In this dissertation, the seismic behavior and design of AAC-infilled steel moment frames are investigated systematically. The fundamental vehicle for this investigation is the ATC-63 methodology, which is intended for the establishment of seismic design factors for structural systems. The ATC-63 methodology is briefly reviewed, including the concepts of archetypical structures, design rules and mathematical models simulating the behavior of those archetypes. A limited experimental investigation on the hysteretic behavior of an AAC-infilled steel moment frame is developed, conducted, and discussed. Using the experimental results of that investigation, the draft infill design provisions of the Masonry Standards Joint Committee (MSJC) are extended to AAC infills, and a mathematical model is developed and calibrated to simulate the behavior of AAC infills under reversed cyclic loads. Prior to application of ATC-63 methodology to AAC-infilled steel moment frames, the methodology is applied to an example steel moment frame to demonstrate the methodology and verify understanding of it. Then, archetypical infilled frames to be evaluated by the ATC-63 methodology are developed using a series of pushover analyses. Infill configurations whose total lateral strength in a particular story exceeds about 35% of the lateral strength of the bare frame in that story are observed to provoke story mechanisms in the frame. Based on this observation, archetypical infilled frames are selected conforming to two infill configurations: uniformly infilled frames, and open ground story frames. Each infill configuration includes archetypes whose ratio of infill strength to bare-frame strength at each story is less than 35%, and archetypes whose ratio is greater than 35%. The former archetype is typical of steel moment frames infilled with AAC; the latter archetype is typical of steel moment frames infilled with conventional (clay or concrete) masonry. The ATC-63 methodology, specialized for application to infilled frames, is applied to the archetypical infilled frames developed above. The performance of those archetypical infilled frames is evaluated, and seismic design factors are proposed for AAC-infilled steel moment frames. The extension of this work to other types of infilled frames is discussed. / text

<p>During pulp and papermaking process a huge amount of water is used. The wastewater contains a large amount of pollutants and has to be treated before it reaches the recipient. In March 2004 a new bleaching plant was started up at SCA Graphic Sundsvall AB, Ortviken’s paper mill using peroxide. The production of bleached thermo mechanical pulp and thus the load to the wastewater plant increased. During bleaching substances dissolve from the pulp and the amount of COD in the wastewater increase. To keep the efficiency of chemical and biological oxygen demand (COD, BOD) removal, the aerated lagoon is supplied by liquid oxygen. In November the same year a new pre-step including a pre-aeration, carrier and selector step was added to the existing wastewater plant. The COD-loading to the lagoon decreased and the supply of liquid oxygen was reduced.</p><p>This master thesis has been carried out at SCA Graphic Research AB, Sundsvall. The aim was to chemically characterize the wastewater with focus on the composition of carbohydrates, lignin and extractives and its influence on the biodegradability. Measurements have been carried out on total samples, suspended solids, colloidal and dissolved substances using GF/A and ultra filtration. Measurements were performed on process water from the bleaching plant and on water during the wastewater treatment process. The results show that the chemical composition of dissolved substances has a larger impact on the biodegradability than the total amount of COD. A large amount of lignin will make the wastewater harder to degrade. Suspended solids have lower biodegradability compared to the dissolved fraction. Analyzes of suspended material from the bleaching plant show a relative composition of around 41 % lignin. Analyzes done before on the dissolved fraction show a composition of 29 %. It seems that a larger amount of lignin is represented in suspended solids compared to the dissolved fraction. This can explain the low biodegradability, combined with the theory that the suspended solids are less accessible for the microorganisms. To reduce the outgoing COD the incoming flow of dissolved lignin and suspended solids to the active sludge plant has to decrease. COD in the outgoing wastewater to the recipient consists of around 90 % lignin. Extractives as saturated fatty acids, palmitic and stearic acid plus lignans (which is interpreted as a byproduct from lignin degradation) do not degrade remarkable during wastewater treatment. Flocculation of COD is one way to reduce the discharge to the recipient. Addition of 2,6 g/l PAX-18 (a high charged aluminum complex) to the wastewater from the bleaching plant gives a reduction of 40 % COD and 50 % lignin in laboratory scale and it is recommended to study further. Time related studies of BOD show that the microorganisms need five days to degrade organic material and the hydraulic retention time in the aerated lagoon has to be guaranteed.</p> / <p>Vid massa- och pappersframställning åtgår stora mängder vatten. Det processberörda avloppsvattnet innehåller mycket föroreningar varför det måste renas innan det släpps ut till recipienten. I mars 2004 startades ett nytt väteperoxidblekeri vid SCA Graphic Sundsvall AB, Ortvikens pappersbruk varvid produktionen av blekt termomekanisk massa ökade och den biologiska reningen belastades hårdare. Blekning löser ut vedämnen från massan och bidrar således till ökad mängd syreförbrukande ämnen i avloppet. För att upprätthålla reduktionen av syreförbrukande ämnen (COD, BOD) tillförs ren syrgas till den luftade dammen. I november samma år utökades den externa reningsanläggningen med ett biologiskt försteg, en s.k. multibioanläggning bestående av ett frisimmarsteg, ett bärarsteg samt ett selektorsteg. COD-belastningen in till den luftade dammen minskade och tillförseln av ren syrgas kunde reduceras.