Os reatores anaeróbios de concepção mais moderna (e.g., UASB e RALEx) possibilitam a remoção de 65 a 75% de matéria orgânica do esgoto sanitário, com custos de implantação e operação relativamente baixos, em comparação com os processos aeróbios convencionais. Entretanto, esses reatores geralmente são pouco eficientes na remoção de nutrientes e seus efluentes podem apresentar concentrações relativamente elevadas de material orgânico e de sólidos suspensos. Para melhorar a qualidade dos efluentes desses reatores, algumas configurações de pós-tratamento têm sido empregadas no Brasil, dentre as quais os sistemas de lodo ativado e a coagulação/precipitação com sais metálicos, geralmente seguida de flotação por ar dissolvido. Nesta pesquisa, foi avaliada a aplicabilidade da coagulação/precipitação com cloreto férrico, a partir de testes em unidades de coagulação em escala de bancada (jar test e flotateste), para três sistemas de pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, a saber: coagulação/precipitação do efluente de um reator anaeróbio (RALEx); co-precipitação em um sistema de lodo ativado; e pós-precipitação do efluente do sistema de lodo ativado. Cada um desses sistemas foi testado com separação de sólidos por sedimentação ou por flotação por ar dissolvido, constituindo seis distintas configurações de pós-tratamento. O pós-tratamento do efluente do reator anaeróbio por coagulação/precipitação se mostrou uma alternativa viável técnica e economicamente, tanto para a sedimentação quanto para a flotação por ar dissolvido. Os diagramas de coagulação obtidos tanto nos ensaios de sedimentação quanto nos de flotação demonstraram que a coagulação/precipitação do efluente do RALEx ocorria de modo mais eficiente para valores de pH entre 5 e 7. A coagulação/precipitação do licor misto com cloreto férrico também se mostrou uma opção atrativa, propiciando a obtenção de efluente bastante clarificado, com possibilidades de reúso. Nessa opção, obtiveram-se eficiências adicionais (i.e., em relação ao sobrenadante do licor misto) de remoção de turbidez, DQO e fósforo de, respectivamente, 80%, 72% e 85%, com dosagem de 80 mg de \'FE\'\'CL IND.3\'.6\'H IND.2\'O/L (48 mg de \'FE\'\'CL IND.3\'/L). Para a coagulação com cloreto férrico, a flotação não apresentou bons resultados na remoção de turbidez, DQO e fósforo para separação de sólidos do licor misto. O mesmo ocorreu para o efluente final da ETE quando a etapa de separação de sólidos foi a sedimentação. Quando a separação de sólidos foi feita por flotação, obtiveram-se eficiências de remoção de turbidez, DQO e fósforo de, respectivamente, 68%, 53% e 83%, com dosagem de 80 mg de \'FE\'\'CL IND.3\'.6\'H IND.2\'O/L / The anaerobic reactors of modern conception (e.g., UASB and RALEx) remove from 65 to 75% of sanitary wastewater organic matter with relatively low construction, operation, and maintenance costs, in comparison with conventional aerobic processes. Nevertheless, that reactors are usually little efficient in nutrient removal and their effluents may present relatively high organic matter and suspended solid concentrations. In order to improve the quality of effluents from anaerobic reactors, some post-treatment concepts have been employed in Brazil, among which activated sludge systems and coagulation/precipitation with metallic salts, generally followed by dissolved air flotation. In this research, coagulation/precipitation with ferric chloride was assessed using sedimentation and flotation lab-scale test units (jar test and flotateste, respectively) to three post-treatment systems, namely: coagulation/precipitation of effluent from anaerobic reactor; co-precipitation (in the mixed liquor from activated sludge system); and post-precipitation of effluent from activated sludge system. Each system was assessed with solids separation with sedimentation and dissolved air flotation, constituting six different post-treatment scenarios. Coagulation/precipitation of the effluent from the anaerobic reactor showed to be technical and economically attractive, not only for sedimentation but also for dissolved air flotation. Coagulation diagrams obtained in sedimentation and flotation essays showed that coagulation/precipitation of the effluent from RALEX was more efficient when pH values were between 5 and 7. The mixed liquor coagulation/flocculation with ferric chloride were also an attractive option, resulting in a low turbidity effluent suitable for reuse. In this option, additional