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

Orientadores: Edevar Luvizotto Junior, Bruno Coraucci Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-21T12:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pim_Vanderlei_M.pdf: 7573689 bytes, checksum: d7840f9ac209c660c1efa3ccb0efc04f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As preocupações com o adequado destino dos lodos de esgotos fizeram da reciclagem uma alternativa de grande perspectiva de evolução no Brasil. O presente estudo visa avaliar o lodo da lagoa anaeróbia da ETE Pedregulho/SP, operada pela Sabesp, bombeado e acondicionado em bags, em relação a sua qualidade, visando disposição. Foram utilizados 3 bags diferentes e realizadas análises antes, durante e depois do bombeamento, percebendo que, durante o tempo, as permeabilidades dos bags não são constantes e que, houve alterações nas caraterísticas do lodo quando nos bags. Foram removidos 614 m3 de lodo da lagoa anaeróbia, havendo melhora na eficiência da ETE. A retração volumétrica do lodo nos bags permitiu constatar a interferência das chuvas no volume dos bags. Houve também uma avaliação do líquido que percolava dos bags. O lodo foi caracterizado como resíduo Classe II A (não perigoso, não Inerte) pela ABNT NBR 10.004:2002 e considerado possível de ser disposto em aterro sanitário; a técnica da respirometria associado à caracterização pela Resolução CONAMA 375/06 - MMA torna o lodo da lagoa anaeróbia passível de aplicação agrícola e, o atendimento às exigências do Ministério da Agricultura permite buscar o registro, especificação e classificação do lodo como fertilizante, biofertilizante ou condicionador de solo. A remoção teve um custo de R$159,92/m3. Considerando as condições avaliadas nesta pesquisa, conclui-se que a utilização agrícola é a forma mais viável de disposição final de lodo de esgotos / Abstract: Concerns about the appropriate destination of sewage sludge made recycling a great perspective of alternative development in Brazil. The present study aims to evaluate the sludge from the anaerobic pond ETE Pedregulho / SP, operated by Sabesp, pumped and stored in bags, in relation to its quality, aiming to disposal. Three different bags were used and analyzed before, during and after pumping, it was noticed that during the time the permeability of the bags are not constant and there were changes in the characteristics of the sludge when in the bags. 614 m3 of sludge from the anaerobic pond were removed, with an improvement in the efficiency of ETE. The evoluation of volumetric shrinkage of the sludge in bags revealed the interference of rain in the volume of bags. There was an evaluation of liquid that percolated. The waste sludge was characterized as Class II A (non-hazardous, non-Inert) by the ABNT NBR 10.004:2002 and considered possible to be disposed in landfill; the technique of respirometry associated to the characterization by Resolução CONAMA 375/06 - MMA makes the sludge of the anaerobic pond be applied for agricultural purposes compliance with the requirements of the Ministry of Agriculture allows searching the record, specification and classification of the sludge as fertilizer, biofertilizer and soil conditioner. The removal had a cost of R$159,92 / m3. Considering the conditions evaluated in this study, it was concluded that agricultural use is the most viable form of disposal of sewage sludge / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7102_1.pdf: 1007567 bytes, checksum: 66c0a29e5b87a02aab558b9ff75895f9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os sólidos biológicos produzidos em reatores aeróbios ou anaeróbios usados no tratamento de esgotos domésticos devem ser descartados periodicamente em unidades de tratamento específico. Um dos objetivos é manter a idade do lodo desejada e obter um bom desempenho do tratamento. A retenção adequada da biomassa ativa, porém com boas características físicas e químicas é essencial para o sucesso do tratamento. No caso do tratamento de esgotos domésticos, os lodos produzidos apresentam alta umidade e grande concentração de microrganismos patogênicos. Por isso torna-se importante submetê-los ao desaguamento e à higienização antes do seu destino final. Nesta pesquisa, primeiramente no período de agosto de 2002 a abril de 2003 (9 meses), foram avaliadas as características do lodo e o desempenho de um sistema de lodos ativados de aeração prolongada. Os resultados mostraram que o lodo aeróbio apresentou características de má sedimentação, com valores de índice volumétrico maiores que 120 mL/mg e índice de densidade do lodo menor de 1,0, o