Made available in DSpace on 2014-12-17T14:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SdenaON.pdf: 498260 bytes, checksum: a0b396ee44112569b4bda63adc61df97 (MD5) Previous issue date: 2006-09-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Marine shrimp farming has grown exponentially during the last years in Brazil. In spite of the promising economical situation, this activity is facing an increasing criticism due to its environmental impact. Thus, the necessity of alternatives to mitigate environmental degradation caused by this activity. An alternative that is being studied is the policulture that is the integrated culture of two or more organisms, normally one of them a filtering organism. Among filtering organisms, macroalgae are very practicable because they are efficient in the removal of the exceeding nutrients of the water and do not leave residues in the water. Besides, the integrated culture with macroalgae allows the economical exploration of the seaweed (for the manufacture of jelly and jam, for the dairy industry, pharmaceuticals, etc.) along with possibility of a sustainable aquaculture. In the present experiment, the development of the seaweed Gracilaria birdiae, the influence and tolerance of this species to the environmental parameters, and its absorption efficiency in relation with the three kinds of macronutrients (NH4+, NO3- and PO4-3) found in the effluents of marine shrimp farming was studied. The experiment was divided in two parts: a laboratorial part and one part carried under natural conditions. The water used in the laboratory trial was collected in the shrimp ponds of Tecnar?o farm and distributed in aquaria containing 20 g of G. birdiae. In the field trial, 0.5 kg of G. birdiae was inserted in PVC cages cultivated in the farm. The results of the study showed a modest growth of G. birdiae, probably due to its low tolerance to highly eutrophicated environments. However, the removal of nutrients was very expressive. Ammonia was reduced in approximately 34 %. Ortho-phosphate showed a reduction of 93.5 %. The capacity of biofiltration of the NO3- by the macro algae was of 100 %, showing that G. birdiae is a seaweed-filtered with a high level of removal for this nutrient under laboratorial conditions. In spite of the low growth of the macro algae in the experiment, the results in relation to the removal of nutrients of the water was encouraging, suggesting that this species can be an efficient biofilter and thus, a strong candidate to be used in a sustainable aquaculture / A cria??o de camar?es marinhos no Brasil tem se expandido rapidamente nos ?ltimos anos. Apesar do cen?rio econ?mico promissor, a carcinicultura apresenta um quadro de insustentabilidade, o que faz da atividade impactante ao meio ambiente. Com isso, surge a necessidade de alternativas para mitigar poss?veis impactos gerado pela atividade. Uma alternativa que vem sendo bastante estudada ? o policultivo, isto ?, cultivo integrado entre dois ou mais organismos, normalmente entre eles um biofiltrador. Dos organismos biofiltradores, as macroalgas t?m se mostrado vi?veis, porque al?m de eficientes na remo??o de nutrientes em excesso na ?gua, elas n?o geram res?duos. Al?m do mais, o cultivo integrado com macroalgas permite tanto a explora??o econ?mica da alga (fabrica??o de gelatinas e gel?ias, na ind?stria de latic?nios, farmac?utica, etc.) como a possibilidade de uma aq?icultura sustent?vel. Com o intuito de observar o desenvolvimento da macroalga Gracilaria birdiae, a influ?ncia e toler?ncia da esp?cie aos par?metros ambientais e a efici?ncia biofiltradora da alga em rela??o aos tr?s tipos de macronutrientes (NH4+ , NO3- e PO4-3) nos efluentes de fazenda de camar?o marinho, foi realizado um experimento, o qual foi dividido em duas fases: uma em laborat?rio e outra em condi??es naturais. A ?gua utilizada para o experimento em laborat?rio foi coletada nos viveiros pertencentes a fazenda Tecnar?o e distribu?da em aqu?rios contendo 20 g de G. birdiae. No campo, 0,5 kg de G. birdiae foi inserido em gaiolas de PVC e cultivado no pr?prio viveiro da fazenda. Os resultados obtidos mostraram um crescimento modesto, provavelmente devido ? baixa toler?ncia da esp?cie a ambientes altamente eutrofizados. Contudo, a remo??o de nutrientes foi expressiva. A am?nia foi reduzida em aproximadamente 34 %. O ortofosfato apresentou uma redu??o de 93,5 %. A capacidade de biofiltra??o do NO3- pela macroalga foi de 100 %, indicando que a G. birdiae ? a alga-biofiltro que apresenta elevada taxa de remo??o deste nutriente em condi??es de laborat?rio. Apesar do baixo crescimento da macroalga nesse experimento, o resultado em rela??o ? remo??o de nutrientes na ?gua dos aqu?rios foi bastante animador, sugerindo que a esp?cie pode ser eficiente como biofiltro e uma forte candidata na utiliza??o da aq?icultura sustent?vel

