Atualmente, existe uma tendência entre os projetistas brasileiros de valorizar a etapa de tratamento preliminar em projetos de novas estações de tratamento de esgoto (ETE). Neste ensejo foi concebido, construído e estudado um protótipo, em escala plena, de uma unidade composta de separador hidrodinâmico por vórtice (SHV) – empregado como desarenador – e grade fina cilíndrica de fluxo tangencial. Estudos acerca da hidrodinâmica da unidade, fundamentados em ensaios de estímulo-resposta com traçador (sal de cozinha) e simulações computacionais do padrão de escoamento em software de dinâmica dos fluidos computacional, demonstrou que ao se operar a unidade com taxas de aplicação superficial (TAS) de 764 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd e 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd o regime de macro-mistura do padrão de escoamento que se desenvolve no SHV aproximou-se do plug-flow, porém com certo grau de mistura que diminuiu com o aumento da TAS. Nesta pesquisa, foram desenvolvidos dois métodos um para determinação da concentração de areia no esgoto sanitário e outro para determinação da distribuição granulométrica dos grãos dessa areia. Ambos foram empregados na avaliação de desempenho da unidade de tratamento preliminar desenvolvida, que foi realizada na estação elevatória de ETE Jardim das Flores do município de Rio Claro, SP. Durante esta fase da pesquisa, o SHV demonstrou enorme potencialidade na remoção de areia para as TAS de 764 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd e 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd, porquanto, além de não remover significativamente matéria orgânica particulada (medida em termos de concentração de sólidos suspensos voláteis) presentes no esgoto sanitário, a unidade atingiu eficiências de remoção de grãos de areia de tamanho maior ou igual a 200 'mü'm entre 85% e 95%. Entretanto, a grade fina cilíndrica de fluxo tangencial (auto-limpante) revelou-se inviável. / Currently, there is a trend among the brazilian designers of valorizing the preliminary treatment in recently designed wastewater treatment plants (WWTP). In this context, a full scale prototype of a unit made up of a hydrodynamic vortex separator (HVS) – applied as a degritter – and a tangential flux fine screening was designed, built and evaluated. Research about the hydrodynamic of the prototype, based on stimulus-response essays with a salt tracer (sodium chloride) and computational simulations of the flow pattern using the computational fluid dynamic (CFD) software, showed that the macro mixture regime of the flow was similar to a plug-flow when the unit was operated with superficial loading rates (SLR) of 746 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd and 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd, however, the flow presented a certain mixture degree that reduced with the SLR increase. In this research, two methods were developed: one for the determination of grit concentration in sewage and another one for the assessment of grit grading. Both methods were used on the evaluation of the HVS prototype efficiency, which was carried out at Jardim das Flores WWT, in the city of Rio Claro, SP. During this phase of the research, the HVS presented a great potential for grit removal when the SLR of 746 'M POT.3'/'M POT.2'd; 1.146 'M POT.3'/'M POT.2'd and 1.528 'M POT.3'/'M POT.2'd were applied; for the reason that, besides not significantly removing the particulate organic matter present in sewage (measured as volatile suspended solids), the unit achieved grit removal efficiencies in the range of 85% to 95% for grit equal to or large than 200 'mü'm. However, the tangential flux cylindrical fine screening (self cleaning) did not reveal feasibility.

O pós-tratamento apresenta-se como uma forma de adequar o efluente de reatores anaeróbios aos requisitos da legislação ambiental e propiciar a proteção dos corpos receptores. O trabalho foi desenvolvido com a finalidade de avaliar a viabilidade técnica da utilização do processo de ozonização quando aplicado a um sistema combinado composto por reator UASB seguido por biofiltro aerado submerso. No sistema foi avaliada a operação de quatro biofiltros, dois com carvão ativado e dois com anéis de polietileno. Para verificar a influência da oxidação com ozônio na biodegrabilidade somente um dos biofiltros preenchidos por cada material suporte recebeu efluente ozonizado. Os menores valores de concentração de DQO foram encontrados nos filtros preenchidos com carvão ativado granular, com valores de até 14,00 mg/L, para os dois tipos de afluentes, ozonizado e não-ozonizado. Contudo, considerando eficiência de remoção de DQO para todo período de operação os biofiltros preenchidos com anéis de polietileno se mostraram mais eficazes, com eficiência de até 80%. Os resultados evidenciaram a ocorrência de nitrificação em todos os sistemas, uma vez que houve consumo de NTK e de alcalinidade, com queda de pH; produção de nitrato. / The post-treatment is presented as an alternative to adjust the effluent of anaerobic reactors to the requirements of the brazilian environmental legislation. The work was developed with the purpose to evaluate the viability of the use of the ozonization process when applied to a system composed by a reactor UASB followed by submerged aerated biofilter. In the system the operation of four biofilters was evaluated, two fillet with granular activated carbon (GAC) and two with polyethylene rings. To check the influence of the oxidation with ozone in biodegradability, only one of the biofilter with each support material received ozonized effluent. The lowest values of DQO concentration had been found in the filters with GAC, with values of up to 14,00 mg/L, for the two types, ozonized and not-ozonized. However, considering the DQO removal efficiency for all operation periods the biofilters with polyethylene rings were more efficient, with efficiency of up to 80%. The results had evidenced the occurrence of nitrification in all the systems, a time that had NTK and alkalinity consumption, with fall of pH and nitrate production.

