamento de esgoto nos mananciais, de modo que o tratamento de esgotos sanitários é de extrema importância para reduzir o risco de surtos de protozooses. Este trabalho avaliou a ocorrência e a possibilidade de remoção de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. em dois reatores UASB, um piloto e um em escala plena, operados com esgoto sanitário e um TDH de aproximadamente 8h, e um reator UASB piloto, operado com água negra simulada e um TDH aproximado de três dias. Nos dois reatores operados com esgoto sanitário as remoções foram semelhantes. A média de DQO total afluente, no reator piloto e no de escala plena, foi de 271 e 410 mg/L, respectivamente, e as remoções médias de DQO foram de 50,62 e 45,80%, respectivamente. Com relação aos exames parasitológicos, quase não houve remoção em ambos os reatores e, na maior parte dos casos, o número de (oo)cistos detectados no efluente foi maior do que no afluente. Já no reator piloto operado com águas negras, foram observadas remoções mais elevadas. A DQO total afluente desse reator variou de 837 a 3269 mg/L e a remoção média observada foi de 71,22%. Neste reator também foram observadas maiores remoções de (oo)cistos, sendo que a remoção de cistos Giardia spp. variou de 67,73 a 93,69% e, em um dos ensaios, foi observada uma remoção de 70% de oocistos de Cryptosporidium spp. Acredita-se que o melhor desempenho desse reator se deve ao seu elevado tempo de detenção hidráulico. Foi avaliada, ainda, a ocorrência de (oo)cistos no lodo dos três reatores, resultando em valores bastante elevados, da ordem de 105 cistos/g de massa seca, em todos eles. De qualquer modo, em todos os reatores avaliados, mesmo o que apresentou as maiores eficiências, o efluente ainda apresentava altas concentrações de poluentes, necessitando de um pós-tratamento para a remoção dos remanescentes de matéria orgânica, sólidos e patógenos. / The waterborne diseases are a concern worldwide, and has grown more and more interest in studies related to the protozoa Cryptosporidium spp. and Giardia spp. The presence of protozoa in drinking water is related to the release of sewage in water sources. So that, the sewage treatment is extremely important to reduce the risk of outbreaks protozoa. This study evaluated the occurrence and the possibility of removal of Giardia spp. and Cryptosporidium spp. in two UASB reactors, a pilot and a full-scale, operated with sewage and a HRT of 8 hours, approximately, and a pilot UASB reactor, operated with simulated black water and an approximate HRT of three days. Removals were similar in both reactors operated with sewage. The average influent total COD, in pilot and full scale reactors, was 271 and 410 mg/L, respectively, and the average COD removal were 50.62 and 45.80%, respectively. With the parasitological test, there was almost no removal in both reactors and, in most cases, the number of (oo)cysts detected in the effluent was higher than in the influent. In the pilot reactor operated with black water, higher removals were observed. The total COD influent of this reactor ranged from 837 to 3269 mg/L and the average removal observed was 71.22%. In this reactor (oo)cysts removals were also higher, and the removal of Giardia cysts ranged from 67.73 to 93.69%, and in one of the trials, a 70% removal of Cryptosporidium spp was observed. It is believed that the best performance of this reactor is due to its high hydraulic retention time. The occurrence of (oo)cysts in the sludge of the three reactors was also evaluated, resulting in very high values of the order of 105 cysts/g of dry weight, in all of them. Anyway, in all this reactor, even the one with the highest efficiency, the effluent still had high concentrations of pollutants, necessitating a post treatment for the removal of remaining organic matter, solids and pathogens.

