Os sistemas de lodos ativados se destacam pelo fato de oferecerem a possibilidade de remoção satisfatória de nutrientes como nitrogênio e fósforo, com poucos requisitos de área. Para aperfeiçoar esse processo de remoção, o sistema pode ser otimizado a fim de alcançar satisfatórias condições de pH, temperatura, aeração, entre outros. As bactérias presentes no lodo ativado são capazes de transformar e remover o nitrogênio através dos processos de nitrificação e desnitrificação. As reações de nitrificação são catalisadas por diferentes gêneros de bactérias autotróficas, entres os quais Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus. Existem evidências mais recentes de que estas reações de nitrificação podem, em certa medida, também ser catalisadas por organismos heterotróficos. Assim, a identificação das bactérias presentes em lodos ativados de Estações de Tratamento de Efluentes (ETE), bem como o estudo dos fatores que podem ou não influenciar na eficiência do processo de remoção de nutrientes, é muito importante para a otimização do sistema. As análises físico-químicas e, posterior, análises da composição bacteriana foram realizadas em amostras de afluente, efluente e de lodo de quatro diferentes estações de tratamento. As coletas foram realizadas em ETE de dois abatedouros de aves, de uma indústria de embalagens de papel e de um hospital particular. As amostras analisadas mostraram resultados pouco similares entre si, evidenciando diferenças nos processos de nitrificação e desnitrificação conforme a ETE de origem. Os resultados encontrados para as análises físico-químicas nas amostras estudadas estiveram de acordo com os parâmetros normalmente encontrados para efluentes industriais e de acordo com os exigidos pela legislação (CONAMA, 2011), com exceção de apenas uma amostra (hospital), que teve um valor de nitrogênio amoniacal (21,23 mg/L) na saída do sistema acima do valor máximo permitido pela legislação vigente (20 mg/L). A eficiência de remoção de DQO em todas as estações de tratamento esteve na faixa entre 67,5% e 97,8%. A amostra da ETE da Indústria de Embalagens de Papel foi a que demonstrou maior eficiência de remoção de DQO (97,8%), enquanto que uma das amostras da ETE do Hospital Particular, que apresentou a maior DQO na entrada do sistema, foi a que obteve menor eficiência de remoção (67,5%). A remoção de nitrogênio amoniacal foi observada, com exceção de uma amostra, em todas as demais, e sua eficiência de remoção foi bastante variável nas amostras, com valores considerados satisfatórios para o parâmetro estudado (99,7%) e abaixo do esperado para sistemas de lodos ativados (24,6%). A menor eficiência de remoção de nitrogênio amoniacal (24,6%) foi encontrada para uma amostra da ETE Hospital, enquanto a maior eficiência se observou para a amostra da ETE Embalagens de Papel (99,7%). As amostras de lodo foram analisadas molecularmente através de nested PCR e DGGE, com posterior sequenciamento genético. Os primers utilizados na técnica de nested PCR foram: 11f e 1492r (primers universais), NIT3r (Nitrobacter), Nos1225r (Bactérias oxidadoras de amônio), Ntspa685r (Nitrospira), sendo o primer Eub338f utilizado em conjunto com os primers específicos. Já o PCR realizado para o DGGE foi realizado utilizando-se os primers 968F GC e 1392r. As análises moleculares demonstraram que as bactérias mais comuns nos processos de tratamento por lodos ativados (Bactérias oxidadoras de amônio, nitrobacter e nitrospira) estiveram presentes (pelo menos um dos gêneros) em quase todas as amostras testadas por PCR. A amostra que mostrou maior eficiência de remoção de DQO e nitrogênio amoniacal teve, também, resultado positivo para todos os primers utilizados (Bactérias oxidadoras de amônio, nitrobacter e nitrospira) na técnica de PCR, sugerindo que o processo de nitrificação foi satisfatório. Das amostras que tiveram resultado positivo para as amplificações com primers específicos para nitrificantes, apenas uma teve correspondência de resultado positivo no sequenciamento genético (Bactérias oxidadoras de amônio). / PETROBRAS, Brasil.