removals (i.e., in relation to decanted mixed liquor) of turbidity, COD e phosphorus were obtained: 80%, 72% and 85%, respectively, with the dosage of 80 mg \'FE\'\'CL IND.3\'.6\'H IND.2\'O/L (48 mg \'FE\'\'CL IND.3\'/L). Flotation did not presented good results in the removal of turbidity, COD and phosphorus in mixed liquor coagulation/precipitation with ferric chloride. The same was to the effluent from the WWTP when sedimentation was employed in the solids separation step. When solids separation was made using flotation, the removal efficiencies of turbidity, COD and phosphorus were, respectively, 68%, 53%, and 83% for the dosage of 80 mg \'FE\'\'CL IND.3\'.6\'H IND.2\'O/L

Para o tratamento de esgoto sanitário foi desenvolvido e estudado um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), associado com unidade de filtração. O estudo se iniciou pela operação do reator UASB durante 642 dias, onde a fase líquida afluente e efluente foi monitorada. Em seguida uma unidade de filtração foi acoplada ao reator UASB e foram avaliados as características de filtração, o desempenho do tratamento e a eficiência do processo de limpeza química de três filtros. Os materiais poliméricos utilizados como filtros foram o polipropileno, o poliéster e o geossintético de poliéster, com diâmetro médio de poros de um mícron (1μm). As características de filtração avaliadas foram o fluxo do permeado e os mecanismos de obstrução de cada material polimérico (resistência à filtração: total, do material, da camada de biossólidos e de entupimento). O desempenho global do sistema de tratamento foi avaliado em termos de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) e de sólidos suspensos totais (SST). Para recuperação dos filtros foi utilizada primeiramente a limpeza química com solução ácida (ácido clorídrico-HCl) e em série a limpeza com solução alcalina (hipoclorito de sódio e hidróxido de sódio- NaOCl e NaOH). Dentre os três materiais poliméricos utilizados verificou-se que, o geossintético (poliéster) foi o filtro que apresentou melhores características de filtração e desempenho global, ou seja, com este material a resistência da camada foi predominante (obstrução é reversível), a concentração de sólidos suspensos totais do permeado estabilizou em 25 mg/L e a eficiência média global de remoção da demanda química de oxigênio (DQO) foi de 78%. Dentre os procedimentos de limpeza química utilizada nos três filtros, verificou-se que a solução ácida (HCl) aplicada em série com a solução alcalina (NaOCl e NaOH) apresentou maior eficiência que a limpeza somente com a solução ácida (recuperação do fluxo inicial do permeado acima de 90%). / An anaerobic reactor (UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket) coupled to a filtration unit for the treatment of domestic sewage was developed and studied. The study began by operating the UASB reactor for 642 days, during which time the influent and effluent liquid phase were monitored. The filtration unit was then coupled to the UASB reactor and the filtration characteristics, the performance of the treatment, and the efficiency of the cleaning process of three polymeric filters were evaluated. The polymeric materials used for the filters were polypropylene, polyester and geosynthetic polyester, all with an average pore size of one micron (1μm). The filtration characteristics evaluated were the permeate flux and the fouling mechanisms (total filtration resistance of the material and the cake, and clogging) during filtration. The system’s overall performance was evaluated in terms of chemical oxygen demand (COD) and removal of total suspended solids (TSS). The filters were cleaned chemically, first with an acid solution (HCl), followed by alkaline solutions (NaOH and NaOCl) applied in series. A comparison of the three filtering materials indicated that the geosynthetic material (polyester) possessed the best overall characteristics of filtration and performance. In other words, i.e., cake resistance (reversible fouling) predominated with this material, the concentration of total suspended solids (TSS) in the permeate stabilized at 25 mg/L, and the overall removal efficiency of chemical oxygen demand (COD) was 78%. Of the various chemical cleaning procedures tested on the three polymeric filters, the acid (HCl) and alkaline solutions (NaOH and NaOCl) applied in series provided more efficient flux recovery (over 90% of the initial permeate) than chemical cleaning only with acid (HCl).