</p><p>Examensarbetet har utförts vid SCA Graphic Research AB, Sundsvall med syftet att kemiskt karaktärisera avloppsvattnets sammansättning av kolhydrater, lignin och extraktivämnen och dess inverkan på vattnets grad av biologisk nedbrytbarhet. Analyser har gjorts på totalprov, suspenderande ämnen samt kolloidalt och löst material via fraktionering med hjälp av GF/A- och ultrafiltrering. Analyser gjordes dels på processvatten från blekerierna och dels på avloppsvatten under reningsprocessen. Resultaten visar att den kemiska sammansättningen hos löst material har större inverkan på avloppsvattnets grad av nedbrytbarhet än den absoluta halten av syreförbrukande ämnen. En hög andel lignin ger ett mer svårnedbrytbart vatten. Suspenderat material är vidare mer svårnedbrytbart än de lösta fraktionerna. Analys av suspenderande substans hos blekpressat visar att andelen lignin är omkring 41 % medan arkiverade analysresultat på den lösta fasen visar ett innehåll på omkring 29 %. Det tyder alltså på en betydligt högre andel lignin i den partikulära fasen jämfört med den lösta, vilket i kombination med att materialet inte är lika lättillgängligt för mikroorganismerna kan förklara den låga bionedbrytbarheten. Om COD-utsläppet ska minskas bör inkommande flöde av löst lignin och suspenderande substans till den biologiska reningen reduceras. COD-halten i utgående avloppsvatten till recipienten utgörs av omkring 90 % lignin. De extraktivämnen som inte bryts ned är mättade fettsyror, exempelvis palmitin- och stearinsyra samt lignan, vilket antas bildas som restprodukt vid degradering av lignin. Flockning av syreförbrukande ämnen är ett sätt att gå till väga för att minska utsläppet av dessa till recipienten. Genom tillsats av 2,6 g/l PAX-18 (ett högladdat aluminiumkomplex) till blekeriavloppet kunde 40 % COD och 50 % lignin reduceras. Flockningsförsöket är gjort i laboratorieskala vid rumstemperatur och ytterligare utvärdering rekommenderas. Tidsstudier av BOD visar att mikroorganismerna behöver fem dagars uppehållstid för att hinna bryta ned organiskt material i avloppsvattnet, varför omloppstiden i den luftade lagunen inte bör understiga denna tidsrymd.</p>

<p>In the process of making carton boards into Skoghall Mill, are great quantities of water being contaminated. This water has to be treated before it is possible to release into the recipient, Kattfjorden. One of the contaminations that is important to extract from the wastewater, is organic carbon (measured as TOC-total organic carbon) because microbiological breakdown can lead to the bottom becomig free of oxygen.</p><p>The wastewater treatment at Skoghall Mill is done through an external wastewater treatment that is located at the factory. The biological treatment (aerated lagoon) is a 140 000 m3 water pool with surface aerator, which is give oxygen to the water. In the lagoon live microorganisms who performs the biggest part of the TOC-reduction.</p><p>One problem with the lagoon is that the treatment of TOC is considerably worse during wintertime than during summertime. The reduction is during wintertime only 40 %, while during summertime it is about 70-80 %. This seasonal variation can to a large extent be explained by, that the water temperature in the lagoon decreases wintertime. The low water temperature does that the biological activity in the lagoon is reduced, which reduces the TOC-reduction. A second reason can also be that the microorganisms do not have enough bioavailable nutrients that is needed for growth of a new biomass.</p><p>In this thesis the need of nutrient has been examined. In two test pools, addings of nutrient were being done, to come to the conclusion of a good dosage of nutrient which would lead to a larger reduction of TOC, without enlarged quantities of nitrogen/phosphorus in the outgoing water. One of the test pools hold a summer temperature (30°C), and the other test pool hold a winter temperature (10°C). The test was performed this way to see if there would be any difference in the need of nutrient between summertime and wintertime.</p><p>The most important conclusion was that a nutrient dosage to the Skoghall aerated lagoon, rise the TOC-reduction wintertime. It was also concluded that it was foremost the nitrogen that contributed to the raised TOC-reduction, and nitrogen is thereby considered to be the growth restraining element wintertime. It seemed like phosphorus had been overdosed during the tests, while enlarged halts of the substance could be seen in the outgoing water, and an optimal dosage of phosphorus could not be done. The recommendation that came as a results from the tests, was that during wintertime add nitrogen and phosphorus according to TOC:N:P-quota 100:0,75:0,10. To the summer pool was no considerable improvement of the TOC-reduction seen, as a result of the nutrient addings. It is also no reason to dosage nutrients in summertime.</p> / <p>Vid tillverkning av kartong och pappersmassa på Skoghalls Bruk förorenas stora mängder vatten, som därmed måste renas före utsläpp till recipienten, Kattfjorden, en vik i Vänern. En av de föroreningar som är viktig att avlägsna ur avloppsvattnet är organiska kolföreningar (TOC-total organic carbon) eftersom det vid mikrobiologisk nedbrytning av TOC åtgår syre vilket kan leda till att sjöbotten blir syrefri.</p><p>Rening av avloppsvatten på Skoghall Bruk sker genom en extern reningsanläggning som är placerad på bruket. Det biologiska reningssteget i reningsanläggningen är en s.k. luftad damm. Detta är en 140 000 m3 stor vattenbassäng med ytluftare som syresätter vattnet. I dammen lever mikroorganismer vilka utför den största delen av TOC-reduktionen i brukets reningsanläggning.