A escolha do sistema de tratamento de esgoto sanitário a ser instalado em uma cidade pode tornar-se uma difícil decisão, uma vez que diversas variáveis interferem em seu custo e em sua qualidade ambiental. Este trabalho pretende mostrar a possibilidade de se usar técnicas da análise de decisão para a escolha do sistema de tratamento de esgoto sanitário de forma ecológica e econômica, como árvore de decisão e análise de sensibilidade. Para a avaliação dos sistemas, foi desenvolvido um modelo com oito alternativas, compostas de processos biológicos anaeróbios – Reator Anaeróbio de Manta de Lodo e Lagoa Anaeróbia – seguidos de aeróbios – Lodos Ativados, Lagoa Facultativa, Filtro Biológico Percolador e Lagoa Aerada com Lagoa de Decantação. O modelo elabora o dimensionamento das unidades de tratamento e, a partir desses dados, a estimativa de custo de cada sistema. O custo total de cada alternativa foi composto por itens de implantação, operação e manutenção. O modelo foi avaliado para quatro casos de populações distintas, apresentando variação nas alternativas mais indicadas para cada um. A análise de sensibilidade se mostrou eficaz em identificar as alternativas mais significativas no custo total dos sistemas. Os resultados encontrados indicam, de maneira promissora, que o modelo poderá auxiliar a escolha de sistemas de tratamento, bem como seu pré-dimensionamento, com base em características peculiares à sua localidade. / The selection of the wastewater treatment system to be installed in a city can be a difficult decision, once several variables interfere in its cost and in its environmental quality. This study intends to show the possibility of using techniques of decision analysis to select the wastewater treatment system in an ecological and economical way, as decision tree and sensitivity analysis. For the evaluation of systems, a model was developed with eight alternatives, composed of anaerobic biological process - Upflow Anaerobic Sludge Blanket and Anaerobic Pond - followed by aerobic process – Activated-Sludge, Facultative Pond, Trickling Filter and Aerated Lagoon with Sedimentation Basin. The model elaborates the treatment units dimensioning and cost estimation of each system, based on dimensioning data. The total cost of each alternative was composed by construction, operation and maintenance items. The model was evaluated using four cases of different populations, presenting variation in the most suitable alternatives for each one. The sensitivity analysis was shown effective in identifying the most significant alternatives in the total cost of the systems. The results indicate, in a promising way , that the model will be able to help the choice of treatment systems, as well as its pre-dimensioning, based in local peculiar characteristics.

Neste trabalho foi estudada a remoção e degradação de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) em esgoto sanitário afluente da Estação de Tratamento de Esgoto Monjolinho do município de São Carlos-SP. Para isso, foi utilizado reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) em escala piloto com areia como material suporte. O reator foi operado durante 220 dias em TDH de 18±1,96h e temperatura mesófila. Foram realizadas análises físico-químicas e cromatográficas, tanto de caracterização do esgoto sanitário afluente, quanto no monitoramento do reator. Em relação ao esgoto sanitário observou-se 653,50 ± 169,30 mg.L-1 e 6,19 ± 3,25 mg.L -1 para DQO bruta e LAS, respectivamente. Em relação aos metais potencialmente tóxicos foram observados cádmio, chumbo, manganês, níquel e zinco, além de traços de ferro. Em relação aos compostos recalcitrantes foram observados no esgoto sanitário butil benzeno sulfonamida, ácido hexadecanóico, limoneno, terpineno, fenol, álcool feniletílico, indolizina, cafeína e isobutil octadecil ftalato. Durante o período de operação do RALF em fluxo contínuo observou-se 503,84 ± 187,06 mg.L-1 e 210,53 ± 78,37 mg.L -1 de DQO bruta afluente e efluente, respectivamente, e eficiência de remoção de 56 ± 14%. Em relação ao LAS foi observado 7,77 ± 3,06 mg.L-1 e 5,67 ± 2,84 mg.L-1 para o afluente e efluente, respectivamente, e eficiência de remoção de 28 ± 27%. Por meio do balanço de massa foi verificado que apenas 0,1% dessa remoção foi por adsorção. Observou-se pH efluente de 7,40 ± 0,32, alcalinidade total efluente de 233,40 ± 40,75 mgCaCO3 L-1, e ácidos orgânicos voláteis efluente de 57,64 ± 48,08 mg L -1. / In this work, it was studied the removal and degradation of linear alkylbenzene sulfonates (LAS) in a sanitary sewage effluent from the Monjolinho Sewage Treatment Station of the city of São Carlos-SP. For such, it was used a pilot scale anaerobic fluidized bed reactor (AFBR), filled with sand as support material. The reactor was operated with 18 hours of TDH and mesophilic temperature. Physicochemical and chromatographic analyzes were performed both in the characterization