Introdução - Giardia é um protozoário que parasita o intestino de quase todas as classes de vertebrados, podendo causar giardíase. Dentre os sete agrupamentos da espécie G. duodenalis, nomeados de A a G, apenas A e B foram encontrados no homem. Por se tratar de um patógeno de veiculação hídrica, a pesquisa de cistos desse microorganismo em água e esgoto é de interesse para a saúde pública. Uma vez que os métodos convencionais utilizados para a detecção desse protozoário em amostras ambientais não permitem diferenciar os isolados de Giardia potencialmente patogênicos para o homem dos demais, o emprego de técnicas que possibilitam a caracterização molecular do parasita em questão se torna necessário, principalmente no Brasil, onde as informações sobre os genótipos de Giardia do ambiente são escassas. Objetivos - Detectar a presença e identificar os genótipos de Giardia sp. em amostras de água e esgoto provenientes do estado de São Paulo, discutindo a importância dos achados para a saúde pública, bem como elaborar uma estratégia que possibilite a realização de tal proposta. Método - Amostras de esgoto bruto (5) e tratado (6), de águas superficiais (11), de poço (3) e de nascente (1) foram coletadas e concentradas pela técnica de membrana filtrante modificada ou por centrifugação. O DNA genômico foi extraído pelo método de fenol/clorofórmio/álcool-isoamílico. A amplificação do fragmento de 890pb do gene gdh, que codifica a produção de glutamato desidrogenase, foi realizada por nested PCR, seguida por clonagem e seqüenciamento de nucleotídeos. Resultados - Onze dentre as vinte e seis amostras analisadas (42,3por cento) foram confirmadas como sendo positivas para a presença de Giardia duodenalis. Os agrupamentos A, genótipo AII, e B foram encontrados. Conclusão - Esses achados indicam que, no estado de São Paulo, isolados de Giardia associados a giardíase humana estão presentes em esgoto tratado e em água superficial e de poço, de modo que o contato com esse tipo de matriz pode representar risco para a saúde pública. Além disso, a estratégia proposta possibilita a caracterização molecular de isolados de Giardia de amostras de água e esgoto. / Introduction - Giardia is a protozoan that parasitizes almost all classes of vertebrates, causing giardiasis. Among the seven assemblages of G. duodenalis, named A to G, only A and B have been found in humans by this moment. As considered a waterborne pathogen, the detection of cysts in water and sewage samples is of interest for public health. Once conventional methods are not able to distinguish Assemblages A and B of G. duodenalis from others, the application of techniques that allow a molecular characterization of Giardia isolates is an important issue, especially in Brazil, where there is scarce information about the genotypes of this parasite in the environment. Objective - To detect and identify Giardia genotypes in water and sewage samples from São Paulo state, discussing the importance of findings for public health, as well as develop a strategy that makes it possible. Method - Raw (5) and treated (6) sewage, surface (11), well (3) and spring (1) water samples were collected and concentrated by modified membrane filtration technique or centrifugation. Genomic DNA was extracted using phenol/chloroform/isoamilic alcohol method. A 890bp fragment of gdh gene, that codes the glutamate dehydrogenase production, was amplified by nested PCR. Cloning and sequencing were subsequently done. Results - 11 out of 26 (42,3 per cent) samples were confirmed to be positive for the presence of G. duodenalis. Assemblages A, genotype AII, and B were found. Conclusions - These findings indicate that, in São Paulo state, Giardia isolates associated to human giardiasis are present in treated sewage and in surface and well water. Thereby, the contact with these matrices can offer risk for public health. Besides, the approach described here allows the molecular characterization of Giardia isolates from water and sewage samples.