</p><p>Ett problem med dammen är att reningen av TOC är betydligt sämre vintertid än sommartid. Reduktionen av det till dammen inkommande TOC, är vintertid endast ca 40 % medan den sommartid ligger kring 70-80 %. Denna årstidsvariation kan till stor del förklaras av att vattentemperaturen i dammen sjunker vintertid. Den låga temperaturen medför att den biologiska aktiviteten i dammen sjunker, vilket hämmar TOC-reduktionen. En annan orsak till en låg TOC-reduktion kan vara att det för mikroorganismerna råder brist på biotillgängliga närsalter (kväve och fosfor) som behövs för tillväxt av ny biomassa.</p><p>I detta examensarbete har det undersökts behovet av närsalter för att höja TOC-reduktionen. I två laborationsdammar (ca 20 l) skedde doseringar av närsalter i syfte att finna en bra doseringskvot som innebar en ökad reduktion av TOC, utan att det blev förhöjda kväve-/fosforhalter i utgående vatten. En av laborationsdammarna höll sommartemperatur (ca 30°C) och en höll vintertemperatur (ca 10°C) vilket gjordes för att undersöka om det var skillnad av närsaltsbehovet mellan sommar och vintertid.</p><p>Den viktigaste slutsatsen av försöken var att en närsaltsdosering till Skoghalls luftade damm höjer TOC-reduktion vintertid. Det konstaterades att det var kvävet som främst bidrog till den ökade TOC-reduktionen och kväve anses därmed vara det tillväxtbegränsande ämnet vintertid. Fosfor tycktes ha överdoserats under försöken, då det sågs förhöjda halter i utgående vatten, och en optimal dosering av fosfor kunde inte avgöras. Den rekommendation som föll ut av de laborativa försöken var att vintertid dosera kväve och fosfor enligt TOC:N:P-kvot 100:0,75:0,10. Till sommardammen sågs inte någon förbättring av TOC-reduktionen till följd av närsaltstillsatserna, vilket innebär att närsaltsdoseringar sommartid är obefogat. Vidare sågs tendenser till att slammets sedimentationsegenskaper, hos framförallt vinterdammen, blev bättre till följd av närsaltsdosering, men brist på mätdata medför att det är svårt att dra slutsatser om det verkligen varit så.</p>

Processos biológicos de tratamento de esgotos são largamente utilizados mundialmente e, apesar de serem eficientes na remoção de matéria orgânica, têm capacidades limitadas na remoção de poluentes orgânios emergentes, principalmente fármacos. Este trabalho avaliou a eficiência dos processos de tratamento de esgotos por lodos ativados com oxigênio puro, lagoas aeradas e reator anaeróbio de fluxo ascendente (RAFA) na remoção de seis fármacos selecionados - paracetamol, ibuprofeno, atenolol, sinvastatina, carbamazepina e clonazepam, com altos índices de utilização pela população. Para isto, foram analisadas amostras de esgoto bruto e de esgoto tratado oriundas de três estações de tratamento de esgotos em operação no Estado de São Paulo, sendo realizadas quatro campanhas de coleta, durante dois anos, em períodos hidrológicos de seca e chuva. A técnica analítica utilizada foi a cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS), através de método estabelecido e validado para a execução desta pesquisa. Ibuprofeno, sinvastatina e clonazepam não foram identificados em nenhuma das amostras analisadas. Atenolol, paracetamol e carbamazepina foram detectados em todas as estações estudadas, observando-se remoção e liberação deles durante todos os processos de tratamento. A estação que adota o processo por lagoas aeradas mostrou maior eficiência na remoção de paracetamol e atenolol, sendo que um elevado tempo de detenção hidráulica empregado nela parece ter influenciado positivamente na eficácia de remoção destas subtâncias. A estação que utiliza lodos ativados com oxigênio puro apresentou remoções inferiores e maiores taxas de liberação dos fármacos paracetamol e carbamazepina. Já a estação que adota RAFA apresentou discreta superioridade na remoção de carbamazepina, e eficiências intermediárias para paracetamol e atenolol. A carbamazepina mostrou resistência à degradaçào pelos processos avaliados, porém a desinfecção do efluente final, por cloração, aparentemente elevou a remoção deste composto. / Sewage biological treatment processes are the most used worldwide and, in general, they show organic matter removal high efficiency, however their pharmaceuticals removal capacity were quite limited. The aim of this study is verify the efficiency of sewage biological treatment processes per pure oxygen activated sludge, aerated basin and upflow anaerobic sludge blanket (UASB), in removal of six selected drugs acetaminophen, ibuprofen, atenolol, simvastatin, carbamazepine and clonazepam, most frequently used by population. For this purpose, it was analyzed raw sewage and treated sewage samples from three sewage treatment plants localized at Sao Paulo, Brazil, in four collection stages, during two years, at dry and wet periods. The analytical technique of choice was high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), by developed and validated method for this study. Ibuprofen, simvastatin and clonazepam were not detected at any samples collected. Atenolol, acetaminophen and carbamazepine were identified at all plants investigated, with removal and production during all treatment processes here considered. Aerated basin plant was most efficient in acetaminophen and atenolol removal, and a high hydraulic detention time seem be better to remove these compounds. Pure oxygen activated sludge plant showed lower removal rates and higher production of acetaminophen and carbamazepine. Already the UASB plant revealed a little superiority in carbamazepine removal, and intermediary efficacy to acetaminophen and atenolol removal. Carbamazepine showed persistence in treatment processes evaluated, however final effluent disinfection, with chlorination, apparently raised this compound removal.

