Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Ruben Pablo Schocken Iturrino / Banca: Giovana Tommaso / Resumo: No presente trabalho avaliou-se o desempenho de dois sistemas de tratamento na redução de indicadores de contaminação biológica em água residuária de suinocultura. O sistema I foi constituído por dois reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), com volumes de 510 e 209 L, instalados em série e o sistema II foi constituído por reator UASB, filtro anaeróbio, filtro biológico percolador e decantador, instalados em série, com volumes de 300, 190, 250 e 150 L, respectivamente. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) aplicados nos primeiros reatores UASB foram de 40, 30, 20 e 11 h nos sistemas I e II. As eficiências médias de remoção de coliformes totais e termotolerantes no sistema I foram de 92,92 a 99,50% e de 94,29 a 99,56% respectivamente, e no sistema II aumentaram para 99,45 a 99,91% e 99,52 a 99,93%, respectivamente. As remoções médias de ovos de helmintos no sistema I foram de 96,44 a 99,11% e no sistema II alcançaram 100% em todos os ensaios. No lodo dos reatores, a contagem de coliformes totais e termotolerantes variou de 105 a 109 NMP (100 mL)-1 e de ovos de helmintos de 0,86 a 9,27 ovos g-1 ST. Não foram detectados cistos de protozoários nos afluentes, efluentes e lodos / Abstract: The present work evaluated the performance of two treatment systems in reducing indicators of biological contamination in swine production wastewater. System I consisted of two up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors, with volumes of 510 and 209 L, placed in series; system II consisted of a UASB reactor, anaerobic filter, trickling filter and decanter, placed in series, with volumes of 300, 190, 250 and 150 L, respectively. Hydraulic retention times (HRT) applied in the first UASB reactors were 40, 30, 20 and 11 h in systems I and II. The mean removal efficiencies of total and thermotolerant coliforms in system I were 92.92% to 99.50% and 94.29% to 99.56%, respectively, and increased in system II to 99.45% to 99.91% and 99.52% to 99.93%, respectively. Average removal rates of helminth eggs in system I were 96.44% to 99.11%, and reached 100% in all assays in system II. In reactor sludge, the counts of total and thermotolerant coliforms ranged between 105 and 109 MPN (100 mL)-1, while helminth eggs ranged from 0,86 a 9,27 eggs g-1 TS. Not protozoan cysts were detected in the tributaries, effluents and sludge / Mestre

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Luciano Santos Rodrigues / Banca: Valéria Del Nery / Banca: Valderi Duarte Leite / Banca: Eloisa Pozzi / Resumo: As águas residuárias de suinocultura apresentam altas concentrações de matéria orgânica, nutrientes e patógenos. Esse resíduo é passível de ser tratado por via anaeróbia, com vantagens como a produção de biogás e o efluente final com poder poluente reduzido. Foram avaliados dois sistemas de tratamento anaeróbio de águas residuárias de suinocultura, o primeiro, constituído por dois reatores UASB em dois estágios seguidos de wetlands e o outro sistema de tratamento, composto por reator UASB, filtro anaeróbio, filtro biológico percolador, decantador e wetlands, instalados em série na remoção de matéria orgânica, e nutrientes e na produção de metano sob tempos de detenção hidráulico (TDH) de 11 a 40 h e cargas orgânicas volumétricas (COV) de 4,3 a 18,7 g DQO total (L d)-1. No sistema de tratamento anaeróbio I, constituído por dois reatores UASB em série, os valores máximos de remoção de demanda química de oxigênio total (DQO total), sólidos suspensos voláteis (SSV), fósforo total (P-total), nitrogênio Kjeldhal (NK), cobre (Cu), zinco (Zn) e coliformes termotolerantes foram 89, 92, 70, 58, 80, 95 e 99,56 % respectivamente. No sistema II, com reator UASB e filtro anaeróbio, em série, as médias máximas de remoção de DQO total, SSV, P-total, NTK, Cu, Zn e coliformes termotolerantes foram 87; 87; 64; 55, 80; 95 e 99,90 % respectivamente. Os valores máximos da produção volumétrica de metano foram de 0,419 e 0,488 L CH4 (L reator d)-1 nos sistemas I e II, respectivamente. Em relação ao pós-tratamento com filtro biológico percolador e decantador os valores de DQO total, SSV, P-total, NTK, Cu, Zn e coliformes termotolerantes aumentaram para 92; 87; 86; 62, 87; 97 e 99,93 %, respectivamente. Com wetlands as eficiências de remoção aumentaram para 98; 98, 98; 94; 88; 98 e 99,99 %, respectivamente, para DQO total, SSV, P-total, NK, Cu, Zn e coliformes ter ... / Abstract: The swine wastewater have high concentrations of organic matter, nutrients and pathogens. This residue is likely to be treated anaerobically, with advantages such as biogas production and the final effluent with low polluting power. Two systems of anaerobic treatment of swine wastewater, the