Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-07-28T18:06:08Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FINAL.pdf: 2930897 bytes, checksum: 9239e65ba6c9a32c9c27954d984b412d (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-07-28T18:06:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FINAL.pdf: 2930897 bytes, checksum: 9239e65ba6c9a32c9c27954d984b412d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-28T18:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FINAL.pdf: 2930897 bytes, checksum: 9239e65ba6c9a32c9c27954d984b412d (MD5) / Um sistema de tratamento de esgoto sanitário, em escala real, composto por reator UASB seguido de wetlands construídos de fluxo horizontal subsuperficial foi avaliado quanto ao comportamento, eficiências de remoção de poluentes e seus aspectos operacionais. O processo foi estudado em duas etapas caracterizadas pela presença e ausência da recirculação do efluente final em duas unidades de wetlands construídos plantadas com diferentes espécies de macrófitas. As faixas de valores das concentrações efluentes dos parâmetros analisados foram: matéria orgânica medida como DQO, 26 a 96 mgO2/L; Sólidos em Suspensão Totais, 2 a 29 mg/L; Sólidos em Suspensão Voláteis, 0 a 27 mg/L; Nitrogênio Total Kjedhal, 17,9 a 72,8 mg/L; nitrogênio amoniacal, 15,4 e 58,8 mg/L; P-PO43-: 3,9 a 9,4 mg/L; fósforo total, 5,6 a 8,5 mg/L; Coliformes Termotolerantes: 104 a 105 NMP/100mL e Coliformes Totais: 105 a 106 NMP/100mL. A aplicação do teste não paramétrico de Wilcoxon-Mann-Whitney em nível de significância igual a 5% mostrou que não houve diferença significativa entre o desempenho de remoção de poluentes durante as duas etapas da pesquisa, nem entre as unidades plantadas com macrófitas distintas. O presente estudo mostrou que wetlands construídos de fluxo horizontal subsuperficial tratando o efluente de reator UASB são capazes de atender a maioria dos padrões de lançamento preconizados na legislação ambiental vigente. O estudo, também, permitiu concluir que há necessidade de uma operação intensa e contínua para se garantir condições adequadas de funcionamento de tais sistemas. / A wastewater treatment system in real scale, consisting of UASB reactor followed by constructed wetlands of subsurface horizontal flow was evaluated. The process was studied in two stages characterized by the presence and absence of recirculation of final effluent into two units planted with different macrophytes. The ranges of values of the effluent concentrations of the analyzed parameters were : organic matter measured as COD, 26-96 mgO2.L-1, total suspended solids: 2-29 mg.L-1, volatile suspended solids: 0-27 mg.L-1, total nitrogen: 17.9 to 72.8 mgN.L-1, ammonia nitrogen: 15.4 and 58.8 mg NH3-N.L-1, soluble phosphorus 3.9 to 9.4 mg PO43--P.L-1, thermotolerant coliforms: 104-105 NMP/100mL and total coliforms: 105-106 NMP/100mL. The application of non-parametric Wilcoxon-Mann-Whitney test at a significance level of 5% showed no significant difference between the performance of pollutant removal during the two stages of the research or units planted with different macrophytes. The present study showed that constructed wetlands of subsurface horizontal flow treating the effluent from UASB reactors are able to meet most of the standards recommended in Brazilian environmental regulations. The study also concluded that there is need for intensive and continuous operation to ensure proper conditions of operation of such systems.

A falta de infraestrutura adequada para a coleta e o tratamento de esgotos atinge várias comunidades costeiras e de sistemas insulares do Estado do Rio de Janeiro, que vivem em condições de insalubridade. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho de um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgoto domiciliar implantado no Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS) da UERJ, na Vila Dois Rios, Ilha Grande - RJ, com ênfase na contribuição de macrófitas e algas em tanques vegetados como tratamento terciário para a melhoria geral da qualidade do efluente e em especial, para remoção de nutrientes. O sistema é composto por caixa controladora de vazão, caixa de gordura, fossa séptica, filtro aerado submerso, decantador secundário e o conjunto de tanques vegetados contendo as macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum + Cyperus ligularis, além de um tanque de algas entre as 2 primeiras macrófitas. Os principais parâmetros monitorados em amostras quinzenais obtidas durante o período de 09/2009 a 07/2010 em 10 pontos de coleta equivalentes à saída do efluente de cada unidade de tratamento foram: OD, pH, Cond. Elétrica, Temperatura, DBO5, DQO, SST, SDT, Nitrogênio amoniacal, Nitrito, Nitrato e Fósforo total. A vazão média do sistema foi 52 L/h. A produção primária de biomassa das macrófitas e o metabolismo no tanque com algas também foram estimados. A eficiência média do ecossistema engenheirado foi de 93% de redução dos SST, 93% de DBO, 90% da DQO, 30% de N amoniacal e, 38% de Fósforo. O conjunto de tanques vegetados promoveu um aumento médio de oxigênio dissolvido (OD) em 182% comparados ao valor de saída do decantador. Pode-se concluir que esse sistema contribuiu para uma melhoria geral da qualidade do efluente final com relação a praticamente todos os parâmetros, ainda que em alguns casos, apenas de forma incremental. Houve maior produção média de biomassa (peso seco.dia-1) e retenção média de água na espécie E. crassipes (aguapé) em comparação com as espécies Schoenoplectus sp, P. cf. racemosum e C. ligularis. A baixa produção primária no tanque de algas em relação à respiração, pelo menos no período monitorado, indica condições desfavoráveis à remoção de nutrientes (N e P) nesse tanque através da incorporação na biomassa. Uma investigação mais detalhada acerca dos parâmetros de projeto que inclua um eventual redimensionamento do decantador e do tanque de algas é sugerida. / The lack of appropriate infrastructure for sewage collection and treatment affects several communities living under unhealthy conditions in coastal areas and in insular systems in Rio de Janeiro State. The objective of this study was to assess the performance of an engineering ecosystem for the descentralized treatment of domestic wastewater located at the Centre of Environmental Studies and Sustainable Development (CEADS), UERJ, Vila Dois Rios, Ilha Grande, Rio