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Ingeniero Civil Químico / Ingeniero Civil en Biotecnología / La cobertura de tratamiento de aguas servidas en Chile alcanza al 83% del sistema sanitario. El proceso más habitual es lodos activos, que requiere transferir oxígeno a la velocidad adecuada para satisfacer la respiración de las bacterias que oxidan la carga orgánica del reactor, expresada precisamente como demanda de oxígeno. El oxígeno se suele suministrar como aire, mediante impulsión mecánica (sopladores o compresores), la que consume energía que resultaría optimizada en su costo si la eficiencia de transferencia de oxígeno fuese máxima. En esta memoria se construyó y operó un equipo normado para la determinación de la eficiencia de transferencia de oxígeno (OTE), en los reactores de lodos activos de una planta de tratamiento de aguas servidas de gran escala, bajo distintas condiciones de operación, reflejadas, por ejemplo, por diferentes calidades de agua y antigüedad de los difusores. El sistema utiliza el método de balance del gas de entrada y de salida (off-gas), que utiliza una cúpula flotante en el reactor biológico, para medir la fracción molar de oxígeno en el gas de salida y compararla con la de entrada (aire alimentado al reactor). Entre los indicadores de transferencia de oxígeno obtenidos, se calculó la eficiencia estándar de transferencia de oxígeno (SOTE) en condiciones de proceso. Casi en todos los casos, la SOTE en condiciones de proceso disminuyó entre 27 y 5% desde las 9 a las 20 horas, debido al sostenido aumento del flujo de aire por difusor necesario a lo largo de la jornada, entre 4 y 38 [Nm3/h] para el mismo rango horario. La comparación de los reactores con diferentes características del agua de proceso, mostró que la SOTE es mayor cuando el nivel de contaminación del agua es menor. Esto se observó mediante el factor alfa, número entre 0 y 1 que mide el grado de pureza del agua de proceso en comparación con el agua pura. En el caso de uno de los reactores, que recibe agua con un grado más avanzado de tratamiento, se obtuvieron SOTEs entre 28 y 12% para mediciones entre las 9 y 19 horas, mientras que para el otro reactor, que se encuentra antes en la serie de tratamiento (agua con menor factor alfa), las SOTEs obtenidas se movieron entre 20 y 7 %, en similar rango horario. No fue posible llegar a establecer reglas de optimización del proceso, pues el número de mediciones fue insuficiente para tal propósito. Se sugiere que el desarrollo requiere una observación experimental más prolongada, en reactores con diferentes características y, además, más rigurosas, destacándose la necesidad de disminuir la incertidumbre de las mediciones de temperatura, flujo y presión.

Made available in DSpace on 2016-01-26T18:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Murilo Mendes de Angelo.pdf: 1443900 bytes, checksum: f6d656f910c3210fd63e015a55ec60a4 (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / The Agriculture in the Pontal do Paranapanema region is a major source of employment and income, with the highlight the cultivation of sugar cane. Along with the expansion of the cultivated area has been a substantial increase in the use of herbicides. Among the various existing herbicides in the domestic market, glyphosate, Roundup®, appears with great relevance in the agricultural scenario, because in addition to efficient has a broad spectrum of action. Moreover, their use also generates unwanted environmental impacts, such as changes in soil microbes and the generation of a taproot. Additionally, by leaching a part of glyphosate applied to crops can reach surface water, such as rivers. In the face of this problem, this study followed the process of degradation of glyphosate in a biological reactor, through the activated sludge process. Two studies, the first of which used a synthetic wastewater containing glyphosate as a source of carbon, nitrogen and phosphorus and sewage sludge. The second treatment was done under the same conditions first by adding a hydrogel polymer. These polymers are employed in the sugarcane plantations for water retention and can reach surface waters through leaching. The monitoring system was conducted through analysis of chemical oxygen demand (COD), amount of phosphorus, nitrogen, glyphosate, nitrite and nitrate, reaction temperature, pH and Dissolved Oxygen. The results demonstrate that the treatment of the effluent containing only glyphosate is more efficient than treatment containing glyphosate and the hydrogel polymer. / A agricultura na região do Pontal do Paranapanema é uma das principais fontes de emprego e de renda, tendo como destaque o cultivo da cana de açúcar. Junto com a expansão da área cultivada tem ocorrido um aumento substancial na utilização de herbicidas. Dentre os vários herbicidas existentes no mercado nacional, o glifosato, Roundup®, aparece com grande relevância