first, consisting of two-stage UASB followed by wetlands and other treatment system consisting of UASB reactor, anaerobic filter, trickling filter, decanter and wetlands, were evaluated at in series in the removal of organic matter and nutrients and the production of methane in hydraulic retention time (HRT) from 11 to 40 h and volumetric organic load (VOL) from 4.3 to 18.7 g total COD (L d )-1. In anaerobic treatment system I, consisting of two UASB reactors in series, the maximum values of removing total chemistry oxygen demand (total COD), volatile suspended solids (VSS), total phosphorous (total P), Kjeldahl nitrogen (NK), copper (Cu), zinc (Zn) and thermotolerants coliforms were 89, 92, 70, 58, 80, 95, and 99.56 %, respectively. In system II, with UASB and anaerobic filter in series, the maximum average total COD removal, SSV, total-P, KN, Cu, Zn and thermotolerants coliforms were 87, 87, 64, 55, 80, 95 and 99,90 % respectively. The maximum values of the volumetric methane production were 0.419 and 0.488 L CH4 (L reactor d) -1 in systems I and II, respectively. In relation to post- treatment with biological trickling filter and decanter values of total COD, VSS, total-P, KN, Cu, Zn and thermotolerants coliforms increased to 92, 87, 86, 62, 87, 97 and 99.93 %, respectively. With the wetlands, the removal efficiencies increased to 98, 98, 98, 94, 88, 98 and 99,99 %, respectively, for total COD, VSS, total-P, NK, Cu, Zn and thermotolerants coliform . The anaerobic reactors were effective to remove organic matter and contribute to the removal of nutrients, although the system I has advantages of ... / Doutor

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Marco Antônio Dalla Costa / Resumo: Nesta pesquisa foi desenvolvida uma metodologia para o dimensionamento de reatores eletrônicos para o acionamento de lâmpadas fluorescentes especiais, emissoras de UV (irradiação ultravioleta), aplicadas na purificação de água. A principal contribuição desta dissertação está relacionada ao desenvolvimento de uma metodologia de projeto para adequação do parâmetro conhecido como Dose UV. Esse parâmetro define a quantidade de energia em forma de irradiação ultravioleta à qual devem ser expostos os microrganismos patogênicos presentes na água, para inibir suas funções metabólicas e de reprodução. Neste contexto, foi projetada e implementada uma estrutura purificadora de água potável, aplicando o método TURF (Three-step UV fluence Rate and Fluid dynamics), o qual propõe realizar cálculos em separado do tempo de permanência da partícula exposta à irradiação UV e a quantidade de irradiação UV que a lâmpada usada pode produzir, para em seguida se determinar a Dose UV, teoricamente. Neste trabalho, esse tempo foi determinado com o estudo hidráulico da estrutura utilizando-se o software SolidWorks, e, por outro lado, aplicou-se o modelo matemático MSSS Multiple Segment Source Summation para a obtenção da irradiação ultravioleta fornecida pelo purificador. Devido ao fato das lâmpadas geradoras de irradiação ultravioleta, empregadas neste trabalho, apresentarem um comportamento análogo às lâmpadas fluorescentes convencionais, foram modeladas através de um modelo de Quarto Grau. Desta forma, foi desenvolvido um reator eletrônico capaz de garantir pré-aquecimento controlado dos filamentos das lâmpadas antes de sua ignição, assim como, ajuste adequado para operarem no ponto de potência nominal para a etapa de regime permanente. Além disso, o reator incorpora como estágio de potência na entrada um conversor Flyback com correção ativa do fator de potência ... / Abstract: In this research it was developed a methodology for the design of special fluorescent lamps electronic ballasts applied to water purifiers, through the use of UV radiation. The main contribution of this work it is related to the development of a design methodology to fit the parameter known as UV dose. This parameter defines the amount of energy as UV light to which the pathogenic microorganisms present in water must be exposed to inhibit their metabolic and reproductive functions. In this context, a purifying drinking water structure was designed and implemented, applying the TURF method. This method proposes to calculate separately, the particle exposition time and the amount of UV radiation produced by the lamp, and in a third step, calculate theoretically the UV dose. Thus, the related time was determined with the hydraulic structure model using the software SolidWorks, and through the use of MSSS mathematical model to obtain the UV radiation provided by the purifier. Whereas the behavior of the used UV lamps is similar to conventional fluorescent lamps, they are modeled applying a Fourth Degree model. Hence, an electronic ballast that guaranties a controlled preheating process of the lamp electrodes before the ignition and