de Janeiro State. The emphasis was put on the contribution of macrophytes and algae in vegetated tanks as a terciary treatment for the general improvement of the quality of the effluent, particularly regarding nutrients removal. The system includes a flow controlling box, grease box, septic tank, submersed aerated filter, secondary decanter and a set of vegetated tanks planted with aquatic Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum plus Cyperus ligularis besides an algae tank between the first two macrophytes tanks. The main parameters monitored in samples taken every 15 days during the period from September 2009 to July 2010 in 10 sampling points equivalent to the outflow of each treatment unit were: OD, pH, electric conductivity, temperature, DBO5, DQO, SST, SDT, Ammonia Nitrogen, Nitrite, Nitrate and total Phosphorus. The average flow from the system was 52 litres per hour. The primary biomass production by macrophytes and the metabolism (primary production and respiration) from the algae tank were also estimated. The average efficiency of the engineering ecosystem was 93% for SST, 93% for DBO, 90% for DQO, 30% for Ammonia Nitrogen and, 38% for total Phosphorus. The set of vegetated tanks promoted an average increase for dissolved oxygen (DO) of 182%, compared to the average DO found in the decanter outflow. It was concluded that the system of vegetated tanks contributed with a general improvement of the quality of the final effluent in relation to practically all parameters, even if in some cases only as an incremental level. There was more production of biomass (dry weight.day-1) and water retation by E. crassipes (water hyacinth) in comparison to the species Schoenoplectus sp, P. cf. racemosum and C. ligularis. The low primary production (measured as O2 production) in the algae tank in relation to the respiration (measured as O2 consumption), at least during the monitoring period, indicated unfavourable conditions to the nutrients removal (N and P) in these tanks. A more detailed investigation about the project parameters which includes an eventual decanter and algae tank re-dimensioning is suggested.

A falta de infraestrutura adequada para a coleta e o tratamento de esgotos atinge várias comunidades costeiras e de sistemas insulares do Estado do Rio de Janeiro, que vivem em condições de insalubridade. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho de um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgoto domiciliar implantado no Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS) da UERJ, na Vila Dois Rios, Ilha Grande - RJ, com ênfase na contribuição de macrófitas e algas em tanques vegetados como tratamento terciário para a melhoria geral da qualidade do efluente e em especial, para remoção de nutrientes. O sistema é composto por caixa controladora de vazão, caixa de gordura, fossa séptica, filtro aerado submerso, decantador secundário e o conjunto de tanques vegetados contendo as macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum + Cyperus ligularis, além de um tanque de algas entre as 2 primeiras macrófitas. Os principais parâmetros monitorados em amostras quinzenais obtidas durante o período de 09/2009 a 07/2010 em 10 pontos de coleta equivalentes à saída do efluente de cada unidade de tratamento foram: OD, pH, Cond. Elétrica, Temperatura, DBO5, DQO, SST, SDT, Nitrogênio amoniacal, Nitrito, Nitrato e Fósforo total. A vazão média do sistema foi 52 L/h. A produção primária de biomassa das macrófitas e o metabolismo no tanque com algas também foram estimados. A eficiência média do ecossistema engenheirado foi de 93% de redução dos SST, 93% de DBO, 90% da DQO, 30% de N amoniacal e, 38% de Fósforo. O conjunto de tanques vegetados promoveu um aumento médio de oxigênio dissolvido (OD) em 182% comparados ao valor de saída do decantador. Pode-se concluir que esse sistema contribuiu para uma melhoria geral da qualidade do efluente final com relação a praticamente todos os parâmetros, ainda que em alguns casos, apenas de forma incremental. Houve maior produção média de biomassa (peso seco.dia-1) e retenção média de água na espécie E. crassipes (aguapé) em comparação com as espécies Schoenoplectus sp, P. cf. racemosum e C. ligularis. A baixa produção primária no tanque de algas em relação à respiração, pelo menos no período monitorado, indica condições desfavoráveis à remoção de nutrientes (N e P) nesse tanque através da incorporação na biomassa. Uma investigação mais detalhada acerca dos parâmetros de projeto que inclua um eventual redimensionamento do decantador e do tanque de algas é sugerida. / The lack of appropriate infrastructure for sewage collection and treatment affects several communities living under unhealthy conditions in coastal areas and in insular systems in Rio de Janeiro State. The objective of this study was to assess the performance of an engineering ecosystem for the descentralized treatment of domestic wastewater located at the Centre of Environmental Studies and Sustainable Development (CEADS), UERJ, Vila Dois Rios, Ilha Grande, Rio de Janeiro State. The emphasis was put on the contribution of macrophytes and algae in vegetated tanks as a terciary treatment for the general improvement of the quality of the effluent, particularly regarding nutrients removal. The system includes a flow controlling box, grease box, septic tank, submersed aerated filter, secondary decanter and a set of vegetated tanks planted with aquatic Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum plus Cyperus ligularis besides an algae tank between the first two macrophytes tanks. The main parameters monitored in samples taken every 15 days during the period from September 2009 to July 2010 in 10 sampling points equivalent to the outflow of each treatment unit were: OD, pH, electric conductivity, temperature, DBO5, DQO, SST, SDT, Ammonia Nitrogen, Nitrite, Nitrate and total Phosphorus. The average flow from the system was 52 litres per hour. The primary biomass production by macrophytes and the metabolism (primary production and respiration) from the algae tank were also estimated. The average efficiency of the engineering ecosystem was 93% for SST, 93% for DBO, 90% for DQO, 30% for Ammonia Nitrogen and, 38% for total Phosphorus. The set of vegetated tanks promoted an average increase for dissolved oxygen (DO) of 182%, compared to the average DO found in the decanter outflow. It was concluded that the system of vegetated tanks contributed with a general improvement of the quality of the final effluent in relation to practically all parameters, even if in some cases only as an incremental level. There was more production of biomass (dry weight.day-1) and water retation by E. crassipes (water hyacinth) in comparison to the species Schoenoplectus sp, P. cf. racemosum and C. ligularis. The low primary production (measured as O2 production) in the algae tank in relation to the respiration (measured as O2 consumption), at least during the monitoring period, indicated unfavourable conditions to the nutrients removal (N and P) in these tanks. A more detailed investigation about the project parameters which includes an eventual decanter and algae tank re-dimensioning is suggested.