Neste trabalho avaliou-se o desempenho técnico e a viabilidade econômica do biofiltro aerado submerso preenchido com carvão granular antracitoso, empregado no pós-tratamento de efluente proveniente de reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo. Os biofiltros experimentais utilizados no trabalho, com volume reacional de 47 L, operaram por 200 dias, com tempos de detenção hidráulica de 5 e 7,5 h. Constatou-se a viabilidade técnica em relação à remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal. O BF1 (TDH = 5 h), apresentou eficiências médias na remoção de \'DQO IND.f\', \'DBO IND.5\' e nitrogênio amoniacal de 62%, 46% e 89%, respectivamente, com valores médios de efluente de 25 \'+ OU -\' 11 mg\'DQO IND.f\'/L, 36 \'+ OU -\' 29 mg\'DBO IND.5\'/L e 4 \'+ OU -\' 9 mg N-\'NH IND.3\'/L. Por outro lado, o BF2 (TDH = 7,5 h), com desempenho superior, apresentou eficiências médias na remoção de \'DQO IND.f\', \'DBO IND.5\' e nitrogênio amoniacal de 68%, 95% e 89%, respectivamente, com valores médios de efluente de 21 \'+ OU -\' 12 mg\'DQO IND.f\'/L, 3 \'+ OU -\' 3 mg\'DBO IND.5\'/L e 6 \'+ OU -\' 12 mg N-\'NH IND.3\'/L. Os sistemas combinados UASB+BF apresentaram eficiências globais médias acima de 87% para DQO filtrada. Na análise da viabilidade econômica, o custo do leito filtrante de carvão representou, em média, 23% do custo total de implantação. Para o horizonte de projeto de 20 anos e taxa de juros de 11% ao ano, as receitas mínimas estimadas para sistemas de pós-tratamento com biofiltro preenchido com carvão foram de R$ 0,19; R$ 0,20; R$ 0,22 e R$ 0,24 por metro cúbico tratado, para populações de 200.000, 100.000, 50.000 e 25.000 habitantes respectivamente, sem considerar o custo com o tratamento do lodo gerado neste tratamento. / This research refers to technical performance and economic viability of submerged aerated biofilter with bed granular anthracite coal, employed in the post-treatment of effluent from upflow anaerobic sludge bed reactor. The experimental biofilters used in this research, with 47 L reaction volume, were loaded for 200 days with hydraulic retention time of 5 and 7.5 h. Technical feasibility regarding the removal of organic matter and ammonia nitrogen was confirmed. BF1 (HRT = 5 h) removal efficiencies of filtered COD, BOD and ammonia nitrogen were 62%, 46% and 89%, respectively, with average effluent concentration of 25 \'+ OU -\' 11 mg \'COD IND.f\'/L, 36 \'+ OU -\' 29 mg \'BOD IND.5\'/L e 4 \'+ OU -\' 9 mg \'NH IND.3\'/L. Moreover, BF2 (HRT = 7.5 h), with higher performance, achieved removal efficiencies 68%, 95% and 89% of filtered COD, DBO and ammonia nitrogen respectively, with average effluent concentration of 21 \'+ OU -\' 12 mg \'COD IND.f\'/L, 3 \'+ OU -\' 3 mg \'BOD IND.5\'/L and 6 \'+ OU -\' 12 mg \'NH IND.3\'/L. Combined systems UASB+BF achieved average overall efficiencies above 87% to filtered COD. Concerning economic feasibility study, the coal bed represented, on average, 23% of the total deployment cost. Within a twenty-year-project horizon and 11% of annual interest rate, the estimated minimum revenues for post-treatment system with submerged aerated biofilter with bed coal were R$ 0,19; R$ 0,20; R$ 0,22 and R$ 0,24 - brazilian real - per cubic meter of wastewater treated for 200,000, 100,000, 50,000 and 25,000 inhabitants respectively, without evaluating treatment cost of sludge generated in this system.

O lixiviado de aterros sanitários é um efluente líquido poluente devido, principalmente, à sua elevada concentração de amônia. Seu tratamento faz-se necessário para que sejam atendidas as exigências das legislações ambiental e trabalhista, além de minimizados os impactos ambientais de seu lançamento nos corpos d\'água. Esta pesquisa propõe a remoção da amônia presente no lixiviado por meio do processo físico-químico \"air stripping\", que promove a transferência da amônia da fase líquida para gasosa. Para que não se contribua com a poluição atmosférica, o efluente gasoso do \"air stripping\" deve ser tratado em solução de ácido sulfúrico ou água. A neutralização da amônia com solução de ácido sulfúrico gera o sulfato de amônio, e com água, a aquamônia. Tais subprodutos podem ser usados como fertilizantes. Nesta pesquisa, para remoção da amônia do lixiviado foi utilizada uma torre de PVC, com 2,24 m de altura e 15 cm de diâmetro, recheada com anéis do tipo Rashing de polietileno corrugados, com diâmetro de 1,5 cm e 5 cm de comprimento. As vazões de ar utilizadas foram 1200, 1600 e 3600 L/h e as vazões de lixiviado foram 18 e 30 L/h. Para ajuste no pH do lixiviado, utilizou-se hidróxido de cálcio (padrão analítico) e cal comercial. Os fluxos de líquido e ar eram em contracorrente. Para o recolhimento da amônia foram usados dois frascos de 6 L, preenchidos com 4 L de solução de ácido sulfúrico 0,4 mol/L ou água. Os resultados obtidos indicaram remoção praticamente completa de toda a amônia contida no lixiviado. Nas diferentes condições operacionais avaliadas, a concentração de amônia remanescente no lixiviado foi igual ou inferior aos 20 mg/L determinados pela Resolução 397/08 do CONAMA. Quanto ao recolhimento da amônia, a eficiência média obtida nos frascos lavadores próxima a 80%, tanto ) quando utilizada a solução de ácido sulfúrico 0,4 mol/L quanto quando utilizada água. / Sanitary landfill leachate