O projeto proposto teve como objetivo principal à avaliação do suporte no desempenho do reator anaeróbio operado em bateladas seqüenciais, com agitação, contendo biomassa imobilizada no tratamento de esgoto sanitário do Campus da USP em São Carlos. O estudo do desempenho global deste tipo de configuração de reator é extremamente vinculado com o suporte inerte o qual proporciona a aderência e crescimento da biomassa. Neste trabalho foram estudados três suportes inertes: espuma de poliuretano, carvão vegetal e polietileno de baixa densidade reciclado. A avaliação global foi realizada sob análise de três diferentes e dependentes variáveis locais: o desempenho do reator, a análise cinética e os exames microbiológicos. A espuma de poliuretano pôde ser considerada como sendo o material mais adequado para tal finalidade, apresentando maiores eficiências de redução da DQO de amostras brutas e filtradas de 61% e 71%, respectivamente, o melhor coeficiente cinético aparente de primeira ordem (k1T): 0,52 ± 0,04 h-1, e uma biomassa predominantemente caracterizada por arqueas metanogênicas e bactérias fototróficas. O carvão vegetal apresentou resultados intermediários, no entanto não satisfatórios, na redução de DQO e ainda uma biomassa não compatível com a esperada para um tratamento anaeróbio biológico. Ou seja, pode-se inferir que neste tipo de suporte houve seleção de biomassa inadequada para se tratar esgoto sanitário. Por fim, o polietileno apresentou os resultados menos expressivos, porém, dada sua caracterização microbiológica constatou-se ser um suporte com potencial para o tratamento de esgoto sanitário quando nele for aplicado um tratamento prévio, objetivando melhores características físico-químicos, como rugosidade, por exemplo. / The main objective of this study was the evaluation of bed materials on the performance of an anaerobic sequencing batch biofilm reactor, with agitation, treating sewage wastewater of the Campus of University of São Paulo in São Carlos. The study of the global performance of this reactor configuration is extremely linked with the bed material which provides adhesive and growing conditions. In this work three different bed materials were investigated : polyurethane foam, vegetal carbon and recycled low-density polyethylene. The global evaluation was performed under analysis of three different and dependant local variables: the reactor performance, kinetic analyses and microbial exams. The polyurethane foam was considered the most suitable material. Using the polyurethane foam as a bed material were obtained the highest COD removal efficiencies, 61% and 71% corresponding to total and filtered samples, respectively. In Addition, the polyurethane foam showed the best modified first-order kinetic model (k1T) of 0,52 ± 0,04 h-1, and a biomass predominately characterized by microorganisms resembling to methanogenic archea and phototrophic bacteria . The vegetal carbon showed intermediate results, which were not satisfactory enough, in the COD removal. Also, the vegetal carbon showed an incompatible biomass in accordance with the expected anaerobic biomass. In others words, it can be inferred that, using this type of material, there was a selective biomass process in which an inappropriate biomass was selected. Finally, the recycled low-density polyethylene showed the less expressive results. However, because of its microbial characterization, it can be concluded that the polyethylene material has potential to be applied as a bed material in the sewage wastewater treatment. Nevertheless, a previous treatment physics-chemical must be applied in this kind of bed material to improve the physics-chemical properties such as porosity and surface area.

