Submitted by Romulus Lima (romulus.lima@ufpe.br) on 2015-03-09T19:44:44Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Emanuela Martinho Graça Lima.pdf: 1748481 bytes, checksum: 20f3e80d6b67a0947e8291c98c888c54 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T19:44:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Emanuela Martinho Graça Lima.pdf: 1748481 bytes, checksum: 20f3e80d6b67a0947e8291c98c888c54 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / CNPq / A aplicação de reatores UASB e híbridos (UASB seguido de filtro anaeróbio em dispositivo único) pode ser uma alternativa para pequenos sistemas de tratamento de esgoto descentralizados. Entretanto, nesses sistemas ocorrem variações hidráulicas que podem comprometer a qualidade do efluente tratado. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho destes reatores, quanto à remoção de matéria orgânica e retenção de sólidos. Para isso foram utilizados dois reatores em fibra de vidro, ambos com 4,9 m3 de volume útil, diâmetro interno de 1,12 m e 5 m de altura útil, o reator R1 (UASB) e o R2 (UASB na parte inferior seguido de um filtro preenchido com conduites cortados na parte superior). Os reatores foram operados com os tempos de detenção hidráulica (TDH) de 12, 8, 6, e 4 horas, com cerca de 80 dias de operação para cada TDH. A avaliação dos reatores foi feita através de análises físico-químicas de duas coletas semanais do afluente e efluente e, a cada mudança de TDH, fez-se o perfíl de sólidos. A eficiência de remoção de DQObruta/bruta para ambos os dispositivos variou entre 60 % e 75 % e a DQObruta/filtrada de 70 % a 80 %, para todos os TDHs testados, não havendo diferença significativa entre os reatores. Nas condições testadas, observou-se que a redução do TDH não comprometeu a qualidade do efluente para os sólidos suspensos em ambos reatores, que em média ficou abaixo de 30 mg/l. A proximidade nos resultados obtidos possibilita a utilização de ambos reatores, mesmos para TDHs baixos. Todavia, na perspetiva econômica para implementação em comunidades de baixa renda, o reator UASB atende ao critério de remoção de matéria orgânica e de sólidos.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-31T20:41:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Poliana Maria Januário Silva.pdf: 2083587 bytes, checksum: 3de5791d497c5458f7424c297efd1fd4 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-31T21:14:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Poliana Maria Januário Silva.pdf: 2083587 bytes, checksum: 3de5791d497c5458f7424c297efd1fd4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-31T21:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Poliana Maria Januário Silva.pdf: 2083587 bytes, checksum: 3de5791d497c5458f7424c297efd1fd4 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / FACEPE / Avaliação das diferentes condições operacionais na formação de grânulos aeróbios utilizando reatores em bateladas sequenciais na remoção de nitrogênio e fósforo de esgoto sanitário Os reatores com lodo granular aeróbio dispensam a presença de material suporte, e os grânulos podem atuar na remoção simultânea de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo, devido à formação de camadas ou zonas aeróbia, anóxica e anaeróbia. Os grânulos aeróbios se desenvolvem, especialmente, em reatores em bateladas sequenciais (RBS), com alta relação altura/diâmetro (H/D) e utilizando esgotos com elevada carga orgânica volumétrica. No presente trabalho, o objetivo foi estudar o desenvolvimento de grânulos aeróbios utilizando dois reatores RBS, em escala piloto, tratando esgoto sanitário e aplicando média e baixa carga orgânica volumétrica. Os reatores foram operados em ciclos de 3 h com diferentes trocas volumétricas (Tv), diferentes tempos de sedimentação e diferentes velocidades ascensionais de ar (Va). Na etapa operacional I (EOP I), os RBS denominados de reatores R1.I e R2.I foram operados com iguais tempos de sedimentação e Va (1,4 cm∙s⁻¹). A granulação somente ocorreu no reator R1.I com Tv de 59%. A baixa idade média do lodo ocasionada pela Tv de 71% impediu a formação de grânulos no reator R2.I. As eficiências médias de remoção de demanda química de oxigênio total (DQOt) foram de 88% para ambos os reatores. Porém, a eficiência média de remoção de N-NH4⁺, no reator R1.I, foi 25% maior do que no R2.I. As eficiências médias de remoção de fósforo e ortofosfato em ambos os reatores foram 46 e 27%, respectivamente. Na etapa operacional II (EOP II), os RBS foram denominados de R1.II, R2.II e R3.II (= R2.II reiniciado). Durante a EOP II, os grânulos se desenvolveram em todos os reatores. Na EOP II, as Va aplicadas foram de 0,88 cm∙s⁻¹ para os reatores R1.II e R3.II e 1,06 cm∙s⁻¹ para o reator R2.II. Com relação às eficiências médias de remoção de DQOt e DQO solúvel (DQOs), não foi observada diferença entre os três reatores, ao nível de confiança de 95%. A eficiência média de remoção de N-NH4⁺, no reator R3.II, foi 44% maior do que no R1.II, ocasionada pela troca volumétrica de 71% utilizada no reator R1.II, que ocasionou a lavagem da biomassa nitrificante deste reator. A maior eficiência média de remoção de fósforo de 42% foi verificada no reator R1.II onde os grânulos permaneceram por mais de 40 dias. Ainda em relação à EOP II, a formação dos grânulos, com até 4,0 mm de diâmetro, não foi condição suficiente