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:49:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kameyama_Oswaldo_M.pdf: 626173 bytes, checksum: 1cfd056a7e5131b99d1cf82e690e6e65 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Têm-se identificado deficiência de vitaminas em estações de tratamento biológico de efluentes, em especial do ácido fólico, que age como micronutriente para certas bactérias e estimulando seu crescimento. Este trabalho avaliou o efeito de diferentes concentrações de ácido fólico sobre o lodo em condições fisiológicas normais e em respiração endógena. O sistema foi conduzido em batelada a 25ºC±2ºC, vazão de ar de 0,5 L/min e utilizando água residuária sintética, sendo acompanhado a DQO, pH e Sólidos Totais, Sólidos Totais Fixos, Sólidos Totais Voláteis e visualização em microscópio ótico. Os resultados foram comparados ao controle. Os resultados demonstraram que concentrações de 4,0 e 8,0 mg/L de ácido fólico produzem melhora na microfauna do sistema de lodos ativados, sendo que a concentração de 8,0 mg/L ainda foi capaz de aumentar a velocidade de remoção de DQO nas condições fisiológicas normais do lodo e após a respiração endógena. A concentração de 4,0 mg/L apresentou, estatisticamente, resultado semelhante à concentração de 8,0 mg/L para a condição inicial do lodo em respiração endógena, melhorando a velocidade de remoção de DQO. Quanto ao pH e a remoção de DQO não houve alterações provocadas pela adição do ácido fólico, como era esperado / Abstract: They are deficiency of vitamins in sludge of biological wastewater treatment, especially the folic acid, that acts as micronutrient for certain bacteria and stimulating its growth. This work evaluated the effect of different concentrations of folic acid on the sludge in normal physiologic conditions and in endogenous respiration. The system was carried out batch reactor at 25ºC±2ºC, air flow of 0,5 L/min and using synthetic wastewater, being accompanied COD, pH and Total Solids, Fixed Total Solids, Volatile Total Solids and visualization in optic microscope. The results were compared to the control. The results demonstrated that the concentrations of 4,0 and 8.0 mg/L of folic acid produce improvement in the microfauna of the system of activated sludge, and the concentration of 8,0 mg/L was still capable to increase the speed of removal of COD in the normal physiologic conditions of the sludge and in the endogenous respiration. The concentration of 4,0 mg/L presented similar statistical result to the concentration of 8,0 mg/L for the initial condition of the endogenous respiration sludge, improving the speed COD removal. The pH and the COD removal did not have alterations provoked by the addition of the folic acid / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Jose Roberto Guimaraes, Pedro Sergio Fadini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:26:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Farah_CarolinaRittesTurato_D.pdf: 1847579 bytes, checksum: 3a410b15913ecb2f5c7934d90d952198 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nesse trabalho foram realizados ensaios de tratabilidade de soluções e efluentes contendo formol conjugando-se processos físico-químicos com biológicos. Dentre os vários processos, o UV/H2O2 foi o que apresentou a melhor eficácia no tratamento do efluente do Laboratório de Anatomia/IB-UNICAMP. A redução dos teores de CH2O, COD, DQO e DBO, foram 91, 48, 46 e 53 % para o UV/H2O2 e, 94, 38, 38 e 43 % para o Foto-Fenton, respectivamente, ao final de 420 minutos de ensaio. Para uma solução de formol com concentração inicial de 12.000 mg L-1, as reduções de COD foram de 65 e 61 %, para Foto-Fenton e UV/H2O2, respectivamente, ao final de 390 minutos de ensaio. Para soluções com 400 mg L-1 em formol as redu?es em COD foram 65 e 98 % nos processos Foto-Fenton e UV/H2O2, respectivamente, em ensaios com 120 minutos de duração. O sistema Lodo Ativado por Batelada convencional (?c 7 dias) apresentou reduções nos valores de COD, DQO e DBO de 88, 83 e 96 % e 88, 86 e 98 % para sistemas com aeração prolongada (?c 20 dias), alimentados com efluente tratado por POA / Abstract: In this work assays of treatment of solutions had been carried through and effluent I contend formaldehyde conjugating processes physicist-chemistries with biological. Amongst the some processes, the UV/H2O2 was what it presented the best efficiency in the treatment of the effluent one of the "Laboratorio de Anatomia/IB-UNICAMP. The reduction of the values of the CH2O, COD, DQO and DBO, had been 91, 48, 46 and 53 % for the UV/H2O2 and, 94, 38, 38 and 43 % for Photo- Fenton, in the 420 minutes of assay, respectively. Solution of formaldehyde with initial concentration of 12.000 mg L-1, the TOC reductions had been of 65 and 61 %, for Photo-Fenton and UV/H2O2, respectively, for 390 minutes of assay. For solutions with 400 mg L-1 in formaldehyde the reductions in TOC had been 65 and 98 % in processes Photo-Fenton and UV/H2O2, respectively, for 120 minutes of assay. Systems Activated Sludge had presented reductions in the values of TOC, COD and BOD of 88, 83 and 96 % for conventional systems (?c 7 days) and 88, 86 and 98 % for systems with drawn out aeration (?c 20 days), using effluent treated by POA / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil

Orientadores: Theo Guenter Kieckbusch, Koichi Fujie / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Haraguchi_LilianHiromi_M.pdf: 2787215 bytes, checksum: b71f02a7f8c97e582d66c8c4ca3c8bf8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O controle do lodo em excesso, proveniente dos processos de tratamento de águas residuais industrial e doméstica é, cada vez mais, um assunto de considerável preocupação, pois o descarte destes resíduos pode causar sérios danos ao meio ambiente. Em vista disto, o desenvolvimento de novas tecnologias que permitam uma diminuição na quantidade de lodo produzido torna-se indispensável. Um outro problema encontrado no tratamento de águas residuais é o descarte de alguns nutrientes provenientes do processo, como o fosfato, em cursos d¿água, o que tem aumentado a eutrofização em rios. Um processo chamado Remoção Biológica Aprimorada de Fosfato ¿ EBPR (Enhanced Biological Phosphate Removal), é, atualmente, considerado um dos meios mais econômicos para remoção de fosfato. O presente trabalho teve como objetivo investigar a viabilidade técnica de tratar o lodo em excesso em condições sub e supercríticas da água e reutiliza-lo como fonte de carbono biodegradável no processo EBPR. Lodo em excesso de uma indústria de processamento de peixes (Toyohasshi ¿ Japão) foi submetido às reações hidrotérmicas em um reator em batelada, a uma faixa de temperatura de 200 '400 GRAUS¿C, pressões variando de 1,8 a 30 Mpa e tempo de reação de 10 min. Ensaios de liberação de fosfato foram conduzidos com o objetivo de analisar a capacidade dos microorganismos em liberar fosfato intracelular em meio anaeróbio, utilizando o lodo tratado como fonte de carbono... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: the control of excess sludge produced in the industrial and domestic wastewater treatment plants has been a matter of considerable concern. Discharge of excess sludge poses significant risks to the environment and the development of new technologies that are able to suppress the pollution have challenged many researches. On the other hand, the release of some nutrients like phosphorus in wastewater streams increases the eutrophication problem in many rivers throughout the world with the consequent growth of algae induced by high levels of phosphate. Enhanced Biological Phosphate Removal (EBPR) process has been currently considered one of the most economical ways to remove phosphate from the wastewaters. The objective of this work is to investigate the feasibility of reusing excess sludge from a fish processing industry located in Japan was treated by hydrothermal reactions, at reaction temperature ranging from 200 to '400 DEGREES¿, pressure of 1,8 to 30 MPa and fixed reaction time of 10 min. Experiments on phosphorus release under anaerobic conditions were also carried out using the treated excess sludge as carbon source. For the hydrothermal conditions tested, the results showed that the solubilization and the biodegradability were improved as evidenced by its content change after hydrothermal reactions... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

O presente trabalho teve como objetivo o estudo da potencialidade de aplicação da flotação por ar dissolvido (FAD) lamelar (de alta taxa) e convencional como parte final de sistema de tratamento sequencial de esgoto sanitário, constituído de reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB) seguidos de tanque de aeração. O trabalho, desenvolvido na Estação de Tratamento de Esgotos Jardim das Flores da cidade de Rio Claro, foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, realizada com equipamento Flotateste, foram investigados os valores mais adequados de dosagens de polímero sintético catiônico, amido de araruta, cloreto férrico e associações entre cloreto férrico e polímero ou amido de araruta, de razão ar/sólidos (A/S), bem como de tempo e gradiente de mistura rápida e de floculação. Nessa etapa, os melhores desempenhos da FAD foram obtidos com o emprego de polímero catiônico, tanto isoladamente quanto associado ao cloreto férrico, sendo esta última condição imprescindível para maior remoção de fósforo. A flotação de liquor misto utilizando apenas o cloreto férrico como coagulante, apresentou desempenho extremamente insatisfatório, com a formação de flocos com características ruins de flotabilidade. Além disso, observou-se que a flotação desse tipo de efluente requisitou condições mais amenas de mistura, sendo que, em muitos casos, os melhores resultados foram obtidos mediante a eliminação da mistura rápida ou da floculação. Nas segunda e terceira etapas, realizadas com unidades piloto de flotação lamelar de alta taxa (FADAT) e convencional, respectivamente, e empregando apenas polímero como auxiliar de floculação/flotação (dosagem em torno de 1 g de polímero/kg de SST), foram investigados os valores mais adequados de Taxa de Aplicação Superficial (TAS), Taxa de Aplicação de Sólidos (TS) e quantidade de ar fornecida à flotação, calculada através da razão A/S ou da dosagem de ar (Dar), em g de ar/'M POT.3' de esgoto afluente, dependendo da concentração de sólidos suspensos totais afluentes à flotação (SSTafl). Através dos resultados dos ensaios pôde-se observar que a razão A/S é mais adequada para o cálculo da quantidade de ar na flotação de suspensões concentradas (SSTafl acima de 1100 mg/L no presente estudo), ao passo que Dar é mais representativo no caso da flotação de suspensões diluídas. Empregando a unidade FADAT, alimentada com liquor misto de tanque de aeração em boas condições de biofloculação, foi possível obter resultados satisfatórios para TAS de até 350 'M POT.3'/'M POT.2'.dia e TS entre 120 e 250 kg de SST/'M POT.2'.dia, desde que fornecida quantidade adequada de ar ao processo (Dar na faixa de 15,0 a 18,0 g de ar/'M POT.3' de afluente), para SSTafl entre 800 e 1100 mg/L. Na flotação lamelar de alta taxa, constatou-se que o bom desempenho esteve