O bem-estar das populações é mais bem evidenciado pela abrangência dos serviços de água e de esgotamento sanitário. Porém, no Brasil, há muito que se fazer com relação à coleta, afastamento e tratamento de esgoto. Tal conjuntura agrava os problemas de saúde pública e ambiental, e sua melhoria depende, em grande parte, do desenvolvimento de sistemas de tratamento eficientes para a melhoria da qualidade de vida das comunidades. Neste trabalho realizou-se acompanhamento operacional do processo de tratamento de esgotos de 10 ETEs de pequeno e médio porte verificando deficiências e aspectos positivos da gestão atualmente utilizada e possíveis impactos ambientais nos corpos hídricos receptores. Ao mesmo tempo, por meio dessa experiência, propôs-se um método para implementação de um sistema de gestão integrado aplicado ao processo de tratamento de esgotos com foco na gestão ambiental, segurança e saúde no trabalho e controle de qualidade - que são fatores fortemente ligados neste processo. O acompanhamento mostrou que parte considerável das ETEs estudadas não apresentou bom desempenho ambiental - com relação à remoção de DBO e nitrogênio amoniacal, há poucos recursos humanos e o controle de qualidade não atende à demanda de unidades, sendo necessário maior investimento em todo o processo. A adoção de sistema de gestão integrada para o processo de tratamento de esgotos, juntamente com o aumento nos investimentos, pode tornar o saneamento básico mais eficiente, com ganhos ambientais consideráveis e melhor preservação dos recursos hídricos. / Populations\' life quality is better evidenced by the inclusion of water and wastewater services and treatment. Even so, in Brazil is necessary to improve the collection, removal and sewer treatment. Such conjuncture worsens the problems of public and environmental health, and its improvement depends strongly of the development of efficient treatment systems for the improvement of the quality of the communities\' life. In this work it has been realized operational monitoring of sewer treatment process of 10 small-and-medium sewer treatment plants and it has been verified deficiencies and positive aspects of current management of these systems, and possible environmental impacts in natural waters. Through that experience, it has been proposed a method of integrated management system applied to sewer treatment process focused on environment, quality control, safe and health - strongly related to each other in sewer treatment process. The operational monitoring has shown considerable number of studied sewer treatment plants has not present satisfactory environmental data, specially to the removal of BOD and nitrogen ammonia, there are insufficient human resources and the quality control doesn\'t assist the demand of the plants, and it\'s necessary high investments in whole process. The adoption of an integrated management system applied to sewer treatment process, with the investment increasing, can turn sanitation systems more efficient, with considerable environmental improvements and preservation of water resources.

A presença de poluentes em concentrações na faixa de ng L-1 e µg L-1 nos diferentes tipos de água é uma grande preocupação ambiental porque podem apresentar efeitos nocivos aos seres vivos e os sistemas convencionais de tratamento de água e esgoto não são eficientes em removê-los. Os processos oxidativos avançados (POA) são considerados métodos eficazes para a degradação desse tipo de contaminantes e podem ser utilizados para tratar efluentes com a finalidade de reúso em diferentes aplicações como, por exemplo, agricultura ou aquicultura. Assim, o objetivo desta Dissertação foi avaliar a inativação de fármacos e interferentes endócrinos, em um reator tipo coletor parabólico composto, pelo processo foto-Fenton mediado por radiação solar em efluente de estação de tratamento de esgoto. Primeiramente, foi construído o reator, estabelecida a extração em fase sólida como a técnica aplicada para o preparo das amostras a serem analisadas por CLAE/DAD e desenvolvido o método para identificação de sete contaminantes (sulfatiazol, sulfamezarina, sulfadimetoxina, sulfametoxazol, metilparabeno, propilparabeno e naproxeno) no efluente de estação de tratamento de esgoto. Na