Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-18T13:18:03Z No. of bitstreams: 1 PDF - Luciana Leôncio Bertino Cabral.pdf: 26933991 bytes, checksum: 16582e8219a683ebcba28f0ec330a8cd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T13:18:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Luciana Leôncio Bertino Cabral.pdf: 26933991 bytes, checksum: 16582e8219a683ebcba28f0ec330a8cd (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / The present study had, as main objective, to evaluate the oxidation of sulfides usin g nitrified effluent as an electron acceptor in anaerobic reactors treating sanitary sewage. This process was possible because the interactions between the carbon, nitrogen and sulfur cycle that allow the practical use of the fundamentals already known about the process of denitrification and oxidation of sulfides at simultaneous moments. The experiments were perform in a Hybrid Anaerobic Reactor (HAR) with a useful volume of 60 liters and TDH of 24 hours. The HAR consists of a UASB reactor in the lower part and in the middle part an Anaerobic Filter, with polyurethane foam used as a support form. An equilibrium tank, designed at the top of the HAR, sent the effluent into an Intermittent Flux of Sand’s Filter - FaFint, allowing the formation of the nitrified effluent, with the purpose of recirculating this material to the anaerobic phase of the system. The research was developed in four phases. In the first phase, the HAR nourished with 100% of sewer from the Campina Grande – PB city, with the purpose of comparing its results with the other phases, in which different flows in each phase of the operation recirculated from the effluent produced in the FaFint. During phase 2, the HAR received a flow of 83% of sewer and 17% of nitrified effluent, in phase 3 the flow changed to 64% of raw sewer and 33% of the effluent recirculated from FaFint. While in phase 4, the ratio applied was 50% crude sewer and 50% nitrified effluent. Concentrations of sulfate, sulfide, elemental sulfur, nitrate, nitrite, organic nitrogen and ammoniacal nitrogen were monitored, as well as other parameters of interest. The results showed that the operational conditions imposed during phase 4 allowed the accumulation of 41% of the oxidized forms of sulfur in the anaerobic phase, 31% in the form of sulfate and 10% in the form of elemental sulfur. The addition of a higher amount of nitrified effluent in the HAR also favored the denitrification process, showing 38% of the nitrogen forms removed during the anaerobic stage and a 46% removal of nitrogen in the final effluent. Thus, it was concluded that the use of nitrate and nitrite can effectively treat the stinks generated by the treatment of anaerobic wastewater systems. / A presente pesquisa teve por principal objetivo, avaliar a oxidação de sulfetos utilizando efluente nitrificado como aceptor de elétrons em reatores anaeróbios tratando esgoto sanitário. Esse processo foi possível devido as interações entre o ciclo do carbono, nitrogênio e enxofre que permitem a utilização prática dos fundamentos já conhecidos sobre o processo de desnitrificação e oxidação de sulfetos em momentos simultâneos. Os experimentos foram realizados em um Reator Anaeróbio Híbrido – RAH – com volume útil de 60 litros e TDH de 24 horas. O RAH é constituído por um reator UASB na parte inferior e na parte intermediária um Filtro Anaeróbio, com espuma de poliuretano utilizado como meio suporte. Um tanque de equilíbrio, projetado na parte superior do RAH, lançava o efluente em um Filtro de Areia de Fluxo intermitente – FaFint, permitindo a formação do efluente nitrificado, com o propósito de realizar a recirculação desse material para a fase anaeróbia do sistema. A pesquisa foi desenvolvida em quatro fases. Na primeira fase o RAH foi alimentado com 100% de esgotos da cidade de Campina Grande – PB, teve a finalidade de comparar seus resultados com as demais fases, na qual, fora recirculado vazões, distintas em cada fase de operação, do efluente produzido no FaFint. Durante a fase 2, o RAH recebeu uma vazão de 83% de esgoto e 17% de efluente nitrificado, na fase 3 a vazão foi alterada para 64% de esgoto bruto e 33% de efluente recirculado do FaFint. Enquanto que na fase 4, a razão aplicada foi de 50% de esgoto bruto e 50% efluente nitrificado. Foram monitoradas as concentrações de sulfato, sulfeto, enxofre elementar, nitrato, nitrito, nitrogênio orgânico e nitrogênio amoniacal, além de outros parâmetros de interesse. Os resultados obtidos mostraram que, as condições operacionais impostas no decorrer da fase 4, possibilitaram o acúmulo de 41% das formas oxidadas de enxofre na fase anaeróbia, sendo 31% na forma de sulfato e 10% na forma de enxofre elementar. A adição de uma maior quantidade de efluente nitrificado no RAH, também favoreceu o processo de desnitrificação, apresentando remoção de 38% das formas de nitrogênio durante a etapa anaeróbia e 46% na eficiência de remoção de nitrogênio no efluente final. Dessa forma, foi concluído que o uso de nitrato e nitrito, podem tratar de forma eficaz os problemas de mal odor gerado pelo tratamento de sistemas anaeróbios de águas residuárias.