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:58:46Z : No. of bitstreams: 1 pereira_els_me_ilha.pdf: 891055 bytes, checksum: 1f192c5619aab2493cb699997dee266a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os efluentes de curtume caracterizam-se por possuírem elevadas concentrações de compostos tóxicos, tais como: cromo, amônia, sulfatos e compostos orgânicos de baixa biodegradabilidade, por isso o tratamento desses efluentes é extremamente difícil. O presente trabalho tem como objetivo comparar a eficiência de tratamento de efluentes de curtume de duas linhas experimentais, em escala piloto, compostas por: reator UASB simplificado em forma de “Y” seguido de um Biofiltro Aerado Submerso (BF) e somente um BF, operadas simultaneamente, recebendo o mesmo efluente pré-tratado físico-quimicamente, por meio de um decantador de coluna e um floculador de manta de lodo. As linhas experimentais foram montadas junto à estação de tratamento de efluentes do curtume Fuga Couros Jales Ltda., na cidade de Jales-SP. O monitoramento das linhas de tratamento foi dividido em 4 etapas operacionais distintas: 1aetapa, a partida do sistema experimental, 2a etapa, adição do coagulante sulfato de alumino ferroso, 3a etapa, aumento da taxa de aeração nos BFs e 4a etapa, aumento do TDH nos reatores. Em cada etapa, foram analisados os seguintes parâmetros: alcalinidade total, acidez volátil, cromo total, DBObruta, DQObruta, fósforo total, nitrato e nitrito, nitrogênio total e amoniacal, oxigênio dissolvido, pH, sólidos, sulfato, sulfeto e temperatura. A eficiência média de remoção de DQO e DBO, na linha 1, foi de 66% e 73%, respectivamente. Na linha 2, a eficiência média de remoção de DQO foi de 47% e de DBO foi de 49%. A baixa eficiência de remoção de DQO, nas duas linhas, é devido as elevadas concentrações de sulfato afluentes ao tratamento biológico, resultando numa baixa relação DQO/SO4 2-, cerca de 1,2. Apesar da eficiência de remoção de DBO, na linha 1, estar próxima da porcentagem mínima estipulada na legislação estadual, cerca de 80%, o efluente das duas... / The tanning effluents are characterized for its have high concentrations of toxicity compounds, such as: chromium, ammonia, sulfates and organic compound of low biodegradability, the treatment for those effluents is extremely hard. The present work has as objective compared the tanning effluents treatment efficiency of two lines experimental devices on pilot scale, composed for: line 1 - simplified UASB reactor on “Y” form following the Submerged Aerated Biofilter (BF) and line 2, only the BF reactor were operated simultaneously, receiving the same effluent pre-treated by physic-chemical devices, through a column settler and a sludge blanket flocculator. The experimental devices were installed in the tanning effluents treatment plant of the Fuga Couros Jales Ltd., at the Jales-SP city of. The treatment lines was monitoring on four different operational steps: 1st.step, start-up of the experimental system, 2nd step, addition of the coagulant ferrous aluminum sulfate in the pre-treatment devices, 3rd step, increase of the aeration rate in BFs and 4th step, increase the reactors HDT. On each step, the following parameters were analyzed: total alkalinity, volatile acidity, total chrome, BOD, COD, total phosphorous, nitrate and nitrite, total nitrogen and ammonia, dissolved oxygen, pH, solids, sulfate, sulfide and temperature. The COD and BOD removal efficiency average, in the line 1, was 66% and 73%, respectively. In the line 2, the removal efficiency average of the COD was 47% and the BOD was 49%. This low removal efficiency of COD, at two lines, is due the high sulfate inlet concentrations to the biological treatment, that resulting in a low COD/SO4 2- rate, about 1.2. In spite of the removal BOD efficiency, at line 1, reach the minimum state legislation requisite, about 80%, the effluent of the two treatment lines doesn't attempt the effluents discharges patterns, established by the environmental legislation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarileideMA.pdf: 625410 bytes, checksum: 4571e21e5bf4561ee450806713d749af (MD5) Previous issue date: 2005-03-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In the last decade, biological purification of gaseous waste has become an important alternative to many conventional methods of exhaust air treatment. More recently, biofiltration has proved to be an effective and inexpensive method for the treatment of air contaminated with volatile organic compounds (VOCs). A biofilter consists in a reactor packed with a porous solid bed material, where the microorganisms are fixed. During the biofiltration process, polluted air is transported through the biofilter medium where the contaminant is degraded. Within the biofilm, the pollutants in the waste gases are energy and carbon sources for microbial metabolism and are transformed into CO2, water and biomass. The bed material should be characterized by satisfactory mechanical and physical properties as structure, void fraction, specific area and flow resistance. The aim of this research was the biofilter construction and study of the biological degradation of ethanol and toluene, as well as the modeling of the process. Luffa cylindrica is a brazilian fiber that was used as the filtering material of the present work. The parameters and conditions studied were: composition of nutrients solution; effect of microflorae strains, namely Pseudomanas putida and Rhodococcus rhodochrous; waste gas composition; air flow rate; and inlet load of VOCs. The biofilter operated in diffusion regime and the best results for remotion capacity were obtained when a microorganisms consortion of Pseudomanas putida and Rhodococcus rhodochrous,were used, with a gas flow rate of 1 m3.h-1 and molar ratio nitrogene/phosphore N/P=2 in the nutrients solution. The maximum remotion capacity for ethanol was around 90 g.m-3.h-1 and 50 g.m-3.h-1 to toluene. It was proved that toluene has inhibitory effect on the ethanol remotion When the two VOCs were present in the same waste gas, there was a decrease of 40% in ethanol remotion capacity. Luffa cylindrica does not present considerable pressure drop. Ottengraf and van Lith models were used to represent the results obtained for ethanol and toluene, respectively. The application of the transient model indicated a satisfactory approximation between the experimental results obtained for ethanol and toluene vapors biofiltration and the ones predicted it / Na ultima d?cada, a