Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parente_AnaCatarinaGomes_M.pdf: 3129195 bytes, checksum: 4ec831904e09767661681a08cf4e8f4b (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O processo de tratamento de águas residuárias por lodo ativado em reator batelada seqüencial (RBS) apresenta várias vantagens: grande flexibilidade de operação; é apropriado para tratar efluentes com variação de carga hidráulica e orgânica e apresentam excelente razão custo/benefício, razões pelas qual o interesse por sua utilização tem aumentado nos últimos anos. No presente trabalho estudou-se o tratamento de águas residuárias sintéticas por lodo ativado em reator RBS, com longo tempo de aeração, após completado o volume final do reator. Observou-se que houve aumento da concentração de sólidos suspensos na fase de alimentação do reator e diminuição na fase aerada sem alimentação (25 a 45 horas). Em vários experimentos a concentração final de sólidos foi menor que a inicial; porém, como o volume final foi o dobro do inicial, a massa final de sólidos sempre foi maior que a inicial. Em dois pares de experimentos foi necessário descartar sólidos antes de iniciar novo experimento. Houve casos em que a concentração da Demanda Química de Oxigênio (DQO) aumentou no final da etapa aerada sem alimentação, provavelmente como conseqüência de ter ocorrido respiração endógena e autólise celular. Foram utilizadas três concentrações de alimentação de DQO (2464,67; 3365,379 e 5245,456 mg/l) e a concentração final de sólidos suspensos, concentração final de DQO, pH e índice volumétrico de lodo (IVL) variaram de 808,70 a 3478,72; 117,31 a 833,33 mg/l; 6,2 a 7,8 e 15,63 a 70,27 g/ml respectivamente. A taxa específica de crescimento celular na fase de alimentação apresentou valores altos e uma grande variação (0,095 a 0,392 h-1), devido ao fato de que nesta fase a fração mais biodegradável do substrato foi consumida rapidamente. A constante de velocidade de redução de DQO também apresentou valores altos na fase de alimentação (0,17 a 4,94 h-1), como conseqüência da alta velocidade de consumo de substrato e o modelo proposto de primeira ordem não ter apresentado bom ajuste. Na fase aerada sem alimentação, a constante de velocidade de redução de DQO variou de 0,003 a 0,146 h-1 e o coeficiente de morte celular de 0,003 a 0,062 h-1, sendo a maior eficiência de redução de DQO obtida de 93,52 % com vazão de alimentação de 264 ml/h, concentração de alimentação de DQO de 3365,379 mg/l em 50 horas de tratamento / Abstract: The use of activated sludge in sequential batch reactors (SBR's) for wastewater treatment has been a subject of growing interest in the last few years due to the advantages it shows over other currently employed processes. It is only suitable for treating streams with variations in both the flow rate and organic load, and also presents a high operation flexibility as well as an excellent cost/efficiency ratio. In the present work activated sludge in SBR's was employed to study synthetic wastewater treatment with long aeration time, typically 25 to 45 hours, after reactor feeding. It was observed an increase in the suspended solids concentration at the end of the aerated feed stage, accompanied by its decrease during the aeration stage without feed. In many experiments the final concentration of suspended solids was lower than that measured at the beginning but, as the final volume was twice the initial one, the final mass of suspended solids was always higher. Moreover, in four experiments, it was necessary to discharge the excess of activated sludge before starting a new set of experiments. Also, in some cases, there was an increase in the chemical oxygen demand (COD) levels at the end of the aeration stage, probably due to endogenous respiration and cellular autolysis. For three different COD levels of feeding (2,464.67; 3,365.379 and 5,245.456 mg/l), the final concentration of suspended solids, final COD level, pH and sludge volume index (SVI) varied between 808.70 and 3,478.72 mg/l, 117.31 and 833.33 mg/l, 6.2 and 7.8, and 15.63 and 70.27 g/ml, respectively. The specific growth rate in the feed stage showed high values as well as a large variation (0.095 to 0.392 h-1) due to the fact that, in this stage, the most biodegradable substrate fractions were quickly consumed. Similarly, high values for the COD reduction rate constant in the feed step (0.17 to 4.94 h-1) were observed, as a consequence of rapid substrate consumption and the fact that the first order mathematical model, chosen previously to describe the process, did not prove to be suitable. In the aeration stage without feed, the COD reduction rate constant varied between 0.003 and 0.062 h-1, while the cellular decay constant was in the range of 0.003 to 0.062 h-1. The highest efficiency value for the COD reduction (93.52%) was observed for a flow rate of 400ml/h and a COD of 3,365.739 mg/l after 50 hours of treatment / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Regina Maura Bueno Franco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:15:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LucianaUrbanodos_D.pdf: 2872201 bytes, checksum: 3d486b0bfc4357c133c090e92209db49 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Entre muitas doenças de veiculação hídrica, a criptosporidiose e a giardiose são de particular interesse para a Saúde Pública, porque oocistos de Cryptosporidium spp e cistos de Giardia spp. podem