O presente trabalho foi realizado em duas fases. Na primeira, foram estimados os efeitos produzidos nos decantadores primários de uma ETE, após receber resíduo da ETA-SC, que utiliza sulfato de alumínio como coagulante. Foram realizados ensaios em colunas de sedimentação, onde os parâmetros SST, SSV, cor, turbidez, DQO, coliformes totais, Escherichia coli e parasitas, pesquisados no sobrenadante, diminuíram com o aumento da quantidade de resíduo adicionado. Com relação aos sedimentos obtidos nas colunas de sedimentação, foi encontrada maior quantidade de ST e menor resistência específica nos lodos provenientes das colunas que receberam os resíduos da ETA-SC. No teste de atividade metanogênica, a concentração molar de metano foi reduzida nos sistemas que receberam resíduo da ETA-SC, influenciando negativamente no desenvolvimento dos microrganismos metanogênicas. As espécies de microrganismos do gênero Methanothrix sp foram inibidas, sendo encontradas em maior número no frasco-reator controle e em menor quantidade a medida que se aumentou a quantidade do resíduo adicionado. Nesta etapa foi constatado que o resíduo da ETA-SC poderá apresentar interferências negativas sobre a digestão anaeróbia do lodo produzido em decantadores primários de uma ETE. Na segunda fase, na estação piloto, composta de lagoa de aeração seguida de lagoa de sedimentação, que recebeu resíduo da ETA-Fonte, que utiliza cloreto férrico como coagulante, foi verificado que tal resíduo melhorou a qualidade do efluente em termos de DQO, DBO, SST, turbidez, cor, amônio, nitrato, NTK e fosfato total. Os parâmetros ST, SDT, cloreto, nitrito, condutividade e pH não apresentaram diferenças significativas. Em relação ao exame microscópico não houve influências negativas no licor misto das lagoas de aeração. O lodo formado nas lagoas de sedimentação piloto apresentou-se em maior quantidade na lagoa que recebeu resíduo da ETA-Fonte. Neste lodo a resistência específica a filtração foi menor em comparação ao lodo da lagoa que não recebeu resíduo da ETA-Fonte. A desidratação deste lodo por centrifugação necessitou menor quantidade de polieletrólito. Baseado neste estudo não foi verificado interferências que possa impedir o lançamento do resíduo da ETA-Fonte na ETE-Araraquara. / This work was carried out in two phases. Effects of disposing the residues from a water treatment plant - ETASC, which uses alum as primary coagulant on the primary settling tanks was evaluated in the first one. Sedimentation tests using column indicated that parameters such as TSS, VSS, colour, turbidity, COD, total coliformes totais, Escherichia coli e parasites in the supernatant decreased with the increase of the amount of the water treatment wastes added to the column. With relation to the sediments produced in the column, it was found great amount of TS and lower specific solids resistance in those generated in the columns where the water treatment plant residues-WTPR were used. Molar concentration of methane was reduced in the tests performed with the sediments produced with water treatment plant residues and thus, altering negatively the development of methanogenic organisms. The growth of species of microorganism of genera Methanothrix sp was inhibited, which were found in great number in the control flask (with out WTPR) and in lower number as it was increased the amount of WTPR added to the column. It was observed that the WTPR generated in the city water treatment plant may interfere in the anaerobic digestion of sludge produced in primary settling tanks of a wastetreatment plant. A continuous pilot plant was operated in the second phase, which consisted of two aerated lagoon each one followed by a settling lagoon. Waste and WTPR from a watter treatment plant which ferric chloride were fed in one of the systems. It was observed that the use of WTPR improved the effluent quality of the settling lagoon evaluated in terms of COD, BOD, TSS, turbidity, color, ammonium, nitrate, TKN and total phosphate. Some parameters, such as TS, TDS, chloride, nitride, conductivity and pH did not present significant differences in both systems. Microscopic examinations indicated that no influence resulted in the aerated lagoon mixed liquor. A higher amount of sludge was formed in the lagoon system which received the WTPR. The specific resistance to filtration of this sludge was lower than that formed in the lagoon system with out WTPR addition. When dewatering both sludges, that one produced with the addition of WTPR required less amount of polymer. It was concluded that the WTPR produced in the water treatment plant of Araraquara may be disposed in the city wastewater treatment plant.

A escolha do sistema de tratamento de esgoto sanitário a ser instalado em uma cidade pode tornar-se uma difícil decisão, uma vez que diversas variáveis interferem em seu custo e em sua qualidade ambiental. Este trabalho pretende mostrar a possibilidade de se usar técnicas da análise de decisão para a escolha do sistema de tratamento de esgoto sanitário de forma ecológica e econômica, como árvore de decisão e análise de sensibilidade. Para a avaliação dos sistemas, foi desenvolvido um modelo com oito alternativas, compostas de processos biológicos anaeróbios – Reator Anaeróbio de Manta de Lodo e Lagoa Anaeróbia – seguidos de aeróbios – Lodos Ativados, Lagoa Facultativa, Filtro Biológico Percolador e Lagoa Aerada com Lagoa de Decantação. O modelo elabora o dimensionamento das unidades de tratamento e, a partir desses dados, a estimativa de custo de cada sistema. O custo total de cada alternativa foi composto por itens de implantação, operação e manutenção. O modelo foi avaliado para quatro casos de populações distintas, apresentando variação nas alternativas mais indicadas para cada um. A análise de sensibilidade se mostrou eficaz em identificar as alternativas mais significativas no custo total dos sistemas. Os resultados encontrados indicam, de maneira promissora, que o modelo poderá auxiliar a escolha de sistemas de tratamento, bem como seu pré-dimensionamento, com base em características peculiares à sua localidade. / The selection of the wastewater treatment system to be installed in a city can be a difficult decision, once several variables interfere in its cost and in its environmental quality. This study intends to show the possibility of using techniques of decision analysis to select the wastewater treatment system in an ecological and economical way, as decision tree and sensitivity analysis. For the evaluation of systems, a model was developed with eight alternatives, composed of anaerobic biological process - Upflow Anaerobic Sludge Blanket and Anaerobic Pond - followed by aerobic process – Activated-Sludge, Facultative Pond, Trickling Filter and Aerated Lagoon with Sedimentation Basin. The model elaborates the treatment units dimensioning and cost estimation of each system, based on dimensioning data. The total cost of each alternative was composed by construction, operation and maintenance items. The model was evaluated using four cases of different populations, presenting variation in the most suitable alternatives for each one. The sensitivity analysis was shown effective in identifying the most significant alternatives in the total cost of the systems. The results indicate, in a promising way , that the model will be able to help the choice of treatment systems, as well as its pre-dimensioning, based in local peculiar characteristics.