diretamente relacionado a baixos valores de SSTafl. As recomendações para a flotação com unidade de FAD convencional tiveram que ser mais conservadoras, devido às condições ruins de biofloculação apresentadas pelo liquor misto do tanque de aeração durante a realização da terceira etapa do trabalho. Nesses ensaios, os resultados mais satisfatórios foram obtidos com o emprego de TAS em torno de 200 'M POT.3'/'M POT.2'.dia, TS menor que 200 kg de SST/'M POT.2'.dia e A/S em torno de 0,020 (Dar de 21,0 g de ar/'M POT.3' de afluente), para SSTafl em torno de 1400 mg/L / The aim of this research was the study of the lamella design (high rate) and conventional dissolved air flotation (DAF) process potentiality of application as the final part of a domestic sewage sequential treatment system made up anaerobic reactors (UASB) followed by aeration tank. The work, developed at the Jardim das Flores WWTP of Rio Claro city, was separated in three phases. In the first phase, using the flotatest apparatus, the most suitable values of chemical (synthetic cationic polymer, arrow-root starch, ferric chloride and ferric chloride combined with polymer or arrow-root starch) dosages, air to solids ratio (A/S), as well as rapid mix and flocculation time and mean velocity gradient values, were investigated. In this phase, the best DAF performances were obtained with the application of cationic polymer, alone and associated to ferric chloride. The use of ferric chloride was essential to obtain better phosphorus removal results. The mixed liquor flotation using ferric chloride alone as primary coagulant presented extremely unsatisfactory performance, with the formation of flocks showing bad characteristics of flotability. Moreover, it was observed that flotation of this kind of effluent had requested gentler mixture conditions. In many cases, the best results were obtained by means of rapid mix or flocculation step elimination. In the second and third phases, using the lamella design and conventional flotation units respectively and cationic polymer as the only flocculation/flotation aid (dosage around 1 g of polymer/kg TSS), the most suitable values of Overflow Rate (OR), Solids Application Rate (SAR) and amount of air supplied to the flotation process, expressed as the A/S ratio or air dosage (AD, in g of air/'M POT.3' of influent) depending on influent total suspended solids concentration (TSSinfl), were investigated. The flotation essays results showed that the A/S ratio is more suitable for the air supply estimation in flotation of concentrated suspensions (TSSinfl above 1100 mg/L in this study). Contrarily, the parameter AD is more representative in cases of flotation of diluted suspensions. Using the lamella design unit, fed with aeration tank mixed liquor presenting good bio-flocculation conditions, it was possible to obtain adequate results applying OR as high as 350 'M POT.3'/('M POT.2'.day) combined with SAR values between 120 and 250 kg of TSS/('M POT.2'.day), since the adequate amount of air has been provided for the process (AD values between 15,0 and 18,0 g of air/'M POT.3' of influent), for TSSinfl between 800 and 1100 mg/L. For the lamella flotation, it was noticed that the best performance has been directly associated to lower values of TSSinfl. The recommendations for flotation using the conventional DAF unit had to be more conservative, taking into account the poor bio-flocculation conditions presented by the mixed liquor during the third phase of work. In theses essays, the more adequate results were obtained by applying OR around 200 'M POT.3'/('M POT.2'.day), SAR under 200 kg of TSS/('M POT.2'.day) and A/S ratio around 0,020 (AD of 21,0 g of air/'M POT.3' of influent), for TSSinfl around 1400 mg/L

The UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactor, developed by Prof. Gatze Lettinga and his colleagues in the Netherlands more than thirty years ago, is successfully employed in many sewage treatment plants in countries with tropical and subtropical climate. However, are still reported serious operational issues related to the three-phase separators and problematic aspects involving the complexity of its influent distribution system. The focus of this research was to simplify the introduction and dispersion of the sewage in the reactor as well as enhancing the sludge retention, by replacing the characteristic piping system for a mechanical mixing apparatus and substituting the (conventional) three-phase separators by a high-rate settler, respectively. In essence, it was proposed a system partitioned into two distinct regions: one for reaction (i.e. anaerobic digestion of organic matter), in which the sludge blanket was mechanically mixed through the action of a rotating impeller, and another for the removal of suspended solids by the use of a lamella plate clarifier; a sludge recirculation system was also implanted, to pump the settled biomass back to the digestion compartment. The research was subdivided into three main phases: in the first two phases, bench-scale experiments were performed in order to obtain basic data for the design of the mechanical mixing and sedimentation devices, while the third phase consisted of the application of these technologies in a pilot-scale system with total volume of 20.8 m3 (comprised of a 17.0 m3 digestion chamber and a 3.8 m3 compartment for solids removal), as well as its performance assessment. During the development of the research, domestic sewage was applied to feed the experimental system, which was located at the School of Engineering of São Carlos (Campus I) in São Carlos (São Paulo