Orientador: Oswaldo Garcia Junior / Banca: Íria Fernandes Vendrame / Banca: João Sérgio Cordeiro / Banca: Rosana Filomena Vazoller / Banca: Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo / Resumo: A geração de lodo como resultado do tratamento do esgoto sanitário, embora possa ser minimizada, é inevitável, qualquer que seja o sistema empregado nas estações de tratamento. Sua disposição final tem sido motivo de diversos estudos, os quais apontam, como alternativa mais favorável, sua utilização em áreas agrícolas ou de produção florestal. A presença de metais no lodo, entretanto, pode inviabilizar seu uso como fertilizante ou como condicionador de solos dado ao risco de contaminação ambiental e de acumulação na cadeia trófica. A solubilização de metais presentes no lodo por meio do processo de lixiviação bacteriana tem mostrado resultados promissores, encorajando seu desenvolvimento. A lixiviação bacteriana de metais pode ocorrer diretamente, pela oxidação de sulfetos metálicos ou, indiretamente, pela oxidação de compostos reduzidos de enxofre a sulfato, com a conseqüente solubilização ácida dos metais. As principais bactérias envolvidas nesse processo pertencem ao gênero Thiobacillus, recentemente reclassificado. Neste trabalho, utilizou-se lodo de esgoto, gerado pela Estação de Tratamento de Esgoto de Franca-SP (ETE-Franca), que opera um sistema de lodos ativados convencional, com tratamento dos lodos primário e secundário por digestão anaeróbia. Amostras de lodo foram caracterizadas quanto à presença dos metais cromo, cobre, chumbo, níquel e zinco. Em um ensaio preliminar, utilizando a linhagem Acidithiobacillus thiooxidans FG01, foi verificado que a utilização de lodo digerido ou lodo não-digerido proporcionou eficiências de solubilização similares para os metais investigados. Desta forma, amostras de lodo digerido anaeróbio foram utilizadas para estudo do efeito dos parâmetros temperatura, pH inicial e concentração de sólidos totais sobre a eficiência e a cinética da lixiviação bacteriana. Nesses ensaios,...(Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Although sewage sludge generation from sanitary wastewater treatment can be minimized, its production cannot be avoided at any system employed in the wastewater treatment facilities. Sludge final disposal has motivated several research studies, which have pointed out as the most suitable alternative the application of sludge in agricultural and forestry production. However, the presence of metals in sewage sludge may jeopardize its application as fertilizer or soil amendment due to the risk of environmental contamination or accumulation through the trophic chain. Solubilization of metals from sewage sludge by bacterial leaching has showed promising results, encouraging its process development. Bacterial leaching of metals occurs directly by metal sulphide oxidation or, indirectly by oxidation of reduced sulphur compounds to sulphate, with the consequent sludge acidification and metal solubilization. Bacteria from Thiobacillus genus, recently reclassified, are the most important species involved in bacterial leaching. In this work, sludge samples were obtained at the municipal wastewater treatment facility in the city of Franca, state of São Paulo, Brazil, which operates a conventional activated sludge system with treatment of the primary and secondary sewage sludges by anaerobic digestion. Samples were characterized for concentration of the metals chromium, copper, lead, nickel, and zinc. A preliminary assay was conducted by using Acidithiobacillus thiooxidans FG01, which resulted in similar solubilization efficiencies for digested or not-digested sludges. Effects of temperature, initial pH and total solids concentration were investigated in leaching experiments using anaerobically digested sludge inoculated...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo / Banca: Edson Aparecido Abdul Nour / Resumo: Neste estudo avaliou-se o desempenho de processo anaeróbio, aeróbio e anóxico, utilizando-se um reator anaeróbio compartimentado (ABR de 360 L), com duas câmaras, um filtro aerado submerso (FAS de 160 L), preenchido com anéis de bambu e anéis de plástico de eletroduto corrugado e um reator de fluxo ascendente com manta de lodo (USB de 120 L) anóxico, instalados em série, para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) de 10708 a 17048 mg L-1. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) foram de 24 e 12 h no reator ABR; de 7,9 e 3,9 h e de 9,1 e 4,5 h no FAS preenchido com anéis de bambu e anéis de plástico de eletroduto corrugado, respectivamente; e de 7,8 e 3,9 h no reator USB anóxico. O FAS foi submetido a condições de aeração intermitente e contínua. As eficiências médias de remoção de DQOtotal foram de 94 a 99% no sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico, com carga orgânica volumétrica (COV) de 35,9 a 93,0 g DQOtotal (L d)-1 no reator ABR. As maiores eficiências médias de remoção foram de 99,99; 98; 99; 91; 88; 99 e 94% para os coliformes termotolerantes, DQOdiss, SST, NT, P-total, Cu e Zn, respectivamente, no sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico, obtendo-se valores mínimos de 1,1 x 103 NMP/100 mL para coliformes termotolerantes e 221 mg L-1 para DQOtotal. A porcentagem de CH4 no biogás do ABR variou de 76 a 84%; de N2 no reator USB anóxico chegou a 74%, com COV de 13,1 g DQOtotal (L d)-1 e TDH de 4 h. Os valores da atividade específica da microbiota do lodo das câmaras do ABR apresentaram diferenças, evidenciado a habilidade de separação das fases hidrolítica, acidogênica e metanogênica. A caracterização morfológica do biofilme do FAS, por meio de microscopia óptica, indicou alta diversidade morfológica, a qual pode estar associada a sistemas de tratamento biológico estáveis / Abstract: In this study it was evaluated the performance of the anaerobic, aerobic and anoxic process in an anaerobic baffled reactor (ABR of 360 L), with two chambers, a submerged aerated filter (SAF of 160 L), filled with bamboo rings and plastic rings, and an anoxic upflow sludge blanket reactor (USB of 120 L), installed in series, for swine wastewater treatment, with mean total suspended solid (TSS) concentration from 10708 to 17048 mg L-1. The hydraulic detention times (HDT) were 24 and 12 h in the ABR reactor; 7,9 e 3,9 h and 9,1 e 4,5 h in the SAF filled with bamboo rings and plastic rings, respectively; 7,8 and 3,9 h in the anoxic USB reactor. Conditions of intermittent and continuous aeration were applied at the SAF. The mean of CODtotal removal efficiencies ranged from 94 to 99% in the anaerobic, aerobic and anoxic treatment system under organic loading rate (OLR) of 35,9 to 93,0 g total COD (L d)-1 in the ABR reactor. The highest mean removal efficiencies were of 99,99; 98; 99; 91; 88; 99 e 94% for thermotolerant coliforms, dissCOD, TSS, TN, total-P, Cu and Zn, respectively, in the anaerobic, aerobic and anoxic treatment system, obtaining minimum values of 1,1 x 103 MPN/100 mL for thermotolerant coliforms and 221 mg L-1 for CODtotal. The CH4 percentage in the biogas ABR ranged from 76 to 84%; the N2 percentage in the anoxic USB reactor reached 74%, with COV of 13,1 g total COD (L d) -1 and HDT of 4 h. The observed values of microbial specific activity of the sludge in the ABR‟s chambers were significantly different, evidenced the ability to phase separation hydrolytic, acidogenic and methanogenic. The SAF biofilm morphology, through optical microscopy, indicated a high morphological diversity, which may be associated with stable biological treatment systems / Mestre

Orientador: Iraê Amaral Guerrini / Banca: Wanderley da Silva Paganini / Banca: Simone Damasceno / Banca: Roberto Lyra Villas Boas / Banca: Jorge de Lucas Junior / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da aplicação do lodo de esgoto proveniente de uma pequena estação de tratamento, localizada na Fazenda Experimental Lageado, Faculdade de Ciências Agronômicas-UNESP, Botucatu, SP, Brasil, na produtividade agrícola e características de plantas de milho, bem como seus impactos nas características do solo e na qualidade da água drenada para o freático. O delineamento experimental foi constituído por blocos ao acaso, com parcelas subdivididas no tempo (Ensaios), num total de 6 tratamentos, 4 blocos e 4 ensaios, sendo T1 (testemunha, sem fertilização); T2 (10t ha-1 de lodo seco); T3 (20t ha-1 de lodo seco); T4 (30t ha-1 de lodo seco); T5 (40t ha-1 de lodo seco) e T6 (adubação mineral). Os ensaios foram assim definidos: E1 (cultivo de verão instalado em 11/2000); E2 (cultivo de inverno instalado em 06/2001); E3 (segundo cultivo de verão instalado em 11/2001) e E4 (segundo cultivo de inverno instalado em 05/2002). Foi utilizado o milho como cultura teste. Os parâmetros avaliados no campo foram altura das plantas, diâmetro do colmo e número de folhas em três épocas diferentes, além da análise foliar. Após a colheita das espigas foram avaliados os componentes de produção: massa sem palha, comprimento, diâmetro e número de fileiras das espigas; massa da palha; diâmetro... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this study was to evaluate the effects of the use of sewage sludge, coming from a small treatment station, located in Lageado Experimental Farm, Agronomic Sciences College - UNESP, Botucatu, SP, Brazil, on productivity and characteristics of corn plants, as well as its impact on soil characteristics and quality of drained water. The experimental design constituted of randomized blocks, with split plots in time (Assays), with 6 treatments, 4 blocks and 4 assays. The treatments were T1 (control, without fertilization); T2 (10t ha-1 of dry sludge); T3 (20t ha-1 of dry sludge); T4 (30t ha-1 of dry sludge); T5 (40t ha-1 of dry sludge) and T6 (mineral fertilizer). The assays were defined as: E1 (first summer plantation, installed in 11/2000); E2 (first winter plantation, installed in 06/2001); E3 (second summer plantation, installed in 11/2001), and E4 (second winter plantation, installed in 05/2002). The parameters evaluated were height of plants, stem diameter and number of leaves, besides leaves chemical analysis. After harvesting of corn spikes, the production components were evaluated: spikes without straw; spike length, diameter and line number; straw weight; corncob diameter; number of spikes; weight of 1000 grains and grains for spike). Moreover, the corn productivity at 13% of... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Zacarias Xavier de Barros / Coorientador: Eduardo Luiz de Oliveira / Banca: Jorge Hamada / Banca: Jandira Liria B. Talamoni / Banca: Marco Antinio M.Biaggioni / Banca: Luis Fernando Rossi Léo / Resumo : Os sistemas de alagados construídos (SACs) são projetados como passivos de depuração, constituídos por lagoas ou canais, compostos por plantas aquáticas livres ou fixas em substratos como areia, solo ou cascalho, onde ocorre a proliferação de biofilmes que agregam populações variadas de micro-organismos presentes nas águas residuárias. O uso combinado de tecnologias simples e de baixo custo como os reatores anaeróbios seguidos de alagados construídos como pós-tratamento, tem sido de interesse para o saneamento em pequenas comunidades. A pesquisa ocorreu em uma planta de tratamento de esgoto real do Departamento de Água e Esgoto de Bauru, localizada no Distrito de Tibiriçá, com vazão média de 4,8L/s, composta por processo de filtro anaeróbio de fluxo ascendente, seguido de sistemas de alagados construídos em paralelo. Como objetivo deste trabalho, buscou-se avaliar a eficiência dos três sistemas de alagados construídos, com tipos de plantas diferentes e analisar quantitativa e qualitativamente os efluentes nas várias etapas do processo de tratamento, para verificar suas eficiências e a possibilidade de reúso do efluente final na agricultura. Diante dos resultados obtidos, observou-se que houve satisfatória remoção de matéria orgânica, com concentração média de 36 e 39 mg/L, nas fases 1 e 2 de operação,respectivamente, atendendo os valores exigidos pela legislação para padrões de emissão, mesmo recebendo concentrações afluentes elevadas, de efluentes não doméstico por batelada, o qual não foi previsto em projeto. Constatou-se que as concentrações de nutrientes, como nitrogênio e fosfato foram altas em todo o sistema e a eficiência de remoção de nitrogênio amoniacal esteve muito abaixo do esperado, não atendendo a legislação que exige lançamentos... (Resumo completo, clicar aesso eletrônico abaixo) / Abstract: The constructed wetland systems are designed as passive