Orientador: Carlos Gomes da Nave Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bergamini_NataliaCedran_M.pdf: 5745897 bytes, checksum: 69560c23a66d8d968b36f4b34e17bc8d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho consistiu em inovação tecnológica antes nunca testada desde a concepção, projeto, construção e operação de um biofiltro percolador de tratamento de esgoto sanitário em escala piloto. O reator foi desenvolvido nas instalações do Laboratório de Protótipos da Faculdade de Engenharia Civil da UNICAMP, cidade de Campinas, estado de São Paulo, é constituído de pré-filtro fabricado com a manta acrílica resinada, 3 reatores biológicos percoladores dispostos em séries, revestidos de não tecido sintético e filtro secundário confeccionado do mesmo material do pré-filtro. A vazão real média de alimentação do sistema era de 12,8 L h-1, tendo sido operado em regime hidráulico com tempo de detenção hidráulico variável de 82 a 100 minutos. A inovação baseou-se no uso de não tecido sintético com tripla função: a) proporcionar o fluxo do substrato sob ação da gravidade; b) promover a troca gasosa entre o meio líquido e a atmosfera; e c) constituir-se como meio suporte da biomassa, além de verificar as condições operacionais e tipos de mantas para viabilizar o tratamento de esgoto na remoção de matéria carbonácea sem a necessidade de aeração artificial. Neste estudo, foi analisada a remoção de sólidos suspensos (SS), turbidez, oxigênio dissolvido, DQO e DBO5. Os resultados médios de remoção de DQO e de DBO nas diferentes fases operacionais variaram de 75 a 86% e de 80 a 86%, respectivamente. As concentrações médias de DQO no efluente final variaram de 81 a 179 mg/L, enquanto as concentrações médias de DBO estiveram entre 47 a 97 mg/L. As médias globais de SST no efluente final foram mantidas em 49 mg/L. Com remoção de turbidez de 92,8%. O sistema PF/FBP (Pré-filtro/Filtro Biológico Percolador) pode se tornar uma alternativa muito promissora para o tratamento de esgoto sanitário de pequenas instalações do Brasil, uma vez que o sistema manifestou baixos tempo de detenção hidráulica e eficiência na remoção de DQO, DBO5 e sólidos suspensos, resultando em uma instalação compacta e de baixos custos. Além disso, o consumo de energia e os custos operacionais são mínimos / Abstract: This work consisted in technological innovation never before tested from conception, design, construction and operation of a trickling biofilter wastewater treatment in pilot scale. The reactor was developed on the premises of the Laboratory Prototypes of the Faculty of Civil Engineering, UNICAMP, Campinas, São Paulo, is constituted of prefilter manufactured with resin-coated acrylic blanket, three biological trickling reactors arranged in series, coated and synthetic nonwoven secondary filter made of the same material pre-filter. The average real power flow of the system was 12,8 L h-1, having been operated hydraulic system with variable hydraulic detention time of 82-100 minutes. The innovation is based on the use of non-synthetic fabric with three functions: a) providing the flow of the substrate under the action of gravity; b) promote gas exchange between the liquid medium and the atmosphere; c) to establish itself as a means of support biomass and to check the operating conditions and types of blankets to enable wastewater treatment for the removal of carbonaceous matter without the need for artificial aeration. In this study, we analyzed the removal of suspended solids (SS), turbidity, dissolved oxygen, COD and BOD5. The average results of COD removal and BOD in the different operational phases ranged 75-86% and 80 to 86%, respectively. The average concentrations of COD in the final effluent ranged 81-179 mg/L, while the average concentrations of BOD were between 47-97 mg/L. Global average of TSS in the final effluent were maintained on 49 mg/L. To remove turbidity of 92.8%. The PF / BTF (Pre-filter / Biological trickling filter) system can become a very promising alternative for treating sewage from small installations from Brazil, once the system showed low hydraulic retention time and removal efficiency of COD , BOD5 and suspended solids, resulting in a compact installation and low costs. Furthermore, the energy consumption and operating costs are minimal / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: Everson Alves Miranda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T06:45:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_Sheilade_M.pdf: 1089976 bytes, checksum: 416dea7e320edfbe15467ca471df7a72 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As indústrias cítricas geram grandes quantidades de efluentes líquidos. Estes efluentes são potencialmente poluidores para descarte em corpos d'água e necessitam de tratamento adequado. A maioria das plantas de tratamento de efluentes cítricos utiliza processos biológicos, devido a custos operacionais mais baixos quando comparado aos processos físico-químicos. Porém, estas plantas têm apresentado problemas de eficiência de remoção da carga orgânica e inibição da atividade biológica, em função das características tóxicas do efluente cítrico, devido à presença residual do d-limoneno, um monoterpeno extraído da casca da laranja. O d-limoneno, quando separado e purificado, tem ampla aplicação industrial, na área cosmética como fragrância e na área alimentícia como agente antimicrobiano e também pode ser bioconvertido em produtos como ácidos e alcoóis perílicos e carvona que podem ser utilizados na terapia do câncer. Os objetivos deste estudo foram selecionar e identificar microrganismos capazes de degradar o d-limoneno em altas concentrações (até 5%), simulando condições similares aos efluentes cítricos e avaliar o comportamento de consórcio destes microrganismos. Também foi avaliada a qualificação dos produtos obtidos da bioconversão do d-limoneno. Os microrganismos foram isolados a partir do lodo ativado de uma estação de tratamento de esgotos. Uma pré-seleção, de 56 linhagens de bactérias foi realizada, durante as 3 etapas de enriquecimento com o d-limoneno, através da técnica de esgotamento em superfície. Foram selecionadas 10 linhagens, que apresentaram maior