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O principal objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o desempenho de um sistema experimental para pós-tratamento de reatores anaeróbios. Foram testados reator microaerado e reator com aeração intermitente, seguidos de flotação por ar dissolvido. Foram avaliadas condições para se obter nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo, em reator com baixa concentração de OD e em reator em que se alternaram fases aeróbia e anaeróbia. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas distintas: a Etapa I constituiu de ensaios preliminares, utilizando instalação em escala de laboratório, alimentados com efluente de reator anaeróbio compartimentado, composta de sistema de aeração com quatro reatores em paralelo, com capacidade de 11,5 L cada, operando em regime hidráulico contínuo, com concentrações de OD na faixa de 0,2 a 0,9 mg/L, em temperatura controlada de 30±2°C. Na Etapa I também foram operados reatores com aeração intermitente. Na Etapa II, empregou-se instalação para tratamento aeróbio, com capacidade de 100 L, seguida de flotador, em temperatura ambiente de 25±6°C, sendo operado um reator microaerado e outro com aeração intermitente; ambos foram alimentados com efluente de um reator anaeróbio de leito expandido. O sistema com aeração intermitente (&#952h: 6 h) mostrou-se estável, apresentando elevada remoção média de DQO (92%), de P-PO4-3 (90%) e de nitrogênio (sem utilização de fonte externa de carbono; apenas com recirculação adequada do lodo). Para &#952h médio de 8 h, nos ensaios com ciclos alternados de 2 h, com aeração e 4 h, sem aeração, foi obtida remoção máxima de P-PO4-3, de 95% para as amostras brutas e 97% para as amostras filtradas, com remoção média de 84%, e 88%, respectivamente. Considerando apenas os valores médios, registrou-se ligeira queda de remoção de P-PO4-3, e de DQO em relação ao período com &#952h médio de 6 h. Os resultados com aeração intermitente foram sensivelmente melhores em relação aos obtidos com microaeração. / The aim of this research the performance evaluation of a pilot system for post treatment of anaerobic reactors. Microaeration and intermittent aeration reactors, followed by dissolved air flotation (DAF) were examined. It was assessed the conditions to obtain nitrification, denitrification and phosphorus removal, in reactor operated with low concentration of OD and in a reactor operated were alternated aerobic and anaerobic phases were used. The research was developed in two different stages. The first one, constituted of preliminary test, using installation in laboratory scale, fed with effiuent of compartment anaerobic reactor. This system was composed of aeration system with four reactors in parallel, with 11,5 L each, operating in continuous flow, with concentrations of DO between 0.2 to 0.9 mg/L, in controlled temperature of 30±2 ºC. The reactors were also operated with intermittent aeration. In the second stage, an installation with 100L was used for aerobic treatment, followed by DAF, in room temperature of 25±6°C. One reactor was operated under microaeration and another with intermittent aeration. Both were fed with effiuent of an expanded bed anaerobic reactor. The system with intermittent aeration (&#952h: 6 h) shown stable, presenting high COD removal of (92%) and phosphorus removal (90%), without use of external carbon source; just with adapted recirculation of the sludge. For an average hydraulic retention time of 8 h, in the test with alternate cycles of 2 h with aeration and 4 h without aeration, it was obtained a maximum removal of P-PO4-3 equal 95% for the raw samples and 97% for the filtered samples, with average removal of 84%, and 88%, respectively. The results with intermittent aeration were significantely better in relation to the obtained with microaeration.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAVF.pdf: 3142723 bytes, checksum: d32fec625d6a407ea812f6bfdadc0c46 (MD5) Previous issue date: 2006-02-28 / The main purpose of this work was to identify and to estimate the rainfall derived infiltration and inflow (IADP) into the sewer in a small city and to do an analysis of their influence on this collection system. This work was composed by field measurements on the sewage flowrate output and volume arriving to the Sewage Pumping Plant Station, simultaneously to the collection and measurement of rainfall on the corresponding same urban watershed area of the Borborema, in São Paulo State. The existing methodologies were divided in the follow steps: choosing and characterization of the working field; data collection of the sewage volume and flowrate; collection of the rainfall data; choosing and characterization of the data collected; employment of existing models and methodologies useful to the present available data, in order to derive the underground water infiltration rate and the overflow occurring in the sewage colletion network. The volumetric