Este estudo foi motivado pela necessidade de se tratar o excesso de vazão afluente às estações de tratamento de esgoto, que ocorre em dias de chuvas intensas. A hipótese central deste estudo é a de que a adoção de processo físico-químico para o tratamento de esgoto excedente diluído, pode ser vantajosa em relação ao aumento da capacidade com a ampliação dos sistemas exclusivamente biológicos. A pesquisa foi desenvolvida na ETE Martim de Sá da SABESP, localizada em Caraguatatuba/SP, onde o esgoto é tratado por lodos ativados em bateladas sequenciais. Estudou-se a variação da vazão de esgoto afluente na época de chuvas, bem como o funcionamento das bateladas. Além disso, foi avaliado o emprego da coagulação, floculação e sedimentação em decantador laminar para tratar o excesso de vazão com aplicação de sulfato de alumínio, cloreto férrico e polímero catiônico em uma estação piloto, após a realização de ensaios em escala de bancada em aparelho de Jar Test. O monitoramento da vazão afluente mostrou que em dias de chuvas e com ocorrência de desvios, a vazão máxima foi 220 L/s, ou seja, até 6 vezes maior que a vazão média de tempo seco. Para esta situação, o processo físico-químico pode tornar-se uma alternativa promissora, devido à sua capacidade de trabalho sob altas vazões em instalações de menor porte. Nos ensaios para se avaliar o tratamento físico-químico utilizou-se esgoto bruto pertencente a duas faixas de DBO: 50 e 100 mg/L e taxa de aplicação superficial no decantador de 76,82 m³ / m² / dia. A melhor dosagem de produto químico utilizada para tratar o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 50 mg/L foi 40mg/L de cloreto férrico mais 0,5mg/L de polímero catiônico resultando em efluentes com DBO média de 26mg/L. Para o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 100 mg/L a melhor dosagem foi a de 60mg/L de cloreto férrico, com DBO média dos efluentes igual a 44mg/L. Para esta faixa de trabalho é recomendável prever a aplicação de polímero. Por esta pesquisa concluiu-se que é possível atender aos limites legais de qualidade do esgoto tratado com o emprego do tratamento físico-químico, além disso produziu elementos importantes para subsidiar a avaliação econômica para a implantação desta tecnologia em paralelo ao sistema de lodo ativado nas situações de sobrecarga hidráulica. No entanto, a análise do fluxograma do funcionamento da estação com o processo de lodos ativado em bateladas, indicou que é possível efetuar o tratamento da vazão de 220 L/s pelo processo biológico. Assim, é recomendável a implantação do tratamento físico-químico somente se, após a realização do teste em escala real do funcionamento das bateladas com a vazão de 220 L/s, o tratamento biológico não atender aos padrões estabelecidos. / This study was motivated by the need to treat high wastewater influent exceeding in sewage treatment plants, which occurs on days of heavy rain. The central hypothesis of this study is that the physical-chemical process to treat dilute sewage overflow, it can be advantageous with respect to increased capacity and expansion of biological systems. The research was conducted in ETE Martim de Sá (SABESP), located in Caraguatatuba / SP, where the sewage is treated by sequencing batch reactor. It was studied the variation of the flow of wastewater during the rainy season, and the operation of the batch. Furthermore, it was evaluated the use of coagulation, flocculation and sedimentation in plate settler with application of aluminium sulfate, ferric chloride and cationic polymer in a pilot plant, after the testing of bench scale apparatus in Jar Test. Monitoring the inflow showed that on days of rainfall and bypass, the maximum flow was 220 L/s, up to 6 times the dry weather average flow. For this situation, the physico-chemical process may become a promising alternative, due to its ability to work under high flow rates in smaller facilities. In tests to evaluate the physical-chemical treatment was used two kinds of raw sewage: 50 and 100 mg/L BOD, overflow rate used in the plated settling tank was 76.82 m³/m² / day. The best dosage of chemical used to treat the raw sewage BOD of 50 mg/L was 40 mg/L ferric chloride plus 0.5 mg/L of cationic polymer, resulting in average effluent with BOD of 26 mg/L. For the raw sewage of the range BOD of 100 mg/L, 60 mg/L ferric chloride was the best dosage with an average BOD of effluent equal to 44 mg/L. For this range of work is recommended to provide for the application of polymer. This research concluded that it is possible to comply with the legal standard of treated sewage with physical-chemical treatment, also produced evidence that can help in the economic evaluation for the implementation of this technology in parallel with the activated sludge system in hydraulic overload situations. However, analysis of the flow diagram of operation of the station with the sequencing batch reactor, indicated that it is possible to make the treatment of flow of 220 L/s by the biological process. Therefore, is recommend the implementation of physical-chemical treatment only if after the test-scale operation of the batches with the flow rate of 220 L/s, the biological treatment doesn\'t meet the established standards.