is a pollutant liquid effluent mainly due to its high ammonia concentration. Its treatment is necessary due to environmental and labour legislation requirements, besides prevention of environmental impacts of leachate release in water bodies. This research proposes ammonia removal from leachate by air stripping process, which transfers ammonia from liquid to gaseous phase. In order to prevent atmospheric pollution, air stripping gaseous effluent must be treated with sulphuric acid solution or water. Ammonia neutralization by sulfuric generates ammonium sulfate and by water, aquammonia is generated. Such by-products may be used as fertilizer. In this research, in order to remove leachate ammonia it was used a PVC tower of 2.24 m high and 15 cm diameter, packed with Rashing rings of corrugated polyethylene of 1.5 cm diameter and 5 cm length. Air flows were 1200, 1600 and 3600 L/h and leachete flows were 18 e 30 L/h. Calcium carbonate (standard grade) and commercial hydrated lime were used for pH adjustments. Air and liquid flows were countercurrent. In order to recover ammonia, two flasks of 6 L were used and filled with 4 L of 0.4 mol/L sulfuric acid solution or water. Results showed that ammonia was almost completely removed from leachate. In all operational conditions evaluated, remaining ammonia concentration in leachate was equal or less than 20 mg/L, value established by Resolution 397/08 of Brazilian Council of the Environment. Ammonia recovery with water or a 0.4 mol/L sulfuric acid solution was about 80%.

Esta pesquisa avaliou a eficiência do biofiltro aerado submerso empregado no pós-tratamento do efluente do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), em escala real, localizado na ETE Água Vermelha em São Carlos, SP, sob condições hidráulicas desfavoráveis. Estudou-se a remoção de matéria orgânica e de sólidos, a possibilidade de remoção de nitrogênio e fósforo e também as características da biomassa aderida ao meio suporte. O estudo foi desenvolvido em duas fases, uma sem a adição de inóculo (fase I) e outra com inoculação (fase II). Na fase I foi aplicada vazão de 380 m³/dia, cargas orgânicas volumétricas (COV) de 3kgDQO/m³.dia com carga hidráulica (CH) de 8 m³/m².dia e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 170 minutos. Nesta fase o biofiltro alcançou eficiências médias de 40% na remoção de matéria orgânica (DQO) e de 35% para os SST. Na segunda fase foram aplicadas vazões de 500 m³/dia, COV de 4 kg DQO/ m³.dia com CH de 11 m³/ m².dia e TDH de 130 minutos. O BAS apresentou eficiências médias de remoção de DQO, \'COT IND.F\' e SST de 36%, 60% e 30%, respectivamente, para a fase II. A conversão de nitrito a nitrato foi considerada desprezível, podendo ser atribuída ao alto valor de DQO afluente ao BAS, à ocorrência de nitrificação e desnitrificação no mesmo biofilme e à distribuição ineficiente de ar no interior do reator. O biofiltro não apresentou bons resultados quanto à remoção de fósforo durante a pesquisa. O estudo permitiu concluir que o BAS apresentou um desempenho satisfatório como unidade de pós-tratamento de reator UASB na fase de partida, mesmo sendo submetido a altas cargas hidráulicas e orgânicas. Constatou-se, portanto, que o emprego do biofiltro aerado submerso apresenta-se como uma alternativa vantajosa para o pós-tratamento do efluente de reatores anaeróbios, produzindo um efluente de excelente qualidade. / This research evaluated the efficiency of a full scale submerged aerated biofilter (SAB) used for post-treatment of the effluent of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, located in the wastewater treatment plant Água Vermelha (São Carlos, SP, Brazil), under unfavorable hydraulic conditions. The removal of organic matter and solids, the possibility of removal of nitrogen and phosphorus and also the characterization of biomass attached to the packing media were studied. This study vas developed in two phases, one without reactor seeding (phase I), and another when the reactor was seeded (phase II). At phase I, a flow rate of 380 m³/d and a volumetric loading rate of 3 kgCOD/m³.d with hydraulic load (HL) of 8 m³/m².d were applied, with 170 minutes of hydraulic retention time (HRT). In this phase the biofilter reached average efficiencies of 40% in organic matter removal (COD) and 35% for TSS. Already in phase II, a flow rate of 500 m³/d, a volumetric loading rate of 4kgCOD/m³.d with HL of 11 m³/ m².dia were applied, with 130 minutes of HRT. The SAB allowed average removal efficiencies of COD, \'TOC IND.F\' and TSS of 36%, 60% and 30%, respectively, for phase II. The conversion of nitrite to nitrate was considered worthless, likely attributed to the high value of affluent COD to the SAB, the occurrence of nitrification and denitrification in the same biofilm and the inefficient air distribution in the interior of the reactor. The biofilter did not present good results in phosphorus removal. This study allowed to conclude that the aerated submerged biological filter presented a satisfactory performance as a post-treatment unit of an UASB reactor during the start-up phase, being submitted to high hydraulic and organic loads. It was found that the employment of the submerged aerated biofilter is an advantageous alternative as anaerobic effluent post-treatment, producing excellent quality effluent.