O potencial de aplicação do biofiltro aerado submerso (BF) para pós-tratamento de efluentes de um reator anaeróbio compartimentado foi avaliado através de um experimento em escala de laboratório (bancada), visando adequar o efluente tratado aos padrões estabelecidos pela legislação ambiental. Estudou-se a remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos no BF, e também a possibilidade de nitrificação no reator. O reator foi construído em coluna de acrílico com 1,30 m de altura, 100 mm de diâmetro e com volume útil de 7,2 L, sendo operado com tempo de detenção hidráulica de 5 horas. Como suporte de imobilização celular, utilizou-se matrizes cúbicas de espuma de poliuretano. Neste trabalho, são apresentados os principais resultados obtidos na operação contínua do reator BF, durante 93 dias consecutivos, divididos em duas fases, devido à variação da carga orgânica volumétrica aplicada (Fase I: 0,99 - 1,87 kg DQO/m3. dia; Fase II: 0,26 - 0,88kg DQO/m3. dia). Durante a fase I de operação, o BF alcançou eficiências médias de remoção de DQO e DBO5 da amostra bruta de 82 e 86%, respectivamente, e de conversão do nitrogênio amoniacal de 81%, com concentração média efluente de 7,5 mg N-amoniacal/L. Na fase final de operação, para remoções médias de 70% de DQOB e 57% de DBO5, o efluente produzido pelo BF apresentava concentrações médias de 30 mg DQOB e 21 mg DBO5/L. Entretanto, o processo de nitrificação nessa fase foi instável, com concentração média de efluente de 25,3 mg N-amoniacal/L. O BF produziu efluente clarificado alcançando valores médios de 3,46 e 2,58 mg/L para SST e SSV, para segunda fase de operação. Este efluente atendeu ao padrão de lançamento do Estado de São Paulo em 100% dos resultados de DBO5, durante todo o período experimental, apresentando bom desempenho na remoção de matéria orgânica, tanto para altas como para baixas cargas orgânicas volumétricas aplicadas. A espuma de poliuretano mostrou-se um suporte adequado para imobilização da biomassa aeróbia e remoção de sólidos suspensos, devida a sua grande capacidade de absorção. Constatou-se, portanto, que o emprego do biofiltro aerado submerso apresenta-se como uma alternativa vantajosa como pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, produzindo efluente com excelente quantidade e parcialmente nitrificado. / The potential of application of the submerged aerated biofilter (BF) for post-treatment of effluents of an anaerobic baffed reactor was evaIuated through an experiment on Iaboratory scale to adapt the treated effluent to the established quality standards required by the environmental legislation. The removal of organic matter and suspended solids in BF, and aIso the possibility of nitrification in the reactor were studied. The reactor was a column of acrylic with 1,30 m of height, 100 mm diameter and with a useful volume of 7,2 L, being operated with hydraulic detention time of 5 hours. As a support for celluIar immobilization, cubic matrices of polyurethane foam. In this work, the main results were obtained in the continuous operation of the BF reactor, for 93 consecutive days, divided in two phases due to the variation of the applied organic volumetric loading rate (phase I: 0,99-1,87 kg COD/m3.day; Phase II: 0,26-0,88 kg COD/m3.day). During phase I of the operation, BF reached average removal efficiencies of COD and BOD5 of the raw samples of 82 and 86%, respectively, and of conversion of the ammonia nitrogen of 81%, with average effluent concentration of 7,5 mg N-ammonia/L. In the final phase of operation, for removals of 70% of COD and 57% of BOD5, the effluent produced by BF presented average concentrations of 30 mg COD/L and 21 mg BOD5/L. However, the nitrification process in that phase was unstable, with effluent concentrations of 25,3 mg N-ammonia/L. BF produced a very clarified effluent reaching average values of 3,46 and 2,58 mg/L for SST and SSV, for the second operation phase. This effluent satisfied the qualify standards for its discharge in a stream in the State of São Paulo in 100% of the results of BOD5, during the whole experimental period, presenting good performance in the removaI of organic matter, for high as well as for low organic volumetric loading applied. The polyurethane foam demonstrate to be an appropriate support for immobilization of the aerobic biomass and removaI of suspended solids, due to its great absorption capacity. It was found that the employment of the submerged aerated biofilter offers as an advantageous aIternative as anaerobic eftluent post-treatment, producing effluent with excellent quality and partially nitrified.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-05-29T18:30:06Z No. of bitstreams: 1 Ângelo Cezar Fumagalli Rostirola.pdf: 4315210 bytes, checksum: ff48e5f928774ac2545c3ae6774d5dcf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-29T18:30:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ângelo Cezar Fumagalli Rostirola.pdf: 4315210 bytes, checksum: ff48e5f928774ac2545c3ae6774d5dcf (MD5) Previous issue date: 2013-10-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / SINDUSCON-NH - Sindicato das Indústrias da Construção Civil Novo Hamburgo / A construção civil atualmente é a indústria com maior crescimento no Brasil, fomentada por financiamentos e programas do governo federal. É também uma das indústrias que mais consome recursos naturais e energia, além de ser a principal geradora de resíduos sólidos urbanos. Grande parcela destes recursos naturais consumidos pela construção é formada