Made available in DSpace on 2017-07-20T13:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Fernando Wagner.pdf: 2111456 bytes, checksum: e1870a4be2fbc8c765b6f4d6b0077dbe (MD5) Previous issue date: 2015-03-23 / The disposal of wastes generated in water treatment plants (WTP) by launching into water streams is considered an environmental crime by current Brazilian law and became one of the challenges of drinking water public companies, nowadays. The objective of this study was to analyze the alternative disposal of decanter’s sludge from a WTP, with microsand ballasted sedimentation (ActifloÒ), in a wastewater treatment plant (WWTP) containing upflow anaerobic sludge blanket reactors (UASB) and polishing pond, called WWTP Verde, in the city of Ponta Grossa - PR, through the sewage collection network. The treatment evaluation on the WWTP was performed for seven distinct phases. The phase 1 occurred with WWTP receiving only sewage. Phases 2 to 7 occurred with release of WTP sludge in continuous periods ranging from 4 hours per day (phase 2) to 24 hours per day (phase 7),reaching the percentage of 3.2% of WTP sludge, in relation to the total volume tributary to WWTP. The WWTP operated in stable condition throughout the period,with an average flow tributary of 213.14 L/s. The UASBs operated with HRT in 9.9 hours, VHL in 2.4 m3/m3/d, and OLR ranging from 0.75 to 1.66 kgCOD/m3/d. The polishing pond operated with HRT in 4.5 days and OLR ranging from 765 to 2872 kgCOD/ha/d, which corresponds from 19 to 72 gCOD/m3/d. The removal efficiency of COD and TSS by UASBs and the pond was maintained even with the release of WTP sludge. The overall efficiency of the WWTP ranged between 80% and 86% for COD removal and between 92% and 96% for the TSS removal. It was observed greater removal of nitrogen and phosphorus by UASBs and higher concentration ofnitrogen, phosphorus, potassium and magnesium in the UASB's sludge, in the period in which the WWTP was operated with the WTS sludge release. It was concluded that the sludge release in the sewage collection network is a viable alternative to disposal of the decanter's waste of WTP Actiflo®, not precluding the treatment of sewage in WWTP Verde and the use of sewage sludge in agriculture. However, can be necessary increase the UASB's sludge extraction frequency, from 16 hours of continuous duration of WTP sludge release in the sewage collection network. / A disposição dos resíduos gerados nas estações de tratamento de água (ETA) através do lançamento in natura em corpos d’água é considerada crime ambiental pela legislação brasileira vigente e passou a ser um dos desafios das companhias de abastecimento público de água, na atualidade. O objetivo deste trabalho foi analisar a alternativa de disposição do lodo do decantador de uma ETA, com sedimentação lastreada por microareia (ActifloÒ), em uma estação de tratamento de esgotos (ETE) composta de reatores anaeróbios de leito fluidizado (RALFs) e lagoa de polimento, denominada ETE Verde, no município de Ponta Grossa – PR, através da rede coletora de esgotos. A avaliação do tratamento da ETE foi feita durante sete fases distintas. A fase 1 ocorreu com a ETE recebendo apenas esgoto sanitário. As fases 2 a 7 ocorreram com lançamentos de lodo de ETA, em períodos contínuos que variaram desde 4 horas por dia (fase 2) até 24 horas por dia (fase 7), chegando ao percentual de 3,2% de lodo de ETA, em relação ao volume total afluente à ETE. A ETE operou em condição estável durante todo o período, com uma vazão média afluente de 213,14 L/s. Os RALFs operaram com TDH de 9,9 horas, CHV de 2,4 m3/m3/d e COV aplicada variando entre 0,75 e 1,66 kgDQO/m3/d. A lagoa operou com TDH de 4,5 dias, com TAS variando entre 765 e 2872 kgDQO/ha/d e COV aplicada variando entre 19 e 72 gDQO/m3/d. A eficiência na remoção de DQO e SST pelos RALFs e pela lagoa foi mantida, mesmo com o lançamento do lodo da ETA. A eficiência global da ETE variou entre 80% e 86% para a remoção de DQO e entre 92% e 96% para a remoção de SST. Foi observada maior remoção de nitrogênio e fósforo pelos RALFs e maior concentração de nitrogênio, fósforo, potássio e magnésio no lodo dos RALFs, no período em que a ETE operou com o lançamento do lodo de ETA. Concluiu-se que o lançamento do lodo na rede de esgotos é uma alternativa viável de disposição dos rejeitos do decantador da ETA Actiflo®, não inviabilizando o tratamento de esgotos na ETE Verde e o uso do lodo do esgoto na agricultura. Porém, pode ser necessário aumentar a frequência de extração do lodo dos RALFs, a partir de 16 horas diárias de duração contínua de lançamento de lodo de ETA na rede coletora de esgotos.