para uma alta remoção de fósforo. O processo de granulação no reator R1.I, com Tv de 71%, demandou mais tempo, porém, os grânulos depois de formados permaneceram por mais tempo no reator. Em geral, é possível desenvolver grânulos maduros em RBS, aplicando baixa Va, no tratamento de esgoto sanitário de média e baixa carga orgânica. / The reactors with aerobic granular sludge do not require the presence of support material, and the granules can remove simultaneously the organic matter, nitrogen and phosphate, due to the presence of aerobic, anoxic and anaerobic zones. The development of aerobic granules occurs especially in sequential batch reactors (SBR), with high height/diameter (H/D) ratio and by applying sewage with high volumetric organic load. In the the present work, the as objective was to study the development of aerobic granules using two pilot-scale SBR treating sanitary sewage by applying medium and low volumetric organic loads. The operating cycle time was 3 hour with different volumetric exchanges, sedimentation times and superficial upflow air velocities (Va). In the operational stage I (OPS I), the SBR namely as reactors R1.I and R2.I were operated with the same sedimentation times and va (1.4 cm∙s⁻¹). The granulation only occurred in reactor R1.I with volumetric exchange of 59%. The low sludge age caused by volumetric exchange of 71% prevented the formation of granules in reactor R2.I. The average removal efficiencies of total chemical oxygen demand (CODt) were 88% for both reactors. However, the average removal efficiency of NH4⁺-N in reactor R1.I was 25% higher than in R2.I. The average removal efficiencies of phosphorus and orthophosphate in both reactors were 46 and 27%, respectively. In the operational step II (OPS II), the SBR were identified as reactors R1.II, R2.II and R3.II (= R2.II restarted). During OPS II, the granules were developed in all reactors. In the OPS II, the va applied were 0.88 cm∙s⁻¹ for the reactors R1.II and R3.II and 1.06 cm∙s⁻¹ for reactor R2.II. Regarding the average removal efficiencies of CODt and soluble COD (CODs), no difference was observed between the three reactors at the confidence level of 95%. The average removal efficiency of NH4⁺-N in reactor R3.II was 44% higher than in reactor R1.II, because of the 71% volumetric exchange used in the R1.II reactor resulted in the washing of the nitrifying biomass of the reactor. The highest average removal efficiency of phosphorus of 42% was verified in reactor R1.II where the granules remained for more than 40 days. Also with respect to OPS II, the formation of the granules, up to 4.0 mm in diameter, was not a sufficient condition for an high phosphorus removal. The granulation process in the reactor R1.I, with volumetric exchange of 71%, required more time, but the granules after formed remained longer in the reactor. In general, it is possible to develop mature granules in RBS applying low va in the treatment of sanitary sewage with medium and low load.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Diego de Farias Lima.pdf: 500606 bytes, checksum: 2206e3883002ebc768ec98e9430f7666 (MD5) Previous issue date: 2010-12-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In recent decades there has been increasing concern about water resources due to population growth, increases in water demand and the degradation of water bodies through the release of domestic and industrial wastewater without adequate treatment. In addition to these problems, municipal solid waste (MSW) produces another source of pollution, namely, leachate emanating from sanitary landfill. This study investigated the treatment of wastewater and landfill leachate in 4 series of shallow waste stabilization ponds located at the Experimental Research Station for Biological Sewage Treatment (EXTRABES), of the State University of Paraiba, Campina Grande, Paraiba, Brazil. The experimental system received sewage from the eastern sewerage interceptor of Campina Grande and leachate collected from the sanitary landfill of the city of Joao Pessoa, PB, and pretreatment by process of "ammonia stripping" in a series of shallow lagoons. The experimental period was divided into three phases, depending on the mixtures of substrate used to feed the pond system. In Phase 1, the substrate was only wastewater, in Phase 2, the substrate was comprised a mixture of wastewater and pretreated leachate in a ratio of 99:1, respectively, and in Phase 3 the ratio of sewage to leachate was 98:2. The removal efficiency of organic material indirectly measured as COD and BOD5 in Phase 1 was 29% and 91% in Phase 2, 54% and 95% and in Phase 3 83% and 90 %, respectively. Regarding species richness of microalgae, there was an increase in the number of species along the stabilization pond system, with 12 algal species in the first pond and 29 species in the final pond. The class Euglenophyceae was predominant in ponds 1 and 2, and Chlorophyceae in ponds 3 and 4. The algal density in pond 4, in relation to pond 1 decreased by 82% in Phase 2 and by 92% in Phase 3. The pH and dissolved oxygen levels in the ponds were highest during the day, between 10 e 16 h, with pH above 9,2 and dissolved oxygen above 14 mg/L in pond 2. The combined treatment of wastewater and landfill leachate in a series of shallow ponds would appear to be a promising alternative