purifica??o biol?gica de rejeitos gasosos tem sido uma importante alternativa em detrimento dos m?todos convencionais de tratamento. Mais recentemente, a biofiltra??o tem se mostrado um m?todo efetivo e de baixo custo para tratamento de ar contaminado com compostos org?nicos vol?teis (COVs). O biofiltro ? um reator que possui um leito filtrante constitu?do por um material poroso, onde est?o fixados os microrganismos. Durante o processo de biofiltra??o, o ar polu?do ? transportado ao longo do leito onde o contaminante ? degradado. No biofilme, os poluentes presentes no efluente gasoso ser?o a fonte de carbono e energia para os microrganismos e ap?s serem metabolizados ser?o transformados em CO2, ?gua e biomassa. O leito filtrante deve ser caracterizado por propriedades f?sicas e mec?nicas como estrutura, fra??o de vazios, ?rea especifica e resist?ncia ao fluxo gasoso. O principal objetivo deste trabalho de pesquisa foi a constru??o de um biofiltro e o estudo da degrada??o do etanol e tolueno, bem como a modelagem do processo. Luffa cylindrica ? uma fibra bastante encontrada no nordeste do Brasil e foi utilizada no presente trabalho como leito filtrante. Os par?metros e condi??es estudos foram: composi??o da solu??o nutriente; efeito da esp?cie de microrganismos, denominadas Pseudomanas putida e Rhodococcus rhodochrous; composi??o do efluente gasoso; taxa de fluxo gasoso e carga de entrada do COV. O biofiltro operou em regime difusional, sendo os melhores resultados para a capacidade de remo??o foram obtidos quando utilizado o cons?rcio de microrganismos de Pseudomanas putida e de Rhodococcus rhodochrous, com uma vaz?o volum?trica de ar de 1 m3.h-1 e raz?o molar nitrog?nio/fosforo N/P=2 na solu??o nutriente. A m?xima capacidade de elimina??o foi de 90 g.m-3.h-1 para o etanol e 50 g.m-3.h-1 para o tolueno. Constatou-se que o tolueno tem efeito inibit?rio sobre a degrada??o do etanol, quando os dois VOCs est?o presentes no mesmo efluente, houve uma queda de 40% na remo??o do etanol. A Luffa cylindrica n?o apresentou grandes valores de perda de carga. Os modelos de Ottengraf e van Lith representaram bem os resultados obtidos para o etanol e tolueno, respectivamente. A aplica??o do modelo transiente evidenciou uma aproxima??o satisfat?ria entre os resultados experimentais obtidos para a biofiltra??o de vapores de etanol e tolueno e aqueles previstos pelo referido modelo

Este trabalho fundamentou-se na concepção e operação de um sistema combinado anaeróbio-aeróbio, constituído de reator UASB e Biofiltro Aerado Submerso (BAS) Multiestágio (anaeróbio-aeróbio-anóxico). Os sistemas foram operados em escala piloto e aplicado ao tratamento de esgoto sanitário, sendo testados três meios-suporte, nomeadamente tampas e gargalos de garrafas PET (Asup=160m²/m³), pedra britada n.4 (40m²/m³) e anéis Pall 1,5’’ (130m²/m³), sendo denominados de BAS 1, 2 e 3. O trabalho foi dividido em duas fases, compondo ao todo 6 etapas experimentais: 1ª fase, onde se buscou avaliar a remoção de matéria orgânica e obtenção de nitrificação em três regimes hidráulicos (TDH total: 4h, 8h e 12h); 2ª fase, onde se buscou obter a pré-desnitrificação utilizando-se o carbono presente no efluente do reator UASB (4ª etapa) e através de carbono externo dosado no afluente dos BAS (5ª etapa); e a pós-desnitrificação através da dosagem de carbono externo na câmara anóxica (6ª etapa). Foram operados paralelamente dois sistemas de CBR, preenchidos com os meiossuporte “tampas e gargalos de garrafas PET” (CBR 1) e anéis Pall 1’’ (CBR 2), nos TDH de 1,75; 3,5 e 5,25h, equivalentes aos TDH das câmaras aeróbias dos BAS. As cargas orgânicas aplicadas variaram de 0,27 a 1,19 kgDQOt/m³.d para os BAS e de 0,63 – 2,72 kgDQOt/m³.d para os CBR. As eficiências totais (UASB+BAS ou CBR) em termos de DQO total superaram 90% para os BAS 1 e 3 e para os CBR 1 e 2 (considerando-se a DQO decantada). A conformação empregada de BAS, quando utilizados materiais com elevados índices de vazios (tampas e gargalos de garrafas PET e anéis Pall), possibilitou elevadas remoções de SS (Cefl 30mgSS/L), tornando desnecessário uso o decantador secundário. O desenvolvimento da nitrificação e remoção carbonácea em conjunto limitaram as taxas de nitrificação e exigiram elevados TDH para os BAS. A nitrificação nos CBR foi superior a 90% para TDH de 3,5h, enquanto que os BAS requereram 5,25h na câmara aeróbia (TDH total: 12h) e a aplicação de recirculação para a obtenção de resultados similares. A influência da recirculação sobre a nitrificação nos BAS foi positiva, possibilitando as melhores taxas de nitrificação superficiais para os BAS (0,61; 1,29 e 0,70gN/m².d para os BAS 1, 2 e 3 respectivamente). Não foram verificadas interferências significativas de elevadas relações C/N ( 5,0) sobre a nitrificação dos BAS e CBR. Valores de pH abaixo do neutro não influenciaram de maneira adversa a nitrificação, observando-se, no entanto, provável limitação por deficiência de alcalinidade total. Observaram-se também inibições para valores de OD inferiores a 3,5mgO2/L na câmara aeróbia dos BAS. A oxidação do nitrogênio amoniacal a nitrato de mostrou ser a etapa crítica do processo biológico e remoção de nitrogênio total. Foram obtidas eficiências de pósdesnitrificação superiores a 90% (Nefl 4,5mgNT/L), com auxílio de carbono externo, a uma relação C/N de 1,46(mol/mol). / This work was based on the conception and operation of a combined anaerobic-aerobic system, consisting of an UASB reactor and a Multi-stage Biological Aerated Filter (BAF) (anaerobic-aerobic-anoxic) in pilot-scale and applied to the treatment of sanitary wastewater. Three different biofilter’s media were tested, namely “lids and bottlenecks of PET