sequência, foram realizados experimentos com o intuito de otimizar o tratamento e estabeleceram-se as concentrações de H2O2 e ferro (III). Por fim, foram realizados ensaios cinéticos e, adicionalmente, testes ecotoxicológicos para avaliar a ecotoxicidade do efluente antes e depois de 300 min do tratamento foto-Fenton solar. Os resultados mostraram que mesmo após 300 min de reação não houve a completa degradação dos contaminantes, entretanto, o efluente tratado não se mostrou prejudicial aos organismos Daphnia similis e Lactuca sativa. / Currently, the presence of pollutants in concentrations ranging from ng L-1 to µg L-1 in different types of waters constitutes a major environmental concern as they can be harmful to living beings and conventional water and wastewater treatment systems are not efficient in removing them. Advanced oxidation processes are effective methods for the degradation of this type of contaminants and can be applied to wastewater treatments for beneficial water reuse purposes such as agriculture or aquaculture. Thus, the aim of this study was to evaluate the inactivation of some pharmaceuticals and endocrine disruptors, by using a compound parabolic collector reactor, by solar photo-Fenton in municipal wastewater treatment plant effluent. First of all, the reactor was constructed, solid phase extraction (SPE) was determined as the technique used to prepare the samples to be analyzed by HPLC/DAD and the methodology to identify the seven contaminants (sulfathiazole, sulfamerazine, sulfadimethoxine, sulfamethoxazole, methylparaben, propylparaben, and naproxen) in the WWTP effluent was developed. Then, experiments were carried out with the purpose of optimizing the treatment and the concentrations of H2O2 and iron(III) were established. Finally, kinetic tests and, additionally, ecotoxicological assays were carried out to evaluate the effluent ecotoxicity before and after 300 min of the solar photo-Fenton treatment. It has been observed that even after 300 min of reaction there was an incomplete degradation of the pollutants, however, the treated effluent was not harmful to the test-organisms Daphnia similis and Lactuca sativa.

DOMINGUEZ, Danielle Xanchão. Avaliação dos riscos ambientais associados à utilização agrícola de lodo de esgoto como condicionador e fertilizante de solo, 2014. Tese (Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Ciência Ambiental (PROCAM), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. 116 f. Esta tese tem como objetivo avaliar os riscos ambientais envolvidos nos processos de utilização agrícola de lodos de esgoto, como condicionador e fertilizante de solo, ao longo de cinco anos. O presente estudo está inserido em uma pesquisa mais ampla e conduzida desde 1998, a qual, por sua vez, constitui parte de um projeto interdisciplinar de longo prazo e que reúne diversas instituições de pesquisa. A utilização de lodo de esgoto na agricultura, quando realizada dentro de critérios seguros, agrega baixo custo e impacto ambiental positivo. Ao promover o retorno dos nutrientes ao solo, tal prática se configura como uma alternativa adequada para sua disposição final. O trabalho baseia- se na análise do efeito da aplicação de lodo de esgoto na acumulação de metais pesados e na disponibilização de nutrientes em um solo classificado como Latossolo. Foram analisados os parâmetros pH, capacidade de troca catiônica (CTC), carbono orgânico e os teores dos macronutrientes: Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Enxofre (S). Os metais considerados micronutrientes para as plantas: Cobre (Cu), Ferro (Fe), Manganês (Mn), Zinco (Zn) e Níquel (Ni) e os metais pesados: Cádmio (Cd), Cromo (Cr) e Chumbo (Pb) foram analisados por dois métodos de extração simples (Mehlich 1 e DTPA) e também pelo método da extração sequencial. Verificou-se que o uso de lodo de esgoto influenciou as propriedades do solo, que tiveram significativas mudanças em quase todos os parâmetros analisados. O estudo aponta, entre outras conclusões, que o uso de lodo é importante para o aumento do teor de fósforo (P) em solos tropicais. Observou-se também que o conteúdo de metais pesados foi maior nas parcelas fertilizadas com lodo de esgoto proveniente da ETE de Barueri (esgoto domestico