sets the nominal power point on the steady state, was developed. In addition, the ballast incorporates an input rectifier stage using a Flyback converter with active power factor correction (PFC), in discontinuous conduction mode, with universal input voltage range (90V RMS - 240 V RMS ), attending the limits imposed by IEC 61000-3-2 standard, for class C devices. Finally, it is highlighted that, with the proposed methodology for adjusting the UV dose, could ensure the development of a design that allows full compliance with NSF/ANSI Standard 55: Classes A and B, for the proposed drinking water purifier / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:09:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225786.pdf: 5551294 bytes, checksum: b723e784e8d92a6e468b9c7a7b28f612 (MD5) / Filtros plantados com macrófitas, constructed wetlands, são sistemas naturais projetados sob critérios de engenharia e empregados no tratamento de esgotos domésticos, industriais e agrícolas. Estudos e aplicações da combinação destes filtros com lagoas de estabilização no tratamento de esgotos domésticos, vêm sendo intensificados desde 1990, principalmente, na Europa. Em regiões de clima subtropical, caso do sul do Brasil, inexistem trabalhos utilizando a seqüência lagoas de estabilização seguido de filtros plantados com macrófitas no tratamento de esgotos domésticos, contribuindo para o déficit do saneamento da região. Este trabalho tem como objetivo geral identificar e avaliar a potencialidade de filtros plantados com macrófitas no pós-tratamento de efluente de lagoas de estabilização empregadas sob clima subtropical, a fim de aplicá-los como alternativa tecnológica para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A base metodologia empregada conduziu a ações diferenciadas em quatro etapas, sendo uma em laboratório, duas em experimento de campo conduzidas simultaneamente e uma por simulação computacional empregando-se o software AQUASIM®. Em laboratório, durante um período de sete meses, buscou-se através de ensaios em colunas de PVC (DN 150) a identificação do material filtrante a ser empregado nos filtros plantados. Para as etapas de campo, foram construídos e avaliados, durante um período de vinte e dois meses, dois FPMHs em paralelo (10m2 de área; 0,60m profundidade, cada unidade), plantados com Typha domingensis, implantados a jusante de duas lagoas facultativas pilotos de tratamento secundário de esgotos domésticos, a fim de se identificar as potencialidades dos filtros no polimento de efluente de lagoas facultativas, notadamente em relação a remoção dos sólidos em suspensão. Apenas um FPMH (submetido a uma taxa hidráulica de 83mm/d) foi empregado no polimento do efluente das lagoas facultativas, enquanto que o outro permaneceu em repouso durante doze meses, sendo então posto em operação como unidade complementar FPMVs, (também sob uma taxa hidráulica de 83mm/d e plantados com a mesma macrófita) durante a segunda etapa de campo. Para esta segunda etapa de campo, realizada durante um período de nove meses, implantou-se seis módulos de FPMVs (2,57m2 de área em cada módulo, com densidade de plantio de 4mudas/m2 de Typha domingensis), submetidos a diferentes taxas hidráulicas (153,70mm/d, 230,74mm/d e 307,39mm/d) e diferentes cargas de sólidos suspensos (10gSS/m2.d, 15gSS/m2.d e 20gSS/m2.d), com o objetivo de se identificar as potencialidades de nitrificação do efluente da lagoa anaeróbia e da desnitrificação, sem introdução de carbono, promovida pelo FPMH pós FPMVs. Os resultados obtidos ao longo de todas as etapas apontaram: (i) à utilização da areia (d10 = 0,20mm e U = 4,9) como material filtrante dos filtros plantados; (ii) uma potencialidade de remoção de 80% de DBO5 e 94% de SS quando da utilização de FPMH pós lagoas anaeróbia seguidas de facultativas; (iii) nitrificação de 73% do total de nitrogênio amoniacal removido no FPMV com 0,75m de espessura de material filtrante (0,05m de brita 1 no topo, 0,60m de areia no meio e 0,10m de brita 1 no fundo), submetido a uma taxa hidráulica de 230,74mm/d e cargas orgânicas de 41gDQO/m2.d, 15gSS/m2.d, 12,7gNTK/m2.d e 10,2gNH4-N/m2.d.; (iv) desnitrificação no FPMH de 61% do nitrogênio nitrato efluente dos FPMVs, sem a necessidade da introdução forçada de carbono orgânico no filtro; (v) uma adaptação das macrófitas em todos os filtros e (vi) uma boa indicação do potencial de nitrificação em filtros verticais através da simulação computacional, quando utilizado cinéticas e coeficientes estequimétricos definidos pelo modelo ASM1 (Active Sludge Model N°1). A partir das conclusões geradas neste estudo, recomenda-se o uso de filtros plantados com macrófitas associadas às lagoas de estabilização no tratamento de esgotos domésticos, principalmente para locais com densidade populacional inferior a 50 habitantes/km2, caso verificado em