bottles” (160m²/m³), gravel no4 (40m²/m³) and Pall rings (130m²/m³), called BAF 1, 2 and 3, respectively. The experimental work was divided in two phases, comprising 6 experimental stages: The 1st phase was carried out to evaluate the effect of Hydraulic Retention Time (4, 8 and 12h) upon the removal of organic carbon and the attainment of nitrification. The 2nd phase evaluated different strategies to promote denitrification by using internal carbon source present in the UASB’s effluent (4th stage); by dosing external carbon source (Sodium Acetate) on the influent to the BAS aiming pre-denitrification (5th stage); and dosing external carbon (Sodium Acetate) at the inlet of the anoxic chamber aiming the post-denitrification (6th stage). Two RBC systems, filled with “lids and bottlenecks of PET bottles” (RBC 1) and Pall rings with 1'' diameter (RBC 2) were operated in parallel with the BAFs, adjusting the influent flow to obtain Hydraulic Retention Time (HRT) of 1,75; 3,5 and 5,25h. These values corresponded to the HRT of the aerobic chambers of the BAFs. The applied organic loading rates varied between 0,27 and 1,19 kgCODt/m³.d for the BAS and between 0,63 – 2,72 kgCODt/m³.d for the RBC. The systems efficiencies (UASB+BAF and UASB+RBC) had surpassed 90% in terms of total COD for BAF 1 and 3 and for RBC 1 and 2 (considering decanted COD for RBC systems). The employed conformation of BAF, when using high void index media (lids and bottlenecks, Pall rings), allowed high SS removals (Cefl 30mgSS/L), making unnecessary the use of a secondary clarifier. The development of combined nitrification and organic carbon removal limited the nitrification rates and had demanded high HRT for the BAFs. The nitrification in the RBC systems was above 90% for HRT=3,5h, whereas the BAF had required TDH=5,25h in aerobic chamber (total HRT=12h) and the use of internal recirculation for the attainment of similar results. Internal recirculation in the BAF improved nitrification, making possible the best superficial nitrification rates for the BAF, reaching 0,61; 1,29 and 0,70gN/m².d for BAF 1, 2 and 3 respectively. High relations C/N ( 5,0) had no detrimental effect upon the nitrification on the BAF and the RBC. Values of pH below 7,0 had not adversely influenced the nitrification of both BAF and RBC. However, the low values of effluent alkalinity may have limited the rate of nitrification on the biological reactors. Values of Dissolved Oxygen (DO) below 3,5 mgO2/L in the aerobic chamber of the BAF clearly inhibited the nitrification rate. The ammonia nitrogen oxidation to nitrate was the critical step of the overall biological process and, as a consequence, to total nitrogen removal. Average efficiencies of post-denitrification was above 90% (Nefl 4,5 mg TN/L), when dosing external carbon source (C/N=1,46 mol/mol) to BAF 1.

Orientador: Bruno Coraucci Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T23:41:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dominato_DanieleTonon_D.pdf: 5136145 bytes, checksum: bc4588de570931c9d0ab9bc99456069f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A escassez cada vez maior de água doce devido ao crescimento demográfico, a urbanização e, provavelmente, as mudanças climáticas, tem dado lugar ao uso crescente de águas residuárias na agricultura. Atualmente, essa prática é uma realidade, principalmente na região sudeste de São Paulo, onde os conflitos pelos usos múltiplos da água são constantes. Frente a essa situação, o objetivo desse trabalho foi avaliar o condicionamento de efluentes sanitários, de um sistema composto por filtros anaeróbios e pós-tratamento por filtros de areia (com espessura de 0,75 m) com altas taxas de aplicação diárias que variaram de 300 a 800 Lm-2, visando reúso agrícola e/ou para lançamento em corpos hídricos. Verificou-se uma remoção na concentração de matéria orgânica em termos de DQO, DBO e COD acima de 90 % no efluente dos filtros de areia em todas as taxas de aplicação estudadas. Os resultados apontam que o parâmetro limitador para a utilização de taxas de aplicação diárias superiores a 700 L m-2 foi a concentração de nitrogênio amoniacal produzido nos filtros de areia, superiores a 20 mg L-1, obrigando a implantação de um sistema de aeração superior. A dosagem de hipoclorito de cálcio empregada para adequar o efluente a legislação foi de 3,25 mg L-1 com um tempo de contato de 45 minutos e a classificação do efluente final para a utilização deste na agricultura foi C3S1, estando apto a ser utilizado com um grau moderado de restrição. Como os resultados foram satisfatórios, comprova-se que é possível a aplicação de maiores taxas hidráulicas nos leitos de areia / Abstract: Increasing scarcity of freshwater due to demographic growing, urbanization and, climate changing are the reason of increasing use of the wastewater in agriculture. Nowadays, this practice is a reality, mainly in São Paulo in the southeast areas, where the conflicts caused by multiples use of water are constant. Based on this situation, the aiming of this investigation was to evaluate wastewater conditioning, from a system composed by anaerobic filters and post - treated by sand filters (0,75m height) with high daily application rates which varied from 300 to 800 L m-2, agriculture reuses and/or discharging into receiving waters. An organic matter removing of 90% in terms of COD, BOD and DOC was observed in sand filters effluent in all application rates which were studied. Results have shown that the limitation parameter to use application rates over 700 L m-2 was the ammonium nitrogen concentration which are produced by sand filters and were over 20 mg L-1, forcing to implant a superior aeration system. Calcium hypochlorite dose, used to make the effluent appropriate according to the law, was 3,25 mg L-1 with a contact time of 45 minutes and the final effluent classification to use it in agriculture was C3S1, which is suitable to be used with a moderate degree of restriction. As the results were satisfactory, higher application hydraulic rates in sand filters are proved to be possible / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil

O principal objeto desta pesquisa foi aprimorar a eficiência de remoção de DQO, DBO, SST e conversão de nitrogênio amoniacal de biofiltro aeróbio submerso (BF), aplicado no pós-tratamento do efluente de um reator anaeróbio compartimentado (RAC). O BF, em escala piloto, foi construído em tubos de PVC, com 0,40 m de diâmetro externo e volume útil de 190,6 L. Para a imobilização celular foram utilizadas, como material suporte, matrizes cúbicas de espuma de poliuretano, em um período total de operação de 180 dias e tempos de detenção hidráulica de 6, 4 e 12 horas, respectivamente. O trabalho de investigação foi dividido em duas fases: na fase I o BF operou por 55 dias com TDH de 6 horas, para a transferência de OD para o sistema foi utilizado uma câmara de saturação não pressurizada; na fase II, o BF operou por 28 dias com TDH de 6 horas; por 30 dias com TDH de 4 horas e no período restante por 67 dias com TDH de 12 horas. Nessa fase a câmara de saturação foi inicialmente removida por não atender à demanda de OD necessária para manter condições aeróbias no interior do BF; foi injetado ar comprimido diretamente no sistema. Foram alcançadas eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST; na fase I 32,4%, 39,2% e 62% com concentrações médias no efluente bruto de 143,7 mg DQOb/L, 101,2 mg DBOb/L e 25,1 mg SST/L, respectivamente. Nessa fase, não foi detectada eficiência de conversão de nitrogênio amoniacal. Na fase II, operando com TDH de 6 horas, o BF alcançou eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST de 74%, 85% e 85% com concentrações médias no efluente bruto de 63 mg DQOb/L, 15 mg DBOb/L e 13 mg SST/L, respectivamente. Nesse período também não foi detectado processo de nitrificação. Para TDH de 4 horas, as eficiências média de remoção de DQOb, DBOb e SST foram 77%, 70% e 71%, com concentrações médias no efluente bruto de 57 mg DQOb/L, 27 mg DBOb/L e 17 mg SST/L, respectivamente. Durante esse período também não ocorreu conversão de nitrogênio amoniacal. Na fase final, em que o BF operou com TDH de 12 horas, foram encontradas eficiências médias de remoção de DQOb, DBOb e SST de 83%, 73% e 86% com concentrações médias no efluente bruto de 42 mg DQOb/L, 36 mg DBOb/L e 9 mg SST/L, respectivamente. Nesse período a eficiência média de conversão de nitrogênio amoniacal foi de 57,8% com concentração média de 10 mg N-amoniacal/L no efluente bruto. A espuma de poliuretano foi adequada para imobilização da biomassa aeróbia, porém, a lavagem do leito foi dificultada pela mesma devido à sua alta capacidade de absorção. A injeção direta de ar no sistema resultou em considerável aumento da eficiência, produzindo efluente bastante clarificado. / The main object of this research was the removal efficiency improvement of COD, BOD, TSS and ammonia nitrogen conversion in a Submerged Aerated Biofilter (BF), used in the effluent post-treatment of an Anaerobic Baffed reactor (ABR). The BF, was built in pilot scale by PVC tubes with 0,40 m of external diameter and useful volume of 190,6 L. Cubic matrices of polyurethane foam with were used as support for cellular immobilization in an operation period of 180 days with HDT of 6, 4 and 12 hours, respectively. The investigations period was shared in two phases: BF in the phase I operated for 55 days with HDT of 6 hours and the oxygen transferring was done using a chamber not pressured; BF in the phase II operated for 28 days with HDT of 6 hours, 30 days with HDT of 4 hours and on the rest of the investigation period (67 days) with HDT of 12 hours. In this phase the chamber was initially removed due to not attending the DO demand necessary to keep aerobic condition into the BF and, compressed air was directly injected at the system. The removal averages efficiencies of CODr, BODr and SST in the phase I were 32,4%, 39,2% and 62% with average concentrations in the raw effluent of 146 mg CODr/L, 101,2 mg BODr/L and 25,1 mg TSS/L, respectively. Ammonia nitrogen conversion efficiency wasn\'t detected in this. In the phase II, operating with HDT of 6 hours, BF reached averages efficiencies of CODr, BODr and SST of 74%, 85% and 85% with averages concentrations in the raw effluent of 63 mg CODr/L, 15 mg BODr/L and 13 mg TSS/L, respectively. Nitrification process wasn\'t detected in this period too. For HDT of 4 hours, the removal averages efficiencies of CODr, BODr and SST were 77%, 70% and 71% with average concentrations in the raw effluent of 57 mg CODr/L, 27 mg BODr/L and 17 mg TSS/L, respectively. During this period ammonia nitrogen conversion also not occurred. In the ending phase, where BF operated with HDT of 12 hours, removal averages efficiencies found of CODr, BODr and TSS were 83%, 73% and 86% with averages concentrations in the raw effluent of 42 mg CODr/L, 36 mg BODr/L and 9 mg TSS/L, respectively. In this period the ammonia nitrogen conversion medium efficiency was 57,8% with medium concentration in the raw effluent of 10 mg N-ammonia/L. The polyurethane foam was appropriated for aerobic biomass immobilization however the bed washing was harmed by the same one due to its high absorption capacity. The direct air injection into the system resulted in a considerable efficiency increase producing a sufficiently clearly effluent.