que refletiu no desempenho irregular da ETE, com remoção de DQO caindo para 74%, quando normalmente os valores de eficiência ficam acima de 90%. Em segundo, no período entre janeiro de 2003 e maio de 2004 (17 meses), foram avaliadas as características do lodo e o desempenho de um reator anaeróbio do tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). Com períodos de descargas distintos (1 a 8 meses) do lodo de excesso das 8 células que operavam em paralelo, foi possível estudar a sua influência no desempenho do reator. Os resultados mostraram que não houve grandes diferenças no desempenho operacional individual de cada célula, no tocante à remoção da DQO (75 a 77%) e de sólidos suspensos (efluentes com concentração de SSV entre 47 e 53 mg/L). Com relação à biomassa, esta permaneceu nas 8 células entre 1803 e 2426 kg SSV. A produção diária de lodo manteve-se entre 14 e 16 kg SSV/dia, com base no coeficiente de produção de sólidos (Y) calculado entre 0,19 e 0,23 kg SSV/kg DQOremovida. Sob o ponto de vista técnico, uma das características de maior importância no lodo é o teor de água. O desaguamento do lodo anaeróbio em leitos de secagem teve a duração de 20 dias e o lodo seco (desaguado) resultante foi removido com umidade na faixa de 62 a 70%. Para a eliminação dos organismos patogênicos, esse lodo seco foi submetido à estabilização alcalina, com uso de cal hidratada, em dosagens de 30, 40 e 50% de cal em relação ao peso do lodo seco, pra elevar o pH para 12. Em 60 dias de maturação, a densidade de coliformes fecais atingiu valores de 5,41 x 101 e 2,55 x 101 NMP/g MS (a 103° C) e os ovos de helmintos foram 100% inviabilizados, no lodo desaguado tratado com 50% de cal hidratada

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-04T18:25:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Denise Mary Santana.pdf: 3374803 bytes, checksum: e52094631634a85d0a3e50deeecfc68d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T18:25:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Denise Mary Santana.pdf: 3374803 bytes, checksum: e52094631634a85d0a3e50deeecfc68d (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / FACEPE e CNPq / Neste trabalho foi avaliada a eficiência de reatores horizontais de leito fixo (RHFL) quanto à remoção de cor, matéria orgânica e sulfato de efluente têxtil, com a finalidade de contribuir para o entendimento dos processos envolvidos no tratamento de efluente têxtil. Foram utilizados reator anaeróbio seguido de aeróbio (RHLF-A/RHLF-B), e anaeróbio, seguido de anóxico (RHLF-A/RHLF-C). A operação dos reatores foi precedida de uma de operação de dois RHLFs sob condições anaeróbias, apenas para escolha do material suporte para imobilização da biomassa. Matrizes cúbicas de espuma de poliuretano e argila expandida foram avaliados como materiais suporte. A espuma de poliuretano foi escolhida como material suporte para os sistemas RHLF-A/RHLF-B e RHLF-A/RHLF-C em função do desempenho na remoção de cor (50,43% e 90,05%, para verdadeira e aparente), pouco expressivo, porém, maior em comparação com o reator preenchido com argila (44,44%, 88,09%). Na etapa seguinte, sistemas de tratamento foram operados por 111 dias, com TDH de 12 horas (RHLF-A), 24 horas (RHLF-B) e 12 horas (RHLF-C). Apesar de RHLF-C ter sido operado com metade do valor do TDH de RHLF-B, o sistema RHLF-A/RHLF-C apresentou comportamento ligeiramente melhor em relação à remoção de DQO filtrada (59,64% e 71,32%, respectivamente, para RHLF-A/RHLF-B e RHLF-A/RHLF-C). No entanto, para cor verdadeira, o sistema de tratamento RHLF-A/RHLF-B apresentou melhor desempenho, com remoção média de 49,13%, comparado com 43,39% observado para RHLF-A/RHLF-C. As aminas aromáticas, intermediárias da degradação anaeróbia de corantes azo, foram detectadas em condições anaeróbias e degradadas em ambos os ambientes aeróbio e anóxico. O efluente da lavanderia apresentou teor elevado de sulfato (média de 522,97 mg SO4 2-/L). No entanto, o sulfato não foi convertido a sulfeto em condições anaeróbias em decorrência da baixa relação DQOFiltrada/SO4 2- (1,22) detectada no efluente têxtil. Para confirmar essa hipótese, amido foi suplementado no afluente do reator anaeróbio (relação DQOFiltrada/SO4 2- = 1,56), tendo sido, dessa forma, alcançada eficiência média de remoção de sulfato igual a 76,21%. Finalmente, se considera que o uso de reatores horizontais de leito fixo provou ser uma alternativa que deve ser considerada para tratamento do efluente têxtil. É necessário realizar suplementação de matéria orgânica quando se detecta desbalanceamento na relação DQO/SO4 2-, para remoção de sulfato.