oito dos treze municípios da Grande Florianópolis, estado de Santa Catarina, sul do Brasil. Soil filters planted with macrophytes, known as constructed wetlands, are natural systems designed using engineering criteria which are applied in the treatment of domestic, industrial and agricultural wastewaters. Studies and applications of a combination of these filters with stabilization ponds in the treatment of domestic wastewaters have been increasing since 1990, mainly in Europe. In regions with a subtropical climate, as in the case of southern Brazil, there have been no studies to date which use a sequence of stabilization ponds followed by constructed wetlands in the treatment of domestic wastewaters, contributing to the lack of sanitary facilities in the region. The overall aim of this study is to identify and evaluate the potential for constructed wetlands in the post-treatment of effluent from stabilization ponds applied in a subtropical climate, with a view to applying them as an alternative technology for the decentralized treatment of domestic wastewaters. The basic methodology employed led to four stages, one in the laboratory, two field experiments carried out simultaneously and one computer simulation using the software AQUASIM®. In the laboratory, for a period of seven months, tests were carried out in PVC (DN 150) columns to identify the filter material to be employed in the constructed wetlands. For the field stages, two HFCWs in parallel (10m2 area; 0.60m depth, each unit), planted with Typha domingensis, installed next to two pilot facultative treatment ponds for the secondary treatment of domestic wastewaters, were constructed and evaluated for a period of twenty-two months, in order to identify the potential of the filters in the polishing of the facultative pond effluents, particularly in relation to the removal of suspended solids. Only one HFCW (submitted to a hydraulic loading rate of 83mm/d) was employed in the polishing of the effluent from the facultative ponds while the other remained at rest for twelve months, it then being put into operation as a complementary VFCWs unit (also with a hydraulic loading rate of 83mm/d and planted with the same macrophyte) for the second field stage. For this second field stage, carried out for a period of nine months, six VFCW modules were installed (2.57m2 area in each module, with a plant density of 4seedlings/m2 of Typha domingensis), and submitted to different hydraulic loading rates (153.70mm/d, 230.74mm/d and 307.39mm/d) and different suspended solids loads (10gSS/m2.d, 15gSS/m2.d and 20gSS/m2.d), in order to identify the potential for nitrification and denitrification of the anaerobic pond, without the introduction of carbon, offered by the HFCW after VFCWs. The results obtained over all of the stages indicated: (i) the use of sand (d10 = 0.20mm and U = 4.9) as the filter material for the constructed wetlands; (ii) a potential removal of 80% for BOD5 and 94% for SS when using a HFCW after anaerobic, followed by facultative, ponds; (iii) nitrification of 73% of total ammoniacal nitrogen removed in the VFCW with 0.75m of filter material thickness (0.05m of gravel 1 on top, 0.60m of sand in the middle and 0.10m of gravel 1 at the botton), submitted to a hydraulic loading rate of 230.74mm/d and organic loadings of 41gCOD/m2.d, 15gSS/m2.d, 12.7gTKN/m2.d and 10.2g NH4-N /m2.d.; (iv) denitrification in the HFCW of 61% of the nitrate nitrogen in the effluent of the VFCWs, without the need to introduce organic carbon into the filter; (v) an adaptation of the macrophytes in all of the filters; and (vi) a good potential for nitrification in vertical filters through the computational simulation, when using kinetic and stoichiometric coefficients defined by the ASM 1 model (Active Sludge Model N°1). From the conclusions generated by this study, the use of constructed wetlands together with stabilization ponds in the treatment of domestic wastewaters can be recommended, particularly for places with a population density lower than 50 inhabitants/Km2, as is the case for eight of the thirteen municipalities of Greater Florianopolis, state of Santa Catarina, Brazil.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T20:27:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:48:19Z : No. of bitstreams: 1 141952.pdf: 47087211 bytes, checksum: 427805853f87a78f3d6873ce079d61a1 (MD5)