A viabilidade técnica de um sistema termofílico combinado de reatores anaeróbio-aeróbio foi avaliada para tratamento de efluente sintético da indústria de pasta de celulose não branqueada. Estas indústrias apresentam efluente com temperatura superior a 40ºC e o tratamento termofílico pode eliminar a necessidade do resfriamento, necessário para a faixa mesofílica de tratamento, reduzindo custos. Os reatores foram inoculados com lodo mesofílico com gradual adaptação para a condição termofílica. Na faixa mesofílica (37,5 a 42,5ºC) a eficiência do sistema foi de (69±3)%, com maior eficiência do reator anaeróbio (56±7)%. Depois que os reatores apresentaram equilíbrio dinâmico aparente, a temperatura foi gradualmente aumentada de 45,0 para 52ºC. As eficiências de remoção de DQO do sistema variaram de 57% a 88%. A porcentagem de metano no biogás foi decrescendo com o aumento de temperatura, de 77% para valores abaixo do limite de detecção do método cromatográfico utilizado. A eficiência do reator anaeróbio foi baixa e houve acúmulo de ácidos, principalmente acético. O reator aeróbio apresentou maior eficiência de remoção de DQO porém a concentração no licor misto foi baixa. Após a alteração no tempo de detenção hidráulica dos reatores UASB e de lodos ativados para 24 horas e 8 horas, respectivamente, os reatores operaram em faixa de temperatura de 52 a 57ºC por 85 dias. As eficiências de remoção de DQO do sistema variaram de 54% a 70%. A eficiência do reator UASB continuou baixa enquanto o reator aeróbio apresentou bom desempenho, com eficiências variando de 3% a 35% e de 43% a 75%, respectivamente. As concentrações de SSV no licor misto aumentaram, variando de 122 mg/L a 2940 mg/L. Em faixa de temperatura termofílica houve predomínio de Methanosaetas sp e bacilos no reator anaeróbio, não havendo diferenciação significativa de morfologias comparando com a fase mesofílica. No reator aeróbio houve diferenciação a partir da temperatura de 42,5ºC e predominaram bacilos, cocos e filamentos em temperatura termofílica. Os resultados demonstram a viabilidade do tratamento termofílico, mas outros experimentos são necessários antes da aplicação industrial do processo. / The technical feasibility of a combined thermophilic anaerobic-aerobic biological reactors configuration was evaluated in this work using a synthetic unbleached pulp mill effluent. These industries introduce effluent with temperature greater 40ºC and the treatment would eliminate the need of cooling that is required for the mesophilic range, reducing the costs. The reactors were inoculated with mesophilic sludge with gradual adaptation to the termophilic condition. In the mesophilic range (37.5 to 42.5ºC) the efficiency of the combined system was (69±3)%, with the higher efficiency in the anaerobic reactor (56±7)%. After the reactors reached apparent steady state regime the temperature was gradually increased from 42.5 to 52ºC. The system efficiency ranged from 57% to 88%. The percentage of methane in the biogas decreased with the increase in temperature, from 77% to values below the detection limit of the chromatographic measurement used in this work. The anaerobic efficiency was low and the reactor accumulated fatty acid, mostly acetic. The aerobic reactor presented higher efficiency removal of COD but the mixed liquor concentration was lower. After adjustment in the hydraulic retention time of both reactors, with the UASB operating with 24 hours HRT and the aerobic with 8 hours HRT, the reactors operated in the temperature range of 52 to 57ºC during 85 days. The overall removal efficiency ranged from 54% to 70%. The efficiency of the UASB reactor remained lower while the aerobic reactor presented good performance, with COD removal efficiency in the range of 3% to 35%, respectively. The mixed liquor VSS concentration increased with the increase in temperature from 122 mg/L to 2940 mg/L. In thermophilic temperature there was predominance of Methanosaetas sp and baccilus in the anaerobic reactor, without significant differentiation of morphology in comparison with the mesophilic temperature. In the aerobic reactor there was differentiation in temperature of 42.5ºC and baccilus, cocus and filamentous predominated in the thermophilic temperature. These results indicated the feasibility of the thermophilic treatment but other experiments are needed before industrial application of this process.