e industrial) em relação às áreas tratadas com esgoto oriundo da ETE de Franca (esgoto predominantemente doméstico). Observou-se também que as parcelas que receberam aplicações de lodo superiores à estabelecida pela legislação apresentaram alterações significativas na concentração de enxofre, nitrogênio, fósforo, micronutrientes e metais pesados, aumentando os riscos ambientais associados a tal prática. Tal conjunto de resultados ratifica a hipótese de que o uso do lodo de esgoto como fertilizante e condicionador de solo, pode ser uma prática adequada e segura. Entretanto, tal procedimento vem exigir não apenas o atendimento aos requisitos legais, sobretudo a taxa de aplicação máxima de lodo de esgoto permitida, como também o monitoramento frequentemente a fim de evitar impactos negativos. / The purpose of this research was to identify and assess the risks related to the use of sewage sludge on agricultural land, analyzing the accumulation of heavy metals and the availability of nutrients in a soil classified as Oxisol. The parameters pH, CEC (cation exchange capacity), organic carbon and the levels of macronutrients N (nitrogen), P (phosphorus) and S (Sulfur) were analyzed. Single and sequential extraction procedures were applied to measure the metals considered micronutrients to plants - Cu (Copper), Fe (iron), Mn (Manganese), Zn (zinc), and Ni (nickel) - and the heavy metals: Cd (Cadmium), Cr (chromium) and Pb (Lead ). The results obtained confirm the hypothesis that the use of sewage sludge can be adequate and safe. However, for large-scale adoption of this procedure, it is recommended not only require compliance to legal requirements, specially the maximum amount of sewage sludge application permitted, as well as frequent monitoring are recommended in order to avoid potential negative impacts.

Em muitas partes do mundo o aumento na demanda de água tem estimulado pesquisas relacionadas às práticas de reuso sustentáveis. Dentre as atividades humanas, a irrigação agrícola se revela como uma das práticas de maior consumo de recursos hídricos naturais. Uma alternativa para minimizar este problema é o reuso de efluentes gerados por sistemas biológicos de tratamento de esgotos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar os efeitos da irrigação com esgoto tratado na dinâmica do carbono (C) e nitrogênio (N) e na atividade microbiana de um solo sob pastagem. O estudo foi conduzido em uma pastagem de capim-Bermuda Tifton 85 (Lins-SP), onde o delineamento experimental foi o de blocos completos com seis tratamentos: SI (sem irrigação e sem fertilização), A100 (água potável + 520 kg de N ha-1 ano-1); E0, E33, E66 e E100 (irrigação com esgoto tratado + 0, 33, 66 e 100% de 520 kg de N ha-1 ano-1). Os tratamentos receberam entre 420 a 1500 mm de esgoto tratado e água por ano, correspondendo a uma entrada pelo esgoto tratado de 640 a 2300 kg ha-1 ano-1 de C e de 135 a 480 kg ha-1 ano-1 de N. Utilizando como referência os estoques de C e N de SI, o menor decréscimo de C ocorreu em E33 (1,2 Mg ha-1) e o maior em A100 (7,9 Mg ha-1). Alterações no estoque de N do solo ocorreram após quatro anos de irrigação, onde A100 apresentou decréscimo de cerca de 450 kg de N ha-1. Os estoques de N dos tratamentos irrigados com esgoto tratado não foram afetados. A entrada de C e N orgânicos pelo esgoto tratado não afetaram a composição isotópica do C (\'delta\' 13C) e do N (\'delta\' 15N) da fração estável da matéria orgânica do solo (MOS) do solo. A alteração de \'delta\' 13C nos solos dos tratamentos irrigados (-0,7 a -1,2%o ), em relação a SI, foi resultante da mineralização do carbono orgânico remanescente do solo (plantas C3). Os valores de \'delta\' 15N do N da MOS (0 a 5 cm) foram significativamente maiores (+2,2%o) nos tratamentos irrigados com esgoto tratado do que em SI e A100, refletindo diferenciadas taxas e processos de ciclagem de N. A abundância natural de 15N nas folhas do capim-Bermuda refletiu a composição isotópica do N do solo, com enriquecimento de +2,5%o e +4,9%o em relação a A100 e SI, respectivamente. As taxas líquidas de mineralização e nitrificação negativas ou nulas nas épocas Seca-04, Chuvas-05 e Seca-05 indicaram predominância de processos de imobilização do N pela microbiota em virtude