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:33:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_GuilhermePiodosReis_M.pdf: 5051359 bytes, checksum: a6baba0b1f286eae52fc0c8f180ebf48 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As vantagens do sistema combinado anaeróbio/aeróbio estão relacionadas às remoções de matéria orgânica e nutrientes, além de poder realizar a recirculação de lodo aeróbio excedente para a unidade anaeróbia a fim de garantir sua estabilidade, simplificando etapas do tratamento do lodo. Porém são poucos os estudos que enfatizam a avaliação da qualidade do lodo de descarte gerado em sistemas combinados que realizam apenas a recirculação do efluente tratado, sem a recirculação do lodo. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar um sistema combinado anaeróbio/aeróbio, em escala de bancada, composto por filtro anaeróbio - FA (volume útil de 32,6 L) seguido de biofiltro aerado submerso - BAS (volume útil de 17,6 L) e de decantador secundário - DEC (volume útil de 7,2 L) com ênfase na recirculação do efluente e na caracterização do lodo gerado. A operação foi realizada de forma a manter otimizada tanto a remoção da matéria orgânica carbonácea e nitrogenada. A alimentação do sistema ocorreu com vazão constante de esgoto sanitário, produzindo um tempo de detenção hidráulica de 23,13 h. Foram avaliadas 5 razões de recirculação do efluente tratado: 0,5; 1,5; 2,0; 4,0 e 6,0 vezes a vazão do efluente bruto. Dentre os principais resultados destaca-se a não influência da razão de recirculação na eficiência de remoção de matéria orgânica, avaliada na forma de DQO, cujos valores se situaram entre 89 a 90%. A cada aumento no valor da razão de recirculação, até o valor de 4,0, houve uma diminuição da concentração de N-NH3 no efluente tratado, com valor de 3,2 ± 9,5 mg N-NH3 L-1, ocasionado tanto pelo efeito de diluição (aumento da recirculação), quanto pela conversão do N-NH3 a compostos oxidados de nitrogênio. A razão de recirculação de 6,0 vezes provocou um aumento na concentração de nitrogênio amoniacal no efluente tratado, 15,2 ± 9,5 mg N-NH3 L-1, indicando ser uma limitação para o processo. O monitoramento da qualidade do lodo de descarte no sistema combinado ocorreu no FA, BAS e DEC, onde foram utilizados como indicadores a relação de sólidos suspensos voláteis/sólidos suspensos totais (SSV/SST) e carbono orgânico total (COT). Esses valores foram correlacionados com aqueles obtidos em ensaio adaptado de respirometria de Bartha, utilizado com a finalidade de obter uma maior compreensão sobre o grau de estabilidade biológica. Apesar do lodo descartado do DEC possuir SSV/SST de 0,92 a 0,94, ele apresentou menores taxas de produção específica de CO2 no ensaio de respirometria, 0,056 a 0,073 mg CO2 mg SSV-1 dia-1. Como referência utilizou-se lodo não estabilizado de uma ETE em escala real, que apresentou valor médio de 0,087 ± 0,020 mg CO2 mg SSV-1 dia-1, com uma relação de SSV/SST de 0,70. O conjunto dos resultados, em especial o ensaio de respirometria, indicou que o lodo de descarte do DEC apresentava estabilização biológica, não havendo a necessidade de sua recirculção para a unidade anaeróbia / Abstract: The advantages of the combined anaerobic/aerobic relate to the removal of organic matter and nutrients, and can accomplish the recirculation of the surplus aerobic sludge to anaerobic unit to ensure its stability, simplifying steps of sludge treatment. But there are few studies that emphasize the quality evaluation of sludge discard generated in combined systems that perform only the recirculation of treated effluent without recirculation of sludge. Thus, this study aimed to evaluate a system combined anaerobic/aerobic, bench scale, composed of anaerobic filter - AF (useful volume of 32,6 L) followed by aerated submerged biofilter - ASB (useful volume of 17,6 L) and settling tank - ST (volume of 7,2 L) with emphasis on recirculation of the effluent and sludge generated in the characterization. The operation was performed in order to maintain optimal removal of both carbonaceous and nitrogenous organic matter. The system feeding occurred with constant flow of sewage, producing a hydraulic retention time of 23,13 h. We evaluated 5 reasons recirculation of treated effluent: 0,5; 1,5; 2,0; 4,0 and 6,0 times the flow of raw wastewater. Among the main results stands out the not to influence the recirculation ratio on removal efficiency of organic matter, measured as COD, whose values were between 89 - 90%. Every increase in the value of the recirculation ratio, until the value of 4,0, there was a decrease in the N-NH3 concentration in the treated effluent with a value of 