O presente trabalho estudou o aumento de capacidade de tratamento de um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) por meio da adição de material suporte para adesão celular (Biobob®), avaliando-se as eficiências de remoção de matéria orgânica (expressa como DQO demanda química de oxigênio) e sólidos em suspensão (expressos como SST sólidos em suspensão totais). O reator híbrido, no qual a biomassa está presente em suspensão e imobilizada no material suporte, foi submetido a baixos tempos de detenção hidráulica (TDH) e altas velocidades ascensionais (vs). A operação do reator anaeróbio, de volume útil igual a 12,5 m³, foi conduzida em duas etapas. Na primeira o sistema foi operado como um reator de manta de lodo e escoamento ascendente (UASB), com TDH de 8,8 h e velocidade ascensional de 0,63 m.h-1. Na segunda etapa, introduziu-se 5,0 m³ de material suporte Biobob® no leito reacional do reator, transformando-o em reator anaeróbio híbrido (HAnR). Nessa condição, variou-se a vazão de alimentação, tendo o TDH variado entre 7,4 h (vs de 0,66 m.h-1) a 3,9 h (vs de 1,25 m.h-1). Para ambas as etapas o sistema foi alimentado com esgoto sanitário à temperatura ambiente, após tratamento preliminar (gradeamento e caixa de areia). Para condições de operação similares, o reator anaeróbio híbrido (HAnR) apresentou melhor desempenho na remoção de DQO e SST que o reator UASB, acrescendo em até 18% e 30% a eficiência de remoção, respectivamente. Para a velocidade ascensional de 1,25±0,02 m.h-1 e TDH de 3,9±0,1 h, o HAnR apresentou concentrações médias no efluente tratado de 205±46 mg DQOt.L-1 e 73±30 mg SST.L-1 e eficiências de remoção de 55±9% DQOt e 63±14% SST. / The increase of the treatability capacity of a UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactor by introducing an innovative packing material (Biobob®) in its reaction zone was evaluated. The hybrid anaerobic reactor (HAnR) containing suspended and immobilized biomass was evaluated regarding its efficiency of removing organic matter (expressed as COD chemical oxygen demand) and suspended solids (expressed as TSS total suspended solids) under lower hydraulic detention time (HDT) and higher upflow velocities (v s). The anaerobic reactor operation, with 12.5 m³ of working volume, was conducted in two phases. In the first phase, the system was operated as a conventional UASB reactor with HRT of 8.8 h and vs of 0.63 m.h -1 . In the second phase, 5.0 m³ of packing material Biobob® was introduced inside the reaction bed, changing the reactor configuration from suspended growth to hybrid growth. In this condition, the hybrid anaerobic reactor (HAnR) was subjected to decreasing flowrates with HDT ranging from 7.4 h (vs of 0.66 m.h-1) to 3.9 h (vs of 1.25 m.h-1). For both phases, the feed was domestic wastewater (after screens and grit chambers) at ambient temperature. Under similar operation conditions, the HAnR performed better than the UASB reactor increasing at 18% and 30% the COD and TSS removal efficiencies, respectively. For vs of 1.25±0.02 m.h-1 and HDT of 3.9±1.0 h, the HAnR produced a very high quality effluent, with average COD and TSS concentration of 205±46 mg DQOt.L-1 and 73±30 mg SST.L-1 and removal efficiencies of 55±9% and 63±14% for CODt and SST, respectively.