State, Brazil). Throughout the period of effective operation, which lasted 130 days, four distinct operating modes were tested (characterized by intermittent mixing and varying hydraulic loading rates, ranging between 27.6 and 66.5 m3.d-1) and the system reached maximum removal efficiencies of BOD, COD and TSS at rates of 82%, 72% and 83%, respectively. The high-rate settler presented an impressive efficiency removing suspended solids (rates up to 98%). The research showed that the new \"Anaerobic Activated Sludge Blanket\" system (A2SB) can provide satisfactory performance even operating without the three-phase separator and influent distribution system. / O reator UASB, desenvolvido pelo Prof. Gatze Lettinga e colaboradores na Holanda há mais de trinta anos, é utilizado com sucesso em muitas estações de tratamento de esgoto sanitário em países de clima tropical e subtropical. Entretanto, ainda são relatadas sérias questões operacionais relacionadas aos separadores trifásicos e aspectos problemáticos envolvendo a complexidade de seu sistema de distribuição do esgoto afluente. O foco da presente pesquisa foi o de simplificar a distribuição e dispersão do esgoto no reator, assim como aprimorar a retenção de lodo, mediante substituição do sistema convencional de tubos por misturador mecânico e do (tradicional) separador trifásico por decantador de alta taxa, respectivamente. Em essência, propôs-se reator dividido em duas regiões distintas: uma para reação (i.e. digestão anaeróbia da matéria orgânica), na qual a manta de lodo foi agitada mecanicamente através do movimento rotacional de um impelidor, e outra, para remoção de sólidos suspensos mediante uso de decantador com placas paralelas; um sistema de recirculação do lodo também foi implantado, para bombear a biomassa sedimentada até o compartimento de digestão. A pesquisa foi subdividida em três fases: nas duas primeiras, experimentos em escala de bancada foram realizados visando obtenção de dados básicos para dimensionamento dos sistemas de agitação e de decantação, enquanto que a terceira fase consistiu na aplicação dessas tecnologias em sistema de tratamento, em escala piloto, com volume útil total de 20,8 m3 (composto por uma câmara de digestão de 17,0 m3 e um compartimento de 3,8 m3 para remoção de sólidos), assim como na análise de seu desempenho. Durante a pesquisa, esgoto sanitário foi utilizado para alimentar o sistema experimental, instalado na Escola de Engenharia de São Carlos. Ao longo do período de operação, que durou 130 dias, quatro condições operacionais foram testadas (caracterizadas pela agitação intermitente e diferentes taxas de carregamento hidráulico, que variaram entre 27,6 e 66,5 m3.d-1) e o sistema alcançou eficiências de remoção máxima para DBO, DQO e SST de 82%, 72% e 83%, respectivamente. O decantador de alta taxa apresentou surpreendente eficiência de remoção de sólidos suspensos (taxas de até 98%). A pesquisa demonstrou que o novo sistema A2SB (Anaerobic Activated Sludge Blanket) pode apresentar desempenhos satisfatórios, mesmo operando sem separador trifásico e sistema de distribuição do esgoto afluente.

Esta pesquisa teve por objetivo a produção de elementos para a avaliação da viabilidade de se agregar novas tecnologias a uma estação de tratamento de esgoto sanitário pelo processo de lodo ativado com aeração prolongada em escala real. O estudo foi desenvolvido na ETE Limoeiro da SABESP, localizada no Município de Presidente Prudente/SP. Foi estudado a remoção biológica de nitrogênio via nitrificação e desnitrificação simultânea (NDS), controlando-se a idade do lodo e o sistema de fornecimento de ar por meio de sensores de concentração de oxigênio dissolvido de luminescência (LDO), amônia e nitrato, e de potencial de óxido-redução instalados nos tanques de aeração. No controle do processo foi avaliado a emissão de óxido nitroso e determinado os parâmetros cinéticos da nitrificação e desnitrificação, por meio de testes respirométricos. Foi utilizado a técnica de biologia molecular de FISH para identificação das bactérias nitritantes, nitratantes e desnitrificantes envolvidas no processo da NDS. Em termos de remoção de matéria orgânica, a qualidade do efluente final foi compatível aos processos de lodos ativados tradicionais com OD na faixa de 2,0 mgO2/L, com eficiências entre 85 a 95% de DQO e DBO. Os resultados demostraram que a nitrificação do esgoto ocorreu de forma eficiente, resultando concentrações de amônia no efluente final menores que 3,8 mgNNH3/ L. Os resultados de concentração de nitrato no efluente final do processo de lodos ativados demonstram a expressiva eficiência do processo de desnitrificação, resultando em concentrações de nitrato no efluente final menores que 2,5 mgNNO3/ L. A otimização do sistema de aeração resultou em uma economia média de 34% com o gasto de energia elétrica para aeração do sistema. Conclui-se que o processo de lodos ativados com nitrificação e desnitrificação simultânea de fluxo contínuo é uma alternativa promissora de tratamento, a ser considerada tano nos estudos de concepção para implantação de novas estações como na adaptação de processos de lodos ativados já existentes. / This research aimed at the production of elements for assessing the feasibility of adding new technologies to a sewage treatment plant for sludge process with extended aeration activated in real scale. The study was developed in ETE Limoeiro SABESP, located in the Municipality of President Prudente / SP. Biological nitrogen removal by biological nitrification and simultaneous denitrification was studied (NDS), controlling the sludge age and the system supply air through oxygen concentration sensors dissolved luminescence (LDO), ammonia and nitrates, and the redox potential installed in the aeration tanks. In process control, the emission of nitrous oxide was evaluated and determined the kinetic parameters of nitrification and denitrification, by molecular biology techniques FISH was the identification nitritantes bacteria and denitrifying nitratantes involved in the process of NDS. In terms of removal of organic matter, the effluent quality is compatible to traditional activated sludge processes, with efficiencies from 85 to 95% of COD and BOD. The results showed that the sewer nitrification took place efficiently, resulting in ammonia concentrations in the final effluent smaller than 3.8 NH3 mgN / L. The nitrate concentration results in the final effluent from the activated sludge process demonstrate the significant efficiency of denitrification process, resulting in nitrate concentration in the final effluent smaller than 2.5 mgNNO3 / l. Optimization of the aeration system resulted in an average savings of 34% with the electricity spent aeration system. We conclude that the activated sludge process with nitrification and denitrification simultaneous streaming is a promising alternative treatment to be considered thane in design studies for implementation of new stations as the adaptation of sludge processes already activated.

O presente trabalho avaliou a possibilidade de receber e tratar resíduo de tanques sépticos num sistema dimensionado para tratar esgoto doméstico. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar o co-tratamento deste resíduo numa estação de tratamento de esgoto composta por processo de lodos ativados. Para a realização desta avaliação utilizou-se o modelo matemático ASM1 e o software WRc Stoat 5.0. O modelo ASM1 descreve a remoção de matéria orgânica carbonácea, a nitrificação e a desnitrificação. Para atender ao objetivo proposto, foram realizadas simulações de quatro grupo de cenários, sendo que em cada grupo a ETE operava com uma vazão fixa e foi alterada a parcela de resíduo de tanque séptico a ser tratada no sistema. Para a realização das simulações, previamente realizou-se a estruturação do modelo matemático ao sistema de tratamento selecionado, ajustes dos coeficientes estequiométricos e parâmetros cinéticos e determinaram-se as concentrações de entrada e o fracionamento da DQO e do nitrogênio para o esgoto bruto e para o resíduo de tanque séptico. As simulações geraram como resultado a possibilidade de, num sistema dimensionado para uma vazão média de 180 m3/h e operado com uma vazão de 45 m3/h de esgoto doméstico receber 4,3 m3/h de resíduo de tanque séptico sem comprometer os padrões de lançamento. Já, no caso da mesma ETE operando com 90 m3/h, 135 m3/h e 162 m3/h, as parcelas possíveis de serem recebidas de resíduo de tanque séptico e concomitantemente atendendo aos padrões de lançamento definidos na legislação foram 3,6 m3/h, 3,3 m3/h e 2,9 m3/h. Os resultados obtidos permitem concluir que é viável co-tratar resíduo de tanque séptico com o esgoto doméstico e ao mesmo tempo atender aos padrões de lançamento definidos na legislação, desde que respeitados os fatores limitantes e as cargas máximas. O recebimento e o tratamento do resíduo de tanque séptico em sistemas projetados para esgoto doméstico mostram-se como práticas que podem ser implantados na gestão dos sistemas de esgotamento sanitário. Esta aplicação poderia contribuir para ampliar a correta destinação dos esgotos e consequentemente com a melhoria dos índices de atendimento do esgotamento sanitário. / The present work evaluated the possibility of receiving and treating septic tank residue in a system designed to treat domestic sewage. Therefore, the objective of this study was to evaluate the co-treatment of this residue in a sewage treatment plant with an activated sludge process. The ASM1 model and software WRc Stoat 5.0 were used to perform this evaluation. The ASM1 model describes the removal of carbonaceous organic matter, nitrification and denitrification processes. To attend the proposed objective, simulations of four scenarios group were realized and in each group the system operated with a fixed flow and was changed the portion of septic tank residue. Before running the simulations, the mathematical model was structured to the selected treatment system, adjustments of the stoichiometric coefficients and kinetic parameters and were determined the inputs and fractionations concentration of the COD and nitrogen for the sewage and the septic tank residue. The simulation results show that is possible, in a system designed for an average flow of 180 m3/h and underloaded with a domestic sewage flow of 45 m3/h to receive 4.3 m3/h of septic tank residue without compromising the standards. For systems operating at 90 m3/h, 135 m3/h and 162 m3/h, the possible parcels to be received from septic tank residue without compromising standards defined in the legislation were, respectively, 3.6 m3/h, 3.3 m3/h and 2.9 m3/h. The results allow the conclusion that it is feasible to co-treat septic tank residue with domestic sewage and at the same time respect the standards defined in the legislation, once the limiting flowrates and maximum loads are respected. The acceptance and treatment of septic tank residue in systems designed for domestic sewage are practices that can be implemented in the management of sanitary sewage systems. That can be enplaned to improve the management of sewage systems, therefore, expanding the correct destination of wastewater and consequently contribute to the improvement of sanitary sewage index.

O Fenol e compostos fenolicos foram classificados como poluentes primarios pela Environmental Protection Agency (EPA USA). Eles sao geralmente encontrados em efluentes industriais como: poupa e papel; madeireiras; plasticos e polimeros sinteticos; farmaceuticos, pesticidas, oleo e petroquimicas. Os tratamentos de agua convencionais tem mostrado ineficiencia em altas concentracoes de fenol. Este trabalho visa o tratamento de solucao aquosa de fenol via Processos Oxidativos Avancados (POAs) com o objetivo de aumentar a biodegradabilidade possibilitando a aplicacao de um processo convencional (lodos ativados) como pos-tratamento. O pre-tratamento e usado para modificar a estrutura do fenol levando-o a seus subprodutos como substancias aromaticas e acidos carboxilicos. Os experimentos mostraram a eficiencia do pre-tratamento atraves do parametro de biodegradabilidade (DBO5/DQO) apresentando 0,19 em 30 min de reacao foto- Fenton, com concentracao inicial de fenol de 1000 mg.L-1 de Carbono Organico Total (TOC), 1 mmol.L-1 de FeSO4 e 100 mmol.L-1 de H2O2, dosado durante 2 horas de reacao. Apos pre-tratada fotoquimicamente, esta mesma solucao foi utilizada como fonte de carbono em um sistema continuo de lodos ativados para remocao da materia organica residual, apresentando reducao de 92% do TOC inicial. Estes resultados evidenciam a eficiencia da integracao entre os processos foto-Fenton e lodo ativado no tratamento de efluentes contendo compostos recalcitrantes. / Phenol and phenolic compounds have been listed as priority-pollutants by the Environmental Protection Agency (EPA USA). They are often found in industrial effluents such as from pulp and paper, timber, plastics and synthetic polymer, pharmaceutical, pesticide, oil and petrochemical industries. Most of the traditional wastewater treatments have shown inefficiency against high phenol concentrations. This work aims to treat phenol solution via Advanced Oxidation Processes (AOP´s) to enhance medium biodegradability and using it as an effluent in a continuous activated sludge process. The purpose of the pre treatment is to modify the phenol structure leading it to its byproducts such as aromatics compounds and carboxylic acids. The experiments have shown the effectiveness of the pre-treatment by the biodegradability parameter BOD5/COD which was achieved 0,19 at 30 min of photo- Fenton reaction with a initial phenol concentration of 1000 mg.L-1 of TOC, 1 mmol.L-1 of FeSO4 and 100 mmol.L-1 of H2O2, added with a peristaltic pump along 2 hours of reaction. After the photochemical pre treatment, the same solution was used as a carbon source in a continuous activated sludge system for removing residual organic matter, with a reduction of 92% of the TOC initial. Those results have shown the efficiency when integrating photo-Fenton and activated sludge processes on the treatment of effluents containing recalcitrant organic compounds.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-18T16:28:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Renato Ribeiro (Mestrado em Geoquímica Ambient.pdf: 1758942 bytes, checksum: 2ab97e8d9839edbd110b4bfbbc94fdc9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-18T16:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Renato Ribeiro (Mestrado em Geoquímica Ambient.pdf: 1758942 bytes, checksum: 2ab97e8d9839edbd110b4bfbbc94fdc9 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O óxido nitroso (N2O) é um dos principais gases do efeito estufa e a principal fonte de óxido nítrico na estratosfera, contribuindo de forma indireta para o consumo do ozônio estratosférico. O tratamento de esgotos é uma fonte antrópica de N2O, cuja contribuição é quantitativamente considerada de menor relevância, entretanto, pouco se sabe sobre a real contribuição dessas emissões em virtude da grande variabilidade reportada nos fatores de emissão (FEs), balizados na carga de nitrogênio total (NT) afluente, tanto oriundo de estudos realizados em escala real quanto laboratorial. As diretrizes de 2006 do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas para inventários nacionais de gases do efeito estufa propõem como FE 3,2 (2-8) g N2O pessoa-1 ano-1 para o caso de Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) com processos de nitrificação e desnitrificação controlados. O objetivo do presente estudo foi avaliar a relação entre alguns parâmetros operacionais, tais como concentração de NT afluente à ETE (especialmente NH4+), demanda química de oxigênio (DQO) e concentração de oxigênio dissolvido (OD), com as emissões de N2O do tanque de aeração de uma ETE localizada na região metropolitana do Rio de Janeiro. O processo de tratamento de esgotos empregado é o sistema de lodos ativados convencional com aeração realizada de forma diferenciada por zonas. As emissões de N2O foram determinadas mensalmente, sempre na parte da manhã, no período de janeiro a junho de 2010 ao longo das seis zonas dos quatro tanques de aeração que a ETE possui em funcionamento. A média das emissões de N2O determinada durante o período de estudo