no cenário agrícola, pois além de eficiente possui um amplo espectro de ação. Por outro lado, a sua utilização também acaba gerando impactos ambientais indesejados, como a alteração na microbiota do solo e a geração da raiz pivotante. Adicionalmente, através da lixiviação, uma parte do glifosato aplicado nas lavouras pode atingir as águas superficiais, como por exemplo a dos rios. Em face deste problema, o presente trabalho acompanhou o processo de degradação do glifosato, em um reator biológico, por meio do processo de lodos ativados. Dois estudos foram realizados, sendo que o primeiro utilizou um efluente sintético contendo glifosato como fonte de carbono, nitrogênio e fósforo e o lodo de esgoto. O segundo tratamento foi realizado sob as mesmas condições do primeiro, adicionando-se um polímero hidroabsorvente. Estes polímeros são empregados nas plantações canavieiras para a retenção da água e também podem atingir as águas superficiais, através da lixiviação. O monitoramento do sistema foi realizado através das análises da demanda química de oxigênio (DQO), quantidade de fósforo, de nitrogênio, do glifosato, do nitrito e do nitrato, temperatura do reator, pH e Oxigênio Dissolvido. Os resultados demostraram que o tratamento do efluente contendo apenas o glifosato é mais eficiente do que o tratamento contendo o glifosato e o polímero hidroabsorvente.

Made available in DSpace on 2016-07-18T17:46:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Murilo Mendes de Angelo.pdf: 1443900 bytes, checksum: f6d656f910c3210fd63e015a55ec60a4 (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / The Agriculture in the Pontal do Paranapanema region is a major source of employment and income, with the highlight the cultivation of sugar cane. Along with the expansion of the cultivated area has been a substantial increase in the use of herbicides. Among the various existing herbicides in the domestic market, glyphosate, Roundup®, appears with great relevance in the agricultural scenario, because in addition to efficient has a broad spectrum of action. Moreover, their use also generates unwanted environmental impacts, such as changes in soil microbes and the generation of a taproot. Additionally, by leaching a part of glyphosate applied to crops can reach surface water, such as rivers. In the face of this problem, this study followed the process of degradation of glyphosate in a biological reactor, through the activated sludge process. Two studies, the first of which used a synthetic wastewater containing glyphosate as a source of carbon, nitrogen and phosphorus and sewage sludge. The second treatment was done under the same conditions first by adding a hydrogel polymer. These polymers are employed in the sugarcane plantations for water retention and can reach surface waters through leaching. The monitoring system was conducted through analysis of chemical oxygen demand (COD), amount of phosphorus, nitrogen, glyphosate, nitrite and nitrate, reaction temperature, pH and Dissolved Oxygen. The results demonstrate that the treatment of the effluent containing only glyphosate is more efficient than treatment containing glyphosate and the hydrogel polymer. / A agricultura na região do Pontal do Paranapanema é uma das principais fontes de emprego e de renda, tendo como destaque o cultivo da cana de açúcar. Junto com a expansão da área cultivada tem ocorrido um aumento substancial na utilização de herbicidas. Dentre os vários herbicidas existentes no mercado nacional, o glifosato, Roundup®, aparece com grande relevância no cenário agrícola, pois além de eficiente possui um amplo espectro de ação. Por outro lado, a sua utilização também acaba gerando impactos ambientais indesejados, como a alteração na microbiota do solo e a geração da raiz pivotante. Adicionalmente, através da lixiviação, uma parte do glifosato aplicado nas lavouras pode atingir as águas superficiais, como por exemplo a dos rios. Em face deste problema, o presente trabalho acompanhou o processo de degradação do glifosato, em um reator biológico, por meio do processo de lodos ativados. Dois estudos foram realizados, sendo que o primeiro utilizou um efluente sintético contendo glifosato como fonte de carbono, nitrogênio e fósforo e o lodo de esgoto. O segundo tratamento foi realizado sob as mesmas condições do primeiro, adicionando-se um polímero hidroabsorvente. Estes polímeros são empregados nas plantações canavieiras para a retenção da água e também podem atingir as águas superficiais, através da lixiviação. O monitoramento do sistema foi realizado através das análises da demanda química de oxigênio (DQO), quantidade de fósforo, de nitrogênio, do glifosato, do nitrito e do nitrato, temperatura do reator, pH e Oxigênio Dissolvido. Os resultados demostraram que o tratamento do efluente contendo apenas o glifosato é mais eficiente do que o tratamento contendo o glifosato e o polímero hidroabsorvente.