crescimento visual, que foram caracterizados através da morfologia, coloração diferencial (Gram) e análise filogenética. A biodegradação do d-limoneno foi avaliada pela remoção de DQO em meios de cultivos diferentes variando as concentrações de d-limoneno (1%, 3% e 5%) sob condição agitada e estática na temperatura de 30°C. A bioconversão dos produtos foi qualificada por cromatografia gasosa. Foram isoladas bactérias Gram-positivas, do gênero Bacillus resistentes à concentração de 5% de d-limoneno sem fonte complementar de carbono. A remoção de DQO foi de 77% e terpineol, alcoóis ciclodecanol e octanediol foram qualificados como produtos bioconvertidos / Abstract: The citrus' industries generate large quantities of wastewater. These effluents are potentially polluting to disposal in water bodies and require treatment. Most sewage treatment plants citrus use biological process due to lower operating costs compared to physical-chemical processes. However these plants have presented problems in the efficiency removal of organic charge and inhibition of the biological activity due to citric toxic characteristics because of the presence of residual d-limonene, a monoterpene extracted from orange peel. The d-limonene, when it is separated and purified, has large industrial application, on field cosmetics as fragrances and foods fields as antimicrobial agent. Besides, the d-limonene can be bioconverted in perillic acids and perillyl alcohol, ?-terpineol and carvone that can be used in cancer therapy. The achievement of this study was select and isolate microorganism able to degradation high containing limonene (since 5%), simulating the same condition of wastewater characterizes of citric plants and evaluated the consortium microorganism behavior. In addition, the products of biotransformation d-limonene were qualified. Microorganisms were isolated from activated sludge of sewage treatment plant. A pre-selection, with 56 strains, was undertaken, during the 3 stage of enrichment with d-limonene, using depletion technique to isolate microorganisms. Ten strains were selected that showed the greater visual growth. They were characterized through of morphology, Gram and phylogenetic analysis. The d-limonene biodegradation was determinate by reduction COD in different cultivation media, varying the concentration of d-limonene (5 %, 3 % and 1 %) in agitated and stationary condition at temperature 30°C. The bioconversion of product obtained was confirmed by gas chromatography. Gram-positive bacteria were isolated of the Bacillus genus, bacteria resist to 5% of limonene-containing without complementary source of carbon. The removal of COD was 77% and terpineol, cyclodecanol and octadienol was evaluated as products bioconverted / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestra em Engenharia Química

Orientadores: Regina Maura Bueno Franco, Isabel Cristina Vidal Siqueira de Castro, Edson Aparecido Abdul Nour / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T10:51:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Greinert-Goulart_JulianeAraujo_D.pdf: 4997738 bytes, checksum: fddca06ec1f7089f7c5092bfde151876 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os protozoários Giardia spp. e Cryptosporidium spp. são importantes patógenos de veiculação hídrica e são responsáveis por diversos surtos epidêmicos relacionados ao consumo de água contaminada. O estudo da remoção de patógenos e da microfauna que compõem sistemas combinados anaeróbio/aeróbio ainda é incipiente no mundo. Este trabalho teve como objetivo Estudar a remoção de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. e avaliar a microfauna do sistema combinado anaeróbio/aeróbio de dois sistemas de Tratamento de Esgoto. Na ETE Piçarrão foram colhidas amostras de esgoto bruto, efluente e lodo do Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA), lodo recirculado do tanque de aeração, efluente tratado e lodo condicionado e, da estação de tratamento de esgoto em escala de bancada foram colhidas amostras do lodo do filtro anaeróbio, lodo do biofiltro aerado submerso e lodo do decantador e efluente tratado. Os cistos e oocistos foram concentrados mediante centrifugação e filtração em membrana, empregou-se a reação de imunofluorescência direta e confirmação dos protozoários utilizando o corante vital DAPI e DIC. Para a análise da microfauna foram colhidas amostras de lodo ativado do tanque de aeração e do líquido obtido do biofiltro aerado submerso. A análise quantitativa dos micrometazoários e dos protozoários foi realizada em câmara de Sedgwick-Rafter. A análise qualitativa incluiu observação in vivo, culturas e técnicas ciliatológicas. A ETE Piçarrão apresentou eficiências de remoção de cistos de Giardia spp. que variaram de 99,8 a 100%, sendo observadas altas concentrações de cistos de Giardia spp. no esgoto bruto com uma média de 98.333 cistos/L, sendo que a maior parte dos cistos foi removida pelo RAFA e concentrou-se no lodo condicionado. Oocistos de Cryptosporidium spp. foram detectados em apenas 3 meses na ETE Piçarrão e cistos de Giardia spp. foram detectados em todos os 24 meses de análises. O sistema em escala de bancada apresentou eficiência de remoção de praticamente 100% durante todo o estudo demonstrando que a combinação de sistemas anaeróbio/aeróbio, além de remover nutrientes, também contribui para remoção destes parasitos. O sequenciamento das amostras positivas para Cryptosporidium spp. resultou em perfis compatíveis com as espécies C. hominis e C. parvum e para Giardia spp. em perfis compatíveis com a espécie G. duodenalis assembleias AII e BIV. A microfauna do lodo ativado da ETE Piçarrão é diversificada e composta principalmente por organismos indicadores de boas condições operacionais. A microfauna do sistema em escala de bancada que visava remoção de nitrogênio teve composição diferente com relação às espécies e as abundâncias se comparados com aqueles encontrados em sistemas de lodos ativados convencional. Os ciliados Euplotes aediculatus e Sterkiella cavicola isolados da ETE Piçarrão demonstraram potencial predatório sobre oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia. O estudo da remoção destes parasitos