technology for the future, providing social, economic and environmental advantages, mainly for geographical regions with favorable availability of areas. / Nas últimas décadas houve crescente preocupação com os recursos hídricos, em relação ao crescimento da população, aumentou a demanda por água e a degradação dos corpos d água através da liberação de efluentes domésticos e industriais sem tratamento adequado. Além desses problemas, os resíduos sólidos urbanos (RSU) produzem outra fonte de poluição, designadamente, o lixiviado proveniente dos aterros sanitários. Este estudo investigou o tratamento de águas residuárias e lixiviado de aterro sanitário em uma série de quatro lagoas de estabilização rasas localizado na Estação Experimental de Tratamento Biológico de Esgoto Sanitário (EXTRABES), da Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, Paraíba, Brasil. O sistema experimental recebeu o esgoto do emissário leste do sistema de esgotamento da cidade de Campina Grande e lixiviado coletado no aterro sanitário da cidade de João Pessoa, PB, e pré-tratado por processo de stripping amônia em uma série de lagoas rasas. O período experimental foi dividido em três fases, dependendo das misturas de substratos usados para alimentar o sistema de lagoas. Na Fase 1, o substrato foi apenas águas residuárias, na Fase 2, o substrato foi composto por uma mistura de águas residuárias e lixiviado pré-tratado em uma proporção de 99:1, respectivamente, e na Fase 3 a proporção de esgoto para lixiviado foi 98:2. A eficiência de remoção de material carbonáceo medido indiretamente como DQO e DBO5 na Fase 1 foi 29% e 91%, na Fase 2 de 54% e 95% e na Fase 3 de 83% e 90%, respectivamente. Quanto à riqueza de espécies de microalgas, houve um aumento no número de espécies ao longo do sistema de lagoas de estabilização, com 12 espécies de algas na primeira lagoa e 29 espécies na lagoa final. A classe Euglenophyceae foi predominante nas lagoas 1 e 2, e Chlorophyceae nas lagoas 3 e 4. A densidade de algas na lagoa 4, em relação à lagoa 1 diminuiu em 82% na Fase 2 e 92% na Fase 3. O pH e oxigênio dissolvido nos corpos d'água foram maiores durante o dia, entre 10 e 16h, com pH acima de 9,2 e oxigênio dissolvido acima de 14 mg/L na lagoa 2. O tratamento conjugado de águas residuárias e lixiviado de aterro sanitário em lagoas de estabilização rasas, parece ser uma promissora tecnologia alternativa para o futuro, proporcionando benefícios sociais, econômicos e ambientais, principalmente para regiões geográficas com disponibilidade de áreas favoráveis.

Neste trabalho avaliou-se a eficácia de dois sistemas sequenciais de tratamento de esgoto sanitário envolvendo processo biológico anaeróbio (em escala piloto) com processos físico-químicos de flotação (escala de laboratório), microfiltração tangencial (escala industrial) e osmose reversa (escala industrial). Foram realizadas cinco baterias de ensaios (primeira etapa de estudos) utilizando um sistema seqüencial composto por: reator anaeróbio biológico, flotação por ar dissolvido, filtração em areia, filtração em cartucho de 5 &#956m, filtração em papel de filtro de 1,2 &#956m/filtração em cerâmica microporosa e filtração em membrana de nanofiltração. Numa segunda etapa de estudos foi realizada uma bateria de ensaios utilizando um sistema seqüencial composto por: reator anaeróbio biológico, flotação por ar dissolvido, microfiltração tangencial e osmose reversa. Todos os efluentes gerados pelos dois sistemas de tratamento foram avaliados, e a possibilidade de reuso (agrícola e industrial) dos mesmos foi investigada, os efluentes da filtração em areia, filtração em cartucho, filtração de papel de filtro/filtração em cerâmica e nanofiltração (primeira etapa de estudos) apresentaram características compatíveis com a água necessária para a maioria dos processos industriais. Por outro lado, os efluentes da microfiltração tangencial e da osmose reversa (segunda etapa de estudos) se mostraram como uma boa alternativa para reuso agrícola e também para reuso industrial(principalmente o efluente da osmose reversa). / This work evaluates the efficiency of two sequence systems of treatment of sewage involving anaerobic biologycal and physical-chemical processes. Five sets of experiments were done in the first stage of the study, using a sequence system formed with: anaerobic biologycal reactor, dissolved - air flotation, sand filtration, cartridge filtration (5 &#956m), filter paper filtration (1,2 &#956m)/ceramic filtration and nanofiltration. Another set of experiments was carried out using a different sequence system formed with: anaerobic biologycal reactor, dissolvid-air flotation, crossflow microfiltration and reverse osmosis. Every effluent resulted from the two treatment systems was evaluated and the reuse possibility (agricultural and industrial) was invetigated. The sand filtration, cartridge filtration, filter paper filtration/ceramic filtration and nanofiltration effluents (of the first step of studies) showed compatible characteristics with irrigation water but they were not compatible with water used in the majority industrial processes. On the other hand the crossflow microfiltration and reverse osmosis effluents (of the second step of studies) can be said as a good alternative to agricultural reuse and industrial reuse as well (mainly the reverse osmosis effluent).