Este estudo foi motivado pela necessidade de se tratar o excesso de vazão afluente às estações de tratamento de esgoto, que ocorre em dias de chuvas intensas. A hipótese central deste estudo é a de que a adoção de processo físico-químico para o tratamento de esgoto excedente diluído, pode ser vantajosa em relação ao aumento da capacidade com a ampliação dos sistemas exclusivamente biológicos. A pesquisa foi desenvolvida na ETE Martim de Sá da SABESP, localizada em Caraguatatuba/SP, onde o esgoto é tratado por lodos ativados em bateladas sequenciais. Estudou-se a variação da vazão de esgoto afluente na época de chuvas, bem como o funcionamento das bateladas. Além disso, foi avaliado o emprego da coagulação, floculação e sedimentação em decantador laminar para tratar o excesso de vazão com aplicação de sulfato de alumínio, cloreto férrico e polímero catiônico em uma estação piloto, após a realização de ensaios em escala de bancada em aparelho de Jar Test. O monitoramento da vazão afluente mostrou que em dias de chuvas e com ocorrência de desvios, a vazão máxima foi 220 L/s, ou seja, até 6 vezes maior que a vazão média de tempo seco. Para esta situação, o processo físico-químico pode tornar-se uma alternativa promissora, devido à sua capacidade de trabalho sob altas vazões em instalações de menor porte. Nos ensaios para se avaliar o tratamento físico-químico utilizou-se esgoto bruto pertencente a duas faixas de DBO: 50 e 100 mg/L e taxa de aplicação superficial no decantador de 76,82 m³ / m² / dia. A melhor dosagem de produto químico utilizada para tratar o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 50 mg/L foi 40mg/L de cloreto férrico mais 0,5mg/L de polímero catiônico resultando em efluentes com DBO média de 26mg/L. Para o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 100 mg/L a melhor dosagem foi a de 60mg/L de cloreto férrico, com DBO média dos efluentes igual a 44mg/L. Para esta faixa de trabalho é recomendável prever a aplicação de polímero. Por esta pesquisa concluiu-se que é possível atender aos limites legais de qualidade do esgoto tratado com o emprego do tratamento físico-químico, além disso produziu elementos importantes para subsidiar a avaliação econômica para a implantação desta tecnologia em paralelo ao sistema de lodo ativado nas situações de sobrecarga hidráulica. No entanto, a análise do fluxograma do funcionamento da estação com o processo de lodos ativado em bateladas, indicou que é possível efetuar o tratamento da vazão de 220 L/s pelo processo biológico. Assim, é recomendável a implantação do tratamento físico-químico somente se, após a realização do teste em escala real do funcionamento das bateladas com a vazão de 220 L/s, o tratamento biológico não atender aos padrões estabelecidos. / This study was motivated by the need to treat high wastewater influent exceeding in sewage treatment plants, which occurs on days of heavy rain. The central hypothesis of this study is that the physical-chemical process to treat dilute sewage overflow, it can be advantageous with respect to increased capacity and expansion of biological systems. The research was conducted in ETE Martim de Sá (SABESP), located in Caraguatatuba / SP, where the sewage is treated by sequencing batch reactor. It was studied the variation of the flow of wastewater during the rainy season, and the operation of the batch. Furthermore, it was evaluated the use of coagulation, flocculation and sedimentation in plate settler with application of aluminium sulfate, ferric chloride and cationic polymer in a pilot plant, after the testing of bench scale apparatus in Jar Test. Monitoring the inflow showed that on days of rainfall and bypass, the maximum flow was 220 L/s, up to 6 times the dry weather average flow. For this situation, the physico-chemical process may become a promising alternative, due to its ability to work under high flow rates in smaller facilities. In tests to evaluate the physical-chemical treatment was used two kinds of raw sewage: 50 and 100 mg/L BOD, overflow rate