uma alta relação C:N da MOS. Nas épocas de Chuvas-06 e Seca-06 as taxas tornaramse positivas indicando a diminuição da relação C:N da MOS, término do efeito priming e, portanto, ciclagem interna de N. Os solos dos tratamentos apresentaram baixo consumo (-0,1kg de C ha-1 sem-1) ou pequena emissão média de CH4 (+0,8 kg de C ha-1 sem-1). A disponibilidade de N e a umidade do solo não representaram fatores limitantes nos tratamentos, assim as emissões de CO2 não diferiram entre si na maior parte das datas de coleta (médias de 14,7 e 12,2 Mg de C ha-1 para épocas de chuvas e seca, respectivamente). Os maiores fluxos de CO2 relacionaram-se com os períodos de maior precipitação e/ou irrigação do que com os tratamentos. Os maiores fluxos de N2O foram observados após a aplicação de N mineral nos tratamentos irrigados com esgoto tratado, sendo proporcionais as maiores quantidades de N adicionado. As relações médias entre o C da biomassa microbiana e o C orgânico total (Cmic:COT) dos tratamentos variaram de 2,3 a 3,8% ao longo das épocas, indicando boa resiliência do agroecossistema, onde os microrganismos apresentaram variações temporárias de biomassa. Interferências positivas do manejo (corte do capim e fertilização com N mineral) resultando em aumento de Cmic foram observadas no 1º ano hidrológico e Seca-06, como resultado da maior umidade do solo e com isso condições mais favoráveis para a disponibilização de C. Na Seca-04, com o aumento da atividade metabólica, e Chuvas-05, sem alteração deste parâmetro, ao longo do manejo, o quociente metabólico (qCO2) apresentou um cenário de eficiente conversão de C-CO2 em biomassa microbiana. No 2º ano hidrológico, com a diminuição das lâminas de irrigação os tratamentos irrigados e fertilizados apresentaram decréscimo de Cmic e respiração mantida (Seca-05) ou aumentada (Chuvas-06) após o manejo, os valores de qCO2 indicaram condições desfavoráveis a microbiota. Com a pouca interferência dos tratamentos, os indicadores eco-fisiológicos não foram suficientemente sensíveis para mostrar o manejo com menor impacto na qualidade do solo, revelando apenas cenários do metabolismo microbiano ao longo das práticas agrícolas. A quantidade de C exportada por E33, como biomassa (15,2 Mg de C ha-1 ano-1) não diferiu das maiores produções, a alteração em seu estoque de C foi inferior aos demais tratamentos irrigados, sugerindo ser o manejo mais sustentável, em termos de C, utilizando esgoto tratado como irrigação. Os tratamentos E100 (Seca-04) e E66 (Chuvas-05) representaram os manejos com as maiores exportações de N, respondendo linearmente até 940 ha-1 de N ano-1. De acordo com as variáveis avaliadas, o manejo com maior sustentabilidade produtiva e ambiental foi o tratamento E100, situação onde as saídas de N não superaram as entradas / In many parts of the world, the increasing demand and, especially in arid regions the natural scarcity of water has stimulated researches in terms of sustainable water reuse practices. Within human activities, common agricultural irrigation reveals one of the most consumptive practices of natural water resources. One alternative to minimize this problem represents the reuse of effluent generated by biological sewage treatment systems. The objective of this study was to investigate the impact of treated wastewater application in the dynamic of carbon (C) and nitrogen (N), and microbial metabolism of a soil under pasture. The study was carried out at Lins, São Paulo State, Brazil on a Tifton 85 bermudagrass pasture irrigated with secondary treated sewage effluent using a randomized complete block design with six treatments: SI (control, without irrigation and fertilization), W100 (potable water irrigation + 520 kg of N ha-1 year-1); E0, E33, E66 and E100 (treated wastewater irrigation + 0, 33, 66 and 100% of 520 kg of N ha-1 year-1). Samples of treated effluent/water, soil, plant (litter fall), and gases were taken from January 2004 through October 2007 and the treatments were kept under irrigation management receiving between 420 and 1,500 mm of water and treated sewage corresponding to an input of 640 to 2,300 kg ha-1 yr-1 of C and 135 to 480 kg ha-1 year-1 of N . Soil C stocks decreased slightly in the E33 treatment (-1.3 Mg ha-1) and a larger