Este trabalho teve como finalidade a avaliação da viabilidade técnica e econômica da utilização do processo de ozonização seguido de biofiltro aerado submerso, para melhoria da qualidade de efluente de reator anaeróbio compartimentado, para atender a legislação ambiental no que se refere ao padrão de emissão e para o reúso. A pesquisa foi dividida em três etapas. Na primeira etapa avaliou-se a concentração de ozônio aplicada e o seu tempo de contato através de um planejamento experimental, composto por planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta. Na segunda etapa realizou-se ensaios de isotermas utilizados como critério de escolha para o tipo de carvão ativado granular utilizado como meio suporte do biofiltro aerado submerso. Na terceira etapa operou-se o sistema de pós-tratamento composto por ozônio - biofiltro aerado submerso para avaliação de sua eficiência e comparação com os padrões e critérios de reúso. Na primeira etapa foram encontradas duas condições de maior eficiência para dosagens de 10 mg O3/L em 30 minutos e 30 mg O3/L em 10 minutos. A segunda etapa ficou prejudicada em função do efluente ozonizado ter floculado, com isso interferindo no ensaio de isoterma. Na terceira etapa foram construídos dois biofiltros aerados submersos, um com meio suporte de carvão ativado granular e outro com cubos de espuma de poliuretano. Os dois BFs apresentaram efluente com excelente qualidade final. O BFs com meio suporte de CAG demonstrou ser o mais eficiente entre os dois, teve estabilização mais rápida e produziu efluente final com DQO da ordem de 14,3 mg/L e SST de 6,8 mg/L. O custo do pós-tratamento ficou em torno de R$ 0,25 por metro cúbico para população de 10.000 habitantes e de R$ 0,16 para população de 200.000 habitantes, demonstrando com isso que é um processo viável técnica e economicamente. O reúso agrícola torna-se interessante, visto que, o efluente final apresenta fósforo e nitrato que podem ser consumidos pelas plantas. / This work had as purpose the assessment of the technical and economical viability of ozonization process\' use followed by submerged aerated biofilter, for improvement of the quality of effluent of anaerobic baffed reactor, to attend the environmental legislation in what it refers to the emission pattern and reuse guidelines. The research was divided in three faces. In the first face it was evaluated the concentration of ozone applied and its time of contact through a factorial planning and response surface methodology. In the second face, tests of isotherms were made as choice criterion for the type of granulate activated carbon used as material support of the submerged aerated biofilter. In the third face the post-treatment system composed by ozone - submerged aerated biofilter was operated for assessment of your performance and a comparison with the patterns and reuse criteria. In the first face two conductions of greater performance were found: one with 10 mg O3/L and 30 min and other with 30 mg O3/L and 10 min. The second face was prejudiced in function of the effluent ozonizated to have floculated, with that interfering in the isotherm test. In the third faces two submerged aerated biofilters were built, one with granulate activated carbon and other with polyurethane foam as material supports. The BFs presented effluent with excellent final quality. The BFs with GAC demonstrated to be the most efficient among the two, it had faster stabilization and it produced final effluent with COD of the order of 14,3 mg/L and TSS of 6,8 mg/L. The cost of the post-treatment was around in R$ 0,25 for cubic meter for 10.000 persons and R$ 0,16 for 200.000 persons, demonstrating viable technique and economically of process. The agricultural reuse becomes interesting, because the final effluent presents phosphorus and nitrate that can be consumed by the plants.