A contaminação ambiental por antibióticos e antimicrobianos quimioterápicos despertou o interesse da comunidade científica devido à possibilidade do desenvolvimento de resistência bacteriana e de efeitos ecotóxicos sobre organismos não-alvo. As águas residuárias contaminadas representam a principal fonte de dispersão desses fármacos para o meio ambiente. Enquanto as tecnologias anaeróbias têm sido crescentemente aplicadas para o tratamento de águas residuárias de origem agroindustrial, frequentemente contaminadas com antimicrobianos, pouco se sabe sobre as transformações que esses micropoluentes podem sofrer durante o tratamento. O objetivo do presente trabalho foi a investigação da degradação do antimicrobiano veterinário sulfametazina (SMZ) durante o tratamento anaeróbio de água residuária de suinocultura. Para tanto, foram conduzidas três fases experimentais. Na primeira fase, ensaios em batelada foram realizados com o intuito de avaliar a contribuição da biodegradação anaeróbia e de outros fenômenos na remoção de SMZ da fase líquida. A segunda fase envolveu a operação de três reatores anaeróbios contínuos em escala de bancada alimentados com água residuária sintética contaminada com SMZ, um reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), um reator anaeróbio de mistura e biomassa imobilizada (RAMBI) e um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB). Avaliou-se o efeito da variação da DQO total afluente e do TDH na eficiência de remoção de SMZ. Na terceira fase, o RAHLF foi alimentado com água residuária de suinocultura real présedimentada e acrescida de SMZ. Os resultados obtidos durante a primeira fase permitiram o desenvolvimento de um modelo matemático de dois compartimentos que apontou a fase aquosa como o compartimento biodisponível para a degradação de SMZ. Não foram observadas diferenças expressivas de desempenho dos reatores anaeróbios na remoção de SMZ para as condições experimentais ensaiadas na segunda fase. As condições operacionais que permitiram máxima remoção de SMZ foram TDH de 24 h e DQO total afluente de 3000 mg O2.L-1, que resultaram em eficiências médias de remoção de SMZ de 74%, 71% e 70% para os reatores RAHLF, RAMBI e UASB, respectivamente. Observou-se que a biodegradação anaeróbia de SMZ é favorecida pelo aumento da velocidade de degradação de matéria orgânica, como esperado para uma transformação cometabólica. Embora a degradação de SMZ tenha sido interrompida durante a alimentação do RAHLF com água residuária de suinocultura, os resultados obtidos mostraram que a biodegradação de SMZ pode acontecer em reatores anaeróbios e pode ser favorecida por meio do controle de parâmetros de operação adequados, demonstrando o potencial de aplicação dessa tecnologia no abatimento de emissões desse fármaco. / Environmental contamination by antibiotics and antimicrobial chemotherapeutics has drawn the attention of the scientific community because of the possibility of bacterial resistance development and toxic effects on non-target organisms. Contaminated wastewaters are the main sources of antimicrobial dispersion to the environment. While anaerobic technologies have been increasingly applied to the treatment of agricultural wastewaters, which are often contaminated with antimicrobials, little is known about the changes that these micropollutants can undergo during treatment. The objective of this study was to investigate the degradation of the veterinary antimicrobial sulfamethazine (SMZ) during the anaerobic treatment of swine wastewater. Three experimental phases were performed. In the first phase, batch tests were performed in order to evaluate the contribution of anaerobic biodegradation and other phenomena to the overall removal of SMZ from the liquid phase. The second phase involved the operation of three continuous, bench-scale anaerobic reactors fed with SMZ-contaminated synthetic wastewater: a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor, an anaerobic stirred reactor with immobilized biomass (ASRIB) and