Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:49:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kameyama_Oswaldo_M.pdf: 626173 bytes, checksum: 1cfd056a7e5131b99d1cf82e690e6e65 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Têm-se identificado deficiência de vitaminas em estações de tratamento biológico de efluentes, em especial do ácido fólico, que age como micronutriente para certas bactérias e estimulando seu crescimento. Este trabalho avaliou o efeito de diferentes concentrações de ácido fólico sobre o lodo em condições fisiológicas normais e em respiração endógena. O sistema foi conduzido em batelada a 25ºC±2ºC, vazão de ar de 0,5 L/min e utilizando água residuária sintética, sendo acompanhado a DQO, pH e Sólidos Totais, Sólidos Totais Fixos, Sólidos Totais Voláteis e visualização em microscópio ótico. Os resultados foram comparados ao controle. Os resultados demonstraram que concentrações de 4,0 e 8,0 mg/L de ácido fólico produzem melhora na microfauna do sistema de lodos ativados, sendo que a concentração de 8,0 mg/L ainda foi capaz de aumentar a velocidade de remoção de DQO nas condições fisiológicas normais do lodo e após a respiração endógena. A concentração de 4,0 mg/L apresentou, estatisticamente, resultado semelhante à concentração de 8,0 mg/L para a condição inicial do lodo em respiração endógena, melhorando a velocidade de remoção de DQO. Quanto ao pH e a remoção de DQO não houve alterações provocadas pela adição do ácido fólico, como era esperado / Abstract: They are deficiency of vitamins in sludge of biological wastewater treatment, especially the folic acid, that acts as micronutrient for certain bacteria and stimulating its growth. This work evaluated the effect of different concentrations of folic acid on the sludge in normal physiologic conditions and in endogenous respiration. The system was carried out batch reactor at 25ºC±2ºC, air flow of 0,5 L/min and using synthetic wastewater, being accompanied COD, pH and Total Solids, Fixed Total Solids, Volatile Total Solids and visualization in optic microscope. The results were compared to the control. The results demonstrated that the concentrations of 4,0 and 8.0 mg/L of folic acid produce improvement in the microfauna of the system of activated sludge, and the concentration of 8,0 mg/L was still capable to increase the speed of removal of COD in the normal physiologic conditions of the sludge and in the endogenous respiration. The concentration of 4,0 mg/L presented similar statistical result to the concentration of 8,0 mg/L for the initial condition of the endogenous respiration sludge, improving the speed COD removal. The pH and the COD removal did not have alterations provoked by the addition of the folic acid / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Källsorterande avloppssystem gör att resurserna i olika avloppsflöden kan tas tillvara. Särskilt klosettvatten innehåller näringsämnen som är viktiga att föra tillbaka till jordbruket. I Södertälje finns en anläggning som behandlar klosettvatten från slutna tankar och produkten används som gödsel. Hygieniseringen sker i två steg, först våtkompostering som höjer temperaturen och sedan ammoniakhygienisering genom tillsats av urea. För att våtkomposteringen ska fungera effektivt är det viktigt att klosettvattnet är så koncentrerat som möjligt, så att energiinnehållet är högt. Av denna anledning bör vakuumtoalett eller annan extremt snålspolande toalett användas. Våtkomposten i Södertälje har varit i drift sedan 2012 och det här examensarbetet har syftat till att utvärdera anläggningen. Det första målet var att kvantifiera massflöden av kväve och fosfor. Dock visade sig variationen i underlaget vara så stor att inga säkra slutsatser kunnat dras utifrån tillgängliga data. Osäkerheten visas med de 90% konfidensintervallen för in- och utgående totalmängder kväve och fosfor för åren 2014–2021. Ingående mängder upp­skattades till 0–170 kg P och 370–6200 N medan utgående mängder uppskattades till 60–280 kg P och 4000–23000 kg N. Ingående närings-koncentrationer tyder på att klosettvattnet i genomsnitt kommit från runt 100 personer per år, dock råder en stor variation och osäkerhet. Det andra målet var att uppskatta gasutsläpp från anläggningen. Osäkerheten i underlaget var som sagt stor vilket syns med det 90% konfidensintervallet som gick från -9 ton till 11 ton för kvävehaltiga gaser och från -4,4 ton till 20 ton för koldioxid, totala mäng-der utsläpp under åren 2014–2021. Resultat från litteraturstudien tyder på att utsläpp av metan och lustgas bör vara väldigt låga efter att urea har tillsatts vid behandlingen. Det är viktigt att lagring av produkten sker täckt för att förhindra ammoniakavgångar. Det tredje målet var att undersöka möjligheter att behandla andra substrat på våtkomposten, då den har kapacitet att ta emot mer material. Både säkerställande av leverans från slutna tankar samt anslutning av latrin från koloniföreningar har identifierats ha stor potential att öka kvantitet och kvalitet på inkommande substrat. Hantering av latrin­tunnor kräver däremot investering i en mottagningsanordning och om det skulle vara av intresse behöver alternativ och kostnader undersökas vidare. Latrin från koloniföreningar som samlas upp i slutna tankar, vilket är fallet hos två föreningar i kommunen, kan enkelt tillföras våtkomposten och bedöms kunna öka TS-halten vilket gör våtkomposteringen mer effektiv. Som sista del i arbetet har en provtagningsplan tagits fram för kontroll av latrin uppsamlat i slutna tankar. Flertalet aktörer är inblandade i anläggningen och ett kontinuerligt arbete krävs för att systemet ska fungera tillfredsställande. Det är därför av största vikt att de olika aktörerna både har tydliga rutiner och ett nära samarbete.