purification, consisting of ponds or channels, composed of aquatic plants free or fixed on substrates such as sand, soil or gravel, where the proliferation of biofilms is that aggregate diverse populations of micro- organisms present in wastewater. The combined use of simple and inexpensive as the anaerobic reactors followed by constructed wetlands as post-treatment has been of interest for sanitation in small communities. The research took place in a sewage treatment plant's actual Department of Water & Sewer Bauru, located in the District of Tibiriçá with average flow of 4.8 L/s made by a process of upflow anaerobic filter, followed by systems constructed wetlands in parallel. As objective of this study we sought to evaluate the effectiveness of three constructed wetland systems, with different types of plants and analyze quantitative and qualitative effluent at various stages of treatment to monitor their effectiveness and the possibility of reuse in the final effluent agriculture. Considering the results obtained, it was observed that there was satisfactory removal of organic matter, with a mean concentration of 36 and 39 mg/L, phases 1 and 2 operations, respectively, given the values required by law for emission standards, even with affluent high concentrations of non-domestic waste per batch, which was not foreseen in the project. It was found that concentrations of nutrients such as nitrogen and phosphate were high throughout the system and the removal efficiency of ammonia nitrogen was much lower than expected, does not meet the law requires that releases up to 20 mg/L. The results obtained for nitrogen and phosphate in effluent from constructed wetland systems, it is concluded that the system is also functioning as a secondary... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Milton Dall'Aglio Sobrinho / Banca: Tsunao Matsumoto / Banca: Pedro Alem Sobrinho / Resumo: Os reatores de leito fluidizado com circulação em tubos concêntricos têm apresentado bons resultados no tratamento de esgoto sanitário, conforme uma série de relatos da bibliografia. Entretanto, o estado atual da modelagem não oferece ferramentas consolidadas para o projeto dos reatores deste tipo, devido à complexidade do funcionamento do leito trifásico e sua interdependência com os parâmetros biológicos envolvidos. Nesse contexto, a presente pesquisa teve por objetivo caracterizar experimentalmente os efeitos da redução do diâmetro interno sobre o funcionamento de um reator de 6 metros de altura, por meio de estudos hidrodinâmicos e análises laboratoriais do esgoto afluente e efluente. O reator tem diâmetro externo de 0,25m e foi operado anteriormente com um tubo interno de 0,20m de diâmetro, o qual foi reduzido para 0,10m neste trabalho. Antes de iniciar o tratamento foram medidas as velocidades de circulação por meio de injeção de traçadores e foram determinados os coeficientes de transferência de oxigênio. O tratamento do esgoto sanitário, submetido a gradeamento prévio, foi realizado com TDH de 3 horas e concentração de meio suporte de 100g/L de areia com diâmetro médio de 0,26mm. Os resultados indicaram que a redução do diâmetro interno provocou aumento expressivo da velocidade do líquido no tubo de subida. Com isso foi possível utilizar vazões de ar tão baixas quanto 1500L/h sem risco de instabilizar o leito, enquanto que na situação anterior eram necessários cerca de 3700L/h. O processo de tratamento foi o fator limitante da vazão de ar, requerendo cerca de 2100L/h. As remoções médias de DQO, DBO e NTK situaram-se em 91,1%, 88,5% e 88,8%, respectivamente. Com o diâmetro interno de 0,20m foram obtidas, em condições de operação semelhantes, remoções de 81,7%, 88,6% e 87,0%, com uma vazão de ar de 3700L/h. Com o tubo interno de 0,10m o reator apresentou bom desempenho hidrodinâmico, ... / Abstract: The circulating fluidized bed reactors with concentric tubes have been presented good results in the treatment of domestic wastewater, as shown by several reports in the literature. However, the current state of the art of modeling does not offer consolidated design tools to this kind of reactors, due to the complexities of the three-phase bed behavior and their interdependence