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-05T13:18:40Z No. of bitstreams: 1 Jeferson Müller Timm.pdf: 22708335 bytes, checksum: 0e6767a349a961cd7763953f3abd4e6a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-05T13:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jeferson Müller Timm.pdf: 22708335 bytes, checksum: 0e6767a349a961cd7763953f3abd4e6a (MD5) Previous issue date: 2015-03-20 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Na busca por sistemas de tratamento de esgotos domésticos que atendam os princípios do desenvolvimento sustentável, os Wetlands Construídos apresentam-se como tecnologias de interesse. Esse trabalho avalia o desempenho de seis diferentes configurações de Wetlands Construídos descentralizados no tratamento de efluentes domésticos na região do Vale do Sinos e Serra gaúcha. Foram estudados dois wetlands de fluxo horizontal (WFH) comunitários, três wetlands de fluxo vertical (WFV) residenciais e um wetland de pré-tratamento com macrófitas flutuantes (WMF) Comunitário. Este trabalho avalia o desempenho dos sistemas, a eficiência na remoção da carga orgânica e desinfecção do esgoto frente à legislação, clima, cenário e condições de operação. Após 5 meses de monitoramento, todos os sistemas se mostraram eficientes na remoção da carga orgânica e turbidez, atendendo a legislação brasileira e apresentando concentrações médias na saída das unidades para DBO de 26,3; 12, 5 e 134,0 mg/L nos WFH, WFV e WMF, respectivamente. Em termos de DQO os resultados médios na saída das unidades foram de 160, 5 mg/L; 156, 5 mg/L e 134,0 mg/ L para os WFH, WFV e WMF respectivamente. Os WFH e WFV apresentaram remoção superior a 70% da carga orgânica mesmo nos sistemas saturados. Os WFV atenderam às necessidades de remoção da carga de nutrientes e apresentaram médias de 0,6 mg/L e remoção de 72% para fósforo total e 7,8 mg/L e 7,7 mg/L para nitrogênio total e amoniacal, respectivamente e remoção superior a 90% da carga nitrogenada. Os WFH não atenderam a legislação na remoção de nutrientes, diminuindo em média 39% da carga de fósforo, 52% de nitrogênio total e 37% de nitrogênio amoniacal, com médias de 5,8; 52,9 e 50,1 mg/L respectivamente no efluente tratado. Somente os WV1 e WV3 atenderam a legislação na desinfecção de E.coli e somente o WV3 para Coliformes Totais. O decréscimo de Coliformes totais foi de 73% nos WFH e 87% nos WFV, com médias na saída das unidades de 2,97E+04 e 3,38E+04 NMP/100 mL, respectivamente, nos WFH e WFV. Em termos de E. coli o decréscimo médio foi de 90% nos WFH e 84% nos WFV, com resultados de 2,86E+04 e 2,58E+03 nas saídas das respectivas unidades estudadas. Os fatores climáticos indicaram influência na dinâmica de funcionamento dos wetlands. Todos os WFV se mostraram efetivos para o fim a que se destinam e se mostraram adequados como sistemas de tratamento de esgoto on site. Os WFH evidenciaram a necessidade de um correto dimensionamento, acompanhamento técnico e manutenção dos sistemas coletivos. / In the search for treatment systems for domestic sewage that attend to principles of sustainable development, the Constructed Wetlands present itself as technologies of interest. This study evaluates the performance of six different configurations of decentralised constructed wetlands in domestic effluent treatment in the region of Sinos Valley and Rio Grande do Sul's Sierra. There were two community systems of horizontal flow (HFWs), three residential systems of vertical flow (VFWs) and a community system of pre-treatment with floating macrophytes (FMW). This work evaluates the performance of the systems, the efficiency in the removal of organic load and disinfection of sewage relative to legislation, climate, scenery and operation conditions. After 5 months of monitoring, all systems were shown to be effective in the removal of organic load and turbidity, attending to brazilian legislation and presenting mean concentrations at the outlet of the units for BOD of 26,3; 12,5 and 134,0 mg/L in HFWs, VFWs and FMW, respectively. In terms of COD average results in the outlet of the units were 160,5 mg/L; 156,5 mg/L and 234,2 mg/L for the HFWs, VFWs and FMW respectively. The HFWs and VFWs presented removing greater than 70% of organic load, even in saturated systems. The VFWs reached the needs of removing of nutrients load and presented an average of 0,6 mg/L and removal of 72% for total phosphorus, and 7,8 mg/L and 7,7 mg/L for total and ammoniacal nitrogen, respectively, removing over than 90% of nitrogen load. The HFWs operated with overload of application and did not attending the legislation in the removal of nutrients, decreasing on means of 39% of phosphorus load, 52% of total nitrogen and 37% of ammoniacal nitrogen, with averages of 5,8; 52,9 and 50,1 mg/L respectively in the treated effluent. Only the VW1 and VW3 attended to the legislation for the disinfection of E. coli and only the VW3 for total coliform. The mean removal of total coliforms was 73% in HFWs and 87% in VFWs, with means at the outlet of the units of 2,97E+04 e 3,38E+04 NMP/100 mL, respectively, in HFWs and VFWs. In terms of E. coli the average efficiency was 90% in HFWs and 84% in VFWs, with results of 2,86E+04 e 2,58E+03 in the respective outputs of the studied units. The climatic factors indicated influence in dynamic operation of wetlands. All VFWs were effective for the purpose for which it is intended and showed itself appropriate as systems of sewage treatment on site. The HFWs showed the need for a correct dimensioning, technical monitoring and maintenance of collective systems.