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:52:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-28Bitstream added on 2015-05-14T16:59:44Z : No. of bitstreams: 1 000823144.pdf: 2321402 bytes, checksum: eae662cf5229f77a1f4290d094d1dcfe (MD5) / Nesta pesquisa foi desenvolvida uma metodologia para o dimensionamento de reatores eletrônicos para o acionamento de lâmpadas fluorescentes especiais, emissoras de UV (irradiação ultravioleta), aplicadas na purificação de água. A principal contribuição desta dissertação está relacionada ao desenvolvimento de uma metodologia de projeto para adequação do parâmetro conhecido como Dose UV. Esse parâmetro define a quantidade de energia em forma de irradiação ultravioleta à qual devem ser expostos os microrganismos patogênicos presentes na água, para inibir suas funções metabólicas e de reprodução. Neste contexto, foi projetada e implementada uma estrutura purificadora de água potável, aplicando o método TURF (Three-step UV fluence Rate and Fluid dynamics), o qual propõe realizar cálculos em separado do tempo de permanência da partícula exposta à irradiação UV e a quantidade de irradiação UV que a lâmpada usada pode produzir, para em seguida se determinar a Dose UV, teoricamente. Neste trabalho, esse tempo foi determinado com o estudo hidráulico da estrutura utilizando-se o software SolidWorks, e, por outro lado, aplicou-se o modelo matemático MSSS Multiple Segment Source Summation para a obtenção da irradiação ultravioleta fornecida pelo purificador. Devido ao fato das lâmpadas geradoras de irradiação ultravioleta, empregadas neste trabalho, apresentarem um comportamento análogo às lâmpadas fluorescentes convencionais, foram modeladas através de um modelo de Quarto Grau. Desta forma, foi desenvolvido um reator eletrônico capaz de garantir pré-aquecimento controlado dos filamentos das lâmpadas antes de sua ignição, assim como, ajuste adequado para operarem no ponto de potência nominal para a etapa de regime permanente. Além disso, o reator incorpora como estágio de potência na entrada um conversor Flyback com correção ativa do fator de potência ... / In this research it was developed a methodology for the design of special fluorescent lamps electronic ballasts applied to water purifiers, through the use of UV radiation. The main contribution of this work it is related to the development of a design methodology to fit the parameter known as UV dose. This parameter defines the amount of energy as UV light to which the pathogenic microorganisms present in water must be exposed to inhibit their metabolic and reproductive functions. In this context, a purifying drinking water structure was designed and implemented, applying the TURF method. This method proposes to calculate separately, the particle exposition time and the amount of UV radiation produced by the lamp, and in a third step, calculate theoretically the UV dose. Thus, the related time was determined with the hydraulic structure model using the software SolidWorks, and through the use of MSSS mathematical model to obtain the UV radiation provided by the purifier. Whereas the behavior of the used UV lamps is similar to conventional fluorescent lamps, they are modeled applying a Fourth Degree model. Hence, an electronic ballast that guaranties a controlled preheating process of the lamp electrodes before the ignition and sets the nominal power point on the steady state, was developed. In addition, the ballast incorporates an input rectifier stage using a Flyback converter with active power factor correction (PFC), in discontinuous conduction mode, with universal input voltage range (90V RMS - 240 V RMS ), attending the limits imposed by IEC 61000-3-2 standard, for class C devices. Finally, it is highlighted that, with the proposed methodology for adjusting the UV dose, could ensure the development of a design that allows full compliance with NSF/ANSI Standard 55: Classes A and B, for the proposed drinking water purifier

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-09-03Bitstream added on 2014-06-13T19:38:23Z : No. of bitstreams: 1 zanini_j_me_ilha.pdf: 1080071 bytes, checksum: 7aa5594eb6858d6c7003b23420437aaf (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O aumento da contaminação de corpos hídricos por pesticidas juntamente com o melhor conhecimento das propriedades nocivas desses poluentes, têm aumentado o interesse na remoção destes compostos durante o tratamento de água potável. Sendo os pesticidas constituídos por moléculas biologicamente ativas e de difícil remoção durante o processo convencional de tratamento de água, o uso de filtros lentos de areia seguidos por filtros de carvão ativado biologicamente pode representar um sistema eficiente no tratamento de água. Considerando estes aspectos, o presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência da filtração lenta e da filtração utilizando carvão ativado biológico (CAB) na remoção do herbicida atrazina em escala de bancada e a composição fenotípica e genotípica dos microrganismos associados na degradação do herbicida. A remoção de atrazina atingiu uma remoção próxima de 100% nos efluentes dos filtros de areia e carvão. Foi verificada a presença de microrganismos (Bacillus e Salirhabdus) em ambos conjunto de filtros, podendo