with the biological parameters involved. In this context, the objective of this research is to experimentally characterize the effect of the internal diameter reduction on the functioning of a reactor with 6 meters of height, by means of hydrodynamic studies and laboratorial analyses of the reactor's affluent and effluent. The reactor has an external diameter of 0,25m and an internal tube with a previous diameter of 0,25m, reduced to 0,10m in this work. Before initiating the treatment the circulation velocities were measured by injecting tracers and the oxygen transfer coefficients were determined. The treatment of the previously screened wastewater was carried out with Hydraulic Detention Times (HDT) of 3 hours The solid phase (carrier particles) used was 100g/L of sand with 0,26mm of average diameter. The results indicated that the reduction of the internal diameter greatly increased the liquid's velocity in the riser. Thus it was possible to use air injection taxes as low as 1500L/h without risk of bed settlement, while in previous situations it was necessary about 3700L/h. The air flux of about 2100L/h required by the treatment process was the restraining factor to the diminution of the air injection flux. The averaged removals of DQO, DBO, and TKN were respectively 91,1%, 88.5% and 88.8%. With the internal diameter of 0,20m in similar conditions there were obtained removals of 81,7%, 88.6% and 87.0%, with an air injection flux of 3700L/h. With the internal tube of 0,10m the reactor presented good hydrodynamic performance, also improving the settling ... / Mestre

Resumo: Este trabalho teve como finalidade avaliar o tratamento da água proveniente de suinocultura na fase de reprodução por meio de um sistema de alagados construídos. Aplicou-se a água residuária via irrigação localizada por gotejamento nas culturas do milho safrinha e do sorgo. Realizou-se a caracterização química da água servida e da água residuária em quatro pontos de coletas em três épocas distintos, analisou-se também turbidez; coliformes totais e fecais; sólidos totais, dissolvidos e em suspensão; DBO; DQO; e condutividade elétrica da água. Realizou-se a caracterização química do solo e da solução do solo (extrator de solução) em quatro camadas (0-20; 20-40; 40-60; 60- 80cm) em três épocas distintas para irrigação com água residuária e para irrigação com água potável. Os experimentos foram efetuados na Fazenda Experimental Lageado, conjuntamente nos Campus da Faculdade de Ciências Agronômicas e da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - UNESP Botucatu. Concluiu-se que o sistema de alagados construídos proporcionou redução nos teores de Coliformes totais e fecais, DBO, DQO, N, K, Cu, Zn e que a água tratada no sistema de alagados construídos pode ser utilizada via irrigação sem causar prejuízos à produtividade da cultura do milho safrinha. / Abstract: This work had as purpose to evaluate swine wastewater treatment through wetland systems. Treated wastewater was applied through drip irrigation system on sorghum and corn crops. Wastewater was analyzed at four sampling points and three different times; it was analyzed turbidity, total coliform bacteria and fecal coliform bacteria, total soluble solid content, dissolved solids, suspended solids, BOD, COD, and electrical conductivity. It was carried out the chemical characterization of soil and soil solution (porous ceramic cup extractors) in four layers (0-20; 20-40; 40-60; 60-80 cm) at three distinct times for wastewater irrigation and drinkable water irrigation. Experiments were carried out at Experimental Farm Lageado, jointly in the Campuses of the College of Agronômicas Sciences and the College of Medicine Veterinária and Zootecnia - UNESP Botucatu. It was concluded that the Wetland systems decreased total coliform bacteria and fecal coliform bacteria, BOD, COD, N, K, Cu, Zn. Wastewater treated on wetland systems can be used through irrigation without causing damage to corn yield. / Orientador: Eduardo Luiz de Oliveira / Coorientador: Ana Beatriz Rocha de Castro Lopes / Banca: Antônio de Pádua Sousa / Banca: Leandro José Grava de Godoy / Banca: Luiza Helena Duenhas / Banca: Elza Alves / Doutor