used in the plated settling tank was 76.82 m³/m² / day. The best dosage of chemical used to treat the raw sewage BOD of 50 mg/L was 40 mg/L ferric chloride plus 0.5 mg/L of cationic polymer, resulting in average effluent with BOD of 26 mg/L. For the raw sewage of the range BOD of 100 mg/L, 60 mg/L ferric chloride was the best dosage with an average BOD of effluent equal to 44 mg/L. For this range of work is recommended to provide for the application of polymer. This research concluded that it is possible to comply with the legal standard of treated sewage with physical-chemical treatment, also produced evidence that can help in the economic evaluation for the implementation of this technology in parallel with the activated sludge system in hydraulic overload situations. However, analysis of the flow diagram of operation of the station with the sequencing batch reactor, indicated that it is possible to make the treatment of flow of 220 L/s by the biological process. Therefore, is recommend the implementation of physical-chemical treatment only if after the test-scale operation of the batches with the flow rate of 220 L/s, the biological treatment doesn\'t meet the established standards.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carla Limberger Lopes_protegido.pdf: 1510356 bytes, checksum: 558cae02592904f9e836e71f9aa4036f (MD5) Previous issue date: 2011-07-01 / This study aimed to evaluate the influence of air flow (0.25, 0.50 and 0.75 L.min-1.Lreator-1) and cycle time (11.35 h, 15.15 h and 18.25 h) in the performance of a sequencing batch reactor (SBR) to promote nitrification and denitrification of wastewater from slaughterhouse's poultry and refrigerator. The operation included the steps of feeding, aerobic and anoxic reaction, sedimentation, discharge and rest. SBR was operated on a laboratory scale with a working volume of 4 L, keeping 25% of biomass retained in the reactor as an inoculum for the next batch. The "manipueira" was added as a carbon source at the beginning of anoxic phase in order to keep the C: N ratio between 5 and 6. During this process, parameters monitored included: pH, alkalinity, dissolved oxygen and temperature. It was developed a factorial design (22) with five repetitions at the central point to check the influence of the response variable removal of total inorganic nitrogen (NH4+-N + NO2--N + NO3--N) in the whole process (%). Data were analyzed with 95% confidence, and experimentally, a higher removal of total inorganic nitrogen (85.75%) on average was observed when using air flow of 0.50 L.min-1.Lreator-1 in time cycle of 15.15 h. However, there was no statistically significant factor for the air flow, and during the progress of study, this variable was kept stable at 0.25 L.min-1.Lreator-1 while the cycle time was gradually increased until efficiency in the removal of constant nitrogen could be observed, which occurred at time 15.1 h with 92.78% in removal efficiency of total inorganic nitrogen. / Esta pesquisa teve por objetivo avaliar a influência da vazão de ar (0,25, 0,50 e 0,75 L.min-1.Lreator-1) e do tempo de ciclo (11,35 h, 15,15 h e 18,25 h) no desempenho de um reator em bateladas sequenciais (RBS), em promover a nitrificação e a desnitrificação de água residuária de abatedouro e frigorífico de aves. A operação contemplou as etapas de alimentação, reação aerada e anóxica, sedimentação, descarte e repouso. O RBS foi operado em escala de laboratório com volume útil de 4 L, mantendo-se 25% da biomassa no reator, como inóculo para a próxima batelada. A manipueira foi adicionada como fonte de carbono no início da fase anóxica, de modo a manter a relação C:N entre 5 e 6. Durante o processo foram monitorados os parâmetros pH, alcalinidade, oxigênio dissolvido e temperatura. Elaborou-se um planejamento fatorial (22) com cinco repetições no ponto central para verificar a influência dos fatores na variável resposta remoção de nitrogênio inorgânico total (N-NH4++N-NO2-+N-NO3-) no processo completo (%). Os dados foram analisados com 95% de confiança e, experimentalmente, a maior remoção de nitrogênio inorgânico total (85,75%) em média foi observada quando se utilizou vazão ar de 0,50 L.min-1.Lreator-1, no tempo de ciclo de 15,15 h. Entretanto, não foi verificada significância estatística para o fator vazão de ar e, na continuidade do estudo, esta variável foi mantida estável em 0,25 L.min-1.Lreator-1, enquanto o tempo de ciclo foi gradativamente elevado até ser observada eficiência de remoção de nitrogênio constante, o que foi verificado a partir do tempo de 15,1 h com 92,78% na eficiência de remoção de nitrogênio inorgânico total.