and percentile IADP were quantified. The constant unitary rate (TUC) was also estimated, by several ways. The results allowed obtaining mathematical formulations to derive the IADP and TUC of the Borborema s sewage network. Such mathematical formulations are suitable to be applied in urban areas of cities of a similar to that of Borborema. It was estimated that the IADP can generate flowrates 2,5 times greater than the sewage flows in dry weather and infiltration rates in the sewage network similar to those adopted for system design. The work allowed to estimate how complex are the infiltration and inflow of stormwater in the sewer network. The methodologies applied were quite simple and may be easily applied in other cities. / O objetivo precípuo desta pesquisa foi identificar e estimar a infiltração e o afluxo devidos da precipitação (IADP) na rede de esgoto sanitário em município de pequeno porte e efetuar uma análise da sua influência no sistema de esgotamento sanitário. Este trabalho foi realizado através da medição em campo de vazão e volume de esgoto sanitário a montante da EEE Estação Elevatória de Esgoto, simultaneamente com a coleta e medição da chuva precipitada na correspondente área urbanizada da bacia hidrográfica da cidade de Borborema/SP. As metodologias empregadas foram divididas nas seguintes fases: escolha e caracterização do local da pesquisa; coleta de dados de vazão e volume dos efluentes de esgotos sanitários e coleta de dados de precipitação de chuva no local do estudo; seleção e caracterização dos dados coletados; aplicação das metodologias e modelagens existentes possíveis de aplicar em função dos dados disponíveis, para a obtenção da taxa de infiltração das águas subterrâneas e da sobrecarga na rede de esgoto sanitário. Quantificou-se o IADP volumétrica e percentualmente. Calculou-se também a taxa unitária constante (TUC), sob diferentes formatos. Os resultados desta pesquisa permitiram a obtenção de equações matemáticas para avaliação da IADP e da TUC do sistema de esgoto da cidade de Borborema que possivelmente poderão ser aplicadas em áreas urbanizadas de outras cidades do mesmo porte. Estimou-se que a IADP pode gerar volumes 2,5 vezes maiores que o volume de esgotos em tempo seco, bem como taxas de infiltração na rede coletora próximas àquelas adotadas para cálculo da rede. O trabalho possibilitou avaliar quão complexos são a infiltração e o afluxo de águas de chuva na rede de esgoto sanitário. Os métodos empregados, tanto de coleta quanto de modelagem, foram muito simples e podem ser aplicados em outras cidades com certa facilidade.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karina Eliane Quege.pdf: 2299254 bytes, checksum: 60b811294da50c6518123c2b3f534a25 (MD5) Previous issue date: 2011-08-31 / This study aimed to evaluate the efficiency of three species of bamboo (Guadua angustifolia, Phyllostachys aurea and Phyllostachys bambusoides) in the sanitary sewage treatment, with a vertically downward sub-surface flow root zone system, in Goiânia, GO, Brazil. Sewage from a university was applied to asbestos cement water tanks with 1,000 liters volume capacity, filled with oxisol above a 0,26 m drainage layer of gravel # 3. Bamboo seedlings were planted in nine beds and three beds remained without plants (controls). The wastewater was captured at the initial part of a facultative pond and applied to the surface of the treatment beds, three times a day, using a timer controlled pump. It was used a hydraulic retention time (HRT) of 2.3 days for 150 days and a HRT of 5.2 days for 360 days. Within the treatment beds, the wastewater was maintained two inches below the substrate surface. For a period of twelve months sewage samples were collected before and after passing through each treatment bed. The samples were submitted to laboratory testing for determination of chemical oxygen demand, biochemical oxygen demand, turbidity, ammonia nitrogen, phosphates, fecal coliforms and hydrogenic potential. The evapotranspiration rate of each treatment was measured, their efficiencies in removing the sewage pollutant load were calculated and the behavior of plants in treatment beds were observed. The results were submitted to F and Tukey (5% of probability) tests. Bamboo plants of G. angustifolia and P. bambusoides species developed normally, while the plants of the specie P. aurea had developmental delay because of the sewage application. In general, the specie G. angustifolia showed greater efficiency in removing the pollution load of all attributes. Effluent attended the Brazilian legislate for disposal in to receiving bodies. There was a higher removal of BOD and phosphate to the HRT of 5.2 days. The HRT of 2.3 days was better on removing ammonia nitrogen, while the removal of COD and fecal coliforms were not affected by different HRTs. / Este estudo teve por objetivo avaliar a eficiência de três espécies de bambu (Guadua angustifolia, Phyllostachys aurea e Phyllostachys