persistir por longos períodos no ambiente, sendo que estes dois protozoários patogênicos têm sido implicados como a causa de muitos surtos epidêmicos de gastroenterites nos últimos 25 anos.Em muitos desses surtos, o esgoto doméstico foi incriminado como a fonte de contaminação do manancial; os variados métodos de tratamento de esgoto não removem totalmente agentes patogênicos, evidenciando a necessidade de desinfecçãodo esgoto tratado antes do seu lançamento no corpo hídrico. Uma forma de tratamento de esgoto amplamente utilizada é o processo por Iodos ativados, onde a degradação da matéria orgânica é realizada por bactérias aeróbicas.Em função da resistência de Cryptosporidium spp e Giardia spp. Ao processode desinfecção por cloração, a radiação por luz ultravioleta (UV) têm sidoavaliada como um processo alternativo. Para avaliar a eficiência de remoção de oocistose cistos pelo processo de Iodo ativado e de um reator de luz UV em inativaroocistos e cistos em uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) da cidadede Campinas, 3 tipos de amostras foram selecionados para o estudo: I) afluente (n=53), iii) efluente desinfetado por luz UV (n=38) e, iii) efluente sem desinfecção por luz UV (n=53). As amostras de afluente foram concentradas por centrífugo-concentraçãoe as amostras de efluente (desinfetadas ou não por luz UV) foram processadas por filtração em membrana de éster de celulose) e, a visualizaçãodos protozoários, feita pela reação de imunofluorescência direta, com anticorposmonoclonais. A avaliação do processo de desinfecção por luz UV foi realizada com experimento de infectividade animal, inoculando-se 14/ cistos camundongos da linhagem BALB!c nude. Cistos de Giardia spp foram mais freqüentes e em maior densidade nos três tipos de amostras. Oocistos de Cryptosporidiumspp. foram observados somente em 2 amostras de afluente e em apenas uma amostra de efluente desinfetado por luz UV. O tratamento de esgoto pelo processo de Iodo ativado reduziu 98,9 % dos cistos e 99,7 % dos oocistos. A administração intragástrica de cistos de Giardia spp. desinfetados ou não por luz UV em camundongos, resultou na liberação de cistos de Giardia spp., nas fezes e trofozoítos foram observados nas lâminas confeccionadas por aposição do intestino. Estes resultados indicam que a desinfecção por luz UV não foi completamente eficiente na inativação dos cistos de Giardia spp, no caso da ETE estudada / Abstract: Among many water-borne diseases the cryptosporidiosis and giardiosis are of particular public health interest, because Cryptosporidium spp. oocysts and Giardia spp. cysts can persist for long periods in the environment, and both pathogenic protozoa have been implicated as the cause of many outbreaks of gastroenteritisin the last 25 years. In many of those outbreaks, the domestic sewer was incriminated as to source of contamination of the spring; they varied treatment sewage approaches do not remove entirely agent's pathogens, showing up the need of disinfection of the treated effluent before of their launching in the water body.A form of address of sewer broadly utilized is the trial by activated sludge whichway the degradation of the organic matter is carried out by aerobic bacteria and, in function of the resistance of Cryptosporidium spp and Giardia spp. to the chlorinedisinfection, the ultraviolet light (UV) has been evaluated like an alternative trial of disinfection. In order to evaluate the efficiency of cysts and oocysts removal by the activated sludge process, and by a UV reactor in inactivating cysts and oocystsin one Wastewater Treatment Plant (Wl/VTP)in Campinas, three sampling points were selected for study: i) influent (n=53),iii) treated effluent with UV disinfection (n=38) and iii) treated effluent without UV disinfection (n=53). The influent samples were concentrated by centrifugation and effluent samples (disinfectedwith UV light or not) were processed by cellulose esters membrane filtration, and protozoan visualization was analyzed by fluorescent monoclonal antibodytests. The investigation of disinfection potential by UV light was made with infectivityassay. Each mice of linage BALB/c nude were intragastrically inoculated a mean dosage 14 cysts. Giardia spp cysts prevailed with higher density in the three different sample types. Cryptosporidium spp. oocysts were observed in only 2 samples of influent and in just one sample of treated sewage with UV disinfection.The treatment by the activated sludge process promoted a reduction of 98.9% of cysts and 99.7 % of oocysts. Gastric intubation of Giardia spp. Cysts disinfected ar not by UV light to mice resulted in cysts released in feces and trophozoiteswere also observed toa in intestinal scrapings. The findings of this study indicate that disinfection by UV light was not completely efficient regarding the inactivationof Giardia spp cysts in the case of the / Doutorado / Doutor em Parasitologia