Este trabalho experimental apresenta os resultados da avaliação do desempenho de uma instalação piloto, composta por reator UASB seguido de lagoa aerada aeróbia e lagoa de decantação, no tratamento dos esgotos afluente a ETE - Jundiaí, que contém elevada contribuição de despejos industriais. O reator UASB e a lagoa de decantação tem volume útil de 3,0 m3 e 2,0 m3, respectivamente. O volume da lagoa aerada aeróbia é variável entre 7,2 m3 e 21,6 m3 de modo a permitir variar o tempo de detenção hidráulica. O sistema foi avaliado em termos da eficiência de remoção de DQO, DBO5, sólidos suspensos, nitrogênio total, fósforo total e cor verdadeira para tempos de detenção hidráulica na lagoa aerada aeróbia variando entre 1,0 e 3,5 dias mantendo, tanto no reator UASB quanto, na lagoa de decantação o tempo de detenção constante em 8,0 horas e 1,8 dia, respectivamente. O sistema completo apresentou uma eficiência de remoção de DQO total entre 85% e 87%, de DBO5 total entre 92% e 96%, de SST entre 81% e 87%, de SSV entre 80 e 88%, de nitrogênio total entre 55 e 57%, de fósforo total entre 60 e 70% e de cor verdadeira entre 50 e 60%, para tempos de detenção hidráulica na lagoa aerada aeróbia variando entre 1,5 e 3,5 dias. O reator UASB foi responsável pela remoção de cerca de 50% da DQO total, 60% da DBO5 total e 40% dos SST do afluente, operando em média com um tempo de detenção hidráulica de 8,0 horas. As eficiências alcançadas no sistema completo produziram um efluente final com uma concentração de DQO total entre 170 e 230 mg/L, de DBO5 total entre 30 e 60 mg/L, de SST entre 30 e 45 mg/L, de SSV entre 24 e 40 mg/L, de nitrogênio total entre 24 e 28 mg NH3/L, de fósforo total entre 3,5 e 5,5 mg P/L e de cor verdadeira entre 375 e 600 mg Pt/L. O sistema pesquisado mostrou-se uma alternativa viável para o tratamento do esgoto afluente à ETE - Jundiaí e poderá resultar em redução da área e em menor consumo de energia que os hoje necessários na ETE - Jundiaí, que emprega um sistema composto por lagoas aeradas aeróbias seguidas de lagoas de decantação. / This experimental investigation was carried out in order to evaluate the performance of a pilot plant, composed of an UASB reactor followed by an aerated lagoon and a settling pond, treating the Wastewater Treatment Plant of Jundiaí city (WWTPJ) influent sewage, which contains in its composition an expressive amount of industrial effluents. The UASB reactor and settling pond have an useful volume of 3.0 m3 and 2.0 m3, respectively. The aerated lagoon volume is variable from 7.2 m3 to 21.6 m3 to make possible the hydraulic retention time variation. The COD, BOD5, suspended solids, total nitrogen, total phosphorus and true colour removal efficiencies of the system were evaluated when the aerated lagoon hydraulic retention time varied from 1.0 to 3.5 days and in the UASB reactor and settling pond was mainteined constant at 8.0 hours and 1.8 day, respectively. The range of removal efficiencies obtained in the system are: 85 - 87% for total COD, 92 - 96% for total BOD5, 81 - 87% for TSS, 80 - 88% for VSS, 55 - 57% for total nitrogen, 60 - 70% for total phosphorus, and 50 - 60% for true color, when the aerated lagoon hydraulic retention time varied from 1.5 to 3.5 days. The UASB reactor operating at 8.0 hours hydraulic retention time removes almost 50% of total COD, 60% of total BOD5 and 40% of TSS from the influent contents. The system performance lead to a final effluent with a total COD, total BOD5, TSS, VSS, total nitrogen, total phosphorus, and true color concentrations in the range of: 170 - 230 mg/L, 30 - 60 mg/L and 30 - 45 mg/L, 24 - 40 mg/L, 24 - 28 mg N/L, 3,5 - 5,5 mg P/L and 375 - 600 mg Pt/L, respectively. The system studied is a practicable alternative for the treatment of the WWTPJ influent sewage, probably with less area and energy saving whem compared to the WWTPJ current needs, which uses a system composed by an aerated lagoon followed by a settling pond

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-06-12T12:24:30Z No. of bitstreams: 1 4.pdf: 2382758 bytes, checksum: 4c6120c8307739a15287afe6bbb8a4e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-12T12:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4.pdf: 2382758 bytes, checksum: 4c6120c8307739a15287afe6bbb8a4e0 (MD5) Previous issue date: 2010-06 / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / PRÓ SINOS - Consórcio Público de Saneamento Básico da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos / COMITESINOS - Comitê de Gerenciamento da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos / FNMA - Fundo Nacional de Meio Ambiente do Ministério do Meio Ambiente / SEMA - Secretaria Estadual de Meio Ambiente do Rio Grande do Sul / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho fundamentou-se no monitoramento de um sistema composto de três Biofiltros Aerados Submersos (BAS)multi-estágio, aplicado ao pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio alimentado com mistura de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico, sendo testados três diferentes meios suporte: tampas e gargalo de garrafa PET, pedra britada nº4 e anéis Pall, sendo denominados