bambusoides) no tratamento do esgoto sanitário, num sistema de tratamento do tipo zona de raízes, de fluxo subsuperficial vertical descendente, em Goiânia, GO. Esgoto sanitário, proveniente de uma universidade, foi aplicado em caixas de fibroamianto de 1.000 L, preenchidas com latossolo vermelho distroférrico de textura argilosa, sobre uma camada de drenagem com 0,26 m de brita #3. Plantaram-se as mudas de bambu em nove leitos e três permaneceram sem plantas (testemunhas). O esgoto afluente foi captado na parte inicial de uma lagoa facultativa e aplicado na superfície dos leitos de tratamento, três vezes ao dia, mediante bombeamento automatizado. Utilizou-se tempo de detenção hidráulica (TDH) de 2,3 dias, durante 150 dias e TDH de 5,2 dias por 360 dias. Dentro dos leitos de tratamento o esgoto foi mantido a cinco centímetros abaixo da superfície. Coletaram-se amostras do esgoto antes e após passar por cada leito de tratamento por um período de doze meses. As amostras foram submetidas a análises laboratoriais para determinação da demanda química de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio, turbidez, nitrogênio amoniacal, fosfato, potencial hidrogeniônico e coliformes termotolerantes. Mediu-se a taxa de evapotranspiração de cada um dos tratamentos, calcularam-se suas eficiências na remoção da carga poluidora e acompanharam-se o comportamento das plantas nos leitos. Os resultados foram submetidos aos testes F e de Tukey, a 5% de probabilidade. As plantas de bambu das espécies G. angustifolia e P. bambusoides desenvolveram-se normalmente, enquanto as plantas da espécie P. aurea tiveram seu desenvolvimento comprometido pela aplicação do esgoto. De maneira geral, a espécie G. angustifolia apresentou maior eficiência na remoção da carga poluidora de todos os atributos. Os efluentes atenderam à legislação brasileira para disposição em corpos receptores. Houve maior remoção de DBO e de fosfato para o TDH de 5,2 dias. O TDH de 2,3 dias foi melhor para a remoção de nitrogênio amoniacal, enquanto a remoção de coliformes termotolerantes e da DQO não foi influenciada pelos diferentes TDHs.

A proposta apresentada se baseia na introdução de um estágio intermediário de desinfecção previamento ao tratamento biológico visando intensificar os efeitos do estágio seguinte destinado à desinfecção convencional. Para estudo de caso foram aplicadas as técnicas de ozonização e radiação UV combinadas em instalações piloto que simulam duas condições seqüenciais de desinfecção. O desempenho do método proposto foi avaliado através de exames microbiológicos de amostras do efluente anaeróbio previa e posteriormente à desinfecção, utilizando indicadores de contaminação por bactérias (Escherichia coli e coliformes totais), vírus (colifagos) e protozoário (Clostridium perfringens). Os resultados obtidos no sistema combinado pré-desinfecção/desinfecção revelaram eficiência de inativação superior quando comparada ao procedimento convencional. Nas análises de E.coli, por exemplo, a aplicação de apenas 1 mg de ozônio/L ou 51 mW de radiação/'CM POT.2', na primeira etapa de desinfecção, foi suficiente para se alcançar 1 log acima do valor correspondente ao método convencional. Mesmo indicadores mais resistentes como C. perfringens apresentaram redução da fração N/No da ordem de 1 log em relação ao método proposto. Além disso, estes níveis de inativação foram alcançados mesmo sob a influência de elevada concentração de SST, SSV e DQO na entrada na unidade piloto destinada à pré-desinfecção. Entre as seqüências de experimentação investigadas ('O IND.3'/'O IND.3', 'O IND.3'/UV, UV/'O IND.3' e UV/UV) não foram observadas grandes variações. De modo semelhante, os resultados revelaram que a relação N/No, para os indivíduos submetidos ao sistema combinado, não foi afetada pelo aumento no tempo de exposição ao agente inativante ('O IND.3': 5, 7, 10 min; UV: 30, 60, 120s). Considerando as baixas dosagens de 'O IND.3' e UV aplicadas na primeira etapa, somada às condições limitadas de desempenho do sistema real examinado, os níveis de inativação alcançados sugerem grande potencialidade de utilização do método alternativo proposto, comprovando sua viabilidade técnica / The present proposition is based on the introduction of an intermediate disinfection stage before the biological treatment, in order to intensify the effects of the next stage employed in conventional disinfection. Studies were performed using combined ozonization and UV radiation techniques, in a model installation that simulates two sequential disinfection conditions. The performance of the method was evaluated using microbiological exams of samples taken from the anaerobic effluent before and after the disinfection. Bacterial (Escherichia coli and total coliforms), viral (coliphages) and protozoan (Clostridium perfringens contamination tracers were used in such exams. Results obtained by combining pre-disinfection and disinfection reveal superior inactivation efficiency