decrease was observed in W100 (-7.9 Mg ha-1). The inputs of organic C by the treated sewage did not affect the soil carbon isotopic composition (\'delta\' 13C), and in the irrigated treatments measured shifts in the isotopic signature (-0,7 a -1,2%o ) were caused by the mineralization of the remaining soil organic matter (SOC) (C3 plants). After 4 years of irrigation the only significant changes in soil N stocks were found in the W100 treatment (-450 kg de N ha-1). The \'deta\' 15N signature of the soil organic matter (0-5 cm depth) in the treatments irrigated with treated sewage was significantly higher (+2,2%o) than WI and W100, this suggests higher nitrogen cycling. The \'delta\' 15N signature of grass was enriched relative to the soil of W100 and WI +2,5%o and +4,9%o respectively). Negative or null rates of mineralization and nitrification occurred in the dry season of 2004, rainy and dry season of 2005 indicated an immobilization by the microorganisms, as a result of a high C:N ratio in the SOC. In the dry and wet seasons of 2006, mineralization and nitrification rates became positive suggesting a decrease of the C:N ratio, and the end of both priming effect and, thus the beginning of N cycling in the soil organic matter. Soils in the treatments showed low CH4 consumption rates (-0.1 kg de C ha-1 semester-1) and in some cases low emissions (+0.8 kg de C ha-1 emester-1). Nitrogen availability and soil moisture did not appear to be limiting factors for the treatments, thus CO2 emissions did not differ from each other over the collections (averages of 14.7 e 12.2 Mg of C ha-1 for wet and dry season, respectively). The highest CO2 fluxes were more related to periods of high precipitation and/or irrigation than to the applied treatments. The highest emissions of nitrous oxide were observed after the application of mineral N to the treatments irrigated with treated sewage, and the emissions were straightly related to the N addition. Values of Cmic:TOC (microbial C : Total Organic C) in the treatments averaged between 2.3 and 3.8 % through the seasons which means a significant resilience of the ecosystem, indicating that soil microbial community varied seasonally in their Cmic. Addition of mineral nitrogen and grass cutting practices influenced positively resulting in increase of Cmic in the first hydrological year and in the dry season in 2006, as well as an increase of soil moisture resulting in good conditions for C availability. With the increase metabolic activity in the dry season of 2004 and a continuous metabolic activity in the rainy season in 2005, the metabolic quotient (qCO2) resulted in an efficient scenario of conversion of C-CO2 into microbial biomass. In the second year, with a decrease of the irrigation depths and an increase in salts concentration after fertilization, the treatments irrigated with treated sewage and fertilizers presented decrease of Cmic with stable respiration (dry season 2005) or increase respiration (wet season 2006) after the management, and as a result qCO2 indicated inappropriate conditions for the microorganisms. In the dry season (2006) the physiological profile of the soil remained instable with no stress and Cmic increased and soil respiration remained inaltered. According to these results, the microbial indicators were not efficiently sensitive for revealing the more impacting management to the soil. The co-physiological indicators showed only the regular microbial metabolism along the agricultural practices. Carbon biomass exported by the grass in the E33 (15.2 Mg C ha-1 yr-1) did not differ from the biomass produced in the other treatments and the alterations in its C stocks were low compared to the other treatments. As a result, E33 seems to be the more sustainable and efficient practice for treated sewage use. Both the E66 and E100 treatments had high measured rates of N export, responding linearly up to 940 kg of N ha-1 yr-1. Thus, according to the variables studied, the management with highest sustainability was E100 where N outputs did not surpass the inputs