A utilização de métodos naturais, do tipo leitos cultivados, para a redução de poluentes tem mostrado resultados satisfatórios que o tornam viáveis para diversos segmentos da sociedade. Instituições de ensino possuem calendários acadêmicos que incluem longos períodos de recesso que leva o fluxo de esgoto nos sistemas praticamente a zero causando graves danos tanto para as colônias de micro-organismos as macrófitas associadas. O presente estudo teve por objetivo avaliar a eficiência de um sistema de leito cultivado, em uma instituição de ensino, logo após período de recesso, verificando se o mesmo apresentava sinais de recuperação sem qualquer intervenção e em seguida com uma manutenção. Para avaliar a eficiência do tanque de leito cultivado a metodologia adotada baseou-se nos parâmetros físico-químicos e microbiológicos de análise da água em um sistema de fluxo subsuperficial. A eficiência de remoção para os parâmetros de turbidez, NH3, NO3- e Fósforo foram respectivamente de 63%, 21,69%, 31,05% e 20,27%, para DBO, DQO e coliformes termotolerante os respectivos valores da eficiência média foram de 45,99%, 29,72% e 44,01%. Se for considerado apenas o período pós-intervenção os resultados melhoram, sendo os seguintes: turbidez=78,17%, NH3=37,95%, NO3 -=53,18%, Fósforo=25,56%, DBO=66,15%, DQO=36,50% e coliformes termotolerantes=60,72%. Os resultados demonstram a importância da vegetação na qualidade da eficiência desse tipo de sistema. / The utilization of natural methods to reduce pollutants, like wetland, has shown satisfactory results which make it viable for different segments of society. Educational institutions have academic calendars that include long periods of recess which takes the flow of sewage systems practically zero causing serious damage both for microorganisms as for the associated macrophytes. The present study had as it goal to evaluate the wetland system efficiency, after the recess period of an educational institution, checking if it showed signs of recovery without any intervention, and then with a maintenance. In order to evaluate the efficiency of the wetland pool the adopted methodology was based on physico-chemical and microbiological parameters of water analysis in a subsurface flow system. The removal efficiency for the parameters of turbidity, NH3, NO3- and phosphorus were respectively 63%, 21.69%, 31.05% and 20.27%, for DBO, DQO and thermotolerant coliforms the several values of average efficiency were 45.99%, 29.72% and 44.01%. If it was considered only the period after intervention, the results get better, being the following: turbidity=78,17%, NH3=37,95%, NO3 -=53,18%, phosphorus=25.56%, DBO=66.15%, DQO=36.50% and thermotolerant coliforms=60.72%. The results show the importance of vegetation on the quality of efficiency of this kind of system.