A recuperação de nitrogênio e fósforo presente no esgoto tem se tornado uma alternativa bastante promissora para fornecer uma fonte renovável e ecologicamente sustentável de nutrientes para a agricultura e, consequentemente, melhorar a qualidade do efluente final do sistema de tratamento. Os compostos de fósforo, durante o tratamento de esgoto, numa primeira etapa são removidos por processos biológicos, sendo incorporados no lodo pelos organismos heterotróficos ordinários e organismos acumuladores de fósforo (PAOs). Seguidamente, em condições anaeróbias, o fósforo armazenado no lodo pode ser liberado para a fase líquida e em seguida recuperado como estruvita (MgNH4PO4 .6H2O) num processo de cristalização sob condições controladas. No Brasil, ainda não existem documentados estudos em escala piloto, que simulem condições reais, utilizando sistemas EBPR e reatores de precipitação. Por tal motivo, esta pesquisa foi desenvolvida com o intuito de contribuir com uma melhor compreensão do fenômeno de recuperação de fósforo como cristais de estruvita. A pesquisa foi dividia em três etapas: 1) Operação da configuração UCT modificado e digestor anaeróbio de lodo misto e testes preliminares no reator de precipitação de estruvita; 2) Delineamento e realização de experimentos de precipitação e 3) caracterização dos sólidos obtidos nos experimentos de precipitação. A primeira etapa consistiu em dar partida ao sistema biológico de remoção de fósforo (UCT modificado) e digestor anaeróbio de lodo, e consequentemente a produção do sobrenadante. Paralelamente, foram realizados testes no reator de precipitação. A partir do filtrado e o planejamento fatorial 33, foram definidos o pH, dosagem de magnésio e tempo de detenção hidráulico como fatores que exercem influência na precipitação de estruvita. Definiram-se as remoções de nitrogênio e fósforo como as variáveis respostas ao delineamento experimental. Os resultados mostraram remoções de nitrogênio entre 30 e 40% para pH 8,50 e 9,50, enquanto que remoções de fósforo acima de 80% foram obtidas para uma dosagem de magnésio de 80 mg Mg2+/L e pH 8,50 e 9,50. A influência do tempo de detenção hidráulico não foi significativa tanto na remoção de nitrogênio quanto de fósforo. As imagens obtidas pelas análises de MEV constataram a presença de um sistema ortorrômbico, típica dos cristais de estruvita. No entanto, observou-se que os tamanhos dos cristais mudaram consideravelmente em função dos tempos A caracterização dos sólidos por difração de raios X mostrou que na maioria dos experimentos foi obtida estruvita (23 das 27 condições experimentais), seguida de bobbierrita e newberita, em alguns casos, phosphamita, biphosphamita e brucita. Para as condições de pH 8,50 e 9,50 foi obtida pureza da estruvita entre 80 e 97%. / The recovery of nitrogen and phosphorus present in sewage has become a very promising alternative to provide a renewable and ecologically sustainable source of nutrients for agriculture and a consequently improve of the final effluent quality of the treatment system. The phosphorus compounds are initially removed by biological processes, being incorporated in the sludge through phosphorus-accumulating organisms (PAOs). Later, the phosphorus stored under anaerobic conditions in the sludge, is released to the liquid phase and finally recovered as struvite (MgNH4PO4 .6H2O) following its crystallization process under a controlled setting. No pilot-scale studies, which simulate the real conditions using EBPR and precipitation reactors, have been documented in Brazil so far. Therefore, this research aimed to contribute to improve the understanding of the phosphorus recovering phenomenon as struvite crystals. This project was divided in three main stages: 1) Operation of the UCT-modified setting and the anaerobic digester of mixed sludge; 2) Design and performance of precipitation experiments and. 3) Characterization of the obtained solids during the precipitation experiments. At the first stage, the biological system for phosphorus removal (UCT-modified), and the anaerobic sludge digester were initiated, followed by the production of supernatant. Simultaneously, precipitation tests were carried out at the reactor. Following the factorial design, and using the recovered supernatant, the pH, addition of magnesium and hydraulic retention time, were identified as factors influencing the struvite precipitation. The phosphorus and nitrogen removal were defined as the dependent variables for the experimental design. The results showed a nitrogen removal between 30% and 40% for pH values of 8.50 and 9.50, independently of the used magnesium dose. On the otherhand, over 80% of phosphorus removal was attained with addition of magnesium of 80 mg Mg2+/L and pH values of 8.50 and 9.50. The hydraulic retention time have not influenced the total nitrogen and phosphorus removal, but the grain-size of the struvite crystals precipitated. The characterization of the recovered solids by X-ray diffraction showed that struvite was precipitated in most of the performed experiments (23 of 27 settings), although bobierrite, newberyite, phosphamite, biphosphamite and brucite, were formed as well. The maximum values for struvite pureness, between 80% and 97%, were obtained with pH values of 8.50 and 9.50. The MEV analyses supported the presence of a orthorhombic crystallographic system, which is a typical feature of struvite.

O presente trabalho de pesquisa teve como objetivo principal avaliar a remoção de fitoplancton e microcistina em cinco fluxogramas de tratamento de água para abastecimento, que tiveram como seqüência básica as etapas de coagulação, floculação, flotação por ar dissolvido