an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. The effect of varying the total influent COD and the HRT on SMZ removal efficiency was evaluated. In the third phase, the HAIB was fed with real presedimented swine wastewater contaminated with SMZ. The results obtained during the first phase allowed the development of a two-compartment mathematical model which established the aqueous phase as the bioavailable compartment for SMZ degradation. No significant differences in SMZ removal performance between the three reactors were observed in the second phase. The maximum removal of SMZ was observed for a HRT of 24 h and total influent COD of 3000 mg O2.L-1, which resulted in average SMZ removal efficiencies of 74%, 71% and 70% for the HAIB, ASRIB and UASB reactors, respectively. It was observed that the anaerobic biodegradation SMZ is favored by increasing the organic matter degradation rate, as expected for cometabolic transformations. Although SMZ degradation ceased when the HAIB was fed with swine wastewater, the experimental results showed that the biodegradation of SMZ occurs in anaerobic reactors and can be enhanced by controlling appropriate operating parameters, demonstrating the potential of this technology for the abatement of SMZ emission.

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

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-11-17T13:39:14Z No. of bitstreams: 1 Ádrian Juchem Stockmanns_.pdf: 9128543 bytes, checksum: 4439d237e66a4448ce2e08a6e7298d7d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-17T13:39:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ádrian Juchem Stockmanns_.pdf: 9128543 bytes, checksum: 4439d237e66a4448ce2e08a6e7298d7d (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / Nenhuma / Este trabalho teve os objetivos de estudar o tratamento de esgoto sanitário através de um biodigestor do tipo chinês (Etapa 1) e de um reator UASB (Etapa 2), além do tratamento de esgoto sanitário em conjunto com resíduos sólidos de restaurantes através de um reator UASB (Etapa 3). O experimento foi realizado na Estação de Tratamento de Esgotos da UNISINOS (Universidade do Vale do Rio dos Sinos), aonde inicialmente foi dada a partida nos sistemas (biodigestor e reator) através da utilização de lodo do UASB existente na ETE da UNISINOS como inóculo. Relacionando as etapas 1 e 2, as análises de cor aparente, cor verdadeira e turbidez apresentaram valores superiores nas análises de Saída durante a Etapa 1. Na Etapa 2 os resultados de cor aparente e turbidez apresentaram uma redução de 41% e 77% respectivamente. As análises de DBO apresentaram uma redução de 32% entre a Entrada e Saída do reator na Etapa 2 contra 17% na Etapa 1. Nas análises de DQO, a média considerada de remoção foi de 20% na Etapa 2 contra 52% na Etapa 1, porém as últimas análises da Etapa 2 chegaram a uma redução de 80% nas análises de Saída. Relacionando as etapas 2 e 3 as análises de cor (aparente e verdadeira), DBO e DQO apresentaram valores superiores na Saída devido a adição de RSR. Comparando com a etapa aonde não foi adicionado RSR (Etapa 2) os parâmetros analisados (com exceção do pH e turbidez) apresentaram-se superiores após a adição de RSR. Em relação a geração de biogás foi comprovado o aumento na produção de biogás após a adição de resíduos, algo que de fato ocorreu principalmente após a segunda adição de resíduo, impulsionando um aumento de aproximadamente 80% em sua geração, havendo, portanto, um indicativo da possibilidade de tratamento combinado, no mesmo reator, de esgoto sanitário e resíduos sólidos de restaurantes. Os resultados sugerem que a configuração de reator UASB (Etapa 2 e 3) possui um poder de remoção de matéria orgânica superior a configuração do biodigestor chinês (Etapa 1), o que impulsiona estudos com um período maior de operação com a introdução de RSR para um tratamento integrado (ES e RSR) em reatores UASB. / This work had the objectives of studying the sewage treatment through a Chinese-type digester (Stage 1) and a UASB reactor (Stage 2), besides