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7865_1.pdf: 950809 bytes, checksum: 017c08f8a7e33fa61e9eb18bba06f0e7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Devido ao interesse social e ambiental em se expandir o número de comunidades atendidas por sistemas de esgotamento sanitário, constitui-se também um desafio projetar, construir e operar estações de tratamento eficientes e econômicas. Com base nesses argumentos e através de análises preliminares, escolheu-se para estudo, uma estação de tratamento de esgotos domésticos operada pela COMPESA que atende a aproximadamente 12.320 habitantes residentes no Conjunto Habitacional Ignez Andreazza, o maior da América Latina, situado em Areias-Recife-PE. Nesta estação de tratamento de efluentes (ETE) foi observado um baixo rendimento na remoção da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) em relação ao esperado em projeto, assim como problemas de recirculação e de baixa concentração de lodos ativados no tanque de aeração. Desta forma, este trabalho contribuiu para a melhoria do funcionamento desta ETE a partir de informações de monitoramento da mesma e estudos em unidades piloto. Foi realizada inicialmente uma avaliação através da caracterização dos efluentes e afluentes da mesma, utilizando a metodologia do Standard Methods for Water and Wastewater Examination (APHA et al., 1985). Foram analisados três pontos do sistema: entrada após a caixa de areia, o tanque de aeração e a saída do decantador. Em seguida foi realizado um estudo do processo de tratamento em uma unidade piloto constituída de um tanque de 21 litros, dotado de aeração por pedras porosas e um decantador, ambos de acrílico. A recirculação do lodo e a alimentação do substrato sintético foram realizadas utilizando uma bomba peristáltica. Foi também realizada uma avaliação do regime de escoamento nesta unidade piloto, através da técnica de DTR utilizando NaCl como traçador. Uma análise da influência da recirculação na performance do sistema pode ser realizada através de um segundo monitoramento dos mesmos pontos e tomando como base os resultados do primeiro estudo. A avaliação da cinética foi baseada em dados obtidos por respirometria, da degradação da matéria orgânica. Foi observada uma redução de 75% dos sólidos totais dissolvidos e uma remoção da DQO de cerca de 80%. No estudo no reator piloto, foi constatado um tempo de residência médio (tm) de 8,15h com variância (σ2) de 50,35 h2 para um tempo de retenção hidráulico teórico (TRH) de 10,5h. Aplicando-os no modelo de tanques em série, verificou-se que seriam necessários dois tanques ideais em série para modelar o reator real. Na operação do sistema piloto com a biomassa, após a estabilização do sistema, foram verificados valores de eficiências de 90 e 92% para a DBO e DQO respectivamente. No estudo cinético, foram utilizados como parâmetros a DQO e em seguida a concentração de biomassa. Devido a problemas de homogeneidade e representatividade na amostragem foi utilizada a técnica da determinação da Taxa de Consumo de Oxigênio (TCO) para se monitorar o avanço da degradação. Seis experimentos para determinação da TCO permitiram obter gráficos da TCO versus tempo, encontrando-se pelo método de cálculo integral um valor médio para a constante de velocidade (k) igual a 2,6, tendo sido considerado a reação como de 1ª ordem. Como reflexo do trabalho de monitoramento, a ETE estudada superou a eficiência de remoção de DBO estimada em projeto (94%) para 96% uma vez ativada a recirculação de lodo para o tanque aerado e realizadas as modificações sugeridas

Orientador : Nelson E. Duran Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_EdnadosSantos_D.pdf: 3114462 bytes, checksum: 725a81db3141bc2ac22029bf644ea866 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Quimica

Orientador: Roberto Feijo de Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:46:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogera_RitadeCassia_M.pdf: 3251496 bytes, checksum: 1ede39d72ead575aa65144f0a74ee274 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O excesso de nutrientes, especialmente o nitrogênio e o fósforo, provenientes de esgotos sanitários, industriais e outras fontes lançados em corpos receptores, pode levar ao processo de eutrofização, ocasionando, dentre outros, efeitos adversos ao meio ambiente e à saúde humana. Surge então a necessidade do tratamento avançado ser considerado no planejamento dos recursos hídricos, visando também o reuso das águas residuárias, principalmente em locais onde este recurso é escasso. A proposta deste trabalho baseia-se na remoção do nitrogênio do esgoto sanitário em um reator tipo batelada, pelo processo de lodos ativados, em escala de laboratório, através da nitrificação e desnitrificação biológica. Durante todo o estudo foram feitas bateladas onde os períodos de enchimento foram sem aeração e com agitação. A nitrificação encontrada foi acima de 50 % e a remoção de nitrogênio total foi em tomo de 38 %. Realizou-se a detecção das diversas espécies químicas do nitrogênio pelo método F.I.A-condutimétrico (F/ow Injection Ana/ysis). O tempo de detenção celular mostrou ser mais importante para a nitrificação do que a concentração de sólidos suspensos no reator / Abstract: The excess of nutrients found in domestic or industrial wastewaters, like nitrogen and phosphorus, may lead to a process of eutrofication and originate adverse effects to the environment and to the human health. For this reason it is very important to consider an advanced treatment of those wastewaters when dealing with water resources, including their reuse when water availability is poor.The objective of this work was to remove nitrogen ttom domestic wastewaters in a bench-scale activated sluge sequencing batch reactor, through biological nitrification and denitrification processes. Ali fill periods were performed with mechanical mixing and without aeration. Nitrification above 50% was achieved, and total nitrogen removal was near 38%. Results of nitrogen were obtained in a flow injection analysis (FIA) system. Mean cell residence time appeared to be more important to nitrification than the suspended solids concentration in the reactor / Mestrado / Recursos Hidricos e Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Orientador : Iracema de Oliveira Moraes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-16T16:33:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hokka_CarlosOsamu_D.pdf: 3128868 bytes, checksum: 4de26e8e09ceda101ef07f6c25f774c4 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: O dimensionamento racional de sistemas de tratamento por processo de lodo ativado de efluentes líquidos provenientes de indústria de alimentos exige o conhecimento de expressões descrevendo a cinética de crescimento de microrganismos e degradação de material poluente. Neste trabalho, utilizando-se água residuária de abatedouro avícola determinou-se as constantes das expressões cinéticas derivadas da equação de Monod, levando-se em consideração morte celular e coeficiente de manutenção. Estas constantes foram determinadas em processos em descontínuo e contínuo sem reciclo. As expressões propostas relacionam a velocidade de crescimento celular e velocidade de consumo de substrato com as concentrações X e S, onde X, concentração celular, foi avaliada como concentração de sólidos em suspensão totais (S.S.T.) e S, concentração de substrato limitante, foi avaliada como concentração de Demanda Química de Oxigênio (D.Q.O.). Os valores das constantes determinadas foram: umax = 0,85 dia-¹; ks = 42 mg/l DQO; yG = 0,50 mg S.S.T./mg D.Q.O.; kd = 0,072 dia-¹; m = 0,079 mg D.Q.O./mg S.S.T. dia. Resultados experimentais em sistemas contínuo com reciclo de lodo foram comparados aos resultados calculados através do modelo proposto, mostrando que o modelo explica satisfatória mente este processo. O efeito da concentração de substrato, em D.Q.O., na taxa específica de respiração, R, foi também examinado obtendo-se expressão relacionando velocidade de consumo de oxigênio com concentração de substrato limitante, S. Os valores das constantes determinadas foram: Rmáx = 10,4 mg 02/mg S.S.T. dia k2 = 444 mg/l D.Q.O. Determinou-se ainda a velocidade de sedimentação de lodo a diferentes concentrações do mesmo, bem como a influência da razão substrato microrganismos (F/M) no índice volumétrico de lodo (I.M.). A relação F/M ótima encontra-se em torno de 0,60 -0,80 mg D.Q.O/mg S.S.T. dia. A aplicação do modelo cinético no dimensionamento de processo de lodo ativado para sistemas utilizando-se tanque de aeração tipo reator de mistura e tipo reator tubular foi examinada e neste último caso é proposto um método para calculo de tempo de residência celular e tempo de resistência hidráulico através de gráficos similares aos utilizados para tanque de aeração tipo reator de mistura / Abstract: Rational design of food industry liquid effluent treat-system by activated sludge process requires the knowledge of expressions describing the kinetics of microorganism growth and pollutant material degradation. In this work, utilizing a poultry processing industry wastewater, the constants of the kinetic expressions derived from Monod's equation were determined, considering cell death and maintenance coefficient. These constants were determined in batch process and continuous process without recycle. The proposed expressions relate the growth and the substrate consumption rate with the concentrations, X and S, where X, cellular concentration, was evaluated as total suspended solids (T.S.S.) and S, limiting substrate concentration, was evaluated as chemical oxygen demand (C.O.D.). The values of the constants were determined as: umáx = 0,85 day-¹ ks = 42 mg/l C.O.D. yG = 0,50 mg T.S.S./mg C.O.D. kd = 0,072 day-¹ m = 0,079 mg C.O.D./mg T.S.S. day Experimental results in a continuous system with cell recycle were compared with those calculated by the model. The comparison showed that the model explains quite well this process. The effect of substrate concentration on the specific respiration rate, R, was also examined, and the expression obtained relatex oxygen consumption rate with limiting substrate concentration, S. The value of the constants were determined as:Rmax = 10,4 mg O2/mg T.S.S. day k2 = 444 mg/l C.O.D. Furthermore, sludge sedimentation velocities, at different sludge concentrations, were determined, as well as the influence of the food to microorganism ratio (F/M) on the sludge volume index (S.V.I.). The optimum F/M ratio lies between 0,6 and 0,80 mg D.Q.O./mg T.S.S. day. The use of the kinetic model in the design of the activated sludge process for systems utilizing perfectly mixed reactor and plug-flow reactor type aeration tank was examined. In the latter case, a method for calculation of the celular and hydraulic retention times through graphic plots, similar to those utilized for perfectly mixed reactor, was proposed / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Roberto Feijo de Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dornellas_JulioCezar_M.pdf: 3381923 bytes, checksum: 89c8a2b3084ab8f074f24a9d42ca5f76 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este estudo, em escala piloto de laboratório, visou verificar a aplicabilidade do processo de Lodos Ativados por Batelada CLAB) no tratamento das águas residuárias do processamento de frutas cítricas, bem como determinar os coeficientes cinéticos e obter equações representativas do reator para este tipo de efluente. Para o desenvolvimento do experimento foram utilizados dois reatores construidos em acrílico aos quais foram aplicados oxigênio puro e ar comprimido, separadamente. Os coelicientes cinéticos foram obtidos através de modelos lineares, que relacionam DQO inicial e final, tempos de detenção hidráulico e celular, e concentração de microrganismos no reator. As equações representativas dos sistemas com aplicação de oxigênio puro e ar comprimido, que relacionam porcentagem de remoção de DQO, sólidos suspensos voláteis no reator (SSVR) e tempos de reação período de reação + período de enchimento) foram obtidas através de uma regressão não-linear usando uma função polinomial. Os resultados indicaram boa remoção de matéria orgânica se mostrando melhor com oxigênio puro, a qual foi maior com o aumento do período de reação. As porcentagens máximas de remoção para DQO alcançaram 83 e 96 porcento e para DBO 87 e 97 porcento, respectivamente para ar e oxigênio puro. O processo LAB demonstrou ser uma alternativa viável para o tratamento do despejo cítrico / Abstract: This bench scale study was aimed to verify applicability of the Sequencing Batch Reactor (SBR) in the treatment of wastewater from citric fruit processing plants, as well as to determine the kinetic coefficients and to determine representative equations to the reactor and the type of effluent. In the development of the experiment two acrylic reactors were used, and pure oxygen and compressed air were applied separately in each one of ~hem. The kinetic coefficients were obtained through mathematical linear modeling, that generated the relationship among the initial and final COD, hydraulic and cellular retention lime, and the concentration of microorganisms in the reactor. The system representative equations applying pure oxygen and compressed air, that describe the relationship among COD removal efficiency, Mixed-Liquor Volatile Suspended Solids (MLVSS), and the various reaction time (react period plus fill period), were obtained through a polynomial regression. The results indicated that there is a good removal efficiency for organic matter, and also they showed a better performance when pure with oxygen was applied. An improvement was obtained the increment of the react period. The maximum removal efficiencies for COD were 93 and 96% and for BOD 97 and 87%, with compressed air and high pure oxygen, respectively. The SBR process demonstrated to be a viable alternative for wastewater from citric fruit processing plants / Mestrado / Recursos Hidricos e Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-08-31T14:28:05Z No. of bitstreams: 1 Tese Renato Ribeiro-FINAL (FINAL)_BGQ.pdf: 2538261 bytes, checksum: 368478fea67bb3f88e3e4eebf8a854cd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T14:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Renato Ribeiro-FINAL (FINAL)_BGQ.pdf: 2538261 bytes, checksum: 368478fea67bb3f88e3e4eebf8a854cd (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O óxido nitroso (N2O) possui um potencial de aquecimento global 310 vezes superior ao do dióxido de carbono (CO2). Além disso, o N2O é a principal fonte de óxido nítrico (NO) na estratosfera, sendo indiretamente responsável pelo consumo do ozônio (O3) estratosférico. Os resíduos de origem humana representam uma das fontes de N2O, e estima-se que sistemas de tratamento de esgotos podem contribuir com cerca de 10% do total das emissões antrópicas. Nas estações de tratamento de esgotos (ETEs), as emissões de N2O ocorrem naturalmente devido às transformações microbiológicas dos compostos de nitrogênio (N) através dos processos de nitrificação e desnitrificação. Entretanto, não existe um único mecanismo de emissão de N2O provenientes de ETEs, e suas vias de produção são dependentes do projeto da planta e também relacionadas às diferentes condições dos principais parâmetros operacionais, tais como carga orgânica afluente, concentração de oxigênio dissolvido (OD), taxa de aeração e idade do lodo, dentre outros. O objetivo principal da presente tese foi determinar a relação das diferentes condições operacionais, tais como variabilidade na carga orgânica afluente, diferentes idades do lodo e taxas de aeração, limitação das concentrações de OD e choques de carga orgânica e de N amoniacal, nas emissões de N2O provenientes de diferentes sistemas de tratamento de esgotos por lodos ativados (convencional e aeração prolongada) operados com remoção biológica de N (RBN) e não-RBN, em escalas de bancada e real. Três experimentos realizados in situ em uma ETE de lodos ativados convencional, mostraram a influência da carga de NT afluente, especialmente NH4 +, e da taxa de aeração na emissão de N2O do tanque de aeração. O excesso de aeração intensifica o processo físico de transferência do N2O do meio líquido para a atmosfera e, portanto, deve ser evitado. O monitoramento contínuo das emissões de N2O dos tanques de aeração de três ETEs com sistemas de lodos ativados e operadas com RBN e não-RBN mostraram que as altas emissões de N2O representam condições de excesso de aeração ou uma perda da conversão de NH4 + a NO3 -, com acúmulo de NO2 -. Uma preocupação adicional é o lançamento de lixiviados de aterros sanitários em sistemas de tratamento de esgotos. Condições de estresse, tais como choque de carga de N amoniacal, podem causar uma limitação nas concentrações de OD, acúmulo de NO2 - e, consequentemente, maiores emissões de N2O. Assim, as medições contínuas de N2O podem fornecer informações importantes sobre a adequação da taxa de aeração e da perda de eficiência da nitrificação completa. Sistemas de tratamento de esgotos que não operam com RBN respondem por maiores emissões de N2O quando comparados com aqueles que removem N. Entretanto, um dos maiores desafios das ETEs com RBN é o controle adequado dos parâmetros operacionais responsáveis pelos processos de nitrificação e desnitrificação completos. Diferentes condições experimentais realizadas em um sistema de lodos ativados, em escala de bancada, mostraram que idades do lodo reduzidas (5 dias) combinadas com baixas concentrações de OD (0,5 mg L-1) resultaram em menores eficiências de oxidação de NTK e, consequentemente, em uma insignificante taxa de acúmulo de NO2 -. Nesta condição, a nitrificação foi dificultada pela oxidação da matéria orgânica, com a maior parcela do N removida pela incorporação ao lodo excedente. Por outro lado, idades do lodo mais elevadas (10 dias) combinadas com o aumento da concentração de OD (1,0 mg L-1) resultaram no acúmulo de NO2 - e no aumento da eficiência de oxidação de NTK, o que representa uma condição ideal para oxidação da matéria orgânica e nitrificação. Nesta condição a maior parcela do N foi transferida para a atmosfera. Parte do N transferido para a atmosfera pode ser atribuído ao N2O, que variou de 0,3 a 5,6% da carga de NT afluente, com o maior valor associado a nitrificação parcial. Portanto, o controle adequado das concentrações de OD é um fator chave para evitar o acúmulo de NO2 -, e consequentemente, elevadas emissões de N2O. / Nitrous oxide (N2O) has a global warming potential 310 times greater than carbon dioxide (CO2). Moreover, N2O is the major source of nitric oxide (NO) in the stratosphere which implies that it is indirectly responsible for the consumption of stratospheric ozone (O3). Human waste is a source of N2O and it is estimated that wastewater treatment systems are thought to contribute with about 10% of total anthropogenic N2O emissions. In wastewater treatment plants (WWTPs), N2O emissions occur naturally due to the microbial transformations of nitrogen (N) compounds by the nitrification and denitrification processes. However, there is no single N2O emission mechanism from WWTPs and the pathways related to its production are dependent on the WWTP design and closely related to operating parameters, such as organic matter and total N (TN) loads, dissolved oxygen (DO) concentration, aeration rate and sludge retention time (SRT), among others. The main goal of the present doctoral thesis was to determine the relationship of different operating conditions, such as variable organic loading, different SRTs and air flow rates, limited DO concentrations and organic (and NH4 +) shock loading on N2O emissions in different activated sludge systems (conventional and extended aeration) operated with biological N removal (BNR) and non-BNR, in the laboratory and in full-scale processing. Three in situ experiments, conducted in a conventional activated sludge WWTP, showed the influence of the TN loading rate, especially NH4 +, and the aeration flow rate on the emission rate of N2O from the aeration tank. Excessive air flow intensified N2O transfer from the liquor to the atmosphere by air stripping, and therefore should be avoided. The continuous measurements of N2O emissions from the aeration tanks of three activated sludge WWTPs operated with BNR and non-BNR showed that high N2O emissions denote over-aeration conditions or a loss of NH4 + conversion to NO3 -, with accumulation of NO2 - concentrations. An additional concern is the observed propensity of WWTPs to receive landfill leachates in their wastewater systems. Stress conditions, such as NH4 + shock loading, can cause limited DO conditions, NO2 - accumulation and, consequently, higher N2O emissions. Thus, continuous measurements of N2O emissions can provide information on aeration adequacy and the efficiency of complete nitrification. Non-BNR WWTPs are subject to high N2O emissions, in contrast to BNR WWTP with controlled nitrification and denitrification processes. However, one of the major challenges for WWTPs with BNR is the adequate control of operating parameters responsible for complete nitrification and denitrification processes. Different experimental conditions performed in a lab-scale activated sludge system showed that short SRT (5 days) combined with very low DO levels (0.5 mg L-1) were responsible for lower TKN oxidation efficiencies and, consequently, negligible NO2 - accumulation rates. These results suggest that nitrification efficiency was hampered by the oxidation of organic matter, with a large part of TN removed by sludge waste process. As the SRT increased (from 5 to 10 days) and DO was set to 1.0 mg L-1, TKN oxidation rates and NO2 - accumulation reached their maxima, which are thought to be the optimal conditions for both organic matter oxidation and partial nitrification. Under these conditions, gas transfer to the atmosphere became the preferential route for TN removal instead of incorporation to the sludge waste. Part of the N transferred to the atmosphere is attributed to N2O, which varied from 0.3 to 5.6% of the influent TN load, with the highest value associated with partial nitrification. Therefore, the adequate control of DO concentrations is a key factor to avoid NO2 - accumulation and consequently high N2O emissions.

Existem algumas diferentes soluções técnicas de engenharia para a finalidade de tratamento e disposição final dos resíduos gerados em ETA\'s aplicáveis aos diferentes sistemas de tratamento de água. Porém, depara-se com estações consolidadas sem os sistemas de tratamento da fase sólida, onde nem sempre a melhor solução para o tratamento é a mais econômica ou ainda, é a possível de ser implantada. Com isso propôs-se neste estudo avaliar a capacidade da estação de tratamento de esgotos receber os resíduos da ETA, da cidade de Juquitiba - SP, via rede coletora de esgotos, uma vez que existe na ETE o sistema de tratamento dos sólidos ali gerados. Este estudo teve como objetivo verificar as transformações do fósforo e do nitrogênio ao longo do sistema de esgotos, verificar as variações das concentrações de DBO, DQO e sólidos em suspensão, assim como verificar se é possível a manutenção de um equilíbrio consistente controlado pela idade do lodo. A estação de tratamento de água produz resíduos que resultariam em um acréscimo médio de 133 mg/L de sólidos no esgoto e ao longo deste estudo atingiu-se 74 mg/L. Esta contribuição representou, aproximadamente, uma situação em que o porte da ETA é o dobro da ETE receptora dos resíduos. Como conseqüência as concentrações dos sólidos em suspensão totais nos reatores biológicos aumentaram em média 15% e no efluente tratado 73%, ainda a produção de lodo biológico aumentou a ordem de 40%. Ocorreu a diminuição da concentração de fósforo total no efluente tratado da ETE em 29% e 51% para os reatores 1 e 2, respectivamente e da concentração de fósforo solúvel em 74% e 79% para os reatores 1 e 2, respectivamente. Ocorreu a diminuição da remoção média de NKT em 18% e na remoção média de N-NH3 em 13%. Ocorreu, ainda, a diminuição da remoção dos parâmetros DBO e DQO em 4% após o lançamento do lodo da ETA no sistema de esgotos. Pode-se então admitir que ETE\'s pelo processo de lodo ativado com aeração prolongada e com reatores seqüenciais em bateladas são adequados para o recebimento de lodo proveniente de ETA\'s, desde que projetada para atender a essa função complementar, especialmente no que se refere às unidades de desidratação de lodo. / There are different technical engineering solutions for the treatment and final disposal of water treatment plants (WTPs) residuals. Discharge of WTP residual to a wastewater treatment plant (WWTP) is a technical solution in evidence. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the capacity of the WWTP using sequencing batch reactor (SBR) activated-sludge process (with two reactors named reactor 1 and 2) in the city of Juquitiba, State of São Paulo, to receive the WTP residuals by gravity sanitary sewers. For this purpose the following points were checked: phosphorous and nitrogen transformations in the sewer systems, variations in BOD , COD and suspended solids (SS) concentrations and the possibility of maintaining a consistent balance system controlled by solids retention time. There was an average increase of 74 mg of suspended solids per liter in incoming sewage by the discharge of WTP residuals to sanitary sewers. Suspended solids concentrations in the biological reactors increased 15 percent in average and 73 percent in the final effluent. Production of waste activated-sludge increased by 40 percent. There was a decrease of 29 percent and 51 percent of total phosphorus concentration in the effluent in reactors 1 and 2, respectively, and of 74 percent and 79 percent of soluble phosphorus concentration in reactors 1 and 2, respectively. Total Kjeldahl nitrogen removal efficiency was reduced by 18 percent and ammonia nitrogen removal efficiency by 13 percent. BOD and DQO parameters for efficiency removal showed a decrease of 4 percent after the discharge of WTP residual to sanitary sewers. In view of these results it can be admitted that WWTPs using sequencing batch reactor activated-sludge process are suitable to receive WTP residuals since adequately designed for this complementary function.