Os sistemas de tratamento de esgotos, apesar de possibilitarem a eliminação ou redução de poluentes e substâncias indesejados presentes nas águas residuárias, também ocasionam impactos ambientais. Essa característica deve ser levada em consideração no momento da instalação de uma alternativa tecnológica para o tratamento de esgoto e na proposição de melhorias aos sistemas selecionados. Uma das ferramentas que pode ser utilizada para avaliar o desempenho ambiental de sistemas de tratamento de esgoto é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), a qual pode ser complementada pela metodologia de Avaliação do Custo do Ciclo de Vida (ACCV), que permite calcular o custo total de um projeto ao longo de seu ciclo de vida. No presente estudo, a ACV e a ACCV foram utilizadas com o objetivo de analisar os potenciais impactos ambientais e custos de diferentes configurações de sistemas pilotos de tratamento de esgoto envolvendo wetlands construídos (WC) com e sem aeração. Foram obtidos também fatores de alocação para as potenciais cargas ambientais do lodo e do efluente do tanque séptico, que possibilitarão a realização de estudos futuros de ACV para alternativas de destinação do lodo de tanques sépticos. A modelagem dos sistemas e os cálculos envolvidos na avaliação dos impactos do ciclo de vida foram realizados mediante o uso do software openLCA v. 1.6.3. Para a avaliação das categorias de impacto de acidificação terrestre, mudança climática, eutrofização aquática de água doce, formação de oxidantes fotoquímicos, ecotoxicidade de água doce e toxicidade humana foi utilizado o método de avaliação de impacto ReCiPe. Foram avaliadas também as categorias de ecotoxicidade e toxicidade humana, utilizando o método USEtox. Nas análises envolvendo um WC aerado a etapa de operação se mostrou com um maior potencial de causar impactos ambientais para todas as categorias de impacto analisadas, com resultados variando entre 63,9% para a categoria de toxicidade humana e 99,8% para a categoria de eutrofização de água doce. Na comparação de materiais utilizados na construção dos sistemas, o potencial de causar impactos ambientais da fibra de vidro foi até 4,7 vezes menor que o potencial de causar impactos ambientais da alvenaria em tijolos para todas as categorias de impacto analisadas. Contudo, a utilização de fibra de vidro ao invés de alvenaria em tijolos apresentou custos mais elevados. O custo do ciclo de vida por m3 de esgoto tratado do sistema envolvendo um WC com aeração mostrou-se cerca de 1,8 vezes menor do que o do sistema sem aeração. Os resultados encontrados trazem contribuições que podem auxiliar na tomada de decisão no que diz respeito à implantação e operação de sistemas de tratamento de esgoto, visando tornar estes mais sustentáveis do ponto de vista econômico e ambiental / Although wastewater treatment systems, allow for the elimination or reduction of pollutants and unwanted substances in wastewater, they also cause environmental impacts. One tool that can evaluate the environmental performance of wastewater treatment systems is Life Cycle Assessment (LCA), which can be complemented by Life Cycle Cost Analysis (LCCA), which calculates the total cost of a project over its entire life cycle. In the present study, the LCA and LCCA were used to analyze the potential environmental impacts and costs of different wastewater treatment pilot plant configurations involving constructed wetlands (CW) with and without aeration. The modeling of the systems and the calculations involved in the assessment of the life cycle impacts were performed using the openLCA v. 1.6.3 software. The impact assessment method used for the impact categories of terrestrial acidification, climate change, freshwater aquatic eutrophication, formation of photochemical oxidants, ecotoxicity and human toxicity was ReCiPe. The categories of ecotoxicity and human toxicity were also evaluated using the USEtox method. In the analyzes involving an aerated CW, the operation stage showed the greatest potential to cause environmental impacts for all impact categories analyzed, with results varying between 63.9% for the category of human toxicity and 99.8% for the category of freshwater eutrophication. The comparison of materials used in the construction of systems has demonstrated that the potential to cause environmental impacts of fiberglass was up to 4.7 times less than the potential to cause environmental impacts of brick masonry for all impact categories analyzed. However, the use of fiberglass instead of masonry in bricks has presented higher costs. The life cycle cost per cubic meter of treated sewage of the system involving a CW with aeration was about 1.8 times smaller than that of the system without aeration. Results can aid in decision making regarding the implementation and operation of wastewater treatment plants, in order to make these systems more sustainable from an economic and environmental point of views

Introdução sistemas de tratamento de esgotos, quando aplicados ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário, não têm apresentado bons resultados. Por conta disso, faz-se necessário o desenvolvimento de alternativas para o tratamento de lixiviado. Objetivo avaliar o pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário por wetland construído de fluxo subsuperficial horizontal e reator biológico de leito móvel (RBLM). Materiais e métodos foram realizados dois experimentos com tratamento de lixiviado após remoção de amônia por dessorção. No experimento 1 utilizou-se wetlands construídos de fluxo horizontal em escala de bancada (volume total de 30,8 L), plantados com Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum e Gynerium sagittatum, e um controle sem vegetação, preenchidos com pedrisco calcário. O sistema foi alimentado com lixiviado diluído em água em diferentes proporções (entre 10 por cento e 30 por cento ) com concentração média de DQO entre 336 e 750 mg.L-1 e nitrogênio amoniacal (N-NH4) entre 47 e 199 mg.L-1. A operação ocorreu em três etapas: (1ª) alimentação contínua e TDH médio entre 2,7 e 5,3 d; (2ª) regime de ciclos de recirculação do efluente, para avaliar o efeito do aumento de TDH para 21 dias; (3ª) alimentação contínua de duas unidades wetlands em série, visando elevar o TDH (entre 8,1 e 9,9 d) sem recirculação. O experimento 2 foi implantado em escala piloto, com uma unidade de dessorção de amônia seguida de um Reator Biológico de Leito Móvel (RBLM) e um biofiltro anóxico. O RBLM (volume efetivo de 380 L) foi preenchido em 50 por cento com anel pall. Resultados e discussão No experimento 1, obteve-se baixa remoção de DQO com médias inferiores a 40 por cento e concentração final entre 270 e 750 mg.L-1. No entanto, verificou-se remoção de N-NH4, principalmente na 2ª e 3ª etapas, com médias de remoção entre 43 por cento e 81 por cento , resultando em concentração de 20 a 223 mg.L-1, com influência do TDH. No experimento 2, problemas técnicos durante a instalação e operação inicial e interdição do campus da USP-Leste prejudicaram a adaptação do reator e impediram o seu monitoramento por tempo suficiente para geração de dados consistentes, sendo interrompido na fase inicial. Conclusões A baixa eficiência para DQO provavelmente está relacionada à recalcitrância do lixiviado, ou devido à inibição dos microrganismos por toxicidade. Quanto ao N-NH4, infere-se que o aumento do TDH proporcionou maior tempo de difusão de oxigênio para o sistema wetland, suprindo a demanda das bactérias heterotróficas, o que possibilitou utilização do oxigênio excedente pelas nitrificantes, culminando na oxidação do N-NH4. / Introduction sewage