Die Biofiltration kommt bei der Eliminierung einer Vielzahl von Abluftkomponenten zum Einsatz. Diese Studie konzentrierte sich auf die Mikroorganismen von zwei Biofiltern, die der Eliminierung von Hexan im Labor- und Industriemaßstab dienen. Mehr als 80 Bakterienstämme wurden aus einem industriellen Biofilter einer Ölmühle isoliert. Der Isolierungsansatz dieses Biofilters ergab 16 bakterielle Gruppen, die als Mitglieder der Proteobacteria, Actinobacteria, und Firmicutes identifiziert wurden. Die Gattungen Gordonia und Sphingomonas und Stämme des Nevskia-Zweigs zeigten hohe Wachstumserträge auf Hexan. Die aktiv am Abbau beteiligte Population im Biofiltermaterial wurde durch die Inkubation von Filtermaterial mit deuteriertem Hexan und anschließender PLFA-Analyse charakterisiert. Die signifikante Markierung der Fettsäuren 16:1 cis10, 18:1 cis9 und 18:0 10methyl betonten die Bedeutung der Gordonia-Isolate als aktive Hexanabbauer, die auch die höchsten Wachstumsraten auf Hexan zeigten. Die Markierung von Biomarkern wie 16:0 iso und 19:0 cyclo11-12 wies außerdem auf die Beteiligung weiterer Taxa beim Hexanabbau hin. Die Vertreter der Gammaproteobacteria zeigten ebenfalls gutes Wachstum auf Hexan und charakteristische Fettsäuren dieser Gruppen konnten ebenfalls markiert werden. Dies impliziert eine Beteiligung auch dieser Gruppen am Abbauprozess von Hexan. Alle Hauptfettsäuren des PLFA-Profils des Biofiltermaterials konnten markiert werden. Folglich dominierte die Hexanabbauende Population die mikrobielle Population des Biofilters. Eine polyphasische Klassifizierung der Isolate beider Biofilter wies auf neue Gattungen und Arten hin. Die Ergebnisse der Wachstumstests verdeutlichten die Wichtigkeit der Kombination von Isolierungsansätzen mit Isolierungs-unabhängigen Methoden wie den Analysen des Fettsäureprofils der Biofiltergemeinschaft.

Frågan kring hållbar dagvattenhantering har fått allt större uppmärksamhet i och med de pågående klimatförändringarna. Genom att implementera dagvattenlösningar i urbana miljöer som efterliknar naturens kretslopp kan kraftiga regn fördröjas vilket avlastar ledningsnätet. Detta främjar en hållbar stadsutveckling, som idag har blivit ett allt större krav. Studiens syfte avser att lyfta kunskapsläget kring användandet av växtbäddar avsedda för dagvattenhantering i det nordiska klimatet. Detta genom att undersöka vilka faktorer som bör beaktas vid utformning av växtbäddar för att de ska fungera optimalt, samt maximera livslängden med hänsyn till ett kallt klimat. Undersökningen tar även reda på vilka åtgärder som krävs för att underhålla en sådan anläggning samt vilka kostnader detta medför. Studiens frågeställningar besvaras genom intervjuer som riktades till beställare och projektörer av växtbäddar. Detta för att skapa en uppfattning kring hur utformningen sker samt vilka underhållsinsatser som vidtas. En enkätundersökning genomfördes som var riktad till kommuner för att undersöka hur väl de upplever att arbetet med växtbäddar fungerar inom deras organisation. Studien utfördes genom att först genomföra en litteraturstudie som lade grunden till rapportens teori, för att sedan kunna utforma intervju och enkätfrågor. För att skapa en uppfattning kring kostnaderna utfördes en dokumentinsamling från kommuner för att klargöra kostnadernas storlek. Studiens resultat påvisar att växtbäddar har bra förutsättningar i det nordiska klimatet samt att det anses finnas en god kunskapsnivå kring hur anläggningarna ska utformas och skötas. Detta gäller både projektörer och beställare av anläggningarna. De fel som uppstår i anläggningsskedet tycks främst grunda sig i den stora variationen av material som växtbäddarnas uppbyggnad består av. Därtill att entreprenören saknar kunskap i hur anläggningen senare ska fungera, då denna typ av anläggning skiljer sig från hur konventionella dagvattenanläggningar anläggs. I utformnings och driftskedet är utmaningarna kopplade till faktorer som ansvarsfördelning då det är ett flertal inblandade aktörer i både projekterings och driftskedet. Den faktor som främst styr kostnaden är kopplad till de material som används i uppbyggnaden av växtbädden. / The issue of sustainable stormwater management has received increasing attention with the ongoing climate change. By implementing stormwater solutions in urban environments that mimic nature heavy rainfall can be delayed, which relieves the conventional stormwater pipeline network. This promotes sustainable urban development, which today has become an increasing requirement. The purpose of the study is to raise the state of knowledge about the use of bioretention system intended for stormwater management in the Nordic climate. This is done by examining which factors should be taken into account when designing bioretention system in order to function optimally and maximize the lifespan with regard to a cold climate. The study also finds out what measures are required to maintain such a facility and what costs this entails. The study's questions are answered through interviews aimed at clients and designers of bioretention systems. The purpose is to create an understanding of how the design takes place and what maintenance efforts are taken. A survey was conducted which was aimed at municipalities to investigate how well they feel that the work with bioretention system works within their organization. The study was carried out by first conducting a literature study that laid the foundation for the report's theory, in order to then be able to design interview and survey questions. To create an understanding of the costs, a document collection from municipalities was carried out to clarify the size of the costs. The results of the study show that bioretention systems can sustain in the Nordic climate and that it is considered that there is a good level of knowledge about how the facilities should be designed and maintained. This applies to both designers and clients of the facilities. The errors that occur during the construction phase seem to be mainly based on the large variety of materials that make up the bioretention systems. In addition, the contractor lacks knowledge of how the facility will later function, as this type of facility differs from how conventional stormwater facilities are constructed. In the design and operational phase, the challenges are linked to factors such as the division of responsibilities as there are a number of actors involved in both the design and operational phases. The factor that primarily controls the cost is linked to the materials used in the construction. / <p>Examensarbetet är utfört vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) vid Tekniska fakulteten, Linköpings universitet</p>