the sewage treatment together with solid waste from restaurants through a USB reactor (Stage 3). The experiment was performed at Estação de Tratamento de Esgotos da UNISINOS (Universidade do Vale do Rio dos Sinos), where the systems were initially started (biodigester and reactor) through the use of UASB’s Iodine existing in ETE from UNISINOS as inoculum. Relating stages 1 and 2, the analysis of apparent color, true color and turbidity presented higher values in the reactor outlet analysis during stage 1. In stage 2, the apparent color and turbidity results presented a reduction of 41% and 77% respectively. The analysis of DBO presented a reduction of 32% between the inlet and outlet of the reactor in stage 2 against 17% in stage 1. In the DQO analysis, the considered mean of removal was 20% in stage 2 against 52% in stage 1, however the stage 2 latest reviews came to a reduction of 80% in the reactor outlet analysis. Relating stages 2 and 3, the color reviews (apparent and true), DBO and DQO presented higher values in the outlet due to the addition of RSR. Comparing to the stage in which no RSR was added (Stage 2), the parameters analyzed (except for pH and turbidity) presented higher after the addition of RSR. About the generation of biogas, the increase in biogas production after the waste addition has been proven, something that actually occurred mainly after the second waste addition, boosting an increase of approximately 80% in its generation, having, therefore, indicative of the possibility of combined treatment, in the same reactor, of sanitary sewage and solid waste from restaurants. The results suggest that the UASB reactor configuration (Stages 2 and 3) has a power of removal of organic matter higher than the Chinese-type digester configuration (Stage 1), which boosts studies with a longer period of operation with the introduction of RSR for a integrated treatment (ES and RSR) in UASB reactors.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia Carvalho.pdf: 1090354 bytes, checksum: 2030967b9c0c255376ba3167b9a6b633 (MD5) Previous issue date: 2009-08-18 / In terms of the actual Brazilian scenario, 56% of the solid s treatment units produce leachate, 46.8% of this leachate is treated and 70.4% of Brazilian residences are sewered. The development of methods to jointly treat landfill leachate and domestic sewage must recognize the great potential that landfill leachate has as a pollutant and the advantages gained by this combined treatment. The combined treatment of leachate and domestic sewage already exists at full-scale but studies on the optimum levels of dilution of the leachate with sewage are yet to be resolved. The objective of this work was to study the efficiency of a UASB reactor treating landfill leachate in combination with different proportions of domestic sewage, evaluate the influence of the organic loading on the treatment process and develop a biological treatment technology for residual liquids with high pollution loads. The study was carried out between February 2008 and February 2009. The UASB reactor was constructed, installed and monitored at EXTRABES in the municipality of Campina Grande PB. The UASB was constructed in PVC tubing with a diameter of 150mm, 2.35m in height and with a total volume of 41.5L and the treatment consisted of two phases. In the first phase of operation, the UASB reactor was fed with leachate and domestic sewage in ratio of 1:9 by volume respectively, resulting in an AOL of 2.1 kg m-3 d-1. In the second phase of operation the volumetric fraction of leachate was reduced in the proportion of 0.3 to 9.7 of the volume of domestic sewage or 1.6 kg m-3 d-1. The leachate used in this study were from the Metropolitan Landfill in the city of Joao Pessoa and pre-treated for removal of the load of ammonia in piston flow for stripping of ammonia. The domestic wastewater used in this study came from the city where the study was conducted in Campina Grande.In both phases the HRT was 12 hours and the flow of 83L d-1. The influent