O tratamento de esgotos municipais através de reatores do tipo \"Up-flow Anaerobic Slugde Blanket\" - UASB, já são utilizados há vários anos em alguns estados do Brasil. Seu rendimento no tratamento está na faixa de 65 a 75% de remoção de carga orgânica medida em DBO, necessitando portanto de um pós - tratamento, por exemplo AERÓBIO, como Filtros Biológicos Percoladores, Filtros Biológicos submersos Aerados, Lodos Ativados etc. Devido a evolução da legislação e dos sistemas de tratamento no nível terciário, ou seja, remoção de nutrientes, estes pós - tratamentos se fazem ainda mais necessários para remoção de nitrogênio amoniacal por exemplo, com remoção completa usando de nitrificação e denitrificação ou simplesmente atingindo o estágio de nitrificação, pois o nitrogênio amoniacal é tóxico para uma boa parcela da vida aquática, peixes principalmente, enquanto o nitrogênio na forma do íon nitrato ou nitrito é considerado menos tóxico. Já existe na literatura algumas descrições de como dimensionar tais unidades de pós - tratamento, todavia, os parâmetros usados são teóricos e baseados nos já existentes para esgotos sanitários tipicamente domésticos, não havendo ainda uma fonte de dados experimentais para tais parâmetros. O intuito deste trabalho foi o de obter dados mais reais para projeto de pós - tratamento de efluentes de reatores UASB, usando o equacionamento e os métodos apresentados por Ekama, Dold e Marais (1986), baseado num sistema piloto de Lodos Ativados, em escala de laboratório, alimentado com efluente de um reator UASB instalado no campus da USP, mais precisamente no Centro Tecnológico de Hidráulica (CTH) da Escola Politécnica. Este reator trata o esgoto gerado no restaurante comunitário e apartamentos de moradia dos alunos (CRUSP), da Universidade. Como todos os sistemas biológicos aeróbios de tratamento se baseiam nas mesmas frações, os dados aqui obtidos são úteis para qualquer outro pós - tratamento aeróbio destes efluentes. As frações obtidas foram: fup = 0,15, frb ~0 e fus= 0,2. / The treatment of municipal wastewaters through \"Up-flow Anaerobic with Sludge Blanket\" - UASB reactors -, are already used for many years in some states of Brazil. It\'s output in the treatment is in the range of 65% to 75% of organic load remove in BOD, needing so an after-treatment, for example the AEROBIC, like Percolator Biologic Filters, aerated submerse Biological Filters, Activated Sludge etc. Due to the evolution of legislation and treatment systems in the tertiary level, that means, nutrients remove, these after-treatments are even more necessary to the removal of ammonia nitrogen for example, with complete removal using nitrification and denitrification or simply achieving the nitrification stage, because the ammonia is toxic to a great part of aquatic life, mostly fishes, while the nitrogen in the form of ions nitrate or nitrite is considered less toxic. There are already in the literature some descriptions of how to dimension those units of after-treatment, however, the parameters used are theoretical and based on the pre-existent to sanitary wastewater typically domestic, not having yet a source of experimental data for those parameters. The objective of this paper is to get real data to project the after- treatment of effluents of UASB reactors, using the equation and the methods presented by Ekama, Dold e Marais (1986), based in a pilot system of Activated Sludge, in laboratory level, fed with effluent of an UASB reactor installed on the campus of USP, more precisely in the Hydraulic Technological Center (CTH). This reactor treats the wastewater generated in the communitary restaurant and apartments where the University students live (CRUSP). Like all the aerobic biologic systems of treatment base themselves in the same fractions, the collected data here are really useful to any other aerobic after-treatment of these effluents. The fractions obtained were: fup = 0,15, frb ~0 and fus= 0,2.