Development of cities, new buildings and other impervious surfaces entails increased stormwater flows, volumes and pollutant loads. Heavy metals, nutrients, sediments and salt are common pollutants in stormwater. The conventional way to manage stormwater, which is by discharge to the receiving water body via a sewage network, will not be sufficient for mitigating high flows, flood risks and pollution export. Thus, Low Impact Development (LID) stormwater facilities, such as stormwater biofilters, are built in an increasing rate in Sweden and worldwide. The main function of a stormwater biofilter is water quality treatment, which is achieved when stormwater percolates through a vegetated filter media. Sometimes a pre-treatment facility is installed before the biofilter to reduce the sediment load on the biofilter and extend its life-length. However, there are knowledge gaps regarding pollutant removal in biofilters and the role of associated pre-treatment facilities. In this study the impact of a pre-treatment facility, calcium carbonate as amendment in the filter media and vegetation was investigated regarding treatment of heavy metals (Cd (cadmium), Cu (copper), Pb (lead) and Zn (zinc)), phosphorus and total suspended solids. To do this, influent and effluent stormwater samples from an existing biofilter in Sundsvall were analysed and evaluated regarding removal performance of the above-mentioned pollutants.  In general, the stormwater biofilter facility (including pre-treatment) removed total metals well while the removal of the dissolved fraction showed higher variations. Influent concentrations of TP were always higher than effluent concentrations. Leaching of phosphate repeatedly occurred from the filter sections. The mean removal of TSS was high (96.9%). CaCO3 as amendment in the filter material had a beneficial effect on the overall metal removal of the stormwater facility. Although leaching of phosphate occurred from all filter sections, the leaching was lowest from the section with CaCO3,indicating possible benefits of CaCO3 as amendment. CaCO3 did not seem to affect the mean total phosphorus removal significantly. Removal of total metals seemed to be improved by vegetation, but the removal of dissolved metals, total phosphorus and phosphate did not seem to be enhanced by vegetation. The filter section with vegetation and without CaCO3 amendment contributed with the highest effluent concentrations of total phosphorus and phosphate (leaching), considering that vegetation released more phosphate that it captured. The main treatment of the stormwater pollutants occurred within the biofilter and both positive and negative removal of all pollutants was observed by the pre-treatment facility. The result showed that the pre-treatment facility was most beneficial for removal of dissolved metals. / Utvecklingen av städer, nya byggnader och andra hårdgjorda ytor ökar både mängden dagvatten och föroreningshalterna. Vanligt förekommande föroreningar i dagvatten är tungmetaller, näringsämnen, sediment och salt. Det traditionella sättet att hantera dagvatten är genom avledning via avloppsnätet till närliggande recipient, men med den förändrade kvalitén och kvantitet på dagvatten blir kapaciteten i det befintliga ledningsnätet otillräckligt för de ökade flödena och föroreningsinnehållet. Därför byggs bland annat dagvattenbiofilter, som är en typ av Low Impact Development (LID), i en ökande takt i Sverige och globalt. Huvudsyftet med dagvattenbiofilter är dagvattenrening, vilket uppnås när dagvattnet filtreras genom en filterbädd med växter. För att minska (sediment)belastningen och förlänga livslängden på biofiltret kan ibland en förbehandlingsanläggning placeras i före biofiltret. Dock finns det fortfarande kunskapsluckor om reningspotentialen i biofilter och betydelsen av en förbehandlingsanläggning. I den här studien undersöktes betydelsen av en förbehandlingsanläggning, kalciumkarbonat som tillsats i filter materialet och växter på biofiltret för reningen av tungmetaller (Cd (kadmium), Cu (koppar), Pb (bly) och Zn (zink)), fosfor och totalt suspenderat material. För att undersöka detta analyserades och utvärderades dagvattenprover på inkommande och utgående vatten från ett biofilter i Sundsvall, med avseende på reningsprestation av ovan nämnda föroreningar. Resultatet visade att biofiltret (med förbehandlingsanläggningen inkluderad), renade totala metaller bra medan reningen av lösta metaller varierade mer. Inkommande koncentrationer av totalfosfor var alltid högre än utgående koncentrationer och fosfat lakades kontinuerligt ut från filtersektionerna. Den genomsnittliga reningen av TSS var hög (96,9%). CaCO3 som tillsats i filtermaterialet hade en positiv effekt på reningen av totala och lösta metaller i biofiltret. Fosfat lakades ut från alla filtersektioner, men urlakningen var lägst från filtersektionen med CaCO3, vilket tyder på möjliga positiva effekter det som tillsats i filtermaterialet. CaCO3 verkade inte öka genomsnittliga reningen av totalfosfor signifikant. Vegetationen verkade öka reningen av totala metaller men inte reningen av lösta metaller, totalfosfor eller fosfat. Filtersektionen med vegetation men utan CaCO3 genererade de högsta utgående koncentrationerna av totalfosfor och fosfat (urlakning), vilket tyder på att vegetation avgav mer fosfor än den tog upp. Den dominerande reningen av dagvattenföroreningarna skedde inuti biofiltret och både högre och lägre koncentrationer av samtliga föroreningar observerades efter förbehandlingsanläggningen. Resultatet visade att förbehandlingsanläggningen var mest effektiv för reningen av lösta metaller.