of the sewage inflow and in the monitoring of the reactor. The variation in concentration of COD and LAS were of 653,50 ± 169,30 mg L-1, and 6,189 ± 3,25 mg L-1, respectively. Regarding potentially toxic metals, cadmium, lead, manganese, nickel and zinc were observed, traces of Iron were also found. Regarding recalcitrant compounds was observed in sanitary sewage, butyl benzenesulfonamide, hexadecanoic acid, limonene, terpinene, phenol, phenylethyl alcohol, indolizine, caffeine and isobutyl octadecyl phthalate were observed. The AFBR was operated in a continuous stream during 220 days. During this period the COD concentration was 503.84 ± 187.06 mg L-1 and 210.53 ± 78.37 mg L-1, afluente and effluent, respectively, with a removal efficiency of 56 ± 14%. In regard to the surfactant LAS, was observed 7.77 ± 3.06 mg L-1 and 5.67 ± 2.84 mg L-1 a ffluent and effluent respectively, being the efficiency of removal of 28 ± 27%. When the mass balance was perform, it was possible to verify that only 0.1% of this LAS removal was by adsorption. The effluent pH remained stable, close to neutrality 7.40 ± 0.32, the total effluent alkalinity was 233.40 ± 40.75 mgCaCO3 L-1 and volatile organic acids 57.64 ± 48.08 mg L-1.

O ciclo aberto que o fósforo percorre na sociedade contemporânea pode ser visto como uma das maiores falhas da sua sustentabilidade. Sendo este um elemento básico para qualquer ser vivo, é realmente incômodo pensar que todo o fósforo que percorre as diversas instâncias da sociedade (como agricultura, alimentos ou consumo humano) provém direta ou indiretamente da mineração, portanto, de uma fonte esgotável. Se algumas estimativas da duração de toda a reserva de rochas fosfatadas do planeta não estivessem beirando a casa de um século, esse tema, acerca da geração de uma fonte renovável e sustentável de P, não teria o mesmo peso. A presente pesquisa, realizada com uma visão multidisciplinar levando em conta estudos mineralógicos; agrícolas; de crescimento de cristais; formação de carapaça de crustáceos marinhos; tratamento de esgoto; termodinâmica e cinética de precipitações químicas traz à luz da realidade nacional uma discussão acerca dos parâmetros que possibilitam a recuperação do fósforo (e do nitrogênio) diretamente do esgoto. Nos últimos anos, diversas tentativas de precipitação de estruvita no Brasil não foram bem sucedidas. Por esse motivo, essa dissertação foi desenvolvida com o intuito de contribuir com uma melhor compreensão a respeito dos fenômenos envolvidos na formação e crescimento desses cristais. Para isso, foram realizados ensaios com amostras de água ultrapura; efluente do reator anaeróbio de fluxo ascendente com manto de lodo da estação de tratamento de esgoto (ETE) Anhumas; urina pura e efluente dos processos de desaguamento do lodo da ETE Franca (um sistema de lodos ativados convencionais). Este último apresentou altas concentrações de cálcio, o maior interveniente na formação de estruvita, devido ao recebimento de lodo de estação de tratamento de água. A investigação experimental foi dividida em três etapas: (1) Primeiramente, as principais variáveis da reação de cristalização foram avaliadas e percebeu-se que, o que a rege é o quanto o meio se encontra supersaturado com relação aos sais de estruvita. Portanto, as variáveis que influenciam na supersaturação (como pH e concentração de reagentes) podem ser manipuladas para que a reação ocorra da maneira que for desejável. (2) Quando a água residuária contém cálcio, forma-se uma fase amorfa de carbonato de cálcio, que é muito reativa e bastante metaestável (que nesse caso acaba sendo estabilizada), na qual o fósforo e o magnésio adsorvem, podendo inclusive causar uma falsa impressão de que se formou estruvita, devido ao consumo dos reagentes. Deste entendimento, foi possível uma proposta bastante simples de solução para o problema: semeadura com cristais de estruvita. (3) A última etapa da dissertação explica o porquê da dificuldade de encontrar os picos de estruvita nos difratogramas de raios-x, tanto em algumas pesquisas nacionais quanto no começo do presente estudo. Esta dificuldade está relacionada às mudanças de fases do cristal quando exposto a altas temperaturas, isto é, durante o processo de secagem em estufa. / The opened cycle in which the phosphorus flows within the contemporary society is one of the biggest lack on its sustainability. Being this element so primary for the life of any being, it is really uncomfortable to think that all phosphorus that runs through all instances of our society (as agriculture, foods or human consumption) comes directly or indirectly from mining, thus a non-renewable source. By means of a multidisciplinary vision taking into account mineralogical, agriculture, crystal growth, marine crustaceous, wastewater treatment, chemical kinetics and thermodynamic studies the parameters which govern this crystallization reaction were brought to