This research was designed to investigate the effect of cations on activated sludge characteristics and also to determine their influence on digestion performance. For this purpose, cations in solution and in floc were evaluated along with various activated sludge characteristics and the collected waste activated sludge underwent both anaerobic and aerobic digestion. It was found that large amounts of biopolymer (protein + polysaccharide) remained in the effluent of WWTP that received high influent sodium but had low iron and aluminum in floc. However, sludges from plants with high sodium and high iron and aluminum dewatered well and produced high quality effluents, suggesting that iron and aluminum have significant positive effects on floc properties. Following anaerobic digestion, a significant increase in solution protein occurred and correlations between solution protein, ammonium production, percentile volatile solids reduction and iron in floc were obtained. These data indicate that iron-linked protein is released to solution when iron is reduced and its degradation is responsible for volatile solids reduction in anaerobic digestion. In aerobic digestion, polysaccharide in solution increased along with calcium, magnesium and inorganic nitrogen. This implies that divalent cation-bound biopolymer might be the primary organic fraction that is degraded under aerobic digestion. Combined (anaerobic/aerobic) digestion was performed and produced further volatile solids destruction with discrete cation and biopolymer response during each phase of digestion. These results support the theory that two types of organic matter with different cation bindings are present in floc and each type is degraded under different digestion processes. / Master of Science

Fossas e tanques sépticos são sistemas de pequeno porte utilizados para tratamento parcial do esgoto sanitário produzido nas áreas urbana e rural, quando não beneficiados por sistema de esgotamento sanitário. Tal utilização se justifica principalmente por ser tecnologia que não exige muita dedicação operacional e ser de simples implantação. Apesar da vasta utilização dessas unidades no Brasil, há pouca informação sobre a caracterização, as condições de coleta, transporte, tratamento e destino final de resíduo (lodo) produzido nesses sistemas. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo a caracterização do lodo produzido nessas unidades; e, também, a concepção, o desenvolvimento e a avaliação de uma unidade piloto para pré-tratamento de lodo de fossas e tanques sépticos. Essa unidade, constituída por grade, desarenador e flotador, foi instalada no Campus da Universidade de São Paulo, junto da Estação de Tratamento de Esgoto do Campus - área 1, e vista à remoção de sólidos grosseiros, areia e materiais flutuantes, antes de seu lançamento na Estação de Tratamento de Esgoto do Campus. Foi feita a caracterização do lodo de tanques sépticos coletado in situ e do lodo proveniente dos caminhões limpa-fossas, descarregando em tanque pulmão de 15000 litros. A caracterização do lodo proveniente dos caminhões limpa-fossas foi realizada em duas campanhas (coletas), sendo uma feita na primeira visita ao local pré-definido, e outra realizada aproximadamente seis meses após a primeira coleta. Com intuito de aprimorar o método de análise das amostras do lodo in situ, com finalidade de melhor fragmentar o material particulado, foi testado o uso de ultrassom. Também, foi realizada a caracterização do lodo de fossas e tanques sépticos na Central de Recebimento de Resíduos na cidade de Campinas-SP - SANASA - Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento AS. Para tanto, foram coletadas amostras compostas de lodo descarregado por 24 caminhões. Foi feito teste complementar, com a finalidade de estudar a degradação do lodo flotado por processos anaeróbio e aeróbio. Mediante essas caracterizações pode-se constatar a