BAS 1, 2 e 3. Os BAS são reatores com biomassa fixa, de forma que os microrganismos se aderem ao meio suporte formando biofilme. Neste sentido, este trabalho objetivou verificar a ocorrência de microbiota nitrificante no período de partida do sistema, convencionado em 90 dias. Foi avaliada a presença de bactérias nitrificantes através de técnicas de reação em cadeia da polimerase (PCR) e técnica do número mais provável (NMP), visando a quantificação dos microrganismos, especificamente Nitrosomonase Nitrobacter. A presença destes foi confirmada pelos resultados das análises físico-químicas e pela técnica de NMP.A contagem de bactérias do gênero Nitrosomonas para os 3 BAS apresentou um perfil semelhante com valores entre 7,8 x 101 e >1,6 x 105(BAS1); 7,8 x 101e 1,6 x 105(BAS2) e 2,4 x 101e 9,2 x 104(BAS3). O mesmo comportamento foi observado para bactérias do gênero Nitrobacter, cujos valores variaram entre: < 1,8 x 101e 1,6 x 104(BAS1); 1,8 x 101e 2,4 x 103(BAS2); 1,7 x 01e 3,5 x 103 (BAS3). As contagens de bactérias do gênero Nitrobacter apresentaram-se menores em todos os reatores. Os teores de nitrato avaliados no efluente mostraram a ocorrência de um acréscimo na concentração ao longo do período monitorado em todos os reatores apresentando os seguintes valores: 74 a 922 mg/L (BAS 1), 95 a 910 mg/L (BAS 2) e 33 a 910 mg/L (BAS 3), o que pode ser relacionado com o aumento da presença de bactérias nitrificantes, conforme resultados do NMP. As análises de PCR, entretanto, foram prejudicadas possivelmente pela presença de substâncias inibidoras dificultando a amplificação. Neste estágio toda a matéria orgânica facilmente biodegradável já havia sido consumida pelo pré-tratamento anaeróbio a jusante dos BAS, permanecendo no afluente aos BAS apenas matéria orgânica recalcitrante, o que dificultou o desenvolvimento de um biofilme adequado e possivelmente a amplificação do DNA das bactérias nitrificantes presentes no sistema. Esta pesquisa é parte de dois projetos amplos, o Programa de Apoio ao Ensino e a Pesquisa Científica e Tecnológica em Engenharias (Pró-Engenharias) e o Plano Sinos, que tem por objetivo estruturar o Plano de Bacia para o Rio dos Sinos. A importância deste trabalho vai de encontro com a necessidade de se desenvolverem alternativas que busquem melhorar a qualidade das águas residuárias lançadas na Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos. / his work was based on the monitoring of a system formed by three multi-stage Submerse Aerated Biofilters (BAS), applied to the post-treatment of effluent of the anaerobic reactor fed with mixture of landfill leachate and domestic sewage, being tested three different support media: lids and necks of PET bottles, broken stone nº4 and Pall rings, being denominated BAS 1, 2 and 3. The BAS are reactors with fixed biomass, in a way that the microorganisms adhere to the support media forming biofilm. In this way, this work had as objective to verify the occurrence of nitrifying microbiota in the set-off period of the system, established in 90 days. The presence of nitrifying bacteria was evaluated through polymerase chain reaction techniques (PCR) and technique of the most probable (NMP), seeking the quantifying of the microorganisms, specifically Nitrosomonas and Nitrobacter. The presence of these was confirmed by the results of the physical-chemical analysis and by the NMP technique. The counting of the bacteria of the Nitrosomonas gender for the 3 BAS presented a similar profile with values between 7,8 x 101 and >1,6 x 105(BAS1); 7,8 x 101 and 1,6 x 105(BAS2) and 2,4 x 101 and 9,2 x 104(BAS3). The same behavior was observed for bacteria of the Nitrobacter gender, which values vary between: < 1,8 x 101 and 1,6 x 104(BAS1); 1,8 x 101 and 2,4 x 103(BAS2); 1,7 x 101 and 3,5 x 103 (BAS3). The counting of bacteria of the Nitrobacter gender presented themselves lower in all the reactors. The levels of nitrate evaluated in the effluent showed the occurrence of an increase in the concentration during the monitored period in all the reactors presenting the following values: 74 to 922 mg/L (BAS 1), 95 to 910mg/L (BAS 2) and 33 to 910 mg/L (BAS 3), which can be related to the increase of the presence of nitrifying bacteria, according to the results of the NMP. The analysis of PCR, however, was harmed possibly by the presence of hindering substances making the amplification difficult. In this stage all the easily biodegradable organic matter had already been consumed by the anaerobic pre-treatment previously to the BAS, remaining in the affluent to the BAS only recalcitrant organic matter, which hindered the development of an adequate biofilm and possibly the amplification of the DNA of the nitrifying bacteria present in the system. This research is part of two more ample projects, the Teaching Aid Program and the Scientific and Technological Research in Engineering (Pro-Engineering) and the Sinos Plan, which has as objective to structure the Basin Plan for the Sinos River. The importance of this work meets the necessity of developing alternatives which seek to improve the quality of the wastewater thrown in the Hydrographic Basin of the Sinos River.