estes estarem ligados à degradação do herbicida da água. Os resultados deste estudo demonstraram eficiência na remoção de atrazina em níveis resguardados pela legislação sanitária, possibilitando o uso deste sistema na remoção do herbicida avaliado, assegurando a distribuição e consumo humano desta água. Além de avaliar a viabilidade do uso de filtros biológicos de carvão antecedidos por filtros lentos de areia na remoção de pesticidas, o presente trabalho poderá contribuir para realização de novas pesquisas... / The increased contamination of watercourses by pesticides along with better knowledge of the harmful properties of these pollutants have increased interest in the removal of these compounds during treatment of drinking water. Since pesticides consisting of biologically active molecules and hard to remove during conventional water treatment, use of slow sand filters followed by biologically activated carbon filters may represent an efficient system for water treatment. Considering these aspects, this study aimed to evaluate the efficiency of slow sand filtration and biological filtration using activated carbon (BAC) in the removal of the herbicide atrazine in bench scale and phenotypic and genotypic composition of the microorganisms involved in degradation of the herbicide. The removal of atrazine reached a level close to 100% in effluent from sand and carbon filters compounds. We observed the presence of microorganisms (Bacillus and Salirhabdus) in both set of filters and they can be linked to degradation of the herbicide from water. The results showed removal efficiency of atrazine at levels controlled by the health legislation, enabling the use of this system in the removal of the herbicide evaluated, ensuring the distribution and consumption of water. Besides evaluating the feasibility of using biological filters charcoal preceded by slow sand filters for removal of pesticides, this study may contribute to new research on the technologies used in the treatment of drinking water contaminated by recalcitrant compounds.

CAPES / Arranjos tecnológicos que integram sistemas de zona de raízes apresentam-se como uma opção plausível para adequação de efluentes, devido principalmente a sua simplicidade construtiva, baixo custo de implantação/operação e eficiência na remoção de poluentes. Estes sistemas atuam como filtros biológicos cultivados com macrófitas aquáticas, aplicados ao tratamento de esgotos domésticos e industriais. O presente estudo teve por objetivo a construção e o monitoramento de dois sistemas pilotos de tratamento de esgotos por zonas de raízes de fluxo hidráulico vertical livre e afogado, montados em recipientes plásticos com volume total de 220L cada. Neles foi cultivada a espécie vegetal Canna x generalis L.H Bailey (cana- indica), planta heliófita rizomatosa, com folhagens ornamentais e de inflorescências coloridas, cultivada sobre meio suporte com camadas de brita e areia. Os sistemas foram alimentados com substrato sintético tendo glicose como fonte de carbono, sob taxa hidráulica de aplicação de 125,8 L.m-2.dia-1 e matéria orgânica em termos de DQO de 300,93± mg.L-1. O sistema de fluxo afogado apresentou eficiências na remoção de Nitrogênio Total Kjeldahl, DQO e PO 4 de, 55±17%, 95±6% e 46±11% respectivamente. No sistema de fluxo livre as eficiências para remoção de Nitrogênio Total Kjeldahl, DQO e PO4 foram de 57±11%, 96±6% e 41±11%, demonstrando elevada remoção de matéria orgânica e nutrientes para os dois modelos estudados. / Technological arrangements that integrate systems root zone are presented as plausible option for effluents treatment, mainly because of their simplicity in construction, low cost of implementation/operation and efficiency in removing pollutants. These systems act as biological filters planted with macrophytes, applied to the treatment of domestic and industrial sewage. The present study aimed at the construction and monitoring of two pilot systems for sewage treatment of the roots zones of free vertical hydraulic flow and drowned, mounted in plastic containers with a total volume of 220L each. They were cultivated plant species Canna x generalis LH Bailey (cana indica), heliophytic rhizomatous plant with ornamental foliage and colorful flowers, grown on the support medium with layers of gravel and sand. The systems were fed synthetic substrate with glucose as carbon source, under hydraulic application rate of 125,8 L.m-2.day-1 an organic material and in terms of COD of 300,93± mg.L-1. The drowned system flow had removal efficiencies of Total Kjeldahl Nitrogen, COD and PO4 de, 55±17%, 95±6% e 46±11%respectively. In the system of free flow efficiencies for Total Kjeldahl Nitrogen removal, COD and PO4 were 57 ± 11%, 96 ± 6% and 41 ± 11%, showing high removal of organic matter and nutrients for the two models studied.

Orientador: Jose Euclides Stipp Paterniani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-11T19:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pelegrini_NubiaNataliadeBrito_D.pdf: 996195 bytes, checksum: 77e195562e461a19e9d3b633f0f102c1 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Atualmente, uma das maiores preocupações ambientais está relacionada à grande geração de resíduos sólidos urbano. A disposição final em aterros sanitários é ainda uma prática que traz sérios impactos ao meio ambiente. Os resíduos em decomposição geram uma fração líquida conhecida como percolado de aterro sanitário, que é um líquido escuro com elevado potencial poluente. Os métodos convencionais de tratamento, comumente empregados em esgotos, têm demonstrado ineficiência na remediação do percolado que tem sido descartado nos corpos receptores com intensa coloração, elevadas concentrações de matéria orgânica, metais tóxicos e apresentando ainda alta toxicidade. Este trabalho teve como objetivo estudar um sistema integrado para o tratamento do percolado proveniente do aterro sanitário da cidade de Limeira-SP. O sistema consistiu em um tratamento preliminar por processo de filtração lenta e seqüencial tratamento por processos oxidativos avançados, sendo que, as técnicas fotocatálise heterogênea com TiO2/UV e fotocatálise homogênea com H2O2/UV foram experimentadas no processo de remediação. O filtro lento foi constituído por um tanque cilíndrico de polipropileno tendo como meio filtrante areia e mantas sintéticas não tecidas. A taxa de filtração adotada durante os experimentos foi de 3 m3/m2.dia. Os tratamentos fotocatalíticos foram realizados em um reator de vidro Pyrex com capacidade volumétrica de 1,7 L (com dimensões de: 100 mm de diâmetro interno, 145 mm de diâmetro externo e altura total de 300 mm) equipado com refrigeração à água e sistema de recirculação interna do percolado. Para otimizar o processo de tratamento foi avaliada a melhor metodologia para minimizar a coloração do percolado, um dos parâmetros de maior dificuldade de remoção. Foram estudadas as combinações: filtração lenta seguida de fotocatálise e fotocatálise seguida de filtração lenta, sendo que a primeira proposta apresentou melhores resultados. Na seqüência foram avaliadas as tecnologias: fotocatálise heterogênea com TiO2/UV e fotocatálise homogênea com H2O2/UV. Os resultados apresentaram-se bastante satisfatório após a aplicação dos dois processos oxidativos avançados, com redução da coloração do percolado na ordem de: 66% em 180 min e 76% em 540 min de tratamento com a fotocatálise heterogênea, empregando 700 mg.L-1 de TiO2, temperatura 45°C, vazão de ar 15 L.min-1 e lâmpada de 400 Watts. Com a fotocatálise homogênea obteve-se 91% de descoloração em 90 min de tratamento empregando condições experimentais otimizadas: volume de H2O2 35 mL (concentração: 205 mg.L-1 H2O2) adicionados ao reator em alíquotas de 15 mL (início); 10 mL (30 minutos) e 10 mL (60 minutos), temperatura 45oC e lâmpada de 400 Watts. Após a fotocatálise homogênea também foi observado reduções consideráveis nos valores de vários parâmetros importantes para o controle ambiental, tais como: 90% de turbidez, 46% de carbono orgânico total (COT), 93% de fenóis totais e 97% de nitrogênio amoniacal. Ensaios toxicológicos empregando sementes hortaliças e flores demonstraram melhora significativa no potencial de germinação, apresentando possibilidade de utilização de uma maior concentração do percolado tratado na germinação das sementes, indicando que o sistema de tratamento estudado é capaz de reduzir também a toxicidade do percolado. / Abstract: Nowadays, one of the great environmental concerns is related to the great generation of urbane solid residues. The final disposition in sanitary landfill is a practice that still brings serious impacts to the environment. The residues goes through physical, chemical and biological decomposition processes, generating into a gas phase (mainly composed by CH4 and CO2) and a liquid phase known as leachate, that is a dark liquid with potential pollutant high. The conventional methods used in the treatment of this residue lead to a discharge with intense coloration, high organic matter concentration, toxic metals and high toxicity. This work had as objective to study a system integrated for the remediation of the leachate originating from the sanitary landfill of Limeira-SP city The system consisted in a preliminary treatment by a system of slow sand filtration and the subsequent treatment through advanced oxidative processes, such as: heterogeneous photocatalysis UV/TiO2 and homogeneous photocatalysis UV/H2O2. The slow sand filter was constituted by a polypropylene cylindrical tank, sand and non-woven synthetic fabrics. The filtration rate of 3 m3/m2.day was adopted during the experiments. The photocatalytic treatment was accomplished in a Pyrex glass reactor of approximately 1.7 L (100 mm of internal diameter, 145 mm of external diameter and total height of 300 mm). The experiments were carried out through water refrigeration and internal recirculation system of the leachate. To optimize the treatment process the best methodology it was evaluated to minimize the coloration of the leachate, one of the parameters of larger removal difficulty. They were studied the combinations: slow filtration followed by fotocatálise and fotocatálise followed by slow filtration, and the first proposal presented better results. In the sequence they were evaluated the technologies: photocatalysis UV/TiO2 and homogeneous photocatalysis UV/H2O2. The results were satisfactory after the application of the two advanced oxidativos processes, with leachate coloration reduction in the order of: 66% in 180 min and 76% in 540 min of treatment with the heterogeneous fotocatálise, using 700 mg.L-1 of TiO2, 45°C temperature, 15 L.min-1 air flow and 400 Watts lamp. The highest reduction of the leachate coloration was 91% using the following optimized experimental conditions: homogeneous photocatalysis with H2O2 35 mL added to the reactor in aliquots of 15 mL (starting), 10 mL (30 minutes), 10 mL (60 minutes), 45oC temperature, 400 Watts lamp and 90 minutes treatment time. After the homogeneous photocatalysis also was observed considerable reduction of the values of environmental control parameters, such as: 90% turbidez, 46% total organic carbon (TOC), 93% total phenols and 97% amoniacal nitrogen. For the toxicological studies the vegetables and flowers seeds germination potential after homogeneous photocatalytic treatment got better, presenting the possibility of use of a leachate concentration larger in the seeds germination in study, showing that the treatment can to also reduce the leachate toxicity. / Doutorado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Sérgio Luís de Carvalho / Banca: Edson Pereira Tangerino / Banca: Domingos Sávio Barbosa / Resumo: O aumento da contaminação de corpos hídricos por pesticidas juntamente com o melhor conhecimento das propriedades nocivas desses poluentes, têm aumentado o interesse na remoção destes compostos durante o tratamento de água potável. Sendo os pesticidas constituídos por moléculas biologicamente ativas e de difícil remoção durante o processo convencional de tratamento de água, o uso de filtros lentos de areia seguidos por filtros de carvão ativado biologicamente pode representar um sistema eficiente no tratamento de água. Considerando estes aspectos, o presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência da filtração lenta e da filtração utilizando carvão ativado biológico (CAB) na remoção do herbicida atrazina em escala de bancada e a composição fenotípica e genotípica dos microrganismos associados na degradação do herbicida. A remoção de atrazina atingiu uma remoção próxima de 100% nos efluentes dos filtros de areia e carvão. Foi verificada a presença de microrganismos (Bacillus e Salirhabdus) em ambos conjunto de filtros, podendo estes estarem ligados à degradação do herbicida da água. Os resultados deste estudo demonstraram eficiência na remoção de atrazina em níveis resguardados pela legislação sanitária, possibilitando o uso deste sistema na remoção do herbicida avaliado, assegurando a distribuição e consumo humano desta água. Além de avaliar a viabilidade do uso de filtros biológicos de carvão antecedidos por filtros lentos de areia na remoção de pesticidas, o presente trabalho poderá contribuir para realização de novas pesquisas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increased contamination of watercourses by pesticides along with better knowledge of the harmful properties of these pollutants have increased interest in the removal of these compounds during treatment of drinking water. Since pesticides consisting of biologically active molecules and hard to remove during conventional water treatment, use of slow sand filters followed by biologically activated carbon filters may represent an efficient system for water treatment. Considering these aspects, this study aimed to evaluate the efficiency of slow sand filtration and biological filtration using activated carbon (BAC) in the removal of the herbicide atrazine in bench scale and phenotypic and genotypic composition of the microorganisms involved in degradation of the herbicide. The removal of atrazine reached a level close to 100% in effluent from sand and carbon filters compounds. We observed the presence of microorganisms (Bacillus and Salirhabdus) in both set of filters and they can be linked to degradation of the herbicide from water. The results showed removal efficiency of atrazine at levels controlled by the health legislation, enabling the use of this system in the removal of the herbicide evaluated, ensuring the distribution and consumption of water. Besides evaluating the feasibility of using biological filters charcoal preceded by slow sand filters for removal of pesticides, this study may contribute to new research on the technologies used in the treatment of drinking water contaminated by recalcitrant compounds. / Mestre