pelos agregados. Uma alternativa econômica e ambientalmente correta, para diminuir a extração deste material, é a sua substituição por algum outro material, se possível por um resíduo, como apontam várias pesquisas. A busca por materiais e produtos ecologicamente corretos está em uma crescente, assim como os estudos para a reciclagem de diversos resíduos. A união entre produtos que consomem um volume menor de matéria-prima com o emprego de resíduos na sua produção parece uma saída viável para um desenvolvimento mais sustentável. Artefatos para a construção civil produzidos com concreto celular autoclavado (CCA) utilizam até quatro vezes menos materiais quando comparados a produtos com características semelhantes, produzidos com concreto convencional, cerâmico, entre outros. Além do menor consumo dos materiais constituintes, o concreto celular possui outras propriedades interessantes, como: suficiente resistência à compressão; isolamento térmico e acústico; baixa densidade; resistência ao fogo. Esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar a influência da substituição parcial do agregado natural por agregado reciclado de concreto (ARC) na produção de concreto celular autoclavado. Após realização de estudos-piloto, optou-se pelo emprego da proporção de Cimento e Agregado Natural (AN) de 67% e 33% e sobre estes 0,45% de Cal e 0,3% de Alumínio com relação água/sólidos igual a 0,32. Foram empregados Cimento Portland CP-V ARI, Cal calcítica, areia natural e agregado fino reciclado de concreto, em teores de 0%, 25% e 50%. A dimensão máxima do agregado empregado na produção de CCA é de 150 µm. A cura foi realizada em autoclave após um tempo de espera de 24 horas a partir do início da mistura, por um período de 6 horas. Foram avaliadas a resistência à compressão, a absorção de água capilar, a massa específica e a porosidade. Os ensaios de resistência à compressão foram realizados em 48 e 72 horas, e a absorção de água, em corpos de prova preparados e acompanhados pelo período de 96 horas. A microestrutura dos CCA produzidos foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Verificou-se que existem expressivas alterações nas propriedades do CCA produzidos com ARC em substituição do AN, com a tendência de aumentar a densidade de massa aparente, bem com a resistência à compressão, a medida que aumenta-se o teor de ARC. Na análise dos resultados, percebeu-se que o uso de ARC alterou as propriedades dos concretos produzidos neste estudo exploratório, sem, entretanto, inviabilizar o seu emprego. Com um ajuste da dosagem, pode ser obtido um CCA produzido com ARC, cujo comportamento seja compatível com o comportamento de CCA produzido somente com o AN. / In the last years, the Brazilian construction industry is among those of national production sectors that have been having a great growing, mostly due to the incentive from the government and due to financed resources by private and public agents. This industry is also one of the major consumers of natural resources and energy, besides being the main generator of solid waste. One of these natural resources used in the constructions is sand. An environmentally friendly and economical alternative to reduce the extraction of natural resources is the use of recycled waste. The associated use of low volume of raw materials with alternative materials, like waste, is one of the ways to get more sustainability in the construction sector. Construction and building components made with autoclaved cellular concrete (ACC) employ four times less material than others with the same function. Other advantage of ACC is the performance of its properties like compressive strength, thermal and acoustic behavior, lower density, fire resistance. The aim of this research was to investigate the use of fine grains from recycled concrete aggregate (ARC) as partial sand replacement in the production of autoclaved aerated concrete. With the goal to find the mix proportion some pilot studies were made. After this, it was chosen a relation of 67% of cement and 33% of natural fine aggregate (sand). The lime was used in the amount of 0.45% of total cement and sand, and 0.3% of aluminium. The water to total solids ratio was 0.32. It was employed Portland cement type V according to Brazilian standards, calcitic lime, natural sand and ARC passing in sieve with 150 micron opening. The replacement rate of sand by ARC was 0%, 25% and 50%. From 24 hours after the mixing of materials, the samples were submitted to steam curing in an autoclave chamber for 6 hours. It was evaluated the compressive strength, the density, the capillary water absorption and porosity. The compression strength tests were performed at 48 and 72 hours. Water absorption tests were conducted for 96 hours after samples preparing. The capillary porosity was calculated with the capillary water absorption data. ACC's microstructure analysis was done by scanning electron microscopy (SEM). The results showed in general that the behavior of ACC produced with ARC differs significantly from the ACC produced with natural aggregate. When the ARC rate increases the apparent specific gravity also increases as well as the compressive strength. The observed increase in the apparent specific gravity is not desired. However this behavior of ACC done with RCA does not prevent the use of this recycled aggregate. An optimized study of pre-wetting of RCA could improve its performance as aggregate for use in ACC, once its grain size showed to be appropriated for this kind of use.