and effluent of the experimental system were monitored for pH, VFA and TA twice. Analysis of COD, TSS and VSS were monitored weekly. All tests were recommended by APHA (1998). The results show that the combined treatment of landfill leachate diluted domestic sewage in a UASB reactor is technologically feasible alternative and produces effluent with characteristics satisfactory to post-treatment in stabilization ponds. Were obtained removal efficiencies of 44.0, 48.5, 85.4 and 79.9% in the first stage and 59.4, 53.6, 92.7 and 89.8% in the second step for the parameter of COD , STV, TSS and VSS respectively. The second stage had the highest decomposition constants for the parameters of STV, TSS and VSS. It is recommended the continuation of studies of treatment of leachate from landfill diluted sewage with COA than 1.6 kg COD m-3d-1. / No atual cenário brasileiro 56% das unidades de processamento de resíduos drenam lixiviado, apenas 46,8 % tratam esse lixiviado e 70,4% dos domicílios brasileiros são atendidos por rede coletora de esgotamento sanitário. O desenvolvimento de métodos de tratamento integrado de lixiviado e esgotos domésticos é necessário, visto grande potencial poluidor do lixiviado e as vantagens apresentadas nesse tratamento combinado. O tratamento conjugado de lixiviado com esgotos domésticos em escala real já existe, porém, estudar as faixas de diluições de lixiviado para realização do tratamento conjugado em faixas ótimas é imprescindível.Os objetivos deste trabalho foram estudar o desempenho de reator UASB no processo de tratamento de lixiviado combinado com esgotos domésticos em diferentes proporções, avaliar a influência da carga orgânica aplicada no processo de tratamento conjugado de lixiviado e esgoto doméstico em reator UASB e desenvolver tecnologia de tratamento biológico para resíduos líquidos com elevada carga poluidora. O trabalho foi realizado no período de Fevereiro de 2008 a Fevereiro de 2009. O reator UASB foi construído, instalado e monitorado nas dependências físicas da EXTRABES no município de Campina Grande PB. O reator UASB foi construído em tubo de PVC com diâmetro de 150 mm, 2,35 m de altura e volume total de 41,5 L e o tratamento consistiu de duas etapas. Na primeira etapa o reator UASB foi alimentado com lixiviado numa proporção de 1 para 9 vezes o volume de esgoto doméstico, o que resultou numa COA de 2,1 kg m-3dia-1. Na segunda fase de operação a fração volumétrica de lixiviado foi diminuída para a proporção de 0,3 para cada 9,7 vezes o volume de esgoto doméstico ou COA de 1,6 kg m-3 dia-1. O lixiviado utilizado neste trabalho foi proveniente do Aterro Sanitário Metropolitano da cidade de João Pessoa e era pré-tratado para remoção da carga de amônia em reatores de fluxo pistonado para Stripping de amônia. O esgoto doméstico utilizado neste trabalho foi proveniente da cidade onde o estudo foi realizado, Campina Grande-PB. Em ambas as etapas do tratamento o TDH foi 12 horas e a vazão de 83 L.d-1. O monitoramento do sistema experimental foi realizado no afluente e efluente do reator e as análises referentes aos parâmetros pH, AGV e AT foram realizadas duas vezes por semana. As análises referentes aos parâmetros DQO total e solúvel, STV, SST e SSV foram realizadas semanalmente. Todas as análises foram preconizados por APHA (1998). Os resultados mostram que o tratamento conjugado de lixiviado de aterro sanitário diluído em esgotos domésticos em reator UASB é uma alternativa tecnologicamente viável e produz efluente com características satisfatórias para pós-tratamento em lagoas de estabilização. Foram obtidas eficiências de remoção de 44,0; 48,5; 85,4 e 79,9% na primeira etapa e 59,4; 53,6; 92,7 e 89,8% na segunda etapa para os parâmetro de DQO, STV, SST e SSV respectivamente. A segunda etapa apresentou as maiores constantes de decomposição para os parâmetros de STV, SST e SSV. Recomenda-se a continuidade dos estudos de tratamento de lixiviado proveniente de aterro sanitário diluído em esgoto doméstico com COA superior a 1,6 Kg DQO m-3d-1.