grande heterogeneidade da composição do lodo e a elevada carga orgânica, que devem ser ponderados com relação a impactos no meio ambiente e em Estações de Tratamento de Esgoto. Contudo, nota-se a importância do pré-tratamento desse lodo antes de ser lançado em ETEs. A unidade piloto foi operada com diferentes taxas de aplicação superficial (80; 110; 140 e 200 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.dia), quando foram obtidas remoções de 91,7% de sólidos suspensos; 89,3% de DQO e 81,9% de óleos e graxas. Pelos resultados obtidos foi demonstrada a eficiência do sistema de flotação na remoção de óleos e graxas e dos sólidos suspensos. A digestão aeróbia do lodo flotado mostrou-se eficiente quando foi aplicado inócuo com período de aeração superior a 20 dias, sendo que foram obtidas eficiências de 88,3% e 90% para remoção de DQO e de óleos e graxas, respectivamente. / Septic tanks are small structures used for partial treatment of wastewater produced from urban and rural areas. It utilization is justify mainly by simplicity of construction and for being a technology that requires low operational dedication. Although it is a technology vastly used in Brazil, there is not much information about the characteristics of the waste dumped in there, and the conditions of collection, transport, and final destination of the sludge generated in the system. The objective of this research was characterize the sludge originated from septic tanks and to design, construct and evaluate a treatment unit model to be used for prior treatment of the sludge generated in those septic tanks. This unit, composed by a sieve, a degritter, and a flotation device, was assembled in the São Paulo University Campus, near the area 1 from the campus Wasterwater Treatment Plant (WWTP). It had the purpose to remove har solid particle, sand and the floating material before their entry in the Wasterwater Treatment Plant. Was made to characterize the sludge septic tank collected in situ and the sludge originated from the Septic Pumper Truck, unloaded into a tank of 15000 L. Furthermore, the characterization of the sludge originated from the Septic Pumper Truck was performed twice, once in the material collected in the first visit to the defined location and the other in the material collected about six months after the first collection. The use of ultrasound was tested to ameliorate the fragmentation of the particulate material and to improve the method of analysis of the sludge in situ. Additionally, it was characterized the sludge from septic tanks in the Waste Reception Center from the city of Campinas, São Paulo State - SANASA - Society of Water Supply and Sanitation in composite samples collected from 24 trucks during the unloading. Septic Pumper Truck in th Waste Receptation Center. A complementing test was performed in order to text the degradation of the floated sludge by anaerobic and aerobic processes. The characterizations revealed a great heterogeneity in the composition of the sludge and the high organic content, which should be taken in consideration regarding the impacts in the environment and in the WWTP. This underlines the importance of treatment of the sludge prior to discharging into the WWTP. The pilot plant was managed to work at different rates of surface sludge application (80, 110, 140 and 200 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.day). The 110 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.day rate displayed the highest efficiency with the removal of 91.7% of suspended solids, 89.3% of the chemical oxygen demand, and 81 9% of oils and waxes. The results showed the efficiency of the flotation system in the removal of suspended solids, oil and greases. The aerobic digestion of the floated material was efficient when it received inoculation with aeration period greater than 20 days, which allowed CDO the removal of 88.3% and 90% of oil and greases.