O principal objeto desta pesquisa foi aprimorar a eficiência de remoção de DQO, DBO, SST e conversão de nitrogênio amoniacal de biofiltro aeróbio submerso (BF), aplicado no pós-tratamento do efluente de um reator anaeróbio compartimentado (RAC). O BF, em escala piloto, foi construído em tubos de PVC, com 0,40 m de diâmetro externo e volume útil de 190,6 L. Para a imobilização celular foram utilizadas, como material suporte, matrizes cúbicas de espuma de poliuretano, em um período total de operação de 180 dias e tempos de detenção hidráulica de 6, 4 e 12 horas, respectivamente. O trabalho de investigação foi dividido em duas fases: na fase I o BF operou por 55 dias com TDH de 6 horas, para a transferência de OD para o sistema foi utilizado uma câmara de saturação não pressurizada; na fase II, o BF operou por 28 dias com TDH de 6 horas; por 30 dias com TDH de 4 horas e no período restante por 67 dias com TDH de 12 horas. Nessa fase a câmara de saturação foi inicialmente removida por não atender à demanda de OD necessária para manter condições aeróbias no interior do BF; foi injetado ar comprimido diretamente no sistema. Foram alcançadas eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST; na fase I 32,4%, 39,2% e 62% com concentrações médias no efluente bruto de 143,7 mg DQOb/L, 101,2 mg DBOb/L e 25,1 mg SST/L, respectivamente. Nessa fase, não foi detectada eficiência de conversão de nitrogênio amoniacal. Na fase II, operando com TDH de 6 horas, o BF alcançou eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST de 74%, 85% e 85% com concentrações médias no efluente bruto de 63 mg DQOb/L, 15 mg DBOb/L e 13 mg SST/L, respectivamente. Nesse período também não foi detectado processo de nitrificação. Para TDH de 4 horas, as eficiências média de remoção de DQOb, DBOb e SST foram 77%, 70% e 71%, com concentrações médias no efluente bruto de 57 mg DQOb/L, 27 mg DBOb/L e 17 mg SST/L, respectivamente. Durante esse período também não ocorreu conversão de nitrogênio amoniacal. Na fase final, em que o BF operou com TDH de 12 horas, foram encontradas eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST de 83%, 73% e 86% com concentrações médias no efluente bruto de 42 mg DQOb/L, 36 mg DBOb/L e 9 mg SST/L, respectivamente. Nesse período a eficiência média de conversão de nitrogênio amoniacal foi de 57,8% com concentração média de 10 mg N-amoniacal/L no efluente bruto. A espuma de poliuretano foi adequada para imobilização da biomassa aeróbia, porém, a lavagem do leito foi dificultada pela mesma devido à sua alta capacidade de absorção. A injeção direta de ar no sistema resultou em considerável aumento da eficiência, produzindo efluente bastante clarificado. / The main object of this research was the removal efficiency improvement of COD, BOD, TSS and ammonia nitrogen conversion in a Submerged Aerated Biofilter (BF), used in the effluent post-treatment of an Anaerobic Baffed reactor (ABR). The BF, was built in pilot scale by PVC tubes with 0,40 m of external diameter and useful volume of 190,6 L. Cubic matrices of polyurethane foam with were used as support for cellular immobilization in an operation period of 180 days with HDT of 6, 4 and 12 hours, respectively. The investigations period was shared in two phases: BF in the phase I operated for 55 days with HDT of 6 hours and the oxygen transferring was done using a chamber not pressured; BF in the phase II operated for 28 days with HDT of 6 hours, 30 days with HDT of 4 hours and on the rest of the investigation period (67 days) with HDT of 12 hours. In this phase the chamber was initially removed due to not attending the DO demand necessary to keep aerobic condition into the BF and, compressed air was directly injected at the system. The removal averages efficiencies of CODr, BODr and SST in the phase I were 32,4%, 39,2% and 62% with average concentrations in the raw effluent of 146 mg CODr/L, 101,2 mg BODr/L and 25,1 mg TSS/L, respectively. Ammonia nitrogen conversion efficiency wasn\'t detected in this. In the phase II, operating with HDT of 6 hours, BF reached averages efficiencies of CODr, BODr and SST of 74%, 85% and 85% with averages concentrations in the raw effluent of 63 mg CODr/L, 15 mg BODr/L and 13 mg TSS/L, respectively. Nitrification process wasn\'t detected in this period too. For HDT of 4 hours, the removal averages efficiencies of CODr, BODr and SST were 77%, 70% and 71% with average concentrations in the raw effluent of 57 mg CODr/L, 27 mg BODr/L and 17 mg TSS/L, respectively. During this period ammonia nitrogen conversion also not occurred. In the ending phase, where BF operated with HDT of 12 hours, removal averages efficiencies found of CODr, BODr and TSS were 83%, 73% and 86% with averages concentrations in the raw effluent of 42 mg CODr/L, 36 mg BODr/L and 9 mg TSS/L, respectively. In this period the ammonia nitrogen conversion medium efficiency was 57,8% with medium concentration in the raw effluent of 10 mg N-ammonia/L. The polyurethane foam was appropriated for aerobic biomass immobilization however the bed washing was harmed by the same one due to its high absorption capacity. The direct air injection into the system resulted in a considerable efficiency increase producing a sufficiently clearly effluent.