Este trabalho experimental apresenta os resultados da avaliação do desempenho de uma instalação piloto, composta por reator UASB seguido de lagoa aerada aeróbia e lagoa de decantação, no tratamento dos esgotos afluente a ETE - Jundiaí, que contém elevada contribuição de despejos industriais. O reator UASB e a lagoa de decantação tem volume útil de 3,0 m3 e 2,0 m3, respectivamente. O volume da lagoa aerada aeróbia é variável entre 7,2 m3 e 21,6 m3 de modo a permitir variar o tempo de detenção hidráulica. O sistema foi avaliado em termos da eficiência de remoção de DQO, DBO5, sólidos suspensos, nitrogênio total, fósforo total e cor verdadeira para tempos de detenção hidráulica na lagoa aerada aeróbia variando entre 1,0 e 3,5 dias mantendo, tanto no reator UASB quanto, na lagoa de decantação o tempo de detenção constante em 8,0 horas e 1,8 dia, respectivamente. O sistema completo apresentou uma eficiência de remoção de DQO total entre 85% e 87%, de DBO5 total entre 92% e 96%, de SST entre 81% e 87%, de SSV entre 80 e 88%, de nitrogênio total entre 55 e 57%, de fósforo total entre 60 e 70% e de cor verdadeira entre 50 e 60%, para tempos de detenção hidráulica na lagoa aerada aeróbia variando entre 1,5 e 3,5 dias. O reator UASB foi responsável pela remoção de cerca de 50% da DQO total, 60% da DBO5 total e 40% dos SST do afluente, operando em média com um tempo de detenção hidráulica de 8,0 horas. As eficiências alcançadas no sistema completo produziram um efluente final com uma concentração de DQO total entre 170 e 230 mg/L, de DBO5 total entre 30 e 60 mg/L, de SST entre 30 e 45 mg/L, de SSV entre 24 e 40 mg/L, de nitrogênio total entre 24 e 28 mg NH3/L, de fósforo total entre 3,5 e 5,5 mg P/L e de cor verdadeira entre 375 e 600 mg Pt/L. O sistema pesquisado mostrou-se uma alternativa viável para o tratamento do esgoto afluente à ETE - Jundiaí e poderá resultar em redução da área e em menor consumo de energia que os hoje necessários na ETE - Jundiaí, que emprega um sistema composto por lagoas aeradas aeróbias seguidas de lagoas de decantação. / This experimental investigation was carried out in order to evaluate the performance of a pilot plant, composed of an UASB reactor followed by an aerated lagoon and a settling pond, treating the Wastewater Treatment Plant of Jundiaí city (WWTPJ) influent sewage, which contains in its composition an expressive amount of industrial effluents. The UASB reactor and settling pond have an useful volume of 3.0 m3 and 2.0 m3, respectively. The aerated lagoon volume is variable from 7.2 m3 to 21.6 m3 to make possible the hydraulic retention time variation. The COD, BOD5, suspended solids, total nitrogen, total phosphorus and true colour removal efficiencies of the system were evaluated when the aerated lagoon hydraulic retention time varied from 1.0 to 3.5 days and in the UASB reactor and settling pond was mainteined constant at 8.0 hours and 1.8 day, respectively. The range of removal efficiencies obtained in the system are: 85 - 87% for total COD, 92 - 96% for total BOD5, 81 - 87% for TSS, 80 - 88% for VSS, 55 - 57% for total nitrogen, 60 - 70% for total phosphorus, and 50 - 60% for true color, when the aerated lagoon hydraulic retention time varied from 1.5 to 3.5 days. The UASB reactor operating at 8.0 hours hydraulic retention time removes almost 50% of total COD, 60% of total BOD5 and 40% of TSS from the influent contents. The system performance lead to a final effluent with a total COD, total BOD5, TSS, VSS, total nitrogen, total phosphorus, and true color concentrations in the range of: 170 - 230 mg/L, 30 - 60 mg/L and 30 - 45 mg/L, 24 - 40 mg/L, 24 - 28 mg N/L, 3,5 - 5,5 mg P/L and 375 - 600 mg Pt/L, respectively. The system studied is a practicable alternative for the treatment of the WWTPJ influent sewage, probably with less area and energy saving whem compared to the WWTPJ current needs, which uses a system composed by an aerated lagoon followed by a settling pond

Esta pesquisa avaliou a eficiência do biofiltro aerado submerso empregado no pós-tratamento do efluente do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), em escala real, localizado na ETE Água Vermelha em São Carlos, SP, sob condições hidráulicas desfavoráveis. Estudou-se a remoção de matéria orgânica e de sólidos, a possibilidade de remoção de nitrogênio e fósforo e também as características da biomassa aderida ao meio suporte. O estudo foi desenvolvido em duas fases, uma sem a adição de inóculo (fase I) e outra com inoculação (fase II). Na fase I foi aplicada vazão de 380 m³/dia, cargas orgânicas volumétricas (COV) de 3kgDQO/m³.dia com carga hidráulica (CH) de 8 m³/m².dia e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 170 minutos. Nesta fase o biofiltro alcançou eficiências médias de 40% na remoção de matéria orgânica (DQO) e de 35% para os SST. Na segunda fase foram aplicadas vazões de 500 m³/dia, COV de 4 kg DQO/ m³.dia com CH de 11 m³/ m².dia e TDH de 130 minutos. O BAS apresentou eficiências médias de remoção de DQO, \'COT IND.F\' e SST de 36%, 60% e 30%, respectivamente, para a fase II. A conversão de nitrito a nitrato foi considerada desprezível, podendo ser atribuída ao alto valor de DQO afluente ao BAS, à ocorrência de nitrificação e desnitrificação no mesmo biofilme e à distribuição ineficiente de ar no interior do reator. O biofiltro não apresentou bons resultados quanto à remoção de fósforo durante a pesquisa. O estudo permitiu concluir que o BAS apresentou um desempenho satisfatório como unidade de pós-tratamento de reator UASB na fase de partida, mesmo sendo submetido a altas cargas hidráulicas e orgânicas. Constatou-se, portanto, que o emprego do biofiltro aerado submerso apresenta-se como uma alternativa vantajosa para o pós-tratamento do efluente de reatores anaeróbios, produzindo um efluente de excelente qualidade. / This research evaluated the efficiency of a full scale submerged aerated biofilter (SAB) used for post-treatment of the effluent of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, located in the wastewater treatment plant Água Vermelha (São Carlos, SP, Brazil), under unfavorable hydraulic conditions. The removal of organic matter and solids, the possibility of removal of nitrogen and phosphorus and also the characterization of biomass attached to the packing media were studied. This study vas developed in two phases, one without reactor seeding (phase I), and another when the reactor