Fossas e tanques sépticos são sistemas de pequeno porte utilizados para tratamento parcial do esgoto sanitário produzido nas áreas urbana e rural, quando não beneficiados por sistema de esgotamento sanitário. Tal utilização se justifica principalmente por ser tecnologia que não exige muita dedicação operacional e ser de simples implantação. Apesar da vasta utilização dessas unidades no Brasil, há pouca informação sobre a caracterização, as condições de coleta, transporte, tratamento e destino final de resíduo (lodo) produzido nesses sistemas. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo a caracterização do lodo produzido nessas unidades; e, também, a concepção, o desenvolvimento e a avaliação de uma unidade piloto para pré-tratamento de lodo de fossas e tanques sépticos. Essa unidade, constituída por grade, desarenador e flotador, foi instalada no Campus da Universidade de São Paulo, junto da Estação de Tratamento de Esgoto do Campus - área 1, e vista à remoção de sólidos grosseiros, areia e materiais flutuantes, antes de seu lançamento na Estação de Tratamento de Esgoto do Campus. Foi feita a caracterização do lodo de tanques sépticos coletado in situ e do lodo proveniente dos caminhões limpa-fossas, descarregando em tanque pulmão de 15000 litros. A caracterização do lodo proveniente dos caminhões limpa-fossas foi realizada em duas campanhas (coletas), sendo uma feita na primeira visita ao local pré-definido, e outra realizada aproximadamente seis meses após a primeira coleta. Com intuito de aprimorar o método de análise das amostras do lodo in situ, com finalidade de melhor fragmentar o material particulado, foi testado o uso de ultrassom. Também, foi realizada a caracterização do lodo de fossas e tanques sépticos na Central de Recebimento de Resíduos na cidade de Campinas-SP - SANASA - Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento AS. Para tanto, foram coletadas amostras compostas de lodo descarregado por 24 caminhões. Foi feito teste complementar, com a finalidade de estudar a degradação do lodo flotado por processos anaeróbio e aeróbio. Mediante essas caracterizações pode-se constatar a grande heterogeneidade da composição do lodo e a elevada carga orgânica, que devem ser ponderados com relação a impactos no meio ambiente e em Estações de Tratamento de Esgoto. Contudo, nota-se a importância do pré-tratamento desse lodo antes de ser lançado em ETEs. A unidade piloto foi operada com diferentes taxas de aplicação superficial (80; 110; 140 e 200 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.dia), quando foram obtidas remoções de 91,7% de sólidos suspensos; 89,3% de DQO e 81,9% de óleos e graxas. Pelos resultados obtidos foi demonstrada a eficiência do sistema de flotação na remoção de óleos e graxas e dos sólidos suspensos. A digestão aeróbia do lodo flotado mostrou-se eficiente quando foi aplicado inócuo com período de aeração superior a 20 dias, sendo que foram obtidas eficiências de 88,3% e 90% para remoção de DQO e de óleos e graxas, respectivamente. / Septic tanks are small structures used for partial treatment of wastewater produced from urban and rural areas. It utilization is justify mainly by simplicity of construction and for being a technology that requires low operational dedication. Although it is a technology vastly used in Brazil, there is not much information about the characteristics of the waste dumped in there, and the conditions of collection, transport, and final destination of the sludge generated in the system. The objective of this research was characterize the sludge originated from septic tanks and to design, construct and evaluate a treatment unit model to be used for prior treatment of the sludge generated in those septic tanks. This unit, composed by a sieve, a degritter, and a flotation device, was assembled in the São Paulo University Campus, near the area 1 from the campus Wasterwater Treatment Plant (WWTP). It had the purpose to remove har solid particle, sand and the floating material before their entry in the Wasterwater Treatment Plant. Was made to characterize the sludge septic tank collected in situ and the sludge originated from the Septic Pumper Truck, unloaded into a tank of 15000 L. Furthermore, the characterization of the sludge originated from the Septic Pumper Truck was performed twice, once in the material collected in the first visit to the defined location and the other in the material collected about six months after the first collection. The use of ultrasound was tested to ameliorate the fragmentation of the particulate material and to improve the method of analysis of the sludge in situ. Additionally, it was characterized the sludge from septic tanks in the Waste Reception Center from the city of Campinas, São Paulo State - SANASA - Society of Water Supply and Sanitation in composite samples collected from 24 trucks during the unloading. Septic Pumper Truck in th Waste Receptation Center. A complementing test was performed in order to text the degradation of the floated sludge by anaerobic and aerobic processes. The characterizations revealed a great heterogeneity in the composition of the sludge and the high organic content, which should be taken in consideration regarding the impacts in the environment and in the WWTP. This underlines the importance of treatment of the sludge prior to discharging into the WWTP. The pilot plant was managed to work at different rates of surface sludge application (80, 110, 140 and 200 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.day). The 110 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.day rate displayed the highest efficiency with the removal of 91.7% of suspended solids, 89.3% of the chemical oxygen demand, and 81 9% of oils and waxes. The results showed the efficiency of the flotation system in the removal of suspended solids, oil and greases. The aerobic digestion of the floated material was efficient when it received inoculation with aeration period greater than 20 days, which allowed CDO the removal of 88.3% and 90% of oil and greases.