treatment systems, when applied to the treatment of landfill leachate, have not shown good results. Thus it is necessary to develop alternatives for the treatment of leachate. Objective To assess the post-treatment of landfill leachate by horizontal subsurface flow constructed wetland and moving bed biofilm reactor (MBBR). Materials and methods Two experiments were conducted with treatment of the leachate after removal of ammonia by stripping. In experiment 1, horizontal flow constructed wetlands, at bench scale (total volume of 30.8 L), planted with Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum and Gynerium sagittatum, and a control without vegetation, were filled with calcareous gravel. The system was fed with leachate diluted in water with different proportions (between 10 per cent and 30 per cent ) with mean COD concentration of between 336 and 750 mg.L-1 and ammonia nitrogen (NH4-N) between 47 and 199 mg L-1. The operation was divided in three stages: (1st) continuous feeding with mean HRT between 2.7 and 5.3 d; (2nd) regime of effluent recirculation to evaluate the effect of increasing the HRT to 21 days; (3rd) continuous feeding with two wetlands units in series, aimed HRT increasing (between 8.1 and 9.9 d) without recirculation. Experiment 2 was implemented on a pilot scale, with a unit of ammonia stripping followed by MBBR and an anoxic biofilter. The MBBR (380 L working volume) was filled 50 per cent with pall ring. Results and discussion In experiment 1, the COD removal was low, with averages below 40 per cent , with effluent concentration between 270 and 750 mg.L-1. However, there was removal of NH4-N, especially in the 2nd and 3rd stages, with average removal between 43 per cent and 81 per cent , resulting in concentration between 20 and 223 mg.L-1, with HRT influence. In experiment 2, technical problems during the installation and initial operation and interdiction of the campus of USP-Leste disrupted the reactor acclimation and precluded the monitoring for sufficient time to generate consistent data for discussion. Conclusions The low efficiency for COD is probably related to the recalcitrance of the leachate, or due to inhibition of microorganisms by toxicity. For NH4-N, it is inferred that the increase of the HRT provided greater time for diffusion of oxygen to the wetland system, meeting the demand of heterotrophic bacteria, which allowed the use of excess oxygen by nitrifiers, culminating in the oxidation of NH4-N.

Introdução sistemas de tratamento de esgotos, quando aplicados ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário, não têm apresentado bons resultados. Por conta disso, faz-se necessário o desenvolvimento de alternativas para o tratamento de lixiviado. Objetivo avaliar o pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário por wetland construído de fluxo subsuperficial horizontal e reator biológico de leito móvel (RBLM). Materiais e métodos foram realizados dois experimentos com tratamento de lixiviado após remoção de amônia por dessorção. No experimento 1 utilizou-se wetlands construídos de fluxo horizontal em escala de bancada (volume total de 30,8 L), plantados com Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum e Gynerium sagittatum, e um controle sem vegetação, preenchidos com pedrisco calcário. O sistema foi alimentado com lixiviado diluído em água em diferentes proporções (entre 10 por cento e 30 por cento ) com concentração média de DQO entre 336 e 750 mg.L-1 e nitrogênio amoniacal (N-NH4) entre 47 e 199 mg.L-1. A operação ocorreu em três etapas: (1ª) alimentação contínua e TDH médio entre 2,7 e 5,3 d; (2ª) regime de ciclos de recirculação do efluente, para avaliar o efeito do aumento de TDH para 21 dias; (3ª) alimentação contínua de duas unidades wetlands em série, visando elevar o TDH (entre 8,1 e 9,9 d) sem recirculação. O experimento 2 foi implantado em escala piloto, com uma unidade de dessorção de amônia seguida de um Reator Biológico de Leito Móvel (RBLM) e um biofiltro anóxico. O RBLM (volume efetivo de 380 L) foi preenchido em 50 por cento com anel pall. Resultados e discussão No experimento 1, obteve-se baixa remoção de DQO com médias inferiores a 40 por cento e concentração final entre 270 e 750 mg.L-1. No entanto, verificou-se remoção de N-NH4, principalmente na 2ª e 3ª etapas, com médias de remoção entre 43 por cento e 81 por cento , resultando em concentração de 20 a 223 mg.L-1, com influência do TDH. No experimento 2, problemas técnicos durante a instalação e operação inicial e interdição do campus da USP-Leste prejudicaram a adaptação do reator e impediram o seu monitoramento por tempo suficiente para geração de dados consistentes, sendo interrompido na fase inicial. Conclusões A baixa eficiência para DQO provavelmente está relacionada à recalcitrância do lixiviado, ou devido à inibição dos microrganismos por toxicidade. Quanto ao N-NH4, infere-se que o aumento do TDH proporcionou maior tempo de difusão de oxigênio para o sistema wetland, suprindo a demanda das bactérias heterotróficas, o que possibilitou utilização do oxigênio excedente pelas nitrificantes, culminando na oxidação do N-NH4. / Introduction sewage treatment systems, when applied to the treatment of landfill leachate, have not shown good results. Thus it is necessary to develop alternatives for the treatment of leachate. Objective To assess the post-treatment of landfill leachate by horizontal subsurface flow constructed wetland and moving bed biofilm reactor (MBBR). Materials and methods Two experiments were conducted with treatment of the leachate after removal of ammonia by stripping. In experiment 1, horizontal flow constructed wetlands, at bench scale (total volume of 30.8 L), planted with Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum and Gynerium sagittatum, and a control without vegetation, were filled with calcareous gravel. The system was fed with leachate diluted in water with different proportions (between 10 per cent and 30 per cent ) with mean COD concentration of between 336 and 750 mg.L-1 and ammonia nitrogen (NH4-N) between 47 and 199 mg L-1. The operation was divided in three stages: (1st) continuous feeding with mean HRT between 2.7 and 5.3 d; (2nd) regime of effluent recirculation to evaluate the effect of increasing the HRT to 21 days; (3rd) continuous feeding with two wetlands units in series, aimed HRT increasing (between 8.1 and 9.9 d) without recirculation. Experiment 2 was implemented on a pilot scale, with a unit of ammonia stripping followed by MBBR and an anoxic biofilter. The MBBR (380 L working volume) was filled 50 per cent with pall ring. Results and discussion In experiment 1, the COD removal was low, with averages below 40 per cent , with effluent concentration between 270 and 750 mg.L-1. However, there was removal of NH4-N, especially in the 2nd and 3rd stages, with average removal between 43 per cent and 81 per cent , resulting in concentration between 20 and 223 mg.L-1, with HRT influence. In experiment 2, technical problems during the installation and initial operation and interdiction of the campus of USP-Leste disrupted the reactor acclimation and precluded the monitoring for sufficient time to generate consistent data for discussion. Conclusions The low efficiency for COD is probably related to the recalcitrance of the leachate, or due to inhibition of microorganisms by toxicity. For NH4-N, it is inferred that the increase of the HRT provided greater time for diffusion of oxygen to the wetland system, meeting the demand of heterotrophic bacteria, which allowed the use of excess oxygen by nitrifiers, culminating in the oxidation of NH4-N.