light, in order to make possible the recovery of phosphorus directly from sewage. For this reason, the development of this research was to create a better comprehension around the phenomena of formation and growth of struvite crystals. The crystallization media used were ultrapure water, effluent from an upflow anaerobic sludge bed reactor also treating domestic sewage in real scale, urine, and effluent of the dewatering processes of the sludge from a conventional activated sludge system (anaerobically digested) treating domestic sewage in real scale (because this WWTP receives WTP sludge with a high content of calcium, the major interfering ion on struvite formation). This study was made in three steps: (1) At first, the main parameters (usually controlled) of this crystallization reaction were evaluated. It was concluded that what controls the reaction is how much the crystallization media is supersaturated of the struvite salts. Thus, all parameters which have an influence on that (as pH and reagents concentration) can be manipulated for the reaction to occur in the desirable way. (2) The ion which interfere the most on the formation of struvite (calcium) was also studied, and the conclusion was that an amorphous calcium carbonate phase, was formed, which is a very metastable morphology of this salt, and thus it is not found in other conditions which are not as specific as those. With this theory, a proposal of a simple solution for this problem was formulated: struvite seeding. (3) The last step of this research explains why the characteristic peaks of struvite crystals were so difficult to be found on the x-ray diffractograms on the beginning of this study and by other Brazilian researchers. This difficult is related to the phase transitions due to the exposition of the crystals to higher temperatures.

O processo de tratamento de esgoto por lodo ativado pode ser adaptado para o recebimento de maior carga orgânica ou para a remoção de nitrogênio por meio da introdução de suportes plásticos móveis, em um processo conhecido por IFAS Integrated Fixed-Film Activated Sludge. O objetivo do projeto é avaliar comparativamente os desempenhos dos sistemas de lodo ativado e IFAS na remoção de matéria orgânica e nitrogênio de esgoto doméstico, associados à variação da idade do lodo com referência na biomassa suspensa. O efeito da adição de suportes plásticos móveis em sistemas existentes de lodo ativado é avaliado como forma de subsidiar análises de viabilidade de emprego dessa solução para a ampliação e adaptação de estações de tratamento de esgotos domésticos. A pesquisa foi desenvolvida em escala piloto, mantendo dois sistemas em funcionamento em paralelo, um representando um sistema de lodo ativado com remoção de nitrogênio e outro idêntico, exceto para a introdução dos suportes plásticos móveis. Desta forma, foi possível atribuir a diferença nos resultados à presença de biomassa aderida. Foram utilizados elementos suporte com área superficial específica de 300 m²/m³ e fração de enchimento de 50%. Ambos os sistemas foram mantidos em operação estável e eficiente, considerando a remoção de matéria orgânica. No entanto, o sistema IFAS teve melhor desempenho na remoção de nitrogênio em todas as fases experimentais, confirmando as vantagens antecipadas. Os resultados foram verificados em termos de taxas de aplicação previstas para cada porção de biomassa, de acordo com as idades do lodo estudadas. / The activated sludge wastewater treatment process can be retrofitted to either receive larger organic loads or for nitrogen removal by introducing plastic media carriers, in a process known as IFAS Integrated Fixed-Film Activated Sludge. The project aims to comparatively assess the performances of activated sludge and IFAS systems in removing organic matter and nitrogen from domestic sewage, associated to the variation of the sludge age with reference to the suspended biomass. The effect of adding plastic media carriers on existing activated sludge systems is evaluated as a subsidy for prefeasibility analysis of using this solution for the upgrading and retrofitting of municipal wastewater treatment plants. The study was developed on a pilot scale, operating two systems in parallel, representing an activated sludge system with nitrogen removal and another identical system except for the introduction of plastic media carriers. Thus, it was possible to assign the difference in results to the presence of attached biomass. Carriers were used with 300 m²/m³ specific surface area and 50% filling fraction. Both systems were kept under stable and efficient operation considering the removal of organic matter. However, the IFAS system had better performance at removing nitrogen in all experimental phases, confirming the anticipated advantages. The results were verified in terms of application rates expected for each portion of biomass in accordance with the sludge ages studied.