was seeded (phase II). At phase I, a flow rate of 380 m³/d and a volumetric loading rate of 3 kgCOD/m³.d with hydraulic load (HL) of 8 m³/m².d were applied, with 170 minutes of hydraulic retention time (HRT). In this phase the biofilter reached average efficiencies of 40% in organic matter removal (COD) and 35% for TSS. Already in phase II, a flow rate of 500 m³/d, a volumetric loading rate of 4kgCOD/m³.d with HL of 11 m³/ m².dia were applied, with 130 minutes of HRT. The SAB allowed average removal efficiencies of COD, \'TOC IND.F\' and TSS of 36%, 60% and 30%, respectively, for phase II. The conversion of nitrite to nitrate was considered worthless, likely attributed to the high value of affluent COD to the SAB, the occurrence of nitrification and denitrification in the same biofilm and the inefficient air distribution in the interior of the reactor. The biofilter did not present good results in phosphorus removal. This study allowed to conclude that the aerated submerged biological filter presented a satisfactory performance as a post-treatment unit of an UASB reactor during the start-up phase, being submitted to high hydraulic and organic loads. It was found that the employment of the submerged aerated biofilter is an advantageous alternative as anaerobic effluent post-treatment, producing excellent quality effluent.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3222494 bytes, checksum: 78618fcec354fb9b93e356bb7523df94 (MD5) Previous issue date: 2014-01-20 / In the pulp and paper industry there is a large consumption of water in their processes which are directly linked to the issue of wastewater and characteristics of these effluents . Normally these industries treat their effluents by biological processes such as activated sludge and aerated lagoons . The treatment system aerated lagoons are classified as optional or complete mixing due to the power density of the aeration equipment . This study analyzes the performance of a complete-mix aerated lagoon followed by decantation pond of Santher paper mill located in Governador Valadares, Minas Gerais. Checks the current status of the treatment system with respect to flow, hydraulic detention time (HDT), power density, temperature and the availability of dissolved oxygen (DO) provided by nine aerators. The volumetric flow measurement method was used to determine a rate of 2419 m3/day, with corresponding and TDH's of 8.76 and 1.87 for the aeration and settling ponds, respectively. The temperatures did not exhibit large variations within each pond, the aerators indicated power density of 3.12 W/m3, a value close to the recommended minimum degree, and DO concentrations on the surface of the pond aeration above the recommended minimum, yet close the bottom of the pond, DO levels were observed in the range of 0 to 2.0 mg/L.. Physico-chemical characterization of the effluent was performed and compared to standards for effluent discharge in force in the State of Minas Gerais. Removal efficiencies of COD, BOD, TSS and oil and grease were 82%, 83%, 95% and 84%, respectively. Nitrogen and phosphorus were found in excess in the lagoons. The final effluent did not present acute toxicity to Daphnia similis or chronic toxicity to Ceriodaphnia dubia. The soluble COD removal coefficent for the complete mix aerated lagoon was estimated to be 0,23/day. Specific ultraviolet absorbance ( SUVA 254 ) of the effluent decreased at each stage of treatment, while UV 254 /UV 280 values remained constant throughout the system. The study also examined the occurrence of browning and odor generation in the settling pond, where the episodes were associated with lack of oxygen in the pond triggering anaerobic condition. / Na indústria de papel há grande consumo de água em seus processos, o que gera grande emissão de águas residuárias com diferentes características. Normalmente, essas indústrias tratam seus efluentes por processos biológicos como lodos ativados e lagoas aeradas. Os sistemas de tratamento por lagoas aeradas são classificados como aeradas facultativas ou de mistura completa, em função da densidade de potência dos equipamentos de aeração. O presente estudo analisa o desempenho de uma lagoa aerada de mistura completa seguida de lagoa de decantação da fábrica de papel SANTHER, situada em Governador Valadares-MG . Verificou-se a atual situação do sistema de tratamento com relação à vazão, tempo de detenção hidráulica, densidade de potência, temperaturas e disponibilidade de oxigênio dissolvido, fornecido por 9 aeradores. Utilizando-se o método volumétrico de medição de vazão foi medida uma vazão de 2419 m3/dia, e os TDH &#769;s de 8,76 e 1,87 dias para as lagoas de aeração e decantação, respectivamente. As temperaturas não apresentaram grandes variações no interior de cada lagoa, os aeradores indicaram densidade de potência de 3,12 W/m3, valor próximo ao mínino recomendado, e OD com concentrações na superfície da lagoa de aeração superiores ao mínimo recomendado, porém, próximo ao fundo da lagoa, foram constatados teores de OD na faixa de 0 a 2,0 mg/L. Foi realizada uma caracterização físico-química do efluente e comparado aos padrões de lançamento de efluentes vigentes nos Estado de Minas Gerais. As eficiências de remoção de DQO, DBO, SST e óleos e graxas foram de 82%, 83%, 95% e 84%, respectivamente. Nitrogênio e fósforo apresentaram-se em excesso no efluente da lagoa aerada. O efluente final não apresentou toxicidade aguda à Daphnia similis e nem toxicidade crônica à Ceriodaphnia dúbia. O valor do coeficiente da DQO solúvel estimado para a lagoa aerada de mistura completa foi de 0,23/d. A absorvância ultravioleta específica (SUVA254) aumentou ao longo do sistema de tratamento, enquanto os valores de UV254/UV280 permaneceram constantes. O estudo também analisou a ocorrência de escurecimento e geração de odor na lagoa de decantação, em que os episódios foram associados a falta de oxigênio na lagoa desencadeando a condição de anaerobiose.