patogênicos ressalta a importância do tratamento de esgotos sanitários para redução do impacto dos efluentes gerados no meio ambiente e na saúde pública; a necessidade de maior controle quanto ao tratamento de lodo condicionado e a utilização da microfauna como uma importante ferramenta na avaliação do desempenho de sistemas de tratamento de esgoto / Abstract: Giardia spp. and Cryptosporidium spp. are important waterborne pathogens responsible for several outbreaks related to consumption of contaminated water. Due to its long-term survival and peculiar behavior during sewage treatment, changes in system performance may result in decreased removal of these protozoa. Removal of pathogens and study of microfauna from combined system anaerobic / aerobic are still incipient in the world. This work aimed to study the removal of Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts and evaluate the microfauna of the aerobic system of two wastewater treatment systems. Samples of the WWTP Piçarrão were collected from raw sewage, UASB effluent, UASB sludge, recirculated sludge from the aeration tank, treated effluent and conditioned sludge. Samples of the system bench scale were collected from the anaerobic filter sludge, submerged aerated biofilter sludge and sludge from the clarifier and the treated effluent. The cysts and oocysts were concentrated by centrifugation and membrane filtration. Protozoa were searched using the direct immunofluorescence assay and confirmation of protozoa using the vital dye DAPI and DIC. Samples were taken from the activated sludge of aeration tank and the liquid obtained from the submerged aerated biofilter for the analysis of the microfauna. Quantitative analysis of small metazoans and protozoan were held in Sedgwick-Rafter chamber. Predation assays were performed with ciliates from the two systems studied. WWTP Piçarrão showed removal efficiencies of Giardia spp. ranging from 99.8 to 100%. Raw sewage presented high concentrations of Giardia spp. (average of 98,333 cysts / L). The majority of cysts were removed by UASB and concentrated in the conditioned sludge emphasizing the importance of proper treatment of this residue. Cryptosporidium spp. was detected in 3 months in WWTP Piçarrão and Giardia spp. was detected in all 24 months of analysis. The combined system bench scale attained almost 100% of removal efficiency during the monitoring period demonstrating that the combination of anaerobic / aerobic systems contributes to removal of these parasites. All samples tested positive for Cryptosporidium spp. by immunofluorescence were also positive by PCR. The sequencing reaction resulted in profiles compatible with the species C. hominis and C. parvum, compared to homologous sequences available in GenBank database and Giardia spp. resulted in profiles supporting the species G. duodenalis assemblage IIA and BIV. The microfauna of the activated sludge from the WWTP Piçarrão are diverse and composed mainly of indicator organisms of good operating condition. Microfauna of the bench scale system, which aimed nitrogen removal, had different composition concerning the species and its abundance when compared with those found in conventional activated sludge systems. Free-living ciliates Euplotes aediculatus and Sterkiella cavicola isolated from WWTP Piçarrão demonstrated predatory potential for Cryptosporidium spp. oocysts and Giardia spp. cysts. This study underscores the importance of sewage treatment to reduce the impact of effluents generated in the environment and in public health; the need for greater control regarding the treatment of conditioned sludge generated in sewage treatment plants and the use of microfauna as an important tool for assessing the performance of wastewater treatment systems / Doutorado / Parasitologia / Doutora em Parasitologia

Orientador: Alexandre Nunes Ponezi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T11:51:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Plazza_FernandaFagali_M.pdf: 1550925 bytes, checksum: acc23d51c4787771e54a42e2d77cb069 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A biomassa de uma estação de tratamento de lodo ativado é capaz de se adaptar ao efluente recebido, mesmo quando esse contém contaminantes específicos no meio. Fármacos são considerados contaminantes emergentes e lançados no sistema de tratamento a partir de descargas de estações de tratamento de águas residuais pela indústria (pontual) e na aplicação no solo pelo esterco (difusa) gerado pelos animais, como uma mistura de metabolitos e formas ativas. Para a realização deste trabalho foram escolhidos os antibióticos: sulfadiazina e trimetropim, e o anti-helmíntico: levamisol; devido: produção em larga escala e efeito quimioterápico provável na biomassa de estações de tratamento de efluentes. Os ensaios realizados conforme OECD: 209/2010 inibição da respiração do lodo ativado e 303/2001 simulação de tratamento com lodos ativados, mostraram que a taxa de inibição do lodo (ensaio 209/2010) foi proporcional à concentração utilizada (0,005 mg L-1 a 20,0 mg L-1) para a sulfadiazina, levamisol e trimetropim respectivamente tanto para o lodo com origem de estação doméstica convencional como para o lodo de estação de efluentes da industria farmacêutica (industrial), sendo este último o que apresentou menor inibição. Os ensaios 303/2001 realizados nas concentrações de 1, 5 e 10 mg L-1 mostraram que o lodo industrial apresentou os melhores resultados de biodegradação sendo observada uma remoção abaixo do limite de detecção da cromatografia gasosa acoplada ao espectro de massas (CG-MS) para o levamisol e trimetropim. A sulfadiazina não foi biodegradada durante o processo. Ensaios de toxicidade do efluente gerado pelo ensaio 303/2001 utilizando Vibrio fisheri como organismo-teste mostraram que estes não apresentam toxicidade / Abstract: The biomass of a wastewater treatment activated sludge is able to adapt to the effluent, even when it contains specific contaminants in the middle. Emerging Drugs are considered contaminants and discharged into the treatment discharges from sewage treatment plants w g were chosen drugs sulfadiazine, trimethoprim and levamisole due to: large-scale production and chemotherapeutic effect likely in biomass treatment plant effluents and domestic industry. Tests performed OECD 209/2010 respiration inhibition of activated sludge and 303/2001 simulating activated sludge treatment, showed that the rate of inhibition of the sludge test (209/2010) was proportional to the concentration used (0.005 mg to 20.0 mg L-1) for sulfadiazine, levamisole, and trimethoprim respectively both for domestic and industrial sludge, the latter being the one with less inhibition. The tests 303/2001 performed at concentrations of 1, 5 and 10 mg L-1 showed that the industrial sludge showed the best results being observed biodegradation removal below the limit of detection (GC-MS) for levamisole, and trimethoprim. Sulfadiazine was not biodegraded in the process. Toxicity tests of the effluent generated by the test 303/2001Vibrio fisheri using as test organisms showed that these did not exhibit toxicity / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientadores: Edson Aparecido Abdul Nour, Angela dos Santos Barretto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:01:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_EloisaMariadosReisdos_M.pdf: 6258003 bytes, checksum: b7f23780de2803fe78e2f875075800dd (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência na redução da concentração de formaldeído do efluente de um sistema de tratamento combinado: filtro anaeróbio (FA), seguido de biofiltro aerado submerso (BAS) e decantador, por meio de testes de toxicidade utilizando as espécies Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia similis, Poecilia reticulata e Girardia tigrina. O experimento foi desenvolvido nas dependências do Laboratório de Saneamento da FEC/UNICAMP. Os 3 pontos de coleta foram: efluente bruto mais formaldeído, saída do FA e saída do decantador, correspondendo ao efluente tratado pelo sistema. O estudo foi dividido em quatro fases diferenciadas pela concentração teórica de formaldeído aplicada: Fase 1 (F1) - 100 mg L-1, Fase 2 (F2) - 200 mg L-1, Fase 3 (F3) - 400 mg L-1 e Fase 4 (F4) - 500 mg L-1. A água residuária que foi utilizada neste estudo apresentava características condizentes às de um esgoto sanitário de média concentração em termos de matéria orgânica. Em cada fase de operação, a concentração média e a porcentagem de redução do formaldeído no efluente tratado pelo sistema foram de 0,1 mg L-1 e 99,9% (F1); 0,1 mg L-1 e 100% (F2); 0,7 mg L-1 e 99,8% (F3) e 3,8 e 99,2% (F4). O valor médio da concentração e da porcentagem de remoção de DQO total para o efluente tratado pelo sistema, durante o período de estudo foi de 53 mg L-1 e 87% (F1), 41 mg L-1 e 93% (F2), 62 mg L-1 e 93% (F3) e 131 mg L-1 e 90% (F4). O efluente do sistema combinado não apresentou toxicidade aguda para D. similis em todas as concentrações teóricas afluentes aplicadas. Na F1 o efluente do sistema apresentou toxicidade aguda pouco significativa para P. subcapitata e P. reticulata; na F2 para G. tigrina e P. reticulata, na F3 para P. subcapitata, P. reticulata; e G. tigrina. Na F4 o efluente foi significativamente tóxico aos organismos: P. subcapitata, P. reticulata e G. tigrina. As espécies estudadas indicaram serem organismos-teste adequados a estudos de toxicidade de esgoto sanitário contendo formaldeído tratado pelo sistema combinado alvo do estudo. Pelos resultados obtidos, o sistema combinado, na configuração utilizada neste estudo, foi considerado adequado à redução da toxicidade para as concentrações de formaldeído presentes, exceto para a concentração de 500 mg L-1, tóxica a três organismos-teste, sendo necessário um período maior de monitoramento para garantir a adaptação da biomassa a fim de reduzir a toxicidade do efluente / Abstract: This study aimed to evaluate the efficiency in reducing formaldehyde concentration in the effluent of a system of combined treatment: anaerobic filter (AF), followed by aerated submerged biofilter (BAS) and decanter through toxicity tests using species Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia similis, Poecilia reticulata and Girardia tigrina. The experiment was developed in the Sanitation Laboratory FEC / UNICAMP. The three collection points were raw effluent more formaldehyde, AF output and output of the decanter, corresponding to the effluent treated by the system. The study was divided into four phases distinguished by the theoretical concentration of formaldehyde applied: Phase 1 (F1) - 100 mg L-1, Phase 2 (F2) - 200 mg L-1, Phase 3 (F3) - 400 mg L-1 and Phase 4 (F4) - 500 mg L-1. The wastewater which was used in this study had characteristics consistent with those of an average concentration of sewage in terms of organic matter. At each stage of operation, the average concentration and percentage reduction of formaldehyde in the effluent treated by the system was 0.1 mg L-1 and 99.9% (F1), 0.1 mg L-1 and 100% (F2) 0 , 7 mg L-1 and 99.8% (F3) and 3.8 and 99.2% (F4). The average concentration and percentage of total COD removal for the treated effluent through the system, Section 3, during the study period was 53 mg L-1 and 87% (F1), 41 mg L-1 and 93% (F2), 62 mg L-1 and 93% (F3) and 131 mg L-1 and 90% (F4). The effluent of the combined system showed no acute toxicity to D. similis in all concentrations applied theoretical tributaries. In F1, F2 and F3, the effluent of the system showed little significant acute toxicity to P. subcapitata, P. reticulata, and G. tigrina. F4 in the effluent was significantly toxic to organisms: P. subcapitata, P. reticulata and G. tigrina. The species indicated that the test organisms suitable for toxicity studies of formaldehyde containing wastewater treated by the combined system of the target study. From the results, the combined system, the configuration used in this study was considered appropriate to reduce the toxicity of formaldehyde concentrations present, except for the concentration of 500 mg L-1, toxic to three test organisms, requiring a longer period of adaptation of the system to reduce effluent toxicity / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:47:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_LucianaVechide_M.pdf: 1975697 bytes, checksum: c889d2b763a156ae4029456cdc836b88 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A grande utilização de compostos tóxicos e o descarte dos mesmos sem o devido tratamento fizeram com que o ecossistema aquático recebesse grande quantidade de contaminantes, os quais, com o passar do tempo, tendem a estar presentes em maiores concentrações no sedimento dos rios e mananciais que recebem o efluente in natura. O fenol é um dos compostos que tem sido utilizado de forma descontrolada tanto pelas indústrias como também para fins domésticos, aumentando ainda mais a concentração deste nos efluentes sanitários. Desta forma, estudou-se a capacidade de um sistema de tratamento biológico combinado, anaeróbio/aeróbio, em reduzir a concentração de fenol presente em efluentes sanitários. O sistema foi composto por um filtro anaeróbio (FA) seguido por um biofiltro aerado submerso (BAS), monitorado por meio de análises físicas, químicas e ensaios ecotoxicológicos. Para os ensaios ecotoxicológicos foi iniciado o cultivo de dois novos organismos - Chironomus xanthus e Eisenia sp. - viventes no sedimento, para avaliação da resposta de ambos ao fenol, sendo esta a parte dos rios em que há o maior acúmulo de contaminantes Também foi utilizado Daphnia similis. A pesquisa foi realizada em três etapas: Fase de adaptação, com duração de 106 dias, em que o sistema de tratamento recebeu o inóculo de um filtro anaeróbio testado para a remoção de formaldeído; Primeira Fase com a adição de 50 mg L-¹ de fenol, com duração de 207 dias, obtendo eficiências de remoção de fenol próximas a 100% com concentração média de fenol no efluente final de 0,16 mg L-¹ e eficiência de DQO acima de 90% e Segunda fase com duração de 115 dias em que a concentração de fenol aplicada foi gradualmente aumentada até o limite de 150 mg L-¹, determinado pela desestabilização do reator anaeróbio, Foram obtidas eficiências de remoção de fenol de 99,7% e de DQO 95,4% sem reduzir a nitrificação e resultando em um efluente final de acordo com as exigências para o lançamento segundo CONAMA 430/2011. O esgoto bruto contendo fenol foi tóxico para Chironomus xanthus e Daphnia similis com CL(50)/96h 60 mg L-¹ e CE(50)/48h 50 mg L-¹, respectivamente. Para o organismo Eisenia sp., os ensaios indicaram que não ocorreu toxicidade ao fenol. O efluente final tratado pelo sistema biológico combinado não apresentou e não causou toxicidade a nenhum dos organismos testes utilizados, indicando que a sua concepção e proposta de operação produziram um efluente que atende os padrões de lançamento para carga orgânica e fenol, sem prejudicar os índices para o nitrogênio amoniacal / Abstract: The great use of toxic compounds and its dispose without proper treatment, have caused a large concentration of contaminants on the aquatic ecosystem over the time, and the tendency is to be present in higher concentrations in the sediment of rivers and springs that hold the effluent in natura. The phenol, is one of the compounds which has been used in an uncontrolled fashion by both industry and also for domestic purposes, further increasing its concentration in the wastewater. This study shows the ability of a biological treatment system combined anaerobic/aerobic, reducing the concentration of phenol present in wastewater. The system consisted of an Anaerobic Filter (FA) followed by a Submerged Aerated Biofilter (BAS), monitored through physical chemical analysis and ecotoxicological tests. For ecotoxicological tests, the cultivation of two new organisms was started Chironomus xanthus and Eisenia sp. - living in the sediment, to assess the response of both to the phenol, being this the part of the rivers where there is greater accumulation of contaminants, was also used Daphnia similis. The study was performed in three phases: adaptation phase, lasting 106 days, where the Processing System received an inoculum of anaerobic filter, tested for the removal of formaldehyde, First stage with the addition of 50 mg L-¹ phenol, with duration of 207 days, obtaining phenol removal efficiencies close to 100%, with an average of phenol concentration in the final effluent of 0,16 mg L-¹ and efficiency of DQO higher than 90%. Second phase with duration of 115 days , where the phenol concentration applied was gradually increased to the limit of 150 mg L-¹ determined by the destabilization of the anaerobic reactor, were obtained efficiencies in phenol removal of 99.7% and 95.4% of DQO, without reduction the nitrification and resulting in an final effluent according to the requirements for launching as per CONAMA 430/2011. The raw sewage containing phenol was toxic to Chironomus xanthus and Daphnia similis with CL(50)/96h 60 mg L-¹ and CE(50)/48h 50 mg L-¹, respectively. For the organism Eisenia sp., the tests indicated that there was no toxicity to phenol. The final effluent treated by this combined biological system, did not show and did not cause toxicity to any of the test organisms used, thereby indicating that its design and proposed operation, were able to produce an effluent that meets discharge standards for organic load and phenol, while preserving the rates for ammonia nitrogen / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientadores: Lucia Regina Durrant, Alexandre Nunes Ponezi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_IvanJoseSantana_M.pdf: 1134875 bytes, checksum: 88af103bdbd26ade9ec5e063cbd582c5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: 17a-etinilestradiol (EE2), carbamazepina (CBZ) e ibuprofeno (IBU) são substâncias farmacêuticas muito utilizadas em todo o mundo e vêm sendo frequentemente detectadas em estações de tratamento de efluentes e em águas naturais em vários países, inclusive no Brasil. A grande preocupação da presença destes fármacos em quantidades residuais na água potável e nos ambientes aquáticos são os potenciais efeitos adversos para a saúde humana e animal. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial de fungos ligninolíticos e bactérias para degradar esses três compostos, individualmente. Linhagens de bactérias e fungos ligninolíticos foram crescidas em meio mineral com os fármacos, na presença ou ausência de glicose. Primeiramente, foi realizada uma seleção com o objetivo de escolher linhagens bacterianas e fúngicas com maior capacidade de degradação dessas drogas, avaliando a necessidade da presença de glicose para que a degradação ocorresse. As linhagens que apresentaram maior capacidade de degradar tais compostos foram selecionadas e, em seguida, foram realizados ensaios com o intuito de se otimizar o período de incubação, visando-se uma maior porcentagem de degradação no menor período de incubação possível. Posteriormente, foram realizadas análises de atividade das enzimas lacase, lignina peroxidase (LiP) e manganês peroxidase (MnP) produzidas pelos fungos selecionados e foi avaliada a participação dessas na degradação dos fármacos. A atuação das enzimas do Citocromo P450 na degradação dos fármacos foi avaliada por meio da adição de piperonil butóxido (PB), o qual inibe esse complexo enzimático. A toxicidade dos fármacos e seus metabólitos para a bactéria Vibrio fischeri também foram avaliadas. A quantificação dos fármacos em todas as amostras foi realizada por meio de cromatografia líquida de alta eficiência. EE2 foi totalmente degradado por todos os fungos avaliados, sem a necessidade de glicose no meio de cultivo; no entanto, nenhuma das bactérias estudadas foi capaz de degradá-lo significativamente. Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm linhagem P1 foi selecionado para os ensaios subsequentes. Após 6 dias, foi encontrada atividade de MnP igual a 5122,11 U.L-1. A lacase teve como atividade 307,69 U.L-1, valor encontrado após 4 dias de incubação. Não foi detectada atividade da enzima LiP em nenhum dos tempos analisados. Apesar da detecção de atividade dessas enzimas, elas não foram capazes de degradar o EE2 na ausência do micélio fúngico. Nos ensaios de toxicidade foi encontrada uma CE50 igual a 76% para o EE2 e os metabólitos não apresentaram toxicidade. Trametes sp. linhagem BNI foi a selecionado para degradar CBZ, sendo a glicose necessária para o processo de biodegradação. Após 28 dias de incubação, houve 42% de degradação de CBZ. A atividade máxima de lacase foi de 1740,17 U.L-1, sendo encontrada após 21 dias de incubação. LiP teve como atividade máxima 663,08 U.L-1, valor encontrado após 14 dias de incubação. Não foi detectada atividade da enzima MnP em nenhum dos tempos analisados. Não houve a degradação de CBZ utilizando apenas o caldo enzimático. A presença de PB inibiu totalmente a degradação de CBZ. CBZ e seus metabólitos não apresentaram toxicidade. Nenhuma das bactérias foi capaz de degradar CBZ. IBU foi totalmente degradado por todos os fungos avaliados sem a necessidade de glicose no meio de cultivo, sendo Trametes sp. linhagem BNI selecionado para os ensaios posteriores. Após 2 dias de incubação, BNI foi capaz de degradar totalmente IBU. Lacase foi a única enzima que teve atividade detectada nesse ensaio, sendo a atividade máxima detectada igual a 478,18 U.L-1, no sexto dia de incubação. Não foi detectada degradação de IBU utilizando apenas o caldo enzimático e a presença de PB no meio não inibiu a degradação deste fármaco. Nos ensaios de toxicidade foi encontrada uma CE50 igual a 86% para o IBU e os metabólitos não apresentaram toxicidade. Staphylococcus arlettae e Bacillus megaterium foram capazes de degradar significativamente IBU na presença de glicose. B. megaterium foi selecionado para os ensaios subsequentes. Após 3 dias, essa linhagem foi capaz de degradar todo IBU disponível no meio. Nos ensaios de toxicidade para os metabólitos do processo de biodegradação por B. megaterium, o IBU apresentou uma CE50 inicial igual a 47% e os metabólitos não apresentaram toxicidade. Esses resultados comprovam que fungos ligninolíticos e bactérias são capazes de degradar fármacos encontrados em matrizes ambientais, sendo plausível a utilização destes micro-organismos, ou suas enzimas, em sistemas de tratamento de água e esgoto / Abstract: 17a-ethinylestradiol (EE2), carbamazepine (CBZ) and ibuprofen (IBU) are pharmaceutical drugs used worldwide and have been frequently detected in wastewater treatment plants and in natural waters in several countries, including Brazil. The major concern about the occurrence of these drugs in trace amounts in drinking water and aquatic environments are the potential adverse effects on human and animal health. The main objective of this study was to assess the potential of ligninolytic fungi and bacteria to degrade these 3 compounds individually. Bacteria and ligninolytic fungi strains were grown on mineral medium with these drugs and with or without glucose. A selection was carried out to choose bacterial and fungal strains with capacity to degrade these drugs and if an addition of a carbon source (glucose) was needed for degradation. Strains with greater capacity to degrade these compounds were selected and assays were performed in order to optimize the incubation time to obtain the highest degradation rate in the shortest incubation time. Subsequently, the enzymatic activities of laccase, lignin peroxidase (LiP) and manganese peroxidase (MnP) produced by the selected fungi was assessed. Also, the action of these enzymes in the degradation of the drugs was evaluated. The involvement of cytochrome P450 enzymes in degradation of the pharmaceutical drugs was evaluated by the addition of piperonyl butoxide (PB), which inhibits this enzyme complex. The toxicity of the drugs and metabolites to Vibrio fischeri were also evaluated. The quantification of the drugs was performed by high performance liquid chromatography. EE2 was completely degraded by all fungi without glucose in the medium, however none of the studied bacteria was capable to degrade it significantly. Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm strain P1 was selected for subsequent tests. The maximum enzyme activity produced by P1 was 5122.11 UL-1 for MnP after 6 days and 307.69 UL-1 for lacase after 4 days, while LiP activity was not detected. Although the detection of the enzymes activity, they were not able to degrade EE2 without the fungal mycelia. Toxicity studies showed the half maximal effective concentration (EC50) value equal to 76% to EE2 prior to fungal treatment, after this no toxicity was observed. Trametes sp. strain BNI was selected to degrade CBZ, and glucose was shown to be necessary for the biodegradation process. After 28 days of incubation, 42% of CBZ was degraded. The maximum laccase activity was 1740.17 UL-1, after 21 days of incubation. LiP maximum activity was 663.08 UL-1, found after 14 days of incubation, while MnP activity was not detected. There was no CBZ degradation using only the enzymatic supernatant. The addition of PB completely inhibited the degradation of CBZ. CBZ and its metabolites did not show toxicity. IBU was completely degraded by all fungi without glucose in the medium, and Trametes sp. strain BNI was selected for further analyses. 17a-ethinylestradiol (EE2), carbamazepine (CBZ) and ibuprofen (IBU) are pharmaceutical drugs used worldwide and have been frequently detected in wastewater treatment plants and in natural waters in several countries, including Brazil. The major concern about the occurrence of these drugs in trace amounts in drinking water and aquatic environments are the potential adverse effects on human and animal health. The main objective of this study was to assess the potential of ligninolytic fungi and bacteria to degrade these 3 compounds individually. Bacteria and ligninolytic fungi strains were grown on mineral medium with these drugs and with or without glucose. A selection was carried out to choose bacterial and fungal strains with capacity to degrade these drugs and if an addition of a carbon source (glucose) was needed for degradation. Strains with greater capacity to degrade these compounds were selected and assays were performed in order to optimize the incubation time to obtain the highest degradation rate in the shortest incubation time. Subsequently, the enzymatic activities of laccase, lignin peroxidase (LiP) and manganese peroxidase (MnP) produced by the selected fungi was assessed. Also, the action of these enzymes in the degradation of the drugs was evaluated. The involvement of cytochrome P450 enzymes in degradation of the pharmaceutical drugs was evaluated by the addition of piperonyl butoxide (PB), which inhibits this enzyme complex. The toxicity of the drugs and metabolites to Vibrio fischeri were also evaluated. The quantification of the drugs was performed by high performance liquid chromatography. EE2 was completely degraded by all fungi without glucose in the medium, however none of the studied bacteria was capable to degrade it significantly. Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm strain P1 was selected for subsequent tests. The maximum enzyme activity produced by P1 was 5122.11 UL-1 for MnP after 6 days and 307.69 UL-1 for lacase after 4 days, while LiP activity was not detected. Although the detection of the enzymes activity, they were not able to degrade EE2 without the fungal mycelia. Toxicity studies showed the half maximal effective concentration (EC50) value equal to 76% to EE2 prior to fungal treatment, after this no toxicity was observed. Trametes sp. strain BNI was selected to degrade CBZ, and glucose was shown to be necessary for the biodegradation process. After 28 days of incubation, 42% of CBZ was degraded. The maximum laccase activity was 1740.17 UL-1, after 21 days of incubation. LiP maximum activity was 663.08 UL-1, found after 14 days of incubation, while MnP activity was not detected. There was no CBZ degradation using only the enzymatic supernatant. The addition of PB completely inhibited the degradation of CBZ. CBZ and its metabolites did not show toxicity. IBU was completely degraded by all fungi without glucose in the medium, and Trametes sp. strain BNI was selected for further analyses / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos

M.Tech. / The removal and recovery of heavy metals from effluents has been a subject of significant importance due the negative impact these toxic metals have on human health and the environment as a result of water and soil pollution. Precipitation is the mostly widely used wastewater treatment method because it is the most economical and easier to implement and operate on a large scale. However, traditional precipitation methods using lime, sulfides or hydroxides recover metals in the form of a sludge which is not reusable and has to be disposed in landfills creating a potential environmental hazard and resulting in loss of valuable minerals. The current focus in effluent treatment is now on the recovery and re-use of these heavy metals rather than removal and disposal. This study investigated the use of hydrazine as a reducing agent to remove and recover Ni2+, Cu2+, Co2+ and Fe2+ from effluent by reduction crystallization. In this process chemically reduced aqueous metal ions were plated on to a base substrate (nickel powder) with no electrical current required for deposition. A feasibility study was carried out to test the efficiency and find the optimum operating conditions for this method and generate an understanding of the chemical and particulate process occurring. The results obtained indicate that hydrazine is an effective reducing agent for removal and crystallization of Ni2+, Cu2+, Co2+ and Fe2+/ Fe3+ into their elemental states with nickel powder as a seeding material. Over 99 % of metals were removed from the effluent in all the systems (Ni-only, Ni-Cu, Ni-Fe and Ni-Fe). Breakage, aggregation and molecular growth were identified as the predominant mechanisms occurring during the reduction crystallization process in Ni-only, Ni-Cu, Ni- Co systems and there was evidence of nucleation in Ni-Fe solution. These finding were confirmed by analysing the scanning electron micrographs of the powder obtained. A nearly spherical structure powder with wide distribution in particle size and evidence of fragmentation was obtained in all the experimental runs. vii The residual concentrations obtained were far below the required limit for effluent discharge into sewer where 20 mg/L Ni, 20 mg/L Cu and 20 mg/L Fe and the total metal concentration of 50 mg/L for Fe, Cr, Cu, Ni, Zn and Cd is stipulated. Reduction crystallization using hydrazine as a reducing agent can be utilized for controlling environmental pollution and eliminating hazardous metals from the environment.