3,2 ± 9,5 mg N-NH3 L-1, so much occasioned for the dilution effect (increased of the recirculation), and by the conversion of ammonia nitrogen for oxidized nitrogen compounds. The reason of recirculation of 6,0 times provoked an increase in the concentration of ammonia nitrogen in the treated effluent, 15,2 ± 9,5 mg N-NH3 L-1, indicating to be a limitation the process. The monitoring of the quality of the discard sludge in the combined system happened in the AF, ASB and ST, where they were used as indicators the relationship to volatile suspended solids/total suspended solids (VSS/TSS) and total organic carbon (TOC). These values were correlated with those obtained from respirometry assay adapted from Bartha's respirometric method, used in order to obtain a better understanding of the degree of biological stability. In spite of the discarded sludge of ST to possess VSS/TSS of 0,92 to 0,94, it presented smaller taxes of specific production of CO2 in the respirometry assay, 0,056 to 0,073 mg CO2 mg VSS-1 dia-1. As a reference we used non-stabilized sludge from a full-scale WWTP, which showed a mean value of 0,087 ± 0,020 mg CO2 mg VSS-1 dia-1, with a ratio of VSS/TSS 0,70. The set of results, in particular the respirometry test indicated that the discard sludge of ST had biological stabilization, without the need to drive your recirculation anaerobic / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Este trabalho investigou o efeito da temperatura nos sistemas aneróbios com células imobilizadas tendo como estudo de caso um sistema anaeróbio em duas fases. Inicialmente, foram realizados experimentos preliminares com um sistema em duas fases composto por Reator Acidogênico Horizontal Tubular (RAHT) seguido de Reator Anaeróbio Horizontal de Leito Fixo (RAHLF), nas temperaturas de 15ºC, 20ºC e 25ºC. Os resultados mostraram que o RAHT alcançou 48% de remoção de DQO e que a desvantagem da ausência de microrganismos consumidores de H2 no sistema praticamente não afetou a produção de ácido acético. Pôde-se observar que na faixa de temperatura estudada o RAHT não apresentou mudanças significativas em seu desempenho. Posteriormente foram realizados experimentos com cinco reatores metanogênicos do tipo RAHLF, alimentados com esgoto sintético simulando o efluente do RAHT, com velocidades de 10,4 cm/h, a 52,0 cm/h e temperatura de 15ºC a 35ºC. Os resultados permitiriam o desenvolvimento de um modelo empírico-estatístico para simulação do desempenho dos reatores, tendo como variáveis a velocidade superficial do líquido sobre as biopartículas e a temperatura de operação. Os resultados preditos pelo modelo demonstraram boa representatividade dos valores experimentais. Com isso, foi possível observar as influências da velocidade superficial (vs) e da temperatura, nas concentrações residuais de substrato (Sr) e nas constantes cinéticas aparentes de primeira ordem (K1app). Conclui-se então, que apesar do aumento de vs resultar em maiores valores de K1app, também foi observado aumento no valor de Sr indicando que existe um tempo de contato mínimo entre os microrganismos e o substrato. / The effects of temperature and superficial velocity in an anaerobic methanogenic immobilized cell rector of a two phase-system were investigated. Preliminarily, a Tubular Horizontal Acidogenic Reactor (THAR) followed by Horizontal-flow Anaerobic Immobilized Biomass (HAIB) composed the experimental system, operated at the temperatures of 15°C, 20°C and 25°C. COD removal efficiency of 48% was observed in the THAR. Likewise, the disadvantage of the absence of H2-consumer methanogenics microorganisms in the system almost did not affect the production of acetic acid. The temperature variation has not caused significant changes in the THAR performance. The next step was the development of experiments using five methanogenics HAIB reactors fed on synthetic wastewater simulating THAR effluent having superficial velocities from 10,4 cm/h to 52,0 cm/h and temperature from 15°C to 35°C. The results enabled the development of a statistical-empiric modeling to simulate the reactors performance using the liquid superficial velocities and the temperature operation as model variables. The model demonstrated a good agreement with the experimental values. The influence of the superficial velocities (vs) and temperature, in the substrate residual concentration (Sr) and in the first order (K1app) apparent kinetic constant was observed. Despite the K1app values have increased largely with vs, the Sr concentration also increased. These results permit to conclude that a minimum contact time between the microorganisms and the substrate may be necessary in such processes.