Entre as principais dificuldades que os sistemas de tratamento de esgotos domésticos compostos por lagoas de estabilização enfrentam para atender as exigências impostas pela Resolução CONAMA 357/2005 podem se destacar as concentrações elevadas de nitrogênio amoniacal, fósforo e coliformes fecais e totais. Estes últimos, quando os sistemas utilizam corpos receptores classe 2 ou 3 geram a necessidade de desinfecção. Dentre as diversas tecnologias disponíveis para a desinfecção dos esgotos, a cloração é bastante atrativa pelo custo reduzido, em relação às outras tecnologias, bem como pela elevada experiência que as companhias e municipalidades possuem neste tipo de sistema, advinda dos sistemas de tratamento de água. Dentre os sistemas de cloração, o uso de hipoclorito de sódio torna-se interessante pela segurança, simplicidade das instalações e de operação. A desvantagem do uso deste tipo de sistema se dá na possibilidade da formação de subprodutos tóxicos, dentro os quais pode-se destacar os trihalometanos (THMs) e os ácidos haloacéticos (AHAs), porém esta formação pode ser teoricamente reduzida pela presença de elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal nos efluentes destes sistemas, por sua reação preferencial com o cloro, na formação de cloraminas. Outras possibilidades de redução na formação é reduzir a concentração de precursores, reduzir a dosagem de cloro e utilizar método de descloração dos efluentes após a desinfecção. Este trabalho, ambientado no desenvolvimento das pesquisas do Edital 4 do PROSAB/FINEP (Programa Nacional de Pesquisa em Saneamento Básico), desenvolveu testes de desinfecção em efluentes de lagoas anaeróbias e facultativas utilizando como desinfetante hipoclorito de sódio, em dosagens de 8,0 mgCl/L e 12,0 mgCl/L. Desenvolveu também testes de desinfecção com efluentes anaeróbios e facultativos pós-tratados por meio de coagulação/floculação/sedimentação e coagulação/floculação/flotação com ar dissolvido, com dosagens de 2,0 mgCl/L e 4,0 mgCl/L. Para todos os testes de desinfecção foram realizados também testes de descloração das amostras. Desta forma foi possível estudar, dentro de uma faixa limitada, as possibilidades de reduzir a formação de subprodutos tóxicos na desinfecção de efluentes de lagoas de estabilização com hipoclorito de sódio. Nas amostras foram determinados por meio de cromatografia gasosa as concentrações dos THMs e AHAs. Por meio das metodologias do Standard Methods 20th Edition foram realizadas as análises físico-químicas dos parâmetros pH, temperatura, DQO, DBO, Ntotal, N-NH3, NTK, cloro livre, cloraminas, coliformes e outros microrganismos indicadores. A formação de THMs se mostrou bastante pequena, em média abaixo dos 20,0 µg/L em todos os testes, aparentemente devido às elevadas concentrações de N-NH3, da ordem de 30,0 mg/L. O mesmo não ocorreu com os AHAs. Em muitos testes a concentração encontrada de AHAs totais superou o padrão de 80,0 µg/L preconizados pela USEPA para água potável, e aqui adotado como padrão comparativo. A descloração reduziu em média 52% a concentração de AHAs nos testes, colocando quase todas as amostras dentro do padrão de 80,0 µg/L. Os bioensaios mostraram que a presença de cloro livre nas amostras eleva a toxicidade aguda em Daphnia similis provocada pelos efluentes e que a cloração seguida de descloração produz efluentes com toxicidade inferior à toxicidade dos efluentes apenas clorados e toxicidade também inferior àquela dos efluentes sem cloração. / The main difficulties that the stabilization ponds for sewage treatment systems face to meet the requirements imposed by CONAMA Resolution 357/2005 can highlight the high concentrations of ammonia nitrogen, phosphorus and fecal and total coliform. When the systems use receivers water bodies Class 2 or 3 generate the need for disinfection. Among the different technologies available for the disinfection of sewage, the chlorination is very attractive at reduced cost compared to other technologies, as well as the high experience that companies and municipalities have in this type of system, because the water treatment systems. About the chlorination technologies, the use of sodium hypochlorite becomes interesting for security, simplicity of installation and operation. The disadvantage of using this type of system is given the possibility of formation of toxic by-products, within which you can highlight the trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (AHAs), but this formation can theoretically be reduced by the presence of high concentrations of ammoniacal nitrogen in effluents of these systems, for its preferential reaction with the chlorine in the formation of cloraminas. Other possibilities for reducing the training is to reduce the concentration of precursors (organic matter), reduce the dosage of chlorine and use dechlorination method after disinfection. This work, developed in PROSAB / FINEP (National Program for Research on Sanitation) research announcement number 4, developed tests for disinfection of anaerobic and facultative ponds effluents using sodium hypochlorite as a disinfectant, in concentrations of 8.0 mgCl/L and 12.0 mgCl/L. Were