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Química / El crecimiento de la población mundial y aumento del desarrollo económico de los países ha generado una mayor producción de residuos, los que se asocian directamente a la actividad humana. En Chile, la mayor parte de estos es dispuesta en rellenos sanitarios y vertederos, emitiendo GEI directamente a la atmósfera, y generando lixiviados que pueden contaminar las aguas y provocar pérdida de nutrientes en los suelos. Bajo este contexto, el presente trabajo estudia la coincineración de residuos mediante el proceso Thermylis® como una alternativa a la disposición actual de lodos provenientes de PTAS, tomando como caso base los generados en distintas regiones del país. Se evalúa este proceso a través de una comparación técnica, económica y ambiental de distintas opciones de alimentación, consistentes en una mezcla de lodos con otros residuos sólidos seleccionados con el fin de aumentar el poder calorífico. Considerando la población residente, el número de sitios de disposición final, y la generación y destino de los residuos, se definen tres casos de estudio: Gran Santiago Región Metropolitana (caso 1), Rancagua y alrededores Región de O Higgins (caso 2), y Gran Concepción y alrededores Región del Biobío (caso 3). Se consideran los lodos generados en las principales PTAS de cada región, con lo que los flujos de alimentación para cada caso son 1.158[t/día], 105[t/día] y 249[t/día], respectivamente. A partir de la evaluación técnica, en los tres casos se seleccionan alimentaciones compuestas por lodos y plásticos, debido a que son las más favorables desde el punto de vista energético. Además, se determina que en todos ellos se cumple con la normativa ambiental vigente para este tipo de procesos (D29, MMA). Por otra parte, se realiza una evaluación económica a partir de un flujo de caja puro a 15 años, con lo que se obtiene un VAN de -195 [MUSD] para el caso 1, -45 [MUSD] para el caso 2 y -73 [MUSD] para el caso 3. Con esto, se concluye que el proyecto no es rentable desde el punto de vista económico en los escenarios planteados, debido a la alta inversión requerida por Thermylis® y el bajo costo por disponer residuos en Chile.

Ingeniero Civil de Minas / El agua-barro es uno de los principales riesgos asociado a la minería de Block/Panel caving, ya que son operaciones inherentemente susceptibles al ingresos súbitos de barro a través de los puntos de extracción, esto debido a que este método de explotación permite la acumulación de agua y genera mineral fino. Para evitar el riesgo de bombeos de agua-barro en DET se ha tomado la decisión de cerrar aquellos puntos de extracción que presentan ingreso de agua-barro en su columna, muchas veces dejando mineral con valor económico sin extraer. El objetivo de esta investigación es determinar las reservas comprometidas por ingreso de agua-barro de puntos que se encuentran en estado operativo y futuro hasta diciembre del 2015, en las minas Reservas Norte, Diablo Regimiento y Esmeralda Bloque 1 de DET. Esto se realiza mediante modelos de predicción de ingreso de agua-barro a puntos de extracción, construidos con la técnica estadística de regresión logística. La metodología utilizada en este estudio se basa en un análisis de los sectores en estudios para comprender el comportamiento del agua-barro, posteriormente se lleva a cabo la construcción de los modelos de ingreso de agua-barro y finalmente se evalúa el PND 2016 para estimar las reservas futuras comprometidas por ingreso de agua-barro. El análisis del ingreso de agua-barro, indica