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carla Limberger Lopes_protegido.pdf: 1510356 bytes, checksum: 558cae02592904f9e836e71f9aa4036f (MD5) Previous issue date: 2011-07-01 / This study aimed to evaluate the influence of air flow (0.25, 0.50 and 0.75 L.min-1.Lreator-1) and cycle time (11.35 h, 15.15 h and 18.25 h) in the performance of a sequencing batch reactor (SBR) to promote nitrification and denitrification of wastewater from slaughterhouse's poultry and refrigerator. The operation included the steps of feeding, aerobic and anoxic reaction, sedimentation, discharge and rest. SBR was operated on a laboratory scale with a working volume of 4 L, keeping 25% of biomass retained in the reactor as an inoculum for the next batch. The "manipueira" was added as a carbon source at the beginning of anoxic phase in order to keep the C: N ratio between 5 and 6. During this process, parameters monitored included: pH, alkalinity, dissolved oxygen and temperature. It was developed a factorial design (22) with five repetitions at the central point to check the influence of the response variable removal of total inorganic nitrogen (NH4+-N + NO2--N + NO3--N) in the whole process (%). Data were analyzed with 95% confidence, and experimentally, a higher removal of total inorganic nitrogen (85.75%) on average was observed when using air flow of 0.50 L.min-1.Lreator-1 in time cycle of 15.15 h. However, there was no statistically significant factor for the air flow, and during the progress of study, this variable was kept stable at 0.25 L.min-1.Lreator-1 while the cycle time was gradually increased until efficiency in the removal of constant nitrogen could be observed, which occurred at time 15.1 h with 92.78% in removal efficiency of total inorganic nitrogen. / Esta pesquisa teve por objetivo avaliar a influência da vazão de ar (0,25, 0,50 e 0,75 L.min-1.Lreator-1) e do tempo de ciclo (11,35 h, 15,15 h e 18,25 h) no desempenho de um reator em bateladas sequenciais (RBS), em promover a nitrificação e a desnitrificação de água residuária de abatedouro e frigorífico de aves. A operação contemplou as etapas de alimentação, reação aerada e anóxica, sedimentação, descarte e repouso. O RBS foi operado em escala de laboratório com volume útil de 4 L, mantendo-se 25% da biomassa no reator, como inóculo para a próxima batelada. A manipueira foi adicionada como fonte de carbono no início da fase anóxica, de modo a manter a relação C:N entre 5 e 6. Durante o processo foram monitorados os parâmetros pH, alcalinidade, oxigênio dissolvido e temperatura. Elaborou-se um planejamento fatorial (22) com cinco repetições no ponto central para verificar a influência dos fatores na variável resposta remoção de nitrogênio inorgânico total (N-NH4++N-NO2-+N-NO3-) no processo completo (%). Os dados foram analisados com 95% de confiança e, experimentalmente, a maior remoção de nitrogênio inorgânico total (85,75%) em média foi observada quando se utilizou vazão ar de 0,50 L.min-1.Lreator-1, no tempo de ciclo de 15,15 h. Entretanto, não foi verificada significância estatística para o fator vazão de ar e, na continuidade do estudo, esta variável foi mantida estável em 0,25 L.min-1.Lreator-1, enquanto o tempo de ciclo foi gradativamente elevado até ser observada eficiência de remoção de nitrogênio constante, o que foi verificado a partir do tempo de 15,1 h com 92,78% na eficiência de remoção de nitrogênio inorgânico total.