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3088.pdf: 1908678 bytes, checksum: ed9e01a2e9fbc1d3d2e81b225596705b (MD5) Previous issue date: 2010-02-22 / This study presents the operational results of a pilot wastewater treatment plant. The assays were carried out in two phases: Phase 1 involved the operation of a rotating biological contactor (RBC), while Phase 2 involved a combined system operation of a submerged aerated biofilter (SAB) downstream from the RBC. The RBC and SAB units were assayed in the treatment of sanitary sewage. The average feeding rate was 82.9 L.h-1 and the active sludge recirculation rate when operated only with the RBC was 60% of the former. Despite being a rotating reactor, the RBC under investigation did not have biodiscs because it was used as a microbial bed, consisting of corrugated high-density polyethylene (HDPE) tubes fixed on a metal structure in the shape of a rotating reel submerged in the aeration cell at about 90% of its diameter, providing subtracting contact between tubes a 41-m2 surface area for biofilm fixation. On the other hand, the SAB, which was comprised of corrugated HDPE rings that provided a 55-m2 contact area, was employed to polish the RBC effluent only in Phase 2 when sludge recycling was interrupted at the beginning of the process. This operation, which is typical of activated sludge systems, was carried out in Phase 1 (211 days). Substrate characterization showed maximum chemical oxygen demand (COD) concentrations of 3820.8 mgL-1 (average of 1004.5 mgL-1), an indication of contamination by liquid industrial effluents. In the first stage of testing (with the RBC), the treated effluent after secondary sedimentation tank were achieved in this study, biochemical oxygen demand (BOD) removal averages of 71.3% and the COD removals of 79.6%, respectively. Among the forms of nitrogen analysis, the concentration of organic nitrogen showed the greatest reductions reaching an average maximum of 51.2% and 91.5%. In the second stage of tests (RBC followed by SAB) efficiency BOD removal achieved was 78.2%, while the COD efficiency removal was 71.6%. The removal of volatile suspended solids after BAS achieved 39.2%, whereas RBC achieved volatile suspended solids removal of 65.3%. The pilot plant also showed that the concentration of SAB in the downstream of RBC minimized the variations in concentrations of all measured parameters, related to partially or fully treated wastewater, bringing benefits not linked to removal of carbonaceous organic matter. / Este estudo apresenta os resultados da operação de uma planta piloto de tratamento biológico para águas residuárias, em testes realizados em duas fases de estudo, sendo a primeira relacionada com a operação de um reator biológico de contato (RBC) e a segunda com a operação em sistema combinado, com um biofiltro aerado submerso (BAS) à jusante do RBC. As unidades RBC e BAS foram ensaiadas no tratamento de esgoto sanitário. A vazão média de alimentação foi de 82,9 Lh-1, e vazão de recirculação de lodo ativo quando se operou somente com o RBC, fixada em cerca de 60 % dessa vazão. O RBC utilizado, apesar de rotativo, não possuía biodiscos, pois foram utilizados como leito microbiano, tubos corrugados de polietileno de alta densidade (PEAD), fixados em uma estrutura metálica com a forma de um carretel rotativo, que foi submerso na célula de aeração em aproximadamente 90 % de seu diâmetro, enquanto que o BAS, montado com anéis corrugados, de PEAD, foi utilizado como polimento do efluente do RBC somente no segundo estágio dos ensaios. A caracterização do substrato, mostrou valores de concentração da demanda química de oxigênio (DQO), máxima de 3820,8 mgL-1 (média de 1004,5 mgL-1), denotando contaminação com efluentes líquidos industriais. No primeiro estágio dos ensaios (apenas com o RBC), o efluente tratado após o decantador secundário foram alcançadas neste estudo, remoções médias de DBO de 71,3%, e remoções de DQO de 79,6 %. Dentre as formas de nitrogênio analisadas, a concentração de nitrogênio orgânico apresentou as maiores reduções atingindo média de 51,2% e máxima 91,5%. No segundo estágio dos ensaios (RBC seguido de BAS) a eficiência alcançada de DBO foi de 78,2%, enquanto a eficiência de remoção de DQO foi de 71,6%. O BAS degradou 39,2 % dos sólidos suspensos voláteis que saíram da câmara com o RBC, enquanto o RBC degradou 65,3 % dos sólidos suspensos voláteis da entrada. A planta piloto apresentou também que a operação do BAS à jusante do RBC minimizou as variações das concentrações de todos os parâmetros analisados, relacionados ao efluente parcialmente ou totalmente tratado, não trazendo benefícios ligados a remoção de matéria orgânica carbonácea. Este estudo apresenta os resultados da operação de uma planta piloto de tratamento biológico para águas residuárias, em testes realizados em duas fases de estudo, sendo a primeira relacionada com a operação de um reator biológico de contato (RBC) e a segunda com a operação em sistema combinado, com um biofiltro aerado submerso (BAS) à jusante do RBC. As unidades RBC e BAS foram ensaiadas no tratamento de esgoto sanitário. A vazão média de alimentação foi de 82,9 Lh-1, e vazão de recirculação de lodo ativo quando se operou somente com o RBC, fixada em cerca de 60 % dessa vazão. O RBC utilizado, apesar de rotativo, não possuía biodiscos, pois foram utilizados como leito microbiano, tubos corrugados de polietileno de alta densidade (PEAD), fixados em uma estrutura metálica com a forma de um carretel rotativo, que foi submerso na célula de aeração em aproximadamente 90 % de seu diâmetro, enquanto que o BAS, montado com anéis corrugados, de PEAD, foi utilizado como polimento do efluente do RBC somente no segundo estágio dos ensaios. A caracterização do substrato, mostrou valores de concentração da demanda química de oxigênio (DQO), máxima de 3820,8 mgL-1 (média de 1004,5 mgL-1), denotando contaminação com efluentes líquidos industriais. No primeiro estágio dos ensaios (apenas com o RBC), o efluente tratado após o decantador secundário foram alcançadas neste estudo, remoções médias de DBO de 71,3%, e remoções de DQO de 79,6 %. Dentre as formas de nitrogênio analisadas, a concentração de nitrogênio orgânico apresentou as maiores reduções atingindo média de 51,2% e máxima 91,5%. No segundo estágio dos ensaios (RBC seguido de BAS) a eficiência alcançada de DBO foi de 78,2%, enquanto a eficiência de remoção de DQO foi de 71,6%. O BAS degradou 39,2 % dos sólidos suspensos voláteis que saíram da câmara com o RBC, enquanto o RBC degradou 65,3 % dos sólidos suspensos voláteis da entrada. A planta piloto apresentou também que a operação do BAS à jusante do RBC minimizou as variações das concentrações de todos os parâmetros analisados, relacionados ao efluente parcialmente ou totalmente tratado, não trazendo benefícios ligados a remoção de matéria orgânica carbonácea.