O potencial de aplicação do biofiltro aerado submerso (BF) para pós-tratamento de efluentes de um reator anaeróbio compartimentado foi avaliado através de um experimento em escala de laboratório (bancada), visando adequar o efluente tratado aos padrões estabelecidos pela legislação ambiental. Estudou-se a remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos no BF, e também a possibilidade de nitrificação no reator. O reator foi construído em coluna de acrílico com 1,30 m de altura, 100 mm de diâmetro e com volume útil de 7,2 L, sendo operado com tempo de detenção hidráulica de 5 horas. Como suporte de imobilização celular, utilizou-se matrizes cúbicas de espuma de poliuretano. Neste trabalho, são apresentados os principais resultados obtidos na operação contínua do reator BF, durante 93 dias consecutivos, divididos em duas fases, devido à variação da carga orgânica volumétrica aplicada (Fase I: 0,99 - 1,87 kg DQO/m3. dia; Fase II: 0,26 - 0,88kg DQO/m3. dia). Durante a fase I de operação, o BF alcançou eficiências médias de remoção de DQO e DBO5 da amostra bruta de 82 e 86%, respectivamente, e de conversão do nitrogênio amoniacal de 81%, com concentração média efluente de 7,5 mg N-amoniacal/L. Na fase final de operação, para remoções médias de 70% de DQOB e 57% de DBO5, o efluente produzido pelo BF apresentava concentrações médias de 30 mg DQOB e 21 mg DBO5/L. Entretanto, o processo de nitrificação nessa fase foi instável, com concentração média de efluente de 25,3 mg N-amoniacal/L. O BF produziu efluente clarificado alcançando valores médios de 3,46 e 2,58 mg/L para SST e SSV, para segunda fase de operação. Este efluente atendeu ao padrão de lançamento do Estado de São Paulo em 100% dos resultados de DBO5, durante todo o período experimental, apresentando bom desempenho na remoção de matéria orgânica, tanto para altas como para baixas cargas orgânicas volumétricas aplicadas. A espuma de poliuretano mostrou-se um suporte adequado para imobilização da biomassa aeróbia e remoção de sólidos suspensos, devida a sua grande capacidade de absorção. Constatou-se, portanto, que o emprego do biofiltro aerado submerso apresenta-se como uma alternativa vantajosa como pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, produzindo efluente com excelente quantidade e parcialmente nitrificado. / The potential of application of the submerged aerated biofilter (BF) for post-treatment of effluents of an anaerobic baffed reactor was evaIuated through an experiment on Iaboratory scale to adapt the treated effluent to the established quality standards required by the environmental legislation. The removal of organic matter and suspended solids in BF, and aIso the possibility of nitrification in the reactor were studied. The reactor was a column of acrylic with 1,30 m of height, 100 mm diameter and with a useful volume of 7,2 L, being operated with hydraulic detention time of 5 hours. As a support for celluIar immobilization, cubic matrices of polyurethane foam. In this work, the main results were obtained in the continuous operation of the BF reactor, for 93 consecutive days, divided in two phases due to the variation of the applied organic volumetric loading rate (phase I: 0,99-1,87 kg COD/m3.day; Phase II: 0,26-0,88 kg COD/m3.day). During phase I of the operation, BF reached average removal efficiencies of COD and BOD5 of the raw samples of 82 and 86%, respectively, and of conversion of the ammonia nitrogen of 81%, with average effluent concentration of 7,5 mg N-ammonia/L. In the final phase of operation, for removals of 70% of COD and 57% of BOD5, the effluent produced by BF presented average concentrations of 30 mg COD/L and 21 mg BOD5/L. However, the nitrification process in that phase was unstable, with effluent concentrations of 25,3 mg N-ammonia/L. BF produced a very clarified effluent reaching average values of 3,46 and 2,58 mg/L for SST and SSV, for the second operation phase. This effluent satisfied the qualify standards for its discharge in a stream in the State of São Paulo in 100% of the results of BOD5, during the whole experimental period, presenting good performance in the removaI of organic matter, for high as well as for low organic volumetric loading applied. The polyurethane foam demonstrate to be an appropriate support for immobilization of the aerobic biomass and removaI of suspended solids, due to its great absorption capacity. It was found that the employment of the submerged aerated biofilter offers as an advantageous aIternative as anaerobic eftluent post-treatment, producing effluent with excellent quality and partially nitrified.