O lodo de esgoto é um resíduo gerado em grandes quantidades nas ETEs. Apenas na Região Metropolitana de São Paulo em 2015 prevê-se uma produção de 1538 toneladas por dia. Diferentemente de países desenvolvidos, no Brasil a maior parte desse resíduo é enviada para aterros sanitários, sendo ignoradas outras possibilidades de utilização. A pirólise do lodo é uma alternativa à incineração, e possui vantagens como a geração de subprodutos mais úteis como, por exemplo, materiais porosos para adsorção de poluentes de meios aquosos e gasosos. Visando novas utilizações para o lodo de esgoto da ETE Barueri, a presente pesquisa teve como objetivo o estudo de sua pirólise para obtenção de produtos contendo coque e sua utilização como material adsorvente de poluentes (fenol e tartrazina) em meio aquoso. Também foi estudado o potencial de uso energético do lodo e de coques obtidos por pirólise por meio da determinação de seus poderes caloríficos. Para sua utilização na pesquisa, o lodo foi coletado, seco, macerado e passado em peneira ABNT 200, produzindo um material identificado como S2. Por análises do seu processo de pirólise determinou-se a temperatura mais indicada para formação de coque, obtendo-se o valor de 500°C. Foram então realizadas pirólises isotérmicas nessa temperatura por diferentes períodos de tempo (0, 30, 60, 120 e 180 minutos) produzindo cinco produtos de pirólise diferentes (C0, C30, C60, C120 e C180), os quais foram caracterizados e utilizados nos ensaios de adsorção de fenol e de tartrazina de soluções aquosas com obtenção dos respectivos diagramas de fase. As isotermas de Langmuir representaram com bons coeficientes de correlação a adsorção nos produtos de pirólise, os quais devido à baixa área superficial e caráter mesoporoso apresentaram adsorção de fenol (3,68 mg.g-1 a 6,21 mg.g-1) muito menor que a de tartrazina (17,86 mg.g-1 a 45,66 mg.g-1), tendo C30 e C60 exibido capacidades adsortivas superiores à encontrada para o carvão ativo comercial. Quanto ao uso energético de S2, obteve-se por análise térmica diferencial quantitativa um poder calorífico muito próximo ao do obtido por bomba calorimétrica, de 9,27 MJ.kg-1, indicando que pode ser utilizado como combustível para sua pirólise auto-sustentável. / Sewage sludge is a solid waste generated in large quantities in wastewater treatment plants. Only in the São Paulo metropolitan area in 2015 is expected a production of 1538 tons per day for this residue. Against the trend in developed countries, most of this waste is sent to landfills in Brazil, being ignored other possible uses. Sewage sludge pyrolysis is an alternative to incineration and presents as advantages the generation of more useful byproducts such as, porous materials to be used for adsorption in aqueous and gaseous media. Aiming new applications for sewage sludge from Barueri wastewater treatment station, this thesis had as objective to study its pyrolysis to obtain products containing coke and their use as adsorbent materials of pollutants (phenol and tartrazine) in aqueous media. The potential energy use of S2 was also studied as well as of its pyrolyzed products, by determining their calorific values. For their use in the research, the sludge samples were collected, dried, ground and milled until they passed an ABNT 200 sieve. Analyzing the S2 pyrolysis process, 500°C was the most indicated temperature for coke formation. Then, after being heated to this temperature, isothermal pyrolysis were carried out for different time periods (0, 30, 60, 120 and 180 minutes) producing five pyrolysis products (C0, C30, C60, C120 and C180), which were characterized and used in adsorption experiments of phenol and tartrazine aqueous solutions, obtaining their respective phase diagrams. Langmuir isotherms represented with good correlation factors the adsorption of those adsorbates on pyrolysis products, which, due to the low surface area and mesoporous characteristics, showed a phenol adsorption (3.68 mg.g-1 to 6.21 mg.g-1) much smaller than that of tartrazine (17.86 mg.g-1 to 45.66 mg.g-1) and C30 and C60 have exhibited adsorption capacities higher than those found for commercial active carbon. Regarding energetic use, S2 has a calorific power of 9.27 MJ.kg-1 obtained by calorimetric bomb, which was a very close value to that found by quantitative differential thermal analysis (DTA) using sapphire, indicating that it can be used as a solid fuel for its auto-sustainable pyrolysis.