as compared to the conventional procedure. For example, in the E. coli analysis the application of only 1 mg of ozone/L or 51 mW/'CM POT.2' of radiation in the first disinfection stage was enough for achieving 1 log above the convention method. Even more resistant tracers, such as C. perfringens, showed aproximatelly 1 log of reduction in the N/No fraction in the proposed method. Besides, these inactivation levels were achieved even for high concentrations of SST, SSV and DQO in the entrance of the pre-disinfection unit. No significant variations were observed among the disinfection sequences ('O IND.3'/'O IND.3','O IND.3'/UV,UV/'O IND.3', and UV/UV). Similarly, the results showed that the N/No relation, for individuals submitted to the combined system, was not affected by the increase of the exposition time to the inactivation agent ('O IND.3': 5, 7, 10 min; UV: 30, 60, 120 s). Taking into account the low dosages of 'O IND.3' and UV applied in the first stage and the limited performance conditions of the real system, the achieved inactivation levels suggest a great potential for the alternative method proposed, demonstrating its technical viability

O principal objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o desempenho de um sistema experimental para pós-tratamento de reatores anaeróbios. Foram testados reator microaerado e reator com aeração intermitente, seguidos de flotação por ar dissolvido. Foram avaliadas condições para se obter nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo, em reator com baixa concentração de OD e em reator em que se alternaram fases aeróbia e anaeróbia. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas distintas: a Etapa I constituiu de ensaios preliminares, utilizando instalação em escala de laboratório, alimentados com efluente de reator anaeróbio compartimentado, composta de sistema de aeração com quatro reatores em paralelo, com capacidade de 11,5 L cada, operando em regime hidráulico contínuo, com concentrações de OD na faixa de 0,2 a 0,9 mg/L, em temperatura controlada de 30±2°C. Na Etapa I também foram operados reatores com aeração intermitente. Na Etapa II, empregou-se instalação para tratamento aeróbio, com capacidade de 100 L, seguida de flotador, em temperatura ambiente de 25±6°C, sendo operado um reator microaerado e outro com aeração intermitente; ambos foram alimentados com efluente de um reator anaeróbio de leito expandido. O sistema com aeração intermitente (&#952h: 6 h) mostrou-se estável, apresentando elevada remoção média de DQO (92%), de P-PO4-3 (90%) e de nitrogênio (sem utilização de fonte externa de carbono; apenas com recirculação adequada do lodo). Para &#952h médio de 8 h, nos ensaios com ciclos alternados de 2 h, com aeração e 4 h, sem aeração, foi obtida remoção máxima de P-PO4-3, de 95% para as amostras brutas e 97% para as amostras filtradas, com remoção média de 84%, e 88%, respectivamente. Considerando apenas os valores médios, registrou-se ligeira queda de remoção de P-PO4-3, e de DQO em relação ao período com &#952h médio de 6 h. Os resultados com aeração intermitente foram sensivelmente melhores em relação aos obtidos com microaeração. / The aim of this research the performance evaluation of a pilot system for post treatment of anaerobic reactors. Microaeration and intermittent aeration reactors, followed by dissolved air flotation (DAF) were examined. It was assessed the conditions to obtain nitrification, denitrification and phosphorus removal, in reactor operated with low concentration of OD and in a reactor operated were alternated aerobic and anaerobic phases were used. The research was developed in two different stages. The first one, constituted of preliminary test, using installation in laboratory scale, fed with effiuent of compartment anaerobic reactor. This system was composed of aeration system with four reactors in parallel, with 11,5 L each, operating in continuous flow, with concentrations of DO between 0.2 to 0.9 mg/L, in controlled temperature of 30±2 ºC. The reactors were also operated with intermittent aeration. In the second stage, an installation with 100L was used for aerobic treatment, followed by DAF, in room temperature of 25±6°C. One reactor was operated under microaeration and another with intermittent aeration. Both were fed with effiuent of an expanded bed anaerobic reactor. The system with intermittent aeration (&#952h: 6 h) shown stable, presenting high COD removal of (92%) and phosphorus removal (90%), without use of external carbon source; just with adapted recirculation of the sludge. For an average hydraulic retention time of 8 h, in the test with alternate cycles of 2 h with aeration and 4 h without aeration, it was obtained a maximum removal of P-PO4-3 equal 95% for the raw samples and 97% for the filtered samples, with average removal of 84%, and 88%, respectively. The results with intermittent aeration were significantely better in relation to the obtained with microaeration.