also developed tests for disinfection with anaerobic and facultative ponds effluents post-treated by coagulation / flocculation / sedimentation and coagulation / flocculation / flotation with dissolved air, with concentrations of 2.0 mgCl/L and 4.0 mgCl/L. For all of disinfection tests were also conducted dechlorination tests. This made it possible to study the possibilities of reducing the formation of toxic byproducts of the stabilization ponds effluents disinfection with sodium hypochlorite. The THMs and AHAS concentrations were determined by gas chromatography. Through the methods of Standard Methods 20th Edition analyses were carried out physical-chemical parameters of pH, temperature, COD, BOD, total nitrogen, ammoniacal nitrogen, total Kjeldhal nitrogen, free chlorine, chloramines, coliforms and other indicator microorganisms. The formation of THMs was very low, on average below the 20.0 µg/L in all tests, apparently due to high concentrations of NH3-N, the order of 30.0 mg/L. The same did not occur with AHAs. In many tests found concentrations of AHAs exceeded the standard of 80.0 µg/L recommended by the USEPA for drinking water. Dechlorination reduced 52% of AHAs concentrations, in average. Bioassays showed that the presence of free chlorine in the samples increase the acute toxicity in Daphnia similes. Chlorination followed by dechlorination produces effluents with less toxicity than the toxicity of chlorinated and effluent without chlorination.

A implantação e a ampliação dos sistemas de esgotamento sanitário devem contemplar não só aspectos políticos, técnicos e econômicos, mas também sociais, ambientais e de sustentabilidade. Para subsidiar a tomada de decisão com base neste paradigma, e auxiliar na definição das prioridades de intervenções, propõe-se aqui um novo indicador de sustentabilidade, que aqui foi denominado de Índice de Diluição de Esgoto - IDE. Este índice correlaciona a vazão de esgoto sanitário não tratado com a vazão dos corpos d\'água e permite efetuar a avaliar o sistema de esgotamento sob a ótica da capacidade suporte do ambiente. A revisão bibliográfica abordou quatro temas: os esgotos sanitários, os recursos hídricos superficiais, a poluição dos corpos d\'água por esgoto sanitário e os indicadores de sustentabilidade. Com base nos parâmetros de qualidade padrões dos esgotos sanitários e dos corpos d\'água limpos, bem como na legislação ambiental, foram identificadas quatro faixas de risco associadas aos valores do IDE: acima de 0,1% há o risco à saúde e à eutrofização de represas, acima de 5% à comunidade aquática, acima de 10% à harmonia paisagística e acima de 15% à harmonia odorífera. Com o IDE desenvolvido, foi estudado o caso da Região Metropolitana de São Paulo - RMSP: o valor do índice foi calculado para as suas diversas sub-bacias de esgotamento. As bacias com os maiores valores de IDE situam-se em um anel que circunda a RMSP, enquanto que aquelas com os menores valores, nas porções interna e externa deste anel. Poucas sub-bacias apresentaram valores inferior a 0,1% e muitas apresentaram valores acima de 15%, que extrapola os 200% em alguns casos. O estudo da RMSP foi realizado à luz de variáveis territoriais e socioeconômicas, o que propiciou uma discussão do diagnóstico e do planejamento do sistema de esgotamento sob a ótica da sustentabilidade e dos riscos associados. / The implementation and expansion of sewage systems should include not only political, technical and economic aspects, but also social, environmental and sustainability aspects. In order to support decision-making based on this paradigm and to endorse the interventions\'s priorities selection, a new sustainability indicator is proposed here, which has been called Sewage Dilution Index - SDI. This index correlates untreated sanitary sewage flow with the water bodies flow and allows the evaluation of the sewage system from the perspective of environmental support capacity. The literature review addressed four themes: sanitary sewage, surface water resources, pollution of water bodies by sanitary sewage and sustainability indicators. Based on the sanitary sewers and clean water bodies quality parameters standard, as well as environmental legislation, four risk ranges were identified associated with SDI values: above 0.1% a health and reservoir eutrophication risk was identified, above 5% an aquatic community risk, above 10% a landscape harmony risk and above 15% an odoriferous harmony risk. After the SDI was developed, it was accomplished the São Paulo\'s Metropolitan Area - SPRA case study: the sewage\'s índex values was calculated for it\'s sewage\'s sub-basins. The sub-basins with the highest values of SDI are located in a ring that surrounds the SPRA, whereas those with the lowest values are located inside and outside of this ring. Few sub-basins presented values below 0,1% and many showed values above 15%, which exceeds 200% in some cases. The SPRA case study was accomplished associated with territorial and socioeconomic variables, which allowed a discussion of the diagnosis and planning of the sewage system from the sustainability and associated risks point of view.