Este trabalho teve por objetivo investigar a degradação de lipídios em três sistemas anaeróbios de tratamento: um reator anaeróbio de fluxo horizontal de leito fixo (RAHLF) , um sistema combinado composto por um reator enzimático de leito expandido invertido (RELI) seguido por um RAHLF e um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB). Os sistemas foram monitorados em uma câmara com temperatura controlada a 30,0 ± 0,5°C e alimentados com substrato sintético a base de lipídios, com concentração, em termos de demanda química de oxigênio (DQO) de 8748 ± 711 mg/L e concentração de óleos e graxas de 1820 ± 512 mg/L, O reator RAHLF foi operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 24 horas por 100 dias e apresentou eficiências médias de remoção de DQO e de lipídios de 98,9 ± 0,4% e 94,9 ± 3,2%, respectivamente. O sistema combinado (reator enzimático / reator anaeróbio) apresentou eficiências médias de remoção de DQO e de lipídios de 99,0 ± 0,3% e 94,2 ± 2,8%, respectivamente, operado com TDH de 30 min no reator enzimático e 24 h no reator microbiológico. Posteriormente, o reator RAHLF foi submetido à diminuição do TDH de 24 para 8 h. As eficiências médias de remoção de DQO e lipídios foram de 87,0 ± 3,2% e 90,5 ± 2,7% verificadas para o menor TDH aplicado (8 h). O modelo cinético baseado em reações paralelas e em série, de primeira ordem, indicaram que a velocidade de reação aumenta com o aumento da velocidade superficial no reator RAHLF. Este comportamento pode ser atribuído à diminuição contínua da resistência à transferência de massa da fase líquida. O reator UASB apresentou baixa eficiência devido à flotação de 85% da manta de lodo granular, após 18 dias de operação. Os resultados obtidos neste trabalho permitem concluir que o reator RAHLF pode ser utilizado como unidade única no tratamento de efluentes com alta concentração de lipídios, devido a ter apresentado performance similar à observada no sistema integrado enzimático-anaeróbio. / The aim of this work was the investigation of the lipid degradation in three anaerobic treatment systems: a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor, a combined system composed by an inverted expanded-bed enzymatic reactor (EIBE) followed by a HAIB reactor and an up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. The systems were monitored in a chamber under controlled temperature of 30 ± 0.5°C and fed with lipid-based synthetic wastewater, with chemical oxygen demand (COD) of 8748 ± 711 mg/L and 1820 ± 512 mg/L of oil and grease concentration. The HAIB reactor was operated with hydraulic detention time (HDI) of 24 hours for 100 days and it presented average COD and lipids removal efficiencies of 98.9 ± 0.4% and 94.9 ± 3.2%, respectively. The combined system (enzymatic/anaerobic reactors) presented COD and lipids removal efficiencies of 99.0 ± 0.3% and 94.2 ± 2.8%, respectively, operating with a HDI of 30 min in the enzymatic reactor and 24 h in the microbiological one. Afterwards, the HAIB reactor was subjected to decreasing HDI values from 24 to 8 h. Average COD and the lipids removal efficiencies of 87.04 ± 3.2% and 90.5 ± 2.7%, respectively, were achieved for the lower HDI applied (8 h). A kinetic model, based on first-order series and parallel reactions, indicated that the lipids reaction rate increased as the liquid superficial velocity was increased in the HAIB reactor, since the liquid-phase mass transfer resistance decreased continuously. The UASB reactor presented a poor performance, presenting flotation of the 85% of the granular sludge bed after 18 days of operation. The results obtained in this work permit the potential indication of HAIB reactor as the sole unit to treat lipid-rich wastewater, since the performance of the HAIB reactor was similar to that observed for the integrated hydrolytic-anaerobic system.

A presente pesquisa teve por objetivo avaliar a produção biológica de hidrogênio em longo prazo, e os impactos da separação das principais etapas da digestão anaeróbia, acidogênese e metanogênese, sobre a eficiência do tratamento em reatores de leito fixo estruturado e sobre o desempenho da filtração em biorreatores com membrana. O efluente utilizado foi à base de sacarose e a temperatura foi mantida em 30ºC. Na primeira etapa experimental, avaliou-se a produção de H2 em três configurações de reatores: leito fixo estruturado (FB), UASB granular (UG) e UASB floculento (UF-1). Na segunda etapa experimental, um reator UASB acidogênico (UF-2) foi combinado a um reator metanogênico de leito fixo estruturado (RM). Um reator de estágio único de leito fixo estruturado (RU) foi operado em paralelo. Na última etapa experimental, foram avaliados dois biorreatores anaeróbios conjugados com módulos externos de membranas tubulares, nomeadamente 1-AnMBR, que foi alimentado com efluente bruto, e 2-AnMBR, que foi alimentado com efluente acidificado. Na primeira etapa, sob um TDH de 3,3 h (COV = 33 gDQO.L-1d-1), os reatores FB, UG e UF-1 apresentaram produção de H2 contínua, porém instável, com rendimentos de aprox. 1,5, 0,8 e 1,2 molH2.mol-1sacaroseconsumida, respectivamente. O reator UF-1 apresentou uma estabilidade relativamente melhor e, por isso, esta configuração foi utilizada nos experimentos seguintes. No reator UF-2, aumentou-se o TDH para 4,6 h (COV = 25 gDQO.L-1d-1), o que significativamente promoveu a melhoria do desempenho. Nenhum alcalinizante foi adicionado e o pH do efluente permaneceu em torno de apenas 2,7. Contudo, uma produção de H2 contínua, estável e por longa duração foi atingida, de 175 mLH2.L-1h-1 (= 4,2 LH2.L-1d-1), com rendimento de 3,4 molH2.mol-1sacaroseconsumida, concomitante com a produção de ácido acético e etanol. Nos reatores metanogênicos, o TDH aplicado foi gradativamente reduzido (53-18 h no RM e 56-23 h no RU). Após os sistemas atingirem estabilidade, os valores de DQO permaneceram inferiores no efluente do RM, sobretudo pela redução da concentração de SSV, equivalente a 92 mg.L-1, enquanto que no RU essa concentração foi de 244 mg.L-1. No final da operação, o rendimento energético do sistema de dois estágios foi de 20,69 kJ.g-1DQOadicionada, sendo 90% proveniente do CH4 e 10% do H2. Este rendimento foi 34% maior do que o obtido no reator de estágio único, que foi de 15,48 kJ.g-1DQOadicionada. Por fim, avaliando-se o desempenho da filtração nos biorreatores com membrana, verificou-se que a permeabilidade operacional foi, na maior parte do tempo, superior no 2-AnMBR. A pré-acidificação do efluente levou à redução de cerca de 56-59% na concentração de sólidos voláteis suspensos e totais no 2-AnMBR e à modificação no perfil do tamanho das partículas. No 1-AnMBR, porém, não havia partículas de pequenas dimensões, tais quais encontradas no reator acidogênico, indicando reduzido crescimento suspenso de bactérias acidogênicas. Embora os valores de fluxo crítico tenham sido muito semelhantes para ambos os AnMBR, testes de resistência específica da torta indicaram maior resistência do lodo do 1-AnMBR (1,02 x 1018 m-1), comparado ao lodo do 2-AnMBR (1,03 x 1012 m-1) e ao lodo acidogênico (7,44 x 1011 m-1). Portanto, essa pesquisa demonstrou, por meio da aplicação do tratamento anaeróbio em dois estágios, a viabilidade da produção contínua de hidrogênio em pH extremamente ácido e com mínimos requerimentos operacionais, a redução da concentração de sólidos suspensos no efluente de reatores de leito fixo estruturado, o potencial de aumento da recuperação de bioenergia e de redução da incrustação em membranas de ultrafiltração. / This study assessed long-term hydrogen production and the impacts of separating the main stages of anaerobic digestion (acidogenesis and methanogenesis) on treatment efficiency in structured fixed-bed reactors and on filtration performance in anaerobic membrane bioreactors. Sucrose based wastewater was used and the temperature was maintained at 30°C. In the first experimental phase, H2 production was evaluated in three different acidogenic reactors: structured fixed-bed (FB), granular UASB (UG) and flocculated UASB (UF-1). In the second experimental phase, an acidogenic UASB reactor (UF-2) was combined with a structured fixedbed methanogenic reactor (RM). A single-stage structured fixed-bed reactor (RU) was operated in parallel. In the last experimental phase, two sidestream anaerobic membrane bioreactors were evaluated: 1-AnMBR, which was fed with raw effluent; and, 2-AnMBR, which was fed with biologically acidified effluent. During the first operational phase, under an HRT of 3.3 h (OLR = 33 gCOD.L-1d-1), the FB, UG and UF-1 reactors showed continuous but unstable H2 production, with yields of approximately 1.5, 0.8 and 1.2 molH2.mol-1sucroseconsumed, respectively. The UF-1 reactor showed relatively better stability; therefore, this configuration was used in the next experiments. In the UF-2 reactor, the HRT was increased to 4.6 h (OLR = 25 gCOD.L-1d-1), which significantly improved the overall performance. No alkalizing agent was added, and effluent pH values remained around only 2.7. However, continuous, stable and long-term H2 production was achieved of 175 mLH2.L-1h-1 (= 4.2 LH2.L-1h-1), with yields of 3.4 molH2.mol-1sucroseconsumed, concomitant with acetic acid and ethanol production. In the methanogenic reactors, the HRT was gradually reduced and, when the systems reached stability, COD values remained lower in the RM effluent. This was mainly due to the reduction of VSS concentrations, equivalent to 92 mg.L-1, while in the RU this value was 244 mg.L-1. At the end of the operation, the energy yield of the two-stage system was 20.69 kJ.g-1CODadded with 90% coming from CH4 and 10% from H2. This yield was 34% greater than that obtained in the single-stage system, which was 15.48 kJ.g-1CODadded. Finally, regarding the filtration performance in the membrane bioreactors, the operational permeability was higher in the 2- AnMBR most of the time. The pre-acidification of the effluent led to the 56-59% reduction in the volatile total and suspended solid concentrations, and to modification in the particle size profile in the 2-AnMBR. Nevertheless, in the 1-AnMBR, there were no small particles such as were found in the sludge of the acidogenic reactor, indicating less suspended growth of acidogenic biomass. Although the critical flux values were very similar for both AnMBRs, a higher specific cake resistance was verified in the 1-AnMBR sludge (1.02 x 1018 m-1), as compared to the 2-AnMBR sludge (1.03 x 1012 m-1) and to the acidogenic sludge (7.44 x 1011m-1</sup). Therefore, this study demonstrated, through the application of two-stage anaerobic treatment, the viability of continuous hydrogen production in extreme acid pH and with minimum operating requirements, the reduction of solid concentrations in the effluent of structured fixed bed reactors, as well as the potential for increased bioenergy recovery and for fouling reduction of ultrafiltration membranes.

A escassez das fontes de fósforo e o alto consumo de energia associado à produção de fertilizantes nitrogenados serão problemas que deverão ser enfrentados no futuro. A recuperação de nutrientes das águas residuárias na forma de estruvita tem sido considerada como uma alternativa para atenuar estes problemas. Na América Latina, a produção de estruvita a partir de esgoto ainda não é uma tecnologia bem conhecida e, portanto, a finalidade deste trabalho é contribuir com uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos. Para isso, a pesquisa foi dividida em três etapas: 1) produção de estruvita a partir de efluente de reator anaeróbio de fluxo ascendente com manto de lodo (RAFA); 2) produção de estruvita a partir de sobrenadante de digestor anaeróbio de lodo de um processo com remoção biológica de fósforo (DALRBF) e 3) influência do cálcio na estruvita produzida na etapa 2. Nas três etapas, ajustaram-se as concentrações de magnésio, a fim de obter razões fósforo:magnésio (P:Mg) pré-estabelecidas, e o pH entre 8,00 e 10,50. Os resultados da primeira etapa mostraram que não foi possível produzir estruvita no efluente do RAFA nas condições testadas. No entanto, foram observadas remoções de fósforo e de nitrogênio, devido à formação de fosfatos de cálcio e de magnésio amorfos. Os resultados da segunda etapa comprovaram a viabilidade de produção de estruvita de sobrenadante de DALRBF e mostraram que os consumos molares dos íons fosfato (PO43-), amônio (NH4+) e magnésio (Mg2+) ou as remoções destes (%) não devem ser os únicos parâmetros para avaliar a formação de estruvita, pois outros compostos cristalizam ou precipitam e reduzem a qualidade do mineral. Para um meio com condições semelhantes às testadas nesta etapa, uma razão P:Mg 1:2 e um pH igual a 9,50 asseguram a máxima recuperação de nutrientes como estruvita com concentração mínima de impurezas, facilitando seu posterior uso como fertilizante. Os resultados da terceira etapa mostraram que uma fase amorfa de fosfato de cálcio ou de magnésio se forma na superfície da estruvita. / The shortage of the phosphorus sources and high-energy consumption associated to the nitrogen fertilizers production will be problems in the future. The nutrient recovery from wastewater as struvite has been considered as an alternative to alleviate these problems. In Latin America, production of struvite from wastewater is not yet a wellknown technology and therefore the purpose of this work is to contribute to a better understanding of the phenomena involved. This research work was performed in three phases: 1) production of struvite from upflow anaerobic sludge blanket reactor effluent; 2) production of struvite from anaerobic digester supernatant of enhanced biological phosphorus removal process (ADS-EBPR) and 3) influence of calcium in the struvite produced in the phase 2. In three phases, the magnesium concentrations were adjusted to obtain the preset phosphorus:magnesium (P:Mg) ratios and the pH was adjusted between 8,00 and 10,50. The results of the first phase showed that it is not possible to produce struvite in the upflow anaerobic sludge blanket reactor effluent in the tested conditions. However, removal of nitrogen and phosphorus was observed because amorphous calcium and magnesium phosphates were produced. The results of the second phase showed that it is possible to produce struvite in the ADS-EBPR and the molar consumptions of phosphate (PO43-), ammonia (NH4+) and magnesium (Mg2+) or removals (%) should not be the only parameters to evaluate the struvite formation, because other compounds crystallize or precipitate and reduce the quality of the mineral. In the similar conditions tested in this phase, a P:Mg ratio 1:2 and pH 9,50 assure maximum nutrients recovery as struvite with minimum impurities concentration, facilitating its subsequent use as fertilizer. The results of the third phase showed that amorphous calcium or magnesium phosphates were produced on the struvite surface.

O objetivo desse estudo foi averiguar a possibilidade de se estimar os componentes anaeróbios do déficit máximo acumulado de oxigênio (MAOD) utilizando apenas o consumo de oxigênio (VO2). Adicionalmente, foi proposto um método alternativo que não necessita utilizar a extrapolação do VO2 do exercício submáximo para estimar a demanda de O2 para o exercício supramáximo. Para tanto, dez sujeitos fisicamente ativos foram submetidos aos seguintes testes: a) teste progressivo até a exaustão para determinar a carga correspondente ao consumo de oxigênio (WVO2max); b) seis testes de cargas constantes com intensidades abaixo da WVO2max (40-90% WVO2max); c) um teste a 110% da WVO2max; d) teste anaeróbio de Wingate. A fração do metabolismo anaeróbio alático foi estimada pela fase rápida do excesso do VO2 após o exercício (EPOCRÁPIDO), ao passo que a fração do metabolismo anaeróbio lático foi determinada tanto pela diferença entre MAOD e o EPOCRÁPIDO (MAODLA-1) como pelo acúmulo de lactato no sangue (MAODLA-2). O MAODMOD foi calculado pela somatória do EPOCRÁPIDO com MAODLA-2. Os principais resultados foram: a) as estimativas das contribuições do metabolismo anaeróbio lático não eram estatisticamente diferentes (MAODLA-1 = 2,40 ± 0,66 l; MAODLA-2 = 2,20 ± 0,4 l; p > 0,05); b) similarmente, os resultados do MAOD (3,03 ± 0,62 l) MAODMOD (2,84 ± 0,41) não eram significativamente diferentes (p > 0,05); c) foram detectadas correlações positivas entre MAODMOD, EPOCRÁPIDO, MAODLA-2 e os índices do teste de Wingate; d) os valores percentuais do EPOCRÁPIDO e do MAODLA-1 eram 22 ± 9% e 78 ± 9%, respectivamente. Esses resultados sugerem que os componentes anaeróbios do MAOD podem ser estimados satisfatoriamente utilizando somente o VO2 e que o MAOD pode ser determinado mediante MAODmod / The objective of this study was ascertain the possibility of estimate the anaerobic components of the maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) used only oxygen uptake (VO2). In addition, was proposed an alternative method (MAODMOD) to determine the MAOD without using the extrapolation from submaximal VO2 to estimate the O2 demand of supramaximal exercise. Thus, ten subjects physically active performed the following tests: a) a maximal incremental exercise test for the measurement of the power output correspondent to maximal oxygen uptake (WVO2max); b) six submaximal tests with intensities bellow of the WVO2max (40-90% WVO2max); c) a supramaximal test at 110% WVO2max; d) Wingate anaerobic test. The fraction of the anaerobic alactic metabolism was calculated based on the fast component of excess post-exercise oxygen uptake (EPOCRÁPIDO), although the fraction of the anaerobic lactic metabolism was calculated based on both difference between MAOD and EPOCRÁPIDO (MAODLA-1) and changes in net blood lactate accumulation (MAODLA-2). MAODMOD was calculated by the sum of the EPOCRÁPIDO with the MAODLA-2. The main results were: a) non significant difference was found between the anaerobic lactic estimates (MAODLA-1 = 2,40 ± 0,66 l; MAODLA-2 = 2,20 ± 0,4 l; p > 0,05); b) similarly, there was no significant difference (p > 0,05) between MAOD (3,03 ± 0,62 l) and MAODMOD (2,84 ± 0,41); c) positive and significant correlation were detected between MAODMOD, EPOCRÁPIDO, MAODLA-2 and the indices of the Wingate anaerobic test (p < 0,05); d) the mean of the percentage values of the EPOCRÁPIDO and MAODLA-1 were 22 ± 9% e 78 ± 9%, respectively. These data suggest that the anaerobic components of the MAOD can be satisfactorily estimated using only the VO2 and that the MAOD can be determined using the MAODmod