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.

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.

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.

A possibilidade da produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário com a posterior geração de metano a partir do efluente do processo acidogênico foi avaliada em reatores anaeróbios em batelada e contínuos. Nos reatores em batelada com biomassa acidogênica não houve produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário, o que motivou a avaliação de outros substratos. Hidrogênio foi produzido a partir de água residuária de parboilização de arroz (23,9 mL \'H IND.2\'/g DQO) e vinhaça (20,8 mL \'H IND.2\'/g DQO), enquanto nos reatores com biomassa metanogênica, metano foi produzido por esgoto sanitário (46,3 mL \'CH IND.4\'/g DQO), glicerol (180,1 mL \'CH IND.4\'/g DQO), água residuária de parboilização de arroz (115,5 mL \'CH IND.4\'/g DQO) e vinhaça (255,4 mL \'CH IND.4\'/g DQO). Ainda nos reatores em batelada, definiu-se que a diluição de vinhaça no esgoto sanitário mais adequada para a produção de hidrogênio deveria resultar numa mistura com DQO de aproximadamente 4 g/L, sem que o rendimento de \'H IND.2\' decrescesse. A produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário nos reatores contínuos não foi possível sem a adição de fonte de carboidratos. Demonstrou-se que a concentração mínima de carboidratos, em termos de sacarose, seria de 0,9 g/L. Nos reatores de leito estruturado com suporte de cerâmica e fluxo ascendente alimentados com 50% de esgoto e 50% de vinhaça, foram alcançados o maior período de produção de \'H IND.2\' e a maior fração do mesmo no biogás, correspondendo a 56 dias e 7,1%, respectivamente. O reator UASB usando como substrato o efluente de reator acidogênico produziu metano com estabilidade até a COV de 0,91 g DQO/L d, porém se desestabilizou com a COV de 2,94 g DQO/L d. / The possibility of producing hydrogen from sewage with the subsequent generation of methane with the effluent of the acidogenic process was evaluated in batch and continuous anaerobic reactors. In batch reactors, with acidogenic biomass, there was no production of hydrogen from sewage, which led to the evaluation of other substrates. Hydrogen was produced from parboiled rice wastewater (23,9 mL \'H IND.2\'/g COD) and vinasse (20,8 mL \'H IND.2\'/g COD), while in reactors with methanogenic biomass, methane was produced by sewage (46,3 mL \'CH IND.4\'/g COD), glycerol (180,1 mL \'CH IND.4\'/g COD) parboiled rice wastewater (115,5 mL \'CH IND.4\'/g COD) and vinasse (255,4 mL \'CH IND.4\'/g COD). In addition, in batch reactors, it was determined that vinasse dilution in sewage more suitable for hydrogen production should result in a mixture with approximately 4 g COD/L without decrease on hydrogen yield. The hydrogen production from sewage in continuous reactors could not be sustained without the addition of external carbohydrates source. It was demonstrated that the minimum concentration of carbohydrates, in terms of sucrose, would be 0,9 g/L. In the upflow ceramic structured bed reactor fed with 50% sewage and 50% vinasse at the 8h HRT, it was achieved the longest H2 production period and the largest fraction of hydrogen in biogas, which corresponded to 56 days and 7,1% respectively. The UASB reactor using the effluent of the acidogenic reactor as substrate, produced methane with stability at the OLR of 0,91 g COD/L d, but it collapsed with the OLR of 2,94 g COD/L d.

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.