foi 1,11 kg N dia-1, o que corresponde a 0,02% da carga de NT afluente. As emissões de N2O foram menores no período de verão do que no inverno e positivamente correlacionadas (r = 0,90; n = 6; P < 0,01) com as concentrações de NH4+ afluente à ETE. Em relação às concentrações de DQO e OD, as maiores emissões de N2O ocorreram em regiões de baixas concentrações de DQO e concentrações de OD superiores a 2,0 mg L-1, sendo a maior emissão média de N2O determinada em OD próximo a 3,0 mg L-1. A redução da carga orgânica ao longo das zonas e o aumento gradual da concentração de OD contribuem de forma direta para as maiores emissões de N2O, em razão da maior disponibilidade de OD para ambas as reações de oxidação da matéria orgânica e nitrificação e, consequentemente, maior produção e emissão de N2O. As eficiências de remoção de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), DQO e NT foram 97%, 93% e 80%, respectivamente. O FE médio, balizado na população atendida, foi 2,5 vezes menor do que o proposto pelas diretrizes de 2006 do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas para inventários de emissões de N2O em ETEs com processos de nitrificação e desnitrificação controlados. Portanto, os resultados sugerem que o processo de lodos ativados convencional empregado na ETE de estudo é bastante eficiente na remoção da carga orgânica e NT e, além disso, no que tange as menores emissões de N2O quando comparado a outros sistemas empregados nas ETEs estudadas no Brasil e em estudos desenvolvidos no exterior. Sugere-se que tal eficiência esteja relacionada à utilização de aeração suficiente e diferenciada por zonas, que proporciona condições favoráveis aos processos microbiológicos de oxidação da matéria orgânica e aos processos de nitrificação completos, mesmo nas condições de elevadas concentrações de DBO, DQO e de NT (especialmente NH4+), como observado no período de inverno. / Nitrous oxide (N2O) is a major greenhouse gas and the main source of nitric oxide in the stratosphere, contributing indirectly to consumption of the stratospheric ozone. Wastewater treatment is an anthropogenic source of N2O, whose contribution is considered to be quantitatively of minor importance. However, little is known about the actual contribution of these emissions due to the wide variability reported in the emission factors (EFs), based on amount of N2O emitted relative to the influent total nitrogen (TN) load, both from full-scale and laboratory-scale studies. The 2006 guidelines of the Intergovernmental Panel on Climate Change for national inventories of greenhouse gases as proposed EF 3.2 (2-8) g N2O person-1 yr-1 for the case of advanced centralized wastewater treatment plants (WWTPs) with controlled nitrification and denitrification steps. The aim of this study was to evaluate the relationship between some operational parameters, such as TN concentration (especially NH4+), chemical oxygen demand (COD) and dissolved oxygen (DO) concentrations, on N2O emissions from the aeration tank of a WWTP located in the metropolitan region of Rio de Janeiro, Southeast Brazil. The wastewater treatment employed is conventional activated sludge process with a differentiated aeration system. The entire aeration system consists of four adjacent aeration tanks with six zones each. N2O emissions were measured monthly in the period from January to June 2010, always in the morning, over the six zones of the four aeration tanks. The average N2O emission was 1.11 kg N day-1 corresponding to 0.02% of the influent TN load. N2O emissions were lower in summer than winter and were positively related (r = 0.90; n = 6; P < 0.01) with influent NH4+ concentrations. Regarding the COD and DO concentrations, the highest N2O emissions occurred in regions of low concentrations of COD and DO concentrations above 2.0 mg L-1, with the highest average emission of N2O in DO concentration close to 3.0 mg L-1. The reduction of the organic load along the zones and gradually increase the DO concentration, contributes directly to higher N2O emissions, due to the greater availability of DO for both the oxidation of organic matter and nitrification, and consequently higher production and emission of N2O. The removal efficiencies of biological oxygen demand (BOD), COD and TN were 97%, 93% and 80%, respectively. The average EF calculated from population served was 2.5 lower than that proposed by the IPCC for N2O emission inventories in WWTPs with controlled processes of nitrification and denitrification. Therefore, the results suggest that the process employed in the WWTP study is very efficient in removing the organic load and TN, and in addition, with smaller N2O emissions when compared to other systems studied in Brazil and those available in literature. It is suggested that this efficiency is related to the use of aeration sufficiently to promote conditions favorable for the microbial oxidation of organic matter and complete nitrification, even under conditions of high BOD, COD and TN concentrations (especially NH4+), as observed during winter.