A presente pesquisa teve como objetivo primordial a verificação da viabilidade técnica de empregar sistema do tipo célula a biocombustível para tratamento de esgoto sanitário com geração de energia elétrica. A célula a biocombustível, em escala de bancada, adotada foi constituída por reator anaeróbio seguido de reator aeróbio, visando à remoção de matéria orgânica carbonácea e à nitrificação Cada reator apresentou área de 0,6275 m2 e volume útil de 24,0 L. A célula a biocombustível foi alimentada com esgoto sanitário com tempo de detenção hidráulica médio de 8 horas (nos dois módulos). Em cada reator instalou-se um eletrodo imerso, de modo que os dois eletrodos foram unidos por fio condutor externo. Foi verificada a potencialidade do sistema em gerar energia elétrica a partir das reações químicas e bioquímicas que se deram junto aos eletrodos e nos biofilmes aderidos aos mesmos. A operação da célula a biocombustível foi dividida em cinco Fases, denominadas de I, II, III, IV e V, sendo que o fator principal que distinguiu essas Fases consistiu no material eletródico. Manta de fibra de carbono e placa de grafite foram adotadas como ânodo da célula (reator anaeróbio). Chapa de aço inoxidável (AISI 316) e malhas de aço inoxidável (AISI 316) foram usadas como cátodo do sistema (reator aeróbio). Para monitoramento do sistema foram realizadas análises físico-químicas do afluente, do efluente do reator anaeróbio e do efluente do reator aeróbio e para o acompanhamento da produção de energia elétrica utilizou-se potenciômetro acoplado a software específico. Microssensores de OD, pH e potencial redox foram empregados como ferramentas auxiliares para o acompanhamento do crescimento e desenvolvimento dos biofilmes aderidos aos eletrodos da célula a biocombustível. Como resultados concernentes ao tratamento do esgoto sanitário foram obtidas eficiências médias de remoção de DQO de (74,4±17,1)% e de nitrificação de (65,8±21,0)%, no decorrer das cinco Fases. O valor da maior densidade de potência média verificada foi de 107,0 mW.m-2, ocorrida quando o ânodo da célula a biocombustível consistiu em placa de grafite e o cátodo em malha de aço inoxidável (AISI 316) do tipo 20, na Fase V. A dosagem de cloreto férrico e a colocação de meio suporte de material plástico no sistema para limpeza automática do cátodo, realizadas na Fase em que se observou a maior densidade de potência média foram consideradas como positivas no aprimoramento da obtenção de energia elétrica. Por meio da combinação dos resultados relacionados à geração de energia elétrica e da aplicação dos microssensores constatou-se que o desenvolvimento de biofilmes espessos sobre os eletrodos da célula a biocombustível consiste em fator negativo da sua eficiência energética. Concluiu-se que a célula a biocombustível é tecnicamente viável para o tratamento de esgoto com geração de energia elétrica, contudo diante do conhecimento que se tem sobre essa tecnologia, a sua adoção em escala real ainda é economicamente inviável. / This research aimed mainly to verify the technical feasibility of employing a system called biofuel cell for treating wastewater and generating electricity at the same time. The biofuel cell, in lab scale, adopted consisted of an anaerobic followed by an aerobic reactor, aiming the removal of carbonaceous organic matter and nitrification. Each reactor had an area of 0.6275 m2 and useful volume of 24.0 L. The biofuel cell was fed with sanitary wastewater with hydraulic retention time of eight hours (in both modules). In each reactor was installed an electrode immersed, and the two electrodes were connected by a wire conductor. The capability of the system to generate electricity from the chemical and biochemical reactions that occurred along the electrodes and in biofilms attached to them was verified. The biofuel cell operation was divided into five Phases, named I, II, III, IV and V, and the main factor that distinguished these Phases consisted of the electrode material. Carbon fiber felt and graphite plate were adopted as the anode of the cell (on anaerobic reactor). Stainless steel plates (AISI 316) and stainless steel meshes (AISI 316) were used as the cathode (on aerobic reactor). Monitoring system were carried out with physicochemical analyzes of the influent, anaerobic effluent and aerobic effluent and for monitoring the electricity production it was used a potentiometer coupled with a specific software. DO, pH and redox potential microsensors were employed as auxiliary tools for monitoring the growth and development of biofilms attached to the electrodes of the biofuel cell. The results concerning the treatment of wastewater were COD efficiencies removal of (74.4 ± 17.1)% and nitrification of (65.8 ± 21.0)%, throughout the five Phases. The amount of the higher power density observed was 107.0 mW.m-2 occurred when the anode of the biofuel cell consisted of graphite plate and cathode of stainless steel mesh (AISI 316) type 20, on Phase V . The dosage of ferric chloride and the placement of plastic midia on the aerobic module of the system for automatic cleaning of the cathode, conducted on Phase V, were considered positive for the improvement in obtaining electricity. By combining the results related to power generation and application of microsensors it was concluded that the development of thick biofilms on the electrodes of a biofuel cell is a negative factor in their energy efficiency. It was also concluded that the biofuel cell is technically feasible to treat sanitary wastewater and to generate electricity, but actually, based on the knowledge we have about this technology, its adoption in large scale is still not economically feasible.

Microalgas são interessantes fontes de lipídeos para produção de biodiesel. No entanto, seus cultivos para tal finalidade são apenas viáveis do ponto de vista ambiental e econômico se apresentarem elevadas produtividades de biomassa e de lipídeos e estiverem associados ao uso de efluentes. A presente pesquisa estudou as condições de cultivo das microalgas Desmodesmus e Scenedesmus, considerando o conteúdo lipídico para produção de biodiesel, aliado à análise da eficiência de remoção de nutrientes pelas cepas, além da avaliação do efluente de reator UASB (esgoto sanitário) como meio alternativo ao cultivo. Dentre 22 cepas de microalgas isoladas de ambientes de água doce e lagoas de estabilização, 2 foram selecionadas para otimização de seus cultivos diante das suas capacidades de acumularem lipídeos e crescerem em diferentes condições físico-químicas. Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) foi aplicado para otimização das condições de crescimento celular das cepas LE17 (34,5ºC, pH 8,2 e 200 &#956mol.m-2.s-1) e ITU07 (34ºC, pH 8,2 e 180 &#956mol.m-2.s-1). Definidas as condições ótimas, foram realizados os cultivos mixotróficos das cepas em batelada (8 litros) em meio sintético e em efluente de reator UASB (50%). Nos cultivos em efluente de reator UASB as produtividades de biomassa das cepas LE17 e ITU07 foram, respectivamente, 3,4 e 3 vezes maiores do que as obtidas na condição não otimizada (controle) o que demonstrou a viabilidade do esgoto sanitário como meio alternativo ao cultivo de microalgas. Nos cultivos em meio sintético as produtividades de biomassa das cepas LE17 e ITU07 foram, respectivamente, 48,3 e 22,6 vezes maiores do que as observadas na condição não otimizada (controle). Os conteúdos lipídicos das cepas sob condição otimizada (em meio sintético e no efluente do reator) apresentaram aumento (1%-6,1%) em relação aos observados na condição controle. Assim, houve elevação das produtividades de biomassa das cepas e por consequência, aumento da produção de lipídeos. Os principais ácidos graxos identificados nos lipídeos extraídos foram C16:0 e C18:1. O estudo da remoção de nutrientes pelas microalgas verificou que as cepas são eficientes na remoção de nitrogênio e fósforo tanto do meio sintético quanto do efluente do reator UASB. / Microalgae are interesting source of lipids for biodiesel production. However, their cultivation for this purpose is only economic and environmental feasible if high biomass and lipid productivity are achieved under wastewater use as nutrients source. This research aimed to improve the culture conditions of Chlorococcales microalgae (Desmodesmus and Scenedesmus), considering the lipid content for biodiesel production, the efficiency of nutrient removal by strains, besides the evaluation of wastewater from UASB reactor as an alternative substrate for the cultures. Among 22 strains of microalgae isolated from freshwater environments and stabilization ponds, 2 were selected for culture optimization due to their capacity of accumulating lipids and growing under different physicochemical conditions. Central Composite Design (CCD) was applied to optimization of cell growth conditions of strains LE17 (34,5ºC, pH 8,2 e 200 &#956mol.m-2.s-1) and ITU07 (34ºC, pH 8,2 e 180 &#956mol.m-2.s-1). The optimal conditions were defined and mixotrophic batch cultivations (8 liters) of strains in synthetic medium and in wastewater from UASB reactor (50%) were performed. The biomass productivities of the strains LE17 and ITU07 in domestic wastewater cultivation were, respectively, 3,4 e 3,0 times higher than those obtained in the non-optimized condition (control). This suggested the feasibility of wastewater use as an alternative substrate for the microalgae cultivation. The biomass productivities of the strains LE17 and ITU07 in synthetic medium cultivation were, respectively, 48,3 e 22,6 times higher than those observed in non-optimized condition (control). The lipid content of strains under optimized conditions (in synthetic medium and domestic wastewater) showed an increase (1%-6,1%) compared to those observed in the control condition. Thus, there was an increase in biomass productivities of the strains and consequently, increased production of lipids. The major fatty acids identified in the extracted lipids were C16:0 e C18:1. The study of nutrients removal by microalgae found that the strains are efficient in the uptake of nitrogen and phosphorus from both the synthetic medium and wastewater from the UASB reactor.