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castagnato_Renata_M.pdf: 1224635 bytes, checksum: 513cfc1c14b5af1159379a00e5d00297 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O formaldeído é um composto orgânico muito utilizado em diversos setores da indústria e serviços de saúde. Em hospitais e laboratórios de anatomia, ele é empregado em solução de 8 a 10 %, que ao se tornar imprópria para uso, necessita ser disposta adequadamente para não afetar os ecossistemas presentes nos corpos d¿água ou nos processos biológicos das estações de tratamento de esgotos. Pois, dependendo da concentração que o formaldeído se encontra, pode ser extremamente tóxico. O presente estudo teve o objetivo de verificar a tratabilidade de esgoto sanitário contendo formaldeído em um sistema combinado composto de um filtro anaeróbio (FA) seguido de um biofiltro aerado submerso (BAS). O volume útil de cada reator era de 17,6 L e o tempo de detenção hidráulica de 12 h. As concentrações de formaldeído aplicadas ao esgoto sanitário afluente ao sistema foram de 50, 100, 200 e 400 mg L-1, dividas em quatro fases de operação. Durante o monitoramento do sistema, foi verificado que a eficiência de remoção de formaldeído variou de 85,0 a 99,4 %, sendo que a partir do início da segunda fase (quando a concentração aplicada era de 100 mg L-1), a média de remoção foi de 98,0 ± 1,2 %. A média de remoção de DQO, durante as quatro fases de aplicação, foi de 84,4 ± 7,3 %, apesar do formaldeído não ter sido a única fonte de carbono. O valor máximo de carga de formaldeído removida no sistema foi de 0,407 kgm-3 d-1, quando sua aplicação no esgoto bruto era de 0,411 kg m-3 d-1 (concentração de 410,8 mg L-1). Foi observado também que a maior concentração de formaldeído encontrada no efluente tratado pelo sistema foi de 5,8 mg L-1, com valor médio de 1,9 ± 1,4 mg L-1. Houve inibição do processo de nitrificação no BAS a partir de 50 mg L-1 de formaldeído presente no esgoto afluente. Verificou-se que o sistema proposto foi adequado ao tratamento de esgoto sanitário com formaldeído, pois em todas as concentrações do composto aplicado (0 a 410,8 mg L-1), o seu desempenho se manteve estável, principalmente com relação à remoção de DQO e do próprio formaldeído. Palavras-chave: Formaldeído, sistema combinado anaeróbio/aeróbio, filtro anaeróbio, biofiltro aerado submerso, nitrificação, esgoto sanitário / Abstract: Formaldehyde is an organic compound largely used in several industrial sectors and health services, for example in hospitals and anatomy laboratories in a proportion of 8 to 10 %. When it becomes inadequate to be used, this solution must be properly disposed in order not to affect the ecosystems in water streams or in the biological process in the treatment sewage works, because depending on its concentration it can be extremely toxic. This study aims to verify the treatability of domestic wastewater containing formaldehyde in a combined system formed by an Anaerobic Filter followed by a Biological Aerated Filter. Each reactor presented a volume of 17,6 l and 12 h of hydraulic retention time (HRT). This type of system aggregates the advantages of these combined processes: anaerobic and aerobic. The concentration of formaldehyde used in domestic wastewater influent in the system was divided into 4 phases of operation, which corresponded to 50, 100, 200 and 400 mg L-1. The efficacy of removal of formaldehyde in the system varied from 85,0 and 99,4 %, and it must be noted that from the beginning of the 2nd phase (100 mg L-1) the average of removal was 98,0 ± 1,2 %. The average of removal of COD, during the whole 4 phases of operation, was 84,4 ± 7,3 %. It must be said that formaldehyde was not the only carbon source. The removal rate of formaldehyde achieved a maximum of 0,407 kg m-3 d-1, when the applied rate in the system was 0,411 kg m-3 d-1. This fact happened when the concentration of aldehyde in the influent was 410,8 mg L-1. The maximum concentration verified of formaldehyde in the effluent of system was 5,8 mg L-1, with an average of 1,9 ± 1,4 mg L-1. The process of nitrification has been inhibited in the Biological Aerated Filter from 50 mg L-1 of formaldehyde present in the influent. The proposed system was adequate to the treatment of domestic wastewater plus formaldehyde because in all concentration of aldehyde applied (0 a 410,8 mg L-1) its performance was kept stable, mainly in relation to COD removal and formaldehyde itself. Key words: Formaldehyde, combined system anaerobic/aerobic, anaerobic filter, biological aerated filter, nitrification, domestic wastewater / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil