O estudo teve por finalidade a redução do lodo gerado nos sistema aeróbios mediante recirculação do lodo em excesso, após passar por uma desintegração com ultra-som, ao tanque de aeração de cada reator. Foram utilizados dois reatores seqüenciais aeróbios (A e B) operando em sistema de batelada e com idades do lodo diferentes: 12 e 8 dias respectivamente, e com ciclos de doze horas. Os reatores foram operados em duas etapas. Na etapa inicial, chamada controle, os reatores foram operados por 130 dias sem reciclo do lodo, para se poder avaliar o comportamento e fazer futuras comparações com a etapa posterior, denominada teste. Na etapa controle foram analisados o comportamento da DQO, dos sólidos e dos nutrientes além de serem realizados testes com o ultra-som para a escolha do tempo de exposição e volume de amostra.. O reator A apresentou uma boa remoção de DQO (90,9%), entretanto não apresentou nitrificação completa, chegando apenas na transformação de nitrogênio orgânico a amoniacal. Já a remoção de fósforo foi da ordem de 60%. O reator B também apresentou uma boa remoção de DQO (87,7%) e houve formação de nitrato, embora não completa, e a remoção de fósforo se situou em 57%. Na etapa teste, que durou aproximadamente 90 dias, os reatores foram operados com retorno total do lodo após desintegração com ultra-som. Houve um aumento na DQO afluente devido ao retorno do lodo desintegrado, bem como um aumento nos teores de nitrogênio e fósforo. Houve também um aumento na concentração de sólidos dos reatores, sendo o reator A que apresentou um maior acréscimo. Ambos reatores apresentaram uma mesma eficiência na remoção de DQO (92,0% para o reator A, e 91% para o reator B) se comparado com a etapa controle. Com relação aos nutrientes os reatores apresentaram sensível melhora na nitrificação. O reator A apresentou uma quase completa redução no nitrogênio orgânico, embora não tenha chegado a nitrificação completa. O reator B apresentou uma remoção completa do nitrogênio orgânico. Com relação ao fósforo, a etapa teste apresentou um decréscimo na sua remoção (42% para o reator A e 44% para o reator B). As análises indicaram que a desintegração do lodo e seu retorno ao tanque de aeração não causaram problemas no funcionamento dos reatores, houve uma melhora na nitrificação e não houve uma sensível redução na remoção de fósforo. Comparando com o problema de transporte, tratamento e disposição final de lodo, o estudo de redução de lodos é uma grande alternativa e que merece mais estudos. / The study aims to reduce the sludge generation in aerobic systems by recirculation of the excess sludge after disintegration with a ultrasound set. Two aerobic sequential batch reactors (A and B) were utilized operating with two different sludge ages: 12 and 8 days respectively. The reactors were operated in two stages. In the first stage, called control, the reactors were operated for 130 days, without total sludge recirculation, to promote an assessment and compare with the next stage, called test. In the control stage the behavior of COD, solids and nutrients were analyzed, and tests with ultrasound were performed. The reactor A presented a good COD removal, but not a good nitrification, and a phosphorus removal of 60%. The reactor B presented a good COD removal and a good nitrification, but not complete, and a phosphorus removal of 57%. The test stage the reactors were operated for 90 days, with sludge recirculation after disintegration by ultrasound. There was an increase in influent COD, nitrogen and phosphorus because of sludge recirculation. There was an increase in MLVSS, but reactor A presented a greater increase. Both reactors presented good results in COD removal comparing with control stage. The reactors present a good improvement in nitrification, but not good phosphorus removal regarding to control stage. The analysis showed that sludge disintegration and recirculation to aeration tank not caused any problem in the behavior of the reactors. Comparing to transport, treatment and final disposal problems, the study of sludge reduction is a great alternative that deserves attention.

No presente trabalho foram estudados sistemas pilotos de tratamento integrado de lodos ativados com sistemas de separação por membranas de ultrafiltração visando o reúso de água. O esgoto bruto utilizado foi originado do Conjunto Residencial associado ao esgoto do restaurante universitário da Universidade de São Paulo. Este esgoto possui características físico-químicas e biológicas similares ao esgoto doméstico. O esgoto utilizado nos sistemas de tratamento foi submetido à pré-tratamento: gradeamento e caixa de areia. Foram montados dois sistemas pilotos: I) sistema piloto recebendo esgoto doméstico primário com sistema de tratamento composto por reator biológico de lodos ativados (500 L de volume) e sistema de separação por membranas de ultrafiltração tipo tubular (1,4 m² de área superficial) externa ao tanque de aeração. Este sistema apresentou como resultados principais: taxas médias de produção de permeado de 22,9 ±2,7 L.h-¹.m-² e 17 ±2,7 L.h-¹.m-².bar-¹; valores característicos do permeado em relação à variável turbidez média de 0,3±0,1 UNT, cor aparente média de 31,2±4,6 mg de PtCo.L-¹, sólidos dissolvidos totais de 201±47mg.L-¹ e sólidos suspensos totais não detectável. O sistema de lodos ativados operou em regime de aeração prolongada. II) sistema piloto recebendo esgoto doméstico, após tratamento anaeróbio em reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), composto por reator biológico de lodos ativados (1.500 L) e sistema de separação por membrana de ultrafiltração tipo espiral (14,4m² de área superficial) interna ao tanque de aeração. Este sistema apresentou como resultados principais: taxas médias de produção de permeado de 16,1 ± 4,1 L.h-¹.m-²; valores característicos do permeado em relação à variável turbidez média 0,2±0,1 UNT, cor aparente média de 25±5 mgPtCo.L-¹ e sólidos suspensos totais não detectável. Em ambos os sistemas as eficiências de remoção de nitrogênio e fósforo podem ser consideradas pequenas. Desta forma, foram adicionados sulfato de alumínio e cloreto férrico no tanque de aeração do sistema piloto II. As dosagens variaram de 40 a 80 mg.L-¹. Os melhores resultados de eficiência de remoção de fósforo solúvel foram obtidos com o sulfato de alumínio (em torno de 79%) na dosagem de 80 mg.L-¹. / A pilot plant integrating an extended aeration activated sludge unit and an ultrafiltration membrane system was constructed and operated aiming at the production of an effluent to be reused in industrial activities. Raw wastewater was collected from a student residential building and from one of the University of São Paulo\'s restaurants. The wastewater characteristics have shown to be very close to conventional domestic wastewaters. This wastewater was submitted to preliminary treatment by screening and subsequent grit removal. Two pilots systems were studied. The first one, treating the preliminary treated wastewater by the activated sludge unit followed by the ultrafiltration membrane system of the tubular type (1,4 m² of surface area). In this case, the membrane was located external to the aeration tank. This system has shown the following main results: average rates of percolate production of 22,9 ±2,7 L.h-¹.m-².bar-¹ and 17 ±2,7 L.h-¹.m-².bar-¹; average characteristic values of the percolate as: turbidity of 0,3±0,1 UNT, apparent Color of 31,2±4,6 mg of PtCo.L-¹, total dissolved solids of 201±47mg.L-¹ and total suspended solids not detectable. The second pilot unit received the effluent from an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor and was composed by the extended aeration activated sludge reactor and an ultrafiltration membrane system of the spiral type (14,4m² of surface area), internal to the aeration tank of the activated sludge unit. This system has shown the following main results: average rates of percolate production of 16,1 ± 4.1 L.h-¹.m-²; average characteristic values of the percolate as: turbidity of 0,2±0,1 UNT, apparent color of 25±5 mgPtCo.L-¹ and total suspended solids not detectable. In both systems, the efficiencies of Nitrogen and Phosphorus removal can be considered as small. To improve the efficiencies of soluble phosphorus removal it has been added aluminum sulphate and ferric chloride to the aeration tank of the second pilot unit. The dosages had varied from 40 to 80 mg.L-¹. The best soluble phosphorus removal (about 79%) was achieved with the dosage of 80 mg.L-¹ of aluminum sulphate.

Por razões técnicas e ambientais, o lodo gerado no tratamento de águas para abastecimento público deve ser adequadamente tratado antes de ser disposto no meio ambiente. Uma alternativa é a disposição do lodo de ETA em ETE, o que dispensa a implantação da linha de tratamento do lodo na ETA. O objetivo deste trabalho foi estudar os impactos ocorridos na ETE ABC, estação de lodos ativados convencional operada pela SABESP, devido ao recebimento do lodo da ETA Rio Grande. Trata-se de caso particular, pois envolve instalações reais, e pelo fato de a ETA apresentar vazão próxima de três vezes a vazão da ETE (vazão de lodo corresponde a 0,1% da vazão da ETE). Os dados utilizados incluem variáveis de qualidade do efluente (DBO, DQO, SST, SSV, nitrogênio amoniacal e total, fósforo e ferro) e do lodo (sólidos), e parâmetros operacionais das unidades da ETE (vazões, taxas de aplicação superficial e de sólidos, idade do lodo, tempo de detenção, entre outros). Foi possível analisar o processo de tratamento na ETE e comparar seu desempenho entre dois períodos: controle (anos de 2005 e 2006) e com lodo (janeiro de 2007 a março de 2008). Nestes períodos, a ETE operou com 50% de sua capacidade (taxas de aplicação abaixo dos valores de projeto), idade do lodo de 4 dias e taxa de reciclo em torno de 80%. No período com lodo, as variáveis que apresentaram maior aumento de concentração no esgoto afluente foram SST, SSV, fósforo e ferro; o lodo da ETA contribuiu para maiores eficiências de tratamento da fase líquida na ETE, uma vez que houve a manutenção da qualidade do efluente final, nos níveis exigidos pela legislação, mesmo com o aumento das concentrações afluentes. Este aumento de eficiência foi mais acentuado para o fósforo (de 52% para 88%), e maior no tratamento primário, com variações nos parâmetros operacionais que não influíram negativamente no desempenho das unidades. No tratamento de lodo, o maior impacto causado foi o aumento na produção final de lodo (de 50 t/d para 76 t/d). Tais conclusões são então favoráveis ao lançamento de lodos de ETA convencional em ETE de lodos ativados convencional, mesmo nos casos em que a vazão tratada na ETA exceda em muito a vazão da ETE. / For technical and environmental reasons, sludge from water treatment plants should be properly treated before being discharged into the environment. An emerging practice is the disposal of such sludge in WWTP, an alternative that does not require the installation of sludge treatment facilities in the WTP. The main purpose of this research was to study the impacts at the ABC WWTP, an activated sludge process facility operated by SABESP and located in São Paulo, Brazil, due to receiving sludge from the Rio Grande WTP, also located in the same region. It is a particular case due to the fact that the WTP provides a flow of three times the flow treated in the WWTP (sludge flow is 0,1% of WWTP flow). The used data include effluent quality variables (BOD, COD, TSS, VSS, ammonia and total nitrogen, phosphorus and iron), sludge (solids) and WWTP units operational parameters (flow, surface and solid application rates, sludge retention time, hydraulic detention time, among others). It was possible to analyze the treatment process at the WWTP and compare its performance between two periods: control (years 2005 and 2006) and with sludge (from January 2007 to March 2008). In these periods, the WWTP worked with half of its capacity (all loading rates stayed below design values), sludge retention time of 4 days and recycle rate around 80%. In the with sludge period, the quality variables with the highest inflow concentration increase were TSS, VSS, phosphorus and iron. During the same period, the WTP sludge contributed to greater efficiencies in the WWTP treatment process, since the effluent quality was maintained under levels legally required, even with the increase of influent concentrations. This fact is mostly evident in the case of phosphorus (from 52% to 88%), and higher in primary treatment, with changes in operational parameters that did not adversely affect the units performances. In solid phase treatment, the most important impact was the increase in final sludge production (from 50 t/d to 76 t/d). These conclusions are then favorable to the disposal of sludge from conventional WTP in an activated sludge WWTP, even in cases in which the flow treated in the WTP far exceeds the WWTP flow.

Tiazolidinadionas (TZDs) são agentes sensibilizadores de insulina que agem por ligação ao receptor gama ativado por proliferador de peroxissomos (PPARγ). Elas têm apresentado efeitos cardioprotetores em humanos e propriedades anti-aterogênicas em modelos animais. Estudos in vitro têm sugerido que esses efeitos anti-aterogênicos da ativação de PPARγ ocorrem por inibição da expressão de genes pro-inflamatórios e por aumentar o efluxo de colesterol via ativação dos receptores LXR-ABCA1. Entretanto, vários efeitos colaterais são associados ao tratamento com as TZDs, tornando necessária a pesquisa por novos compostos desta classe. Neste estudo, 14 novas tiazolidina-2,4- dionas, que são TZDs modificadas por bioisosterismo, foram avaliadas quanto à expressão de fatores aterogênicos e inflamatórios em linhagens de macrófagos J774 e RAW 264.7 e em camundongos com deleção genética para o receptor de LDL (LDLr-/-). Após a avaliação da citotoxicidade em macrófagos, foram eleitas cinco TZDs, denominadas de GQ-11, GQ-97, GQ-177, GQ-145 e LYSO-7. Três destas TZDs (GQ- 145, GQ-177 e LYSO-7) aumentaram significativamente a expressão de RNAm dos fatores de transcrição PPARγ1, PPARγ2 e do receptor CD36, assim como também aumentaram a expressão gênica de ABCA1 em 2.9, 3.5 e 6.7 vezes, respectivamente. Em adição, estas TZDs diminuíram a expressão gênica de iNOS, COX2, VCAM e IL-6 associado a redução na produção de nitritos, mas apenas a LYSO-7 reduziu significativamente a expressão desses genes quando comparada à rosiglitazona (RSG), além de diminuir a expressão da proteína-1 quimiotática para monócitos (MCP-1). No estudo experimental, os camundongos LDLr-/- machos foram alimentados com dieta hipercolesterolêmica por 16 semanas e quatro semanas antes da eutanásia receberam os derivados tiazolidínicos (20 mg/kg/dia) por gavagem. GQ-177 inibiu a progressão da placa aterosclerótica associada à aumento nas concentrações plasmáticas de HDL-C, com elevação na expressão de ABCA1, e redução da via inflamatória CD40-CD40L. LYSO-7 também mostrou inibição da aterogênese associada à redução das concentrações plasmáticas de colesterol total e triacilgliceróis, com diminuição na interação entre CD40-CD40L e expressão de citocinas inflamatórias. A GQ-145 não alterou os níveis plasmáticos dos lipídeos, mas aumentou a expressão de todos os genes pró-aterogênicos e pró-inflamatórios. Adicionalmente, as vias de ativação destas novas TZDs também foram estudadas por ensaio de luciferase, como gene repórter. A GQ-177 induziu ativação de PPARγ e ligação ao seu domínio, enquanto a LYSO-7 estimulou ativação de PPARα e PPARδ. Portanto, conclui-se que as novas TZDs, especialmente a GQ-177 e a LYSO-7, podem apresentar propriedades ateroprotetoras associadas ao transporte reverso de colesterol e aos efeitos antiinflamatórios, e poderiam ser uma alternativa promissora para o tratamento da aterosclerose. Porém, estudos complementares são requeridos para caracterizar as vias de sinalização intracelular, visto que as duas demonstraram ativar diferentes isotipos do fator de transcrição PPAR. / Thiazolidinediones (TZDs) are insulin-sensitizing agents that act by binding to peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPARγ). They have been demonstrated to possess cardioprotective effects in humans and antiatherogenic properties in animal models. In vitro studies have also suggested that these antiatherogenic effects of PPARγ activation occur by inhibiting the inflammatory gene expression and by increasing cholesterol efflux via LXR-ABCA1 activation. However, several side effects are associated with TZDs treatment making necessary the search for new compounds. In this study, 14 new thiazolidine-2,4-diones, modified TZDs by bioisosterism, were tested for aterogenic and inflammtary factors in RAW 264.7 macrophages and in low-density lipoprotein receptor-deficient mice. After the citotoxicity evaluation in RAW 264.7 macrophages the TZDs named GQ-11, GQ-97, GQ-177, GQ-145 e LYSO-7 were selected for this study. Three of these TZDs (GQ-177, GQ-145 and LYSO-7) significantly increased the expression of PPARγ1, PPARγ2 and CD36 mRNA, and enhanced the expression of ABCA1 mRNA in 2.9, 3.5 and 6.7 fold, respectively. Moreover, they also significantly decreased the expression of iNOS, COX2, VCAM and IL-6 mRNA in relation to control, and these results are associated to reduction on nitrits concentration. In addition, LYSO-7 significantly reduced the expression of these genes when compared to rosiglitazone, and decreased expression of MCP1 mRNA. In the experimental study, male LDLr-/- mice were fed an atherogenic diet containing 0.5% cholesterol for 16 weeks, and 4 weeks before euthanasia they received TZDs (20mg/kg/ per day) by gavage. GQ-177 treatment inhibited progression of atherosclerotic plaque associated to increased plasma concentrations of HDL-C, with enhance of ABCA1 expression and reduction on CD40-CD40L interaction. LYSO-7 treatment also showed inhibition of the atherogenesis associated to decreased plasma concentrations of total cholesterol and TAG, with reduction on CD40-CD40L pathway and inflammatory cytokines expression.GQ-145 did not alter the lipid plasma levels and increased the expression of all pro-atherogenic and pro-inflammatory genes. Furthermore, the activation of PPARs has also been studied, by luciferase assay as reporter gene. GQ-177 induced activation of PPARγ, whereas LYSO-7 stimulated activation of PPARα and PPARβ/δ. Altogether, our data suggest that the new TZDs derivatives, specially GQ- 177 and LYSO-7, may have atheroprotective properties associated with the reverse cholesterol transport and anti-inflammatory effects, and could be a promising alternative for the treatment of atherosclerosis. However, further studies are warranted in order to characterize the pathways of intracellular signaling since both have demonstrated to activate different isotypes of PPAR.

No presente trabalho foram estudados sistemas pilotos de tratamento integrado de lodos ativados com sistemas de separação por membranas de ultrafiltração visando o reúso de água. O esgoto bruto utilizado foi originado do Conjunto Residencial associado ao esgoto do restaurante universitário da Universidade de São Paulo. Este esgoto possui características físico-químicas e biológicas similares ao esgoto doméstico. O esgoto utilizado nos sistemas de tratamento foi submetido à pré-tratamento: gradeamento e caixa de areia. Foram montados dois sistemas pilotos: I) sistema piloto recebendo esgoto doméstico primário com sistema de tratamento composto por reator biológico de lodos ativados (500 L de volume) e sistema de separação por membranas de ultrafiltração tipo tubular (1,4 m² de área superficial) externa ao tanque de aeração. Este sistema apresentou como resultados principais: taxas médias de produção de permeado de 22,9 ±2,7 L.h-¹.m-² e 17 ±2,7 L.h-¹.m-².bar-¹; valores característicos do permeado em relação à variável turbidez média de 0,3±0,1 UNT, cor aparente média de 31,2±4,6 mg de PtCo.L-¹, sólidos dissolvidos totais de 201±47mg.L-¹ e sólidos suspensos totais não detectável. O sistema de lodos ativados operou em regime de aeração prolongada. II) sistema piloto recebendo esgoto doméstico, após tratamento anaeróbio em reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), composto por reator biológico de lodos ativados (1.500 L) e sistema de separação por membrana de ultrafiltração tipo espiral (14,4m² de área superficial) interna ao tanque de aeração. Este sistema apresentou como resultados principais: taxas médias de produção de permeado de 16,1 ± 4,1 L.h-¹.m-²; valores característicos do permeado em relação à variável turbidez média 0,2±0,1 UNT, cor aparente média de 25±5 mgPtCo.L-¹ e sólidos suspensos totais não detectável. Em ambos os sistemas as eficiências de remoção de nitrogênio e fósforo podem ser consideradas pequenas. Desta forma, foram adicionados sulfato de alumínio e cloreto férrico no tanque de aeração do sistema piloto II. As dosagens variaram de 40 a 80 mg.L-¹. Os melhores resultados de eficiência de remoção de fósforo solúvel foram obtidos com o sulfato de alumínio (em torno de 79%) na dosagem de 80 mg.L-¹. / A pilot plant integrating an extended aeration activated sludge unit and an ultrafiltration membrane system was constructed and operated aiming at the production of an effluent to be reused in industrial activities. Raw wastewater was collected from a student residential building and from one of the University of São Paulo\'s restaurants. The wastewater characteristics have shown to be very close to conventional domestic wastewaters. This wastewater was submitted to preliminary treatment by screening and subsequent grit removal. Two pilots systems were studied. The first one, treating the preliminary treated wastewater by the activated sludge unit followed by the ultrafiltration membrane system of the tubular type (1,4 m² of surface area). In this case, the membrane was located external to the aeration tank. This system has shown the following main results: average rates of percolate production of 22,9 ±2,7 L.h-¹.m-².bar-¹ and 17 ±2,7 L.h-¹.m-².bar-¹; average characteristic values of the percolate as: turbidity of 0,3±0,1 UNT, apparent Color of 31,2±4,6 mg of PtCo.L-¹, total dissolved solids of 201±47mg.L-¹ and total suspended solids not detectable. The second pilot unit received the effluent from an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor and was composed by the extended aeration activated sludge reactor and an ultrafiltration membrane system of the spiral type (14,4m² of surface area), internal to the aeration tank of the activated sludge unit. This system has shown the following main results: average rates of percolate production of 16,1 ± 4.1 L.h-¹.m-²; average characteristic values of the percolate as: turbidity of 0,2±0,1 UNT, apparent color of 25±5 mgPtCo.L-¹ and total suspended solids not detectable. In both systems, the efficiencies of Nitrogen and Phosphorus removal can be considered as small. To improve the efficiencies of soluble phosphorus removal it has been added aluminum sulphate and ferric chloride to the aeration tank of the second pilot unit. The dosages had varied from 40 to 80 mg.L-¹. The best soluble phosphorus removal (about 79%) was achieved with the dosage of 80 mg.L-¹ of aluminum sulphate.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O tratamento de esgoto à fundamental para a manutenÃÃo da qualidade dos corpos dâÃgua. O presente trabalho investigou os aspectos tÃcnicos e operacionais da estaÃÃo de tratamento de esgoto (ETE) por lodos ativados com aeraÃÃo prolongada do Campus do Pici, situada na Universidade Federal do Cearà e propÃs medidas corretivas para compatibilizar as eficiÃncias reais com as de projeto. Por meio da anÃlise dos parÃmetros fÃsicos, quÃmicos e biolÃgicos de qualidade de Ãgua no afluente e efluente avaliou-se a eficiÃncia real da ETE, sendo que os principais parÃmetros operacionais foram avaliados no tratamento preliminar, tanque de aeraÃÃo e decantador secundÃrio. De posse dos dados coletados, compararam-se os dados de eficiÃncia com os valores citados na literatura para a tecnologia de lodos ativados por aeraÃÃo prolongada, assim como os valores obtidos na avaliaÃÃo operacional da ETE. Adicionalmente, foram verificados quais parÃmetros atendiam aos limites da Portaria no 154 da SuperintendÃncia Estadual de Meio ambiente do Cearà (Semace). Constatou-se que a ETE està submetida à sobrecarga hidrÃulica, comprometendo desta forma a eficiÃncia de remoÃÃo de matÃria orgÃnica e patogÃnicos, alÃm da baixa remoÃÃo de nutrientes, que faz com que o efluente nÃo atenda aos limites da supracitada portaria para amÃnia e fÃsforo. Como principal intervenÃÃo na ETE, recomendou-se a construÃÃo de mÃdulos complementares para distribuiÃÃo da vazÃo afluente de forma a sanar o problema de sobrecarga hidrÃulica, alÃm da possibilidade de inclusÃo de tratamento em nÃvel terciÃrio para o problema dos nutrientes. Sà apÃs a realizaÃÃo desta intervenÃÃo, poderÃo ser propostas medidas para a otimizaÃÃo da ETE e adequaÃÃo do efluente a todos os padrÃes de lanÃamento estabelecidos e avaliados na presente investigaÃÃo. / Wastewater treatment is very important to maintain the quality of water bodies. The present work evaluated the technical and operational aspects of an activated sludge Wastewater Treatment Plant (WTP), classified as prolonged aeration, located at the âCampus do Piciâ of the Federal University of CearÃ, and propose some interventions to make compatible real and design efficiencies. The physical-chemical and biological water analysis of influent and effluent allowed to monitor the real WTP efficiency. Some operational parameters were assessed in the preliminary treatment, aeration tank and secondary settler. After the monitoring time, the real organic matter, nutrients and pathogens removal efficiencies were compared to values reported in literature for the activated sludge system in extended aeration, as well as for the operational parameters. Additionally, it was verified which parameters were below the limits reported in the regulation (Portaria no 154 of Secretaria de Meio ambiente do CearÃ, Semace). It was concluded that the WTP was hydraulically overloaded, which is compromising the organic matter and pathogens removal, beside the low nutrients efficiency. Because of this, the WTP effluent is not accomplishing the regulation limits for ammonium and phosphorous. As a major intervention, we suggest the construction of other modules to distribute the inflow, with the aim of decrease the hydraulic overload problem, beside the possibility of including a tertiary treatment to decrease the nutrients concentrations. Only after these improvements we can think of ways to optimize the WTP to achieve the design efficiencies and effluent limits.

O estudo teve por finalidade a redução do lodo gerado nos sistema aeróbios mediante recirculação do lodo em excesso, após passar por uma desintegração com ultra-som, ao tanque de aeração de cada reator. Foram utilizados dois reatores seqüenciais aeróbios (A e B) operando em sistema de batelada e com idades do lodo diferentes: 12 e 8 dias respectivamente, e com ciclos de doze horas. Os reatores foram operados em duas etapas. Na etapa inicial, chamada controle, os reatores foram operados por 130 dias sem reciclo do lodo, para se poder avaliar o comportamento e fazer futuras comparações com a etapa posterior, denominada teste. Na etapa controle foram analisados o comportamento da DQO, dos sólidos e dos nutrientes além de serem realizados testes com o ultra-som para a escolha do tempo de exposição e volume de amostra.. O reator A apresentou uma boa remoção de DQO (90,9%), entretanto não apresentou nitrificação completa, chegando apenas na transformação de nitrogênio orgânico a amoniacal. Já a remoção de fósforo foi da ordem de 60%. O reator B também apresentou uma boa remoção de DQO (87,7%) e houve formação de nitrato, embora não completa, e a remoção de fósforo se situou em 57%. Na etapa teste, que durou aproximadamente 90 dias, os reatores foram operados com retorno total do lodo após desintegração com ultra-som. Houve um aumento na DQO afluente devido ao retorno do lodo desintegrado, bem como um aumento nos teores de nitrogênio e fósforo. Houve também um aumento na concentração de sólidos dos reatores, sendo o reator A que apresentou um maior acréscimo. Ambos reatores apresentaram uma mesma eficiência na remoção de DQO (92,0% para o reator A, e 91% para o reator B) se comparado com a etapa controle. Com relação aos nutrientes os reatores apresentaram sensível melhora na nitrificação. O reator A apresentou uma quase completa redução no nitrogênio orgânico, embora não tenha chegado a nitrificação completa. O reator B apresentou uma remoção completa do nitrogênio orgânico. Com relação ao fósforo, a etapa teste apresentou um decréscimo na sua remoção (42% para o reator A e 44% para o reator B). As análises indicaram que a desintegração do lodo e seu retorno ao tanque de aeração não causaram problemas no funcionamento dos reatores, houve uma melhora na nitrificação e não houve uma sensível redução na remoção de fósforo. Comparando com o problema de transporte, tratamento e disposição final de lodo, o estudo de redução de lodos é uma grande alternativa e que merece mais estudos. / The study aims to reduce the sludge generation in aerobic systems by recirculation of the excess sludge after disintegration with a ultrasound set. Two aerobic sequential batch reactors (A and B) were utilized operating with two different sludge ages: 12 and 8 days respectively. The reactors were operated in two stages. In the first stage, called control, the reactors were operated for 130 days, without total sludge recirculation, to promote an assessment and compare with the next stage, called test. In the control stage the behavior of COD, solids and nutrients were analyzed, and tests with ultrasound were performed. The reactor A presented a good COD removal, but not a good nitrification, and a phosphorus removal of 60%. The reactor B presented a good COD removal and a good nitrification, but not complete, and a phosphorus removal of 57%. The test stage the reactors were operated for 90 days, with sludge recirculation after disintegration by ultrasound. There was an increase in influent COD, nitrogen and phosphorus because of sludge recirculation. There was an increase in MLVSS, but reactor A presented a greater increase. Both reactors presented good results in COD removal comparing with control stage. The reactors present a good improvement in nitrification, but not good phosphorus removal regarding to control stage. The analysis showed that sludge disintegration and recirculation to aeration tank not caused any problem in the behavior of the reactors. Comparing to transport, treatment and final disposal problems, the study of sludge reduction is a great alternative that deserves attention.

Mestre -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 2003.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-23T12:14:13Z No. of bitstreams: 1 MARCOS HENRIQUE SILVA ARAGÃO - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 4540927 bytes, checksum: d25472de237d384e285a54b061998c1e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-23T12:14:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCOS HENRIQUE SILVA ARAGÃO - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 4540927 bytes, checksum: d25472de237d384e285a54b061998c1e (MD5) Previous issue date: 2017-08 / Capes / No processo de produção do álcool são gerados até 15 litros de vinhoto por litro de álcool produzido. O vinhoto é um rejeito caracterizado por apresentar elevadas concentrações de material orgânico e nutrientes. Essas características fazem do vinhoto um substrato adequado para a produção de proteína unicelular (PUC) em sistemas de lodos ativados mediante a produção de excessiva de biomassa bacteriana, que é constituída por cerca de 60 -70 % de proteínas, podendo ser empregada como ração animal. O lodo do tipo PAO, produzido em sistemas EBPR, é caracterizado por ter uma taxa de decaimento bacteriano notadamente inferior em comparação aos microrganismos ordinários de lodos ativados. Isso representa uma vantagem para a produção de PUC, tanto pela manutenção de uma quantidade maior de biomassa, quanto pelos menores requisitos de oxigênio para a oxidação das células mortas. O desenvolvimento desses microrganismos no lodo exige uma mudança operacional no regime de aeração, introduzindo uma fase anaeróbia em cada batelada, na qual é realizada a alimentação com o substrato. Este trabalho teve como objetivos: avaliar e comparar a produção máxima de PUC a partir do vinhoto em sistemas de lodos ativados em função da idade de lodo tanto para os organismos heterotróficos ordinários (OHO) como para organismos acumuladores de polifosfato (PAO), determinar a eficiência de remoção de material orgânico e de nutrientes, a determinação das composições dos lodos e a determinação das principais constantes cinéticas e estequiométricas de cada um deles. Foi aplicada a respirometria como ferramenta para a caracterização cinética do consumo do material orgânico e adotada a teoria de lodos ativados proposta por van Haandel e Marais (1999). Foram operados e monitorados dois reatores em bateladas sequenciais com idade de lodo de 8 dias, sendo um deles submetido a uma interrupção no regime de aeração, introduzindo uma fase anaeróbia no início de cada batelada visando ao desenvolvimento de um lodo do tipo PAO. Os resultados obtidos demonstraram que houve uma produção satisfatória de lodo em ambos os reatores, bem como uma elevada remoção de material orgânico no efluente. Não se observou uma remoção em excesso de fósforo ou uma elevada fração de fósforo incorporada ao lodo produzido no sistema submetido à modificação no regime de aeração, além disso não foi observada uma produção mais elevada de lodo nesse sistema, indicando que o lodo PAO não foi produzido. A determinação do comportamento cinético dos lodos demonstrou que existe um elevado potencial de produção de PUC em sistemas lodos ativados tratando vinhoto, embora essa produção seja limitada pela capacidade de oxigenação dos aeradores e esteja condicionada ao avanço desses equipamentos. / In the process of producing the alcohol, up to 15 liters of vinasse per liter of alcohol produced are generated. The vinasse is a reject characterized by high concentrations of organic material and nutrients. These characteristics make vinasse a suitable substrate for the production of single cell protein (SCP) in activated sludge systems through the production of excessive bacterial biomass, which consists of about 60-70% of proteins, can be used as animal feed. The PAO-type sludge, produced in EBPR systems, is characterized by having a markedly lower bacterial decay rate compared to ordinary activated sludge microorganisms. This represents an advantage for the production of PUC, both by maintaining a higher amount of biomass and by lower oxygen requirements for the oxidation of dead cells. The development of these microorganisms in the sludge requires an operational change in the aeration regime, introducing an anaerobic phase in each batch, in which the feeding with the substrate is carried out. The objective of this work was to evaluate and compare the maximum production of SCP from vinasse as a function of sludge age in activated sludge systems for both ordinary heterotrophic organisms (OHO) and polyphosphate accumulating organisms (PAO). Efficiency of removal of organic matter and nutrients, determination of the sludge compositions and determination of the main kinetic and stoichiometric constants of each of them. It was applied the respirometry as a tool for the kinetic characterization of organic material consumption and adopted the theory of activated sludge proposed by van Haandel and Marais (1999). Two reactors were operated and monitored in sequential batches with a sludge age of 8 days, one of them being submitted to an interruption in the aeration regime, introducing an anaerobic phase at the beginning of each batch, aiming at the development of a PAO type sludge. The results showed that there was a satisfactory production of sludge in both reactors, as well as a high removal of organic material in the effluent. There was no excess removal of phosphorus or a high fraction of phosphorus incorporated into the sludge produced in the system submitted to the modification in the aeration regime, in addition no higher sludge production was observed in this system, indicating that the PAO sludge was not produced. The determination of the kinetic behavior of the sludge showed that there is a high potential in the PUC production in activated sludge treatment systems, although this production is limited by the oxygenation capacity of the aerators and is conditioned to the advance of these equipment.