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 aproveitamento energético do metano corresponde a uma das opções mais interessantes de utilização deste subproduto do tratamento de esgotos domésticos que é um gás de médio poder energético e também um gás indutor de efeito estufa (GEE). Esta dissertação visa estudar as perspectivas concretas de geração de eletricidade a partir da recuperação e do uso do biogás oriundo do processo de tratamento anaeróbio de esgotos domésticos mediante atualização dos marcos regulatórios brasileiros e levantamento experimental das taxas de produção de biogás em Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs). Nesse contexto, foram quantificadas, em tempo real, as taxas de produção de biogás e de metano de uma ETE de grande porte (3556,8 m3 tratados/hora), contendo 16 reatores UASB, alimentados com esgotos domésticos. Os resultados apontaram uma grande variação na carga orgânica recebida (37.948 ± 11.993) kg/dia e na vazão de biogás da ETE (84,30 ± 26,64) Nm3/h, que podem ser influenciadas negativamente por eventos de chuva. De modo geral, as quantidades médias de vazão de biogás estimadas em estudos foram maiores que aquelas registradas a partir de medições, dependendo do método utilizado tal quantidade pode ser até 10 vezes maior que aquela verificada a partir de medições de campo. A potência elétrica máxima calculada em 233 kW se mostrou próxima da autossuficiência da ETE e as novas diretrizes regulatórias podem permitir a compensação de energia de outras ETEs do sistema. As emissões de metano podem reduzir significativamente, cerca de 7.476,7 t CO2eq, quando do aproveitamento energético e possibilitam a venda de Certificados de Emissões Evitadas de Carbono. Conclui-se que, com o planejamento adequado, é possível haver interação entre saneamento ambiental e geração de energia com benefícios para ambos os setores. / The energy use of biogas corresponds to one of the most interesting use options of this by-product of wastewater treatment which is a mean-energy power and also a greenhouse gas. In this sense, this work aims to study the concrete prospects for electricity generation from the recovery and use of biogas derived from process of anaerobic treatment of wastewater by updating the Brazilian regulatory frameworks and experimental survey of biogas production rates in Wastewater Treatment Plants (WTP). In this context, were quantified in real time, biogas and methane production rates of a large WTP (3556.8 m3 treated / hour) containing 16 UASB reactors fed with domestic wastewater. The results showed a wide variation in the incoming organic load (37.948 ± 11.993) kg/dia and flow of biogas and methane from WTP (84,30 ± 26,64) Nm3/h, which can be negatively influenced by rainfall events. In general, the average quantities of biogas flow studies were estimated at greater than those recorded from measurements depending on the method used such amount can be up to 10 times higher than that found from field measurements. The maximum electric power estimated at 233 kW proved close to the WTP self-sufficiency and the new measures taken by the regulatory guidelines could allow power compensation in other WTPs system. Methane emissions can significantly reduce, about 7.476,7 t CO2eq, when the biogas was used for energy generation and may allow the sale of Avoided Carbon Emissions Certificates. So it is concluded that, with proper planning, it is possible to have interaction between environmental sanitation and power generation with benefits for both sectors.

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.