Para o tratamento de esgoto sanitário foi desenvolvido e estudado um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), associado com unidade de filtração. O estudo se iniciou pela operação do reator UASB durante 642 dias, onde a fase líquida afluente e efluente foi monitorada. Em seguida uma unidade de filtração foi acoplada ao reator UASB e foram avaliados as características de filtração, o desempenho do tratamento e a eficiência do processo de limpeza química de três filtros. Os materiais poliméricos utilizados como filtros foram o polipropileno, o poliéster e o geossintético de poliéster, com diâmetro médio de poros de um mícron (1μm). As características de filtração avaliadas foram o fluxo do permeado e os mecanismos de obstrução de cada material polimérico (resistência à filtração: total, do material, da camada de biossólidos e de entupimento). O desempenho global do sistema de tratamento foi avaliado em termos de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) e de sólidos suspensos totais (SST). Para recuperação dos filtros foi utilizada primeiramente a limpeza química com solução ácida (ácido clorídrico-HCl) e em série a limpeza com solução alcalina (hipoclorito de sódio e hidróxido de sódio- NaOCl e NaOH). Dentre os três materiais poliméricos utilizados verificou-se que, o geossintético (poliéster) foi o filtro que apresentou melhores características de filtração e desempenho global, ou seja, com este material a resistência da camada foi predominante (obstrução é reversível), a concentração de sólidos suspensos totais do permeado estabilizou em 25 mg/L e a eficiência média global de remoção da demanda química de oxigênio (DQO) foi de 78%. Dentre os procedimentos de limpeza química utilizada nos três filtros, verificou-se que a solução ácida (HCl) aplicada em série com a solução alcalina (NaOCl e NaOH) apresentou maior eficiência que a limpeza somente com a solução ácida (recuperação do fluxo inicial do permeado acima de 90%). / An anaerobic reactor (UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket) coupled to a filtration unit for the treatment of domestic sewage was developed and studied. The study began by operating the UASB reactor for 642 days, during which time the influent and effluent liquid phase were monitored. The filtration unit was then coupled to the UASB reactor and the filtration characteristics, the performance of the treatment, and the efficiency of the cleaning process of three polymeric filters were evaluated. The polymeric materials used for the filters were polypropylene, polyester and geosynthetic polyester, all with an average pore size of one micron (1μm). The filtration characteristics evaluated were the permeate flux and the fouling mechanisms (total filtration resistance of the material and the cake, and clogging) during filtration. The system’s overall performance was evaluated in terms of chemical oxygen demand (COD) and removal of total suspended solids (TSS). The filters were cleaned chemically, first with an acid solution (HCl), followed by alkaline solutions (NaOH and NaOCl) applied in series. A comparison of the three filtering materials indicated that the geosynthetic material (polyester) possessed the best overall characteristics of filtration and performance. In other words, i.e., cake resistance (reversible fouling) predominated with this material, the concentration of total suspended solids (TSS) in the permeate stabilized at 25 mg/L, and the overall removal efficiency of chemical oxygen demand (COD) was 78%. Of the various chemical cleaning procedures tested on the three polymeric filters, the acid (HCl) and alkaline solutions (NaOH and NaOCl) applied in series provided more efficient flux recovery (over 90% of the initial permeate) than chemical cleaning only with acid (HCl).