que existen dos mecanismos de ingreso: uno vertical, que hace referencia a agua-barro que proviene de la parte superior y otro mecanismo lateral, el que se produce por extracción a puntos vecinos que poseían agua-barro con ingreso vertical, por consecuencia de esta extracción se produce una migración lateral de barro. Se modela el ingreso de agua-barro con regresión logística, este tipo de regresión es utilizada para predecir el resultado de una variable categórica, que en este estudio es el ingreso de agua-barro a las columnas de extracción, en función de variables independientes. De los modelos de ingreso de agua barro, se tienen que las principales variables son: Porcentaje de extracción de columna in-situ , Canalón , Altura de roca primaria , Estación del año y Vecinos barro . La calibración de los modelos consiste en disminuir la diferencia entre el tonelaje recuperado antes del ingreso de barro por el modelo y el real según los datos mina. Los modelos de ingreso de agua-barro poseen un error medio de: 0,24 % en ES (B1), 13,2% en DR y 13,8% en el caso de NN. El plan PND 2016 considera la extracción de 14 Mton para ES (B1), 61,6 Mton para DR y 80,9 Mton para RENO. Considera la extracción desde el año 2016 hasta 2037 en ES (B1), para DR la extracción es desde 2016 hasta 2029 y en RENO desde el año 2016 hasta 2027. La recuperación del tonelaje planificado en el plan, para cada sector es la siguiente: 77% para ES (B1), 90,4% para DR, y un 90,7% para NN. El tonelaje remanente respecto al tonelaje económicamente extraíble considerando el criterio de agua-barro de DET, al evaluar el PND 2016 es de: 3,6 MTon en ES (B1), 6,3 MTon para DR, 7,8 MTon en RENO. Por lo cual se dejaría de extraer mineral valioso por ingreso de agua-barro. Se recomienda incorporar en los modelos de ingreso de agua-barro variables dependientes de la operación, como uniformidad del tiraje o velocidad de extracción. También incorporar modelos de ingreso de agua-barro en la planificación de largo plazo de DET, para cuantificar de mejor forma el riesgo de este fenómeno.

El sistema de tratamiento de aguas residuales ubicado en el distrito de San José en la provincia de Chiclayo, presenta serias deficiencias en su proceso de tratamiento, gran parte de estos problemas se debe al excesivo almacenamiento de los lodos residuales al fondo de las lagunas de estabilización que no permiten eficiencias de remoción de contaminantes aceptables. Con el objetivo de proponer un modelo de valorización energética para estos residuos y reducir el riesgo de impacto ambiental negativo, se plantea la mejorar del sistema para alcanzar los LMP y ECA del agua vigentes en el país. Los lodos residuales, presentan un potencial energético que puede ser aprovechado a través de procesos de conversión termoquímica. En la presente investigación se ha evaluado el proceso de gasificación del lodo a través de simulaciones utilizando el software Aspen Plus, considerando un reactor de tipo isotérmico y otro de tipo adiabático. El modelo adiabático permitió observar condiciones más cercanas a la realidad obteniendo que el PCI del syngas alcanza valores de hasta 4,5 MJ/Nm3, empleando una mezcla de lodo con biomasa residual proveniente de actividades agrícolas de la región para alimentar el reactor, se pueden lograr incrementar el PCI hasta en 6 MJ/Nm3, para mezclas no mayores al 70% de biomasa. Sin embargo, las necesidades energéticas externas requeridas para garantizar un óptimo proceso de gasificación representan un balance energético poco favorable para los objetivos que se desean conseguir. No obstante, en el análisis ambiental y de costo – beneficio se demuestra que se reduce el riesgo de impacto negativo con el ambiente y por ende la mejora de la calidad de vida de la población.