A operação de uma estação de tratamento de esgotos pode apresentar várias alternativas para condução da desinfecção do efluente final, devendo-se levar em conta os seus custos, benefício, facilidade de instalação, operação, disponibilidade no mercado e as propriedades de cada agente desinfetante. Dentre os diferentes agentes desinfetantes que podem ser empregados o cloro é o que mais tem sido utilizado em função do seu baixo custo, facilidade de operação e também pelos diversos estudos realizados e consolidados com esse agente desinfetante. Desta forma, este trabalho estudou o efeito da variação da qualidade do efluente final produzido em sistemas de lodos ativados convencional no processo de desinfecção utilizando cloro na forma de hipoclorito de sódio. O efluente final empregado na condução dos ensaios experimentais foi gerado pela ETE Jesus Netto, sendo que a instalação piloto consistiu em um tanque de contato com dimensões de 3 metros de comprimento, 3 metros de largura e 0,8 m de altura útil, perfazendo um volume útil igual a 7,2 m³. A dosagem aplicada de agente oxidante foi de 5 mgCl2/L e os tempos de contato avaliados foram de 10 minutos a 30 minutos. Nos ensaios realizados houve a formação de cloraminas, provenientes da nitrificação parcial do processo de lodos ativados da ETE, e em alguns casos também foi observada a presença de cloro residual livre na saída do tanque de contato. Para ensaios de avaliação microbiológica do efluente desinfetado foram observados valores de remoção acima de 5 (expresso como log No/N) para coliformes totais para um tempo de detenção hidráulico superior a 30 minutos e remoção acima de 4 (expresso como log No/N) de coliformes termotolerantes para tempos de detenção hidráulico superior a 20 minutos. ) Para os parâmetros físico-químicos cor aparente, pH, turbidez, nitrogênio amoniacal, demanda química de oxigênio, carbono orgânico total e sólidos suspensos totais não foram observados alterações significativas no afluente e efluente do tanque de contato do processo de desinfecção. Para valores de DBO5,20 inferiores a 20 mg/L e valores de sólidos suspensos totais inferiores a 30 mg/L, não foram observados efeitos no comportamento do processo de desinfecção nos efluentes da ETE Jesus Netto. Os ensaios realizados permitiram avaliar a formação de subprodutos da desinfecção, sendo que os valores de trihalometanos no efluente da água na saída do tanque de contato resultaram abaixo de 10 µg/L. A toxicidade no efluente dos sistemas de lodos ativados convencional foi não detectável. Os bioensaios indicaram que a presença de cloro eleva a toxicidade aguda em Daphnia similis e cloração seguida de descloração produz efluentes sem toxicidade. / The operation of a Wastewater Treatment Plant (WWTP) may present several alternatives with regard to carrying out the final effluent disinfection. One must take into account cost-benefit criteria, easiness of installation and operation, availability in the disinfection market and the properties of each alternative disinfectant. Among the available disinfectant agents that can be put to use, chlorine has been the most widely utilized because of its low cost, easiness of handling and also due to the existing several studies on chlorine disinfection. In this way, this work the effects of quality variability of the final effluent from a conventional activated sludge plant (CASP) on the disinfection process with sodium hypochloride. The final effluent was generated at the Jesus Netto CASP and the pilot scale unit utilized in this work was a contact tank 3 meters long, 3 meters wide and a net depth of 0,8 meters, leading to a net volume of 7.2 m³. The applied free chlorine dose was 5 mg Cl2/L and the utilized contact times were 10 and 30 minutes. During the experimental runs there was formation of chloramines from partial nitrification in the Jesus Netto CASP. In some cases the presence of a free chlorine residual at the outlet of the contact tank was observed. Regarding microbiological evaluation of the disinfected plant effluent, removal efficiencies above 5 logs (expressed as log No/N) were observed for total coliforms with a contact time above 30 minutes and alsothermo tolerant coliform removal efficiencies above 4 logs for hydraulic residence times above 20 minutes. Regarding the physical-chemical variables apparent color, pH, turbidity, ammonia nitrogen, chemical oxygen demand, total organic carbon and total suspended solids, no significant changes in the affluent and effluent of the contact tank were observed. ) For BOD5,20 values below 20 mg/L and TSS values below 30 mg/L, no effects on the tested disinfection process for the Jesus Netto CASP were observed. The experimental runs allowed the evaluation of disinfection byproduct formation. THM levels in the contact tank effluent were below 10 µg/L. No toxicity was detected in the Jesus Netto CASP effluent. Bioassays were conducted and indicated that the presence of chlorine increased the acute toxicity level as evaluated with Daphnia similis and also that CASP effluent chlorination followed by dechlorination produced a disinfected effluent without toxicity.