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-17T12:51:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1575552 bytes, checksum: e757d5b192800fddc4a2a4306d5548a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T12:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1575552 bytes, checksum: e757d5b192800fddc4a2a4306d5548a8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Durante o processo de extração do petróleo, um elevado volume de água é consumido gerando grandes volumes de efluentes salinos contaminados com compostos tóxicos de difícil degradação. A amônia é um desses compostos, que em concentrações elevadas, pode ser prejudicial para o ambiente. Por isso, antes de ser descartado ou reutilizado, o efluente deve ser tratado. O tratamento biológico por lodos ativados tem sido o mais utilizado devido ao baixo custo e boa qualidade do efluente tratado. O processo biológico de remoção de amônia é denominado nitrificação, onde a amônia é oxidada a nitrito que é oxidado a nitrato. A primeira oxidação pode ser realizada tanto por bactérias quanto por archaeas. O sal é um fator de instabilidade nas estações de tratamento biológico, porque interfere diretamente nos processos de degradação de poluentes como a nitrificação. Então, o uso de microrganismos adaptados ao sal nas estações de tratamento otimizaria o processo. Dessa forma, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade microbiana total e nitrificante no lodo nitrificante ao longo do processo de aclimatação dos microrganismos à altas concentrações salinas, visando um melhor entendimento sobre a ecologia destes microrganismos. Para tal, o lodo foi aclimatado em batelada, com adição semanal de 5 g/l de NaCl ao efluente de alimentação e a taxa de remoção de amônia foi monitorada. O sal foi adicionado até a completa inibição da nitrificação, que ocorreu na concentração de 125 g/l de NaCl. Em cada concentração salina, uma alíquota do lodo foi coletada e fixada. Os pontos com 25, 50, 75, 100, 105, 115 e 125 g/L foram selecionados, e o DNA total foi extraído das amostras. O DNA foi amplificado com primers específicos para a região RNAr 16S de bacteria e Archaea, e a separação dos amplicons foi feita por eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE). Após o DGGE, três pontos foram selecionados para o estudo da diversidade através de sequenciamento massivo da região RNAr 16S de bacteria e archaea e quantificação das populações metabolicamente ativas por Flow-FISH. Foram selecionados os pontos com 25 g/l de NaCl, concentração salina normal do efluente, 100 g/l de NaCl, que foi a ultima concentração salina onde a taxa de nitrificação foi de 100 %, e 125 g/l de NaCl, onde a nitrificação chegou a zero. Os resultados mostraram que com o aumento da salinidade a abundancia de bactérias diminuiu e a de Archaea aumentou, e na concentração de 125 g/L de sal, 80 % da população metabolicamente ativa é composta por archaea. Este resultado era esperado, uma vez que muitos microrganismos pertencentes ao domínio Archaea são resistentes à condições extremas como altas salinidades. Os resultados também mostraram que a remoção de amônia nas três concentrações salinas analisadas é feita por um grupo distinto de microrganismos, envolvendo bactérias autotróficas, bactérias heterotróficas e archaeas, evidenciando a ocorrência da nitrificação autotrófica, heterotrófica e processo ANAMMOX. / During the process of petroleum extraction, a high volume of water is consumed generating large volumes of saline effluent contaminated with toxic compounds that are difficult to degrade. Ammonia is one of these compounds, which at high concentrations can be harmful to the environment. Therefore, before being discarded or reused, the wastewater must be treated. Biological treatment has been the most widely used due to low cost and good quality of the final effluent. The biological process of removing ammonia is nitrification, where ammonia is oxidized to nitrite which is oxidized to nitrate. The first step may be performed both by bacteria and by archaea. The salt is a factor of instability in biological treatment plants, because it interferes directly on pollutant degradation processes such as nitrification. Then, the use of microorganisms adapted to salt in wastewater treatment station would optimize the process. Thus, the aim of the study was to evaluate the total and nitrifying microbial diversity in nitrifying sludge during the acclimation process of microorganisms to high salt concentrations, seeking a better understanding of the ecology of these microorganisms. For this, the sludge acclimatization was carried out in batch with weekly addition of NaCl to the effluent and the removal rate of ammonia was monitored. The salt was added until complete nitrification inhibition, which occurred in the concentration of 125 g/l NaCl. At each salt concentration, a sludge aliquot was collected and fixed for analysis. The points 25, 50, 75, 100, 105, 115 and 125 g/L were selected, and total DNA was extracted from the samples. The DNA was amplified with specific primers for the 16S rRNA region of bacteria and archaea and the separation of amplicons was performed in denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). After DGGE, three points were selected for the study of diversity by massive sequencing of 16S rRNA region of bacteria and Archaea and quantification of metabolically active population by Flow-FISH. Points were selected with 25 g/l of NaCl, initial salt concentration of the effluent, 100 g/l of NaCl, which was the last salt concentration where nitrification rate was 100 %, and 125 g/l of NaCl, where nitrification reached zero. The results showed an increase in the abundance of archaea and a decrease in the abundance of bacteria over increasing the salt concentration, and in the concentration of 125 g/l of salt, 80 % of metabolically active population is Archaea. This result was expected, since many microorganisms belonging to domain Archaea are resistant to extreme conditions such as high salinity. The results also showed that removal of ammonia in the three salt concentrations analyzed is made by a distinct group of microorganisms, involving autotrophic bacteria, heterotrophic bacteria and archaea, indicating the occurrence of nitrification autotrophic, nitrification heterotrophic and ANAMMOX processes.