Os sistemas de tratamento de esgotos, apesar de possibilitarem a eliminação ou redução de poluentes e substâncias indesejados presentes nas águas residuárias, também ocasionam impactos ambientais. Essa característica deve ser levada em consideração no momento da instalação de uma alternativa tecnológica para o tratamento de esgoto e na proposição de melhorias aos sistemas selecionados. Uma das ferramentas que pode ser utilizada para avaliar o desempenho ambiental de sistemas de tratamento de esgoto é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), a qual pode ser complementada pela metodologia de Avaliação do Custo do Ciclo de Vida (ACCV), que permite calcular o custo total de um projeto ao longo de seu ciclo de vida. No presente estudo, a ACV e a ACCV foram utilizadas com o objetivo de analisar os potenciais impactos ambientais e custos de diferentes configurações de sistemas pilotos de tratamento de esgoto envolvendo wetlands construídos (WC) com e sem aeração. Foram obtidos também fatores de alocação para as potenciais cargas ambientais do lodo e do efluente do tanque séptico, que possibilitarão a realização de estudos futuros de ACV para alternativas de destinação do lodo de tanques sépticos. A modelagem dos sistemas e os cálculos envolvidos na avaliação dos impactos do ciclo de vida foram realizados mediante o uso do software openLCA v. 1.6.3. Para a avaliação das categorias de impacto de acidificação terrestre, mudança climática, eutrofização aquática de água doce, formação de oxidantes fotoquímicos, ecotoxicidade de água doce e toxicidade humana foi utilizado o método de avaliação de impacto ReCiPe. Foram avaliadas também as categorias de ecotoxicidade e toxicidade humana, utilizando o método USEtox. Nas análises envolvendo um WC aerado a etapa de operação se mostrou com um maior potencial de causar impactos ambientais para todas as categorias de impacto analisadas, com resultados variando entre 63,9% para a categoria de toxicidade humana e 99,8% para a categoria de eutrofização de água doce. Na comparação de materiais utilizados na construção dos sistemas, o potencial de causar impactos ambientais da fibra de vidro foi até 4,7 vezes menor que o potencial de causar impactos ambientais da alvenaria em tijolos para todas as categorias de impacto analisadas. Contudo, a utilização de fibra de vidro ao invés de alvenaria em tijolos apresentou custos mais elevados. O custo do ciclo de vida por m3 de esgoto tratado do sistema envolvendo um WC com aeração mostrou-se cerca de 1,8 vezes menor do que o do sistema sem aeração. Os resultados encontrados trazem contribuições que podem auxiliar na tomada de decisão no que diz respeito à implantação e operação de sistemas de tratamento de esgoto, visando tornar estes mais sustentáveis do ponto de vista econômico e ambiental / Although wastewater treatment systems, allow for the elimination or reduction of pollutants and unwanted substances in wastewater, they also cause environmental impacts. One tool that can evaluate the environmental performance of wastewater treatment systems is Life Cycle Assessment (LCA), which can be complemented by Life Cycle Cost Analysis (LCCA), which calculates the total cost of a project over its entire life cycle. In the present study, the LCA and LCCA were used to analyze the potential environmental impacts and costs of different wastewater treatment pilot plant configurations involving constructed wetlands (CW) with and without aeration. The modeling of the systems and the calculations involved in the assessment of the life cycle impacts were performed using the openLCA v. 1.6.3 software. The impact assessment method used for the impact categories of terrestrial acidification, climate change, freshwater aquatic eutrophication, formation of photochemical oxidants, ecotoxicity and human toxicity was ReCiPe. The categories of ecotoxicity and human toxicity were also evaluated using the USEtox method. In the analyzes involving an aerated CW, the operation stage showed the greatest potential to cause environmental impacts for all impact categories analyzed, with results varying between 63.9% for the category of human toxicity and 99.8% for the category of freshwater eutrophication. The comparison of materials used in the construction of systems has demonstrated that the potential to cause environmental impacts of fiberglass was up to 4.7 times less than the potential to cause environmental impacts of brick masonry for all impact categories analyzed. However, the use of fiberglass instead of masonry in bricks has presented higher costs. The life cycle cost per cubic meter of treated sewage of the system involving a CW with aeration was about 1.8 times smaller than that of the system without aeration. Results can aid in decision making regarding the implementation and operation of wastewater treatment plants, in order to make these systems more sustainable from an economic and environmental point of views

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The wastewater from the dairy cattle installations, when poorly managed, unleashes environmental impacts. Because of this, it requires the implementation of technological alternatives with a goal of maintaining environmental quality. Alternatively it is highlight the constructed wetlands, which are systems with low operational requirement designed for treatment of wastewater from various origins. The utilization of this technology, which aims to treat wastewater from the dairy cattle, has been intensified since 1998. Nevertheless, in Brazil there are few studies related to this type of wastewater. This study aims evaluating the applicability of constructed wetlands for the treatment of dairy cattle wastewater. In this study it was implanted two units of artificial wetlands post storage tank (area 116 m²), which receives effluent from a dairy production unit (daily production capacity of 140 liters milk). The constructed wetlands were operated in parallel and are characterized by a horizontal flow constructed wetlands - HFCW (surface area of 26.5 m²) and vertical flow constructed wetland (VFCW) (surface area of 14.3 m²). Both filters were excavated in the soil and water proofed, filled with coarse sand (d10 = 0.30 mm and d60 = 0.75 mm) as filter material and planted with macrophyte Typha domingensis Pers. The filters were fed under a hydraulic regime of 3.98 m³/week for HFCW and 4.5m³/week for VFCW. The treated effluent was infiltrated in the soil, through swales constructed in the experiment area. By physico-chemical and biological over 12 months was observed better performance related to the treated effluent in HFCW with average loading removal of 87% of COD, 81% BOD, 90% of SS , 80% TNK 80% NH4-N and 68% PO43-- P, respectively. To VFCW the obtained rates were 70% of COD, BOD of 52%, 70% of SS, 73% of TNK , 81% of NH4-N and 16% of PO43-- P, respectively. It was quantified an average evapotranspiration of 49% in HFCW, whereas the majors evapotranspiration rates occurred in months with higher temperature and in higher macrophytes foliar area. The greatest nutrient content found in the macrophytes occurred simultaneously with the highest growing velocities, which occurred in the beginning of plant development. The foliar tissue of HFCW was responsible for removal of 5.12% of the N load and 3.16% of the P load applied. In VFCW the macrophytes removed 0.88% of the applied N load and 0.30% of the applied P load. From the results obtained in this study recommends the use of constructed wetlands as an alternative technology to the treatment of wastewater originating from the dairy cattle facilities. / Os efluentes oriundos das instalações de bovinocultura leiteira, quando mal gerenciados podem promover impactos ambientais significativos, necessitando, portanto, da implantação de alternativas tecnológicas com vistas à manutenção da qualidade ambiental. Dentre elas destacam-se os filtros plantados com macrófitas FPM (wetlands construídos), os quais são sistemas com baixo requerimento operacional, projetados para atuar na depuração de efluentes de origens diversas. A utilização desta tecnologia voltada para o tratamento de efluentes produzidos em salas de ordenha de bovinocultura de leite vem sendo intensificadas desde 1998, contudo, no Brasil poucos são os estudos relacionados com este tipo de efluente. Este trabalho tem como objetivo geral avaliar a aplicabilidade de filtros plantados com macrófitas, empregados no tratamento do efluente de uma instalação de bovinocultura de leite. Implantou-se duas unidades FPM pós lagoa de armazenamento (área 116 m²), a qual recebe efluente proveniente de uma unidade produtiva leiteira (capacidade diária de produção de 140 litros de leite). Os FPM foram operados em paralelo e caracterizam-se, por um filtro plantado com macrófitas de fluxo horizontal FPMH (área superficial de 26,5 m²) e um filtro plantado com macrófitas de fluxo vertical FPMV (área superficial de 14,3 m²). Ambos os filtros foram escavados no solo, impermeabilizados, preenchidos com areia grossa (d10 =0,30 mm e d60 =0,75mm) como material filtrante e plantados com a macrófita Typha domingensis Pers. O FPMH operou sob um regime hidráulico de 3,98 m³/semana e o FPMV com 4,5m³/semana. O efluente tratado foi infiltrado no solo, através de valas de infiltração construídas no local. Por meio do monitoramento físico-químico e biológico ao longo de 12 meses, verificou-se maior desempenho de efluente tratado para o FPMH com eficiências médias de remoção em termos de carga de 87% de DQO, 81% de DBO, 90% de SS, 80% de NTK, 80% N-NH4 e 68% de P-PO43-, respectivamente. Para o FPMV as eficiências obtidas foram de 70% de DQO, 52% de DBO, 70% de SS, 73% de NTK, 81% de N-NH4 e 16% de P- PO43-, respectivamente. Foi quantificado uma evapotranspiração média de 49% para o FPMH, sendo que as maiores taxas de evapotranspiração ocorreram nos meses em que a temperatura e a área foliar das macrófitas foram maiores. Notou-se que os maiores teores de nutrientes no tecido foliar das macrófitas ocorreram simultaneamente com as maiores velocidades de crescimento das mesmas, que se deram no início do desenvolvimento das plantas. O tecido foliar das macrófitas do FPMH foi responsável por remover 5,12% da carga de N e 3,16% da carga de P aplicada no filtro, já no FPMV as macrófitas removeram 0,88% da carga aplicada de N e 0,30% da carga aplicada de P. A partir dos resultados obtidos nesse estudo recomenda-se a utilização dos FPM como uma alternativa tecnológica de tratamento de efluente liquido oriundo das instalações de bovinocultura de leite.