Este trabalho teve como finalidade a avaliação da viabilidade técnica e econômica da utilização do processo de ozonização seguido de biofiltro aerado submerso, para melhoria da qualidade de efluente de reator anaeróbio compartimentado, para atender a legislação ambiental no que se refere ao padrão de emissão e para o reúso. A pesquisa foi dividida em três etapas. Na primeira etapa avaliou-se a concentração de ozônio aplicada e o seu tempo de contato através de um planejamento experimental, composto por planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta. Na segunda etapa realizou-se ensaios de isotermas utilizados como critério de escolha para o tipo de carvão ativado granular utilizado como meio suporte do biofiltro aerado submerso. Na terceira etapa operou-se o sistema de pós-tratamento composto por ozônio - biofiltro aerado submerso para avaliação de sua eficiência e comparação com os padrões e critérios de reúso. Na primeira etapa foram encontradas duas condições de maior eficiência para dosagens de 10 mg O3/L em 30 minutos e 30 mg O3/L em 10 minutos. A segunda etapa ficou prejudicada em função do efluente ozonizado ter floculado, com isso interferindo no ensaio de isoterma. Na terceira etapa foram construídos dois biofiltros aerados submersos, um com meio suporte de carvão ativado granular e outro com cubos de espuma de poliuretano. Os dois BFs apresentaram efluente com excelente qualidade final. O BFs com meio suporte de CAG demonstrou ser o mais eficiente entre os dois, teve estabilização mais rápida e produziu efluente final com DQO da ordem de 14,3 mg/L e SST de 6,8 mg/L. O custo do pós-tratamento ficou em torno de R$ 0,25 por metro cúbico para população de 10.000 habitantes e de R$ 0,16 para população de 200.000 habitantes, demonstrando com isso que é um processo viável técnica e economicamente. O reúso agrícola torna-se interessante, visto que, o efluente final apresenta fósforo e nitrato que podem ser consumidos pelas plantas. / This work had as purpose the assessment of the technical and economical viability of ozonization process\' use followed by submerged aerated biofilter, for improvement of the quality of effluent of anaerobic baffed reactor, to attend the environmental legislation in what it refers to the emission pattern and reuse guidelines. The research was divided in three faces. In the first face it was evaluated the concentration of ozone applied and its time of contact through a factorial planning and response surface methodology. In the second face, tests of isotherms were made as choice criterion for the type of granulate activated carbon used as material support of the submerged aerated biofilter. In the third face the post-treatment system composed by ozone - submerged aerated biofilter was operated for assessment of your performance and a comparison with the patterns and reuse criteria. In the first face two conductions of greater performance were found: one with 10 mg O3/L and 30 min and other with 30 mg O3/L and 10 min. The second face was prejudiced in function of the effluent ozonizated to have floculated, with that interfering in the isotherm test. In the third faces two submerged aerated biofilters were built, one with granulate activated carbon and other with polyurethane foam as material supports. The BFs presented effluent with excellent final quality. The BFs with GAC demonstrated to be the most efficient among the two, it had faster stabilization and it produced final effluent with COD of the order of 14,3 mg/L and TSS of 6,8 mg/L. The cost of the post-treatment was around in R$ 0,25 for cubic meter for 10.000 persons and R$ 0,16 for 200.000 persons, demonstrating viable technique and economically of process. The agricultural reuse becomes interesting, because the final effluent presents phosphorus and nitrate that can be consumed by the plants.

Processos biológicos de tratamento de esgotos são largamente utilizados mundialmente e, apesar de serem eficientes na remoção de matéria orgânica, têm capacidades limitadas na remoção de poluentes orgânios emergentes, principalmente fármacos. Este trabalho avaliou a eficiência dos processos de tratamento de esgotos por lodos ativados com oxigênio puro, lagoas aeradas e reator anaeróbio de fluxo ascendente (RAFA) na remoção de seis fármacos selecionados - paracetamol, ibuprofeno, atenolol, sinvastatina, carbamazepina e clonazepam, com altos índices de utilização pela população. Para isto, foram analisadas amostras de esgoto bruto e de esgoto tratado oriundas de três estações de tratamento de esgotos em operação no Estado de São Paulo, sendo realizadas quatro campanhas de coleta, durante dois anos, em períodos hidrológicos de seca e chuva. A técnica analítica utilizada foi a cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS), através de método estabelecido e validado para a execução desta pesquisa. Ibuprofeno, sinvastatina e clonazepam não foram identificados em nenhuma das amostras analisadas. Atenolol, paracetamol e carbamazepina foram detectados em todas as estações estudadas, observando-se remoção e liberação deles durante todos os processos de tratamento. A estação que adota o processo por lagoas aeradas mostrou maior eficiência na remoção de paracetamol e atenolol, sendo que um elevado tempo de detenção hidráulica empregado nela parece ter influenciado positivamente na eficácia de remoção destas subtâncias. A estação que utiliza lodos ativados com oxigênio puro apresentou remoções inferiores e maiores taxas de liberação dos fármacos paracetamol e carbamazepina. Já a estação que adota RAFA apresentou discreta superioridade na remoção de carbamazepina, e eficiências intermediárias para paracetamol e atenolol. A carbamazepina mostrou resistência à degradaçào pelos processos avaliados, porém a desinfecção do efluente final, por cloração, aparentemente elevou a remoção deste composto. / Sewage biological treatment processes are the most used worldwide and, in general, they show organic matter removal high efficiency, however their pharmaceuticals removal capacity were quite limited. The aim of this study is verify the efficiency of sewage biological treatment processes per pure oxygen activated sludge, aerated basin and upflow anaerobic sludge blanket (UASB), in removal of six selected drugs acetaminophen, ibuprofen, atenolol, simvastatin, carbamazepine and clonazepam, most frequently used by population. For this purpose, it was analyzed raw sewage and treated sewage samples from three sewage treatment plants localized at Sao Paulo, Brazil, in four collection stages, during two years, at dry and wet periods. The analytical technique of choice was high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), by developed and validated method for this study. Ibuprofen, simvastatin and clonazepam were not detected at any samples collected. Atenolol, acetaminophen and carbamazepine were identified at all plants investigated, with removal and production during all treatment processes here considered. Aerated basin plant was most efficient in acetaminophen and atenolol removal, and a high hydraulic detention time seem be better to remove these compounds. Pure oxygen activated sludge plant showed lower removal rates and higher production of acetaminophen and carbamazepine. Already the UASB plant revealed a little superiority in carbamazepine removal, and intermediary efficacy to acetaminophen and atenolol removal. Carbamazepine showed persistence in treatment processes evaluated, however final effluent disinfection, with chlorination, apparently raised this compound removal.