A opção por sistemas biológicos prevalece para o tratamento do esgoto sanitário. Nas décadas recentes, sistemas que possuem regiões e/ou zonas anaeróbia, anóxica e aeróbia têm-se mostrado como alternativas atraentes para remoção simultânea de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo. No entanto, os aspectos operacionais ainda merecem ser objeto de estudo para alcançar desempenho otimizado. Nesse cenário, com intuito de comparar alternativas para a operação das unidades de tratamento de esgoto, o presente trabalho propôs-se a estudar estratégias operacionais associadas ao monitoramento, em tempo real, sem adição de fonte externa de carbono, para um reator aerado não compartimentado com crescimento suspenso e fluxo contínuo precedido de reator anaeróbio. O sistema experimental, em escala de bancada, era constituído de um reator anaeróbio, com volume útil de 43,54 L, e reator aerado, com volume útil de 68,07 L; sendo que este era formado por sete setores, em série, sem separação física. O estudo foi dividido em duas etapas: I - estudo da variação dos volumes da região aerada e da não aerada; II - estudo da aeração intermitente com ciclo de aeração/agitação pré-fixado e controlado em tempo real por sistema informatizado. Em todas as Etapas do estudo ocorreu elevada remoção de DBO e conversão de NTK para nitrato, contudo não se conseguiu obter desnitrificação em nível desejado. O uso de reatores com setores sequenciais sem divisão física (Etapa I) dificultou a obtenção de regiões distintas predominantemente anóxica e aeróbia, comprometendo a remoção de nitrogênio (principalmente a desnitrificação). A maior eficiência média de remoção de nitrogênio alcançada no reator aerado foi de 35,6% (Etapa II), quando o reator era operado com aeração intermitente sendo o ciclo de aeração/agitação controlado em tempo real. A estratégia de operação com aeração intermitente, estudada na Etapa II, favoreceu a remoção de nitrogênio. A aeração intermitente demonstrou ser uma opção promissora comparada à aeração contínua em setores específicos do reator. O controle automatizado e informatizado em tempo real dos ciclos de aeração/agitação pode ser aplicado no aperfeiçoamento da operação dos sistemas de tratamento de esgoto sanitário. / The option of biological systems prevails for the treatment of sewage waste and in recent decades, systems that have anaerobic, anoxic, aerobic regions and / or zones have proven attractive for simultaneous removal of organic matter, nitrogen and phosphorus. However, the operational aspects still deserve to be studied in order to achieve the optimized performance of these systems. In this scenario, in order to compare alternatives for the operation of sewage treatment plants, the present work aimed to study operational strategies associated with monitoring, in real time, without the addition of external carbon source, for a non-compartmentalized aerated reactor with growth suspended and continuous flow preceded by anaerobic reactor. The experimental system in bench scale consisted of an anaerobic reactor, with a volume of 43.54 L and an aerated reactor, with a volume of 68.07 L; consisting of seven sectors, in series, without physical separation. The study was divided into two stages: I - study of the variation of the volume of the aerated and non-aerated regions; II - study of intermittent aeration with cycle of aeration/agitation controlled by a pre-fixed time interval; and controlled in real time by a computerized system. In all Stages of the study high BOD removal and conversion of TKN to nitrate occurred, but were unable to obtain denitrification at desired level. The use of reactors with sequential sectors without physical division (Stage I) made it difficult to obtain predominantly distinct anoxic and aerobic regions, compromising the removal of nitrogen (mainly the denitrification). The highest average removal efficiency of nitrogen attained in aerated reactor was 35.6% when the reactor was operated with intermittent aeration with aeration cycle controlled in real time. The operation strategy with intermittent aeration, studied in Stage II, favored the removal of nitrogen. The intermittent aeration proved to be a promising option compared to continuous aeration in specific sectors of the reactor. The automated and computerized control in real-time of the aeration / agitation cycles can be applied in improving the operation of sewage waste treatment systems.