Foi pesquisada a aplicação de métodos, em nível de laboratório, através dos quais é possível otimizar, tratar e dispor resíduos de lavagem de filtros de estações de tratamento de água (Caso ETA do rio Descoberto - ETA-RD Brasília). Na clarificação da água de lavagem dos filtros, observou-se o efeito favorável da adição de polímero para melhorar a separação líquido-sólido é, portanto, as eficiências de remoção de turbidez, cor aparente, sólidos suspensos e coliformes totais. Observou-se melhor sedimentabilidade do lodo a ser desaguado. Os ensaios de centrifugação, em escala de bancada, mostraram que o método aplicado auxilia na determinação da dosagem a ser usada numa centrífuga em escala real. Foram avaliados três métodos de disposição do lodo adensado da ETA-RD em ETE: 1) sedimentação com esgoto sanitário e posterior digestão anaeróbia do lodo; 2) Digestão anaeróbia e 3) digestão aeróbia. Os melhores resultados foram obtidos com a digestão anaeróbia. Os estudos realizados mostraram que há diversas alternativas de tratamento e disposição desses resíduos, mas é necessário, sempre que possível, a avaliação das diferentes alternativas para selecionar a(s) mais apropriada(s) a cada caso em particular, pois fatores como custos e disponibilidade de de sistemas ou equipamentos, definirão a aplicabilidade ou não de determinado método. / It was researched the application of methods on laboratory bench scale to optimize the reuse, treatment and disposal of wastes from filter backwash of Water Treatment Plant - WTP (WTP-RD Descoberto River, Brasília case). In the clarification process of this waste, favorable effect of addition of polymer for best liquid-solid separation and, thus, better removal efficiencies of turbidity, apparent color, suspended solids and total coliforms was observed. Better sedimentability of the sludge occurred. The centrifugation tests showed that the applied method help on determination of dosagem to be used in full scale. Three methods to dispose thickened sludge of WTP-RD on wastewater treatment Plants - WWTP were evaluated: 1) Sedimentation with domestic sewage and anaerobic digestion of sludge; 2) Anaerobic digestion and 3) Aerobic digestion. Best results were obtained with anaerobic digestion. The results showed that there are alternatives of treatment and disposal of wastes of WTP, but is necessary, if possible, to make the evaluation of this alternatives to select the most appropriate(s) in each case because factors as costs, systems or equipments availability, will define the applicability or not of a particular method.

Foi pesquisada a aplicação de métodos, em nível de laboratório, através dos quais é possível otimizar, tratar e dispor resíduos de lavagem de filtros de estações de tratamento de água (Caso ETA do rio Descoberto - ETA-RD Brasília). Na clarificação da água de lavagem dos filtros, observou-se o efeito favorável da adição de polímero para melhorar a separação líquido-sólido é, portanto, as eficiências de remoção de turbidez, cor aparente, sólidos suspensos e coliformes totais. Observou-se melhor sedimentabilidade do lodo a ser desaguado. Os ensaios de centrifugação, em escala de bancada, mostraram que o método aplicado auxilia na determinação da dosagem a ser usada numa centrífuga em escala real. Foram avaliados três métodos de disposição do lodo adensado da ETA-RD em ETE: 1) sedimentação com esgoto sanitário e posterior digestão anaeróbia do lodo; 2) Digestão anaeróbia e 3) digestão aeróbia. Os melhores resultados foram obtidos com a digestão anaeróbia. Os estudos realizados mostraram que há diversas alternativas de tratamento e disposição desses resíduos, mas é necessário, sempre que possível, a avaliação das diferentes alternativas para selecionar a(s) mais apropriada(s) a cada caso em particular, pois fatores como custos e disponibilidade de de sistemas ou equipamentos, definirão a aplicabilidade ou não de determinado método. / It was researched the application of methods on laboratory bench scale to optimize the reuse, treatment and disposal of wastes from filter backwash of Water Treatment Plant - WTP (WTP-RD Descoberto River, Brasília case). In the clarification process of this waste, favorable effect of addition of polymer for best liquid-solid separation and, thus, better removal efficiencies of turbidity, apparent color, suspended solids and total coliforms was observed. Better sedimentability of the sludge occurred. The centrifugation tests showed that the applied method help on determination of dosagem to be used in full scale. Three methods to dispose thickened sludge of WTP-RD on wastewater treatment Plants - WWTP were evaluated: 1) Sedimentation with domestic sewage and anaerobic digestion of sludge; 2) Anaerobic digestion and 3) Aerobic digestion. Best results were obtained with anaerobic digestion. The results showed that there are alternatives of treatment and disposal of wastes of WTP, but is necessary, if possible, to make the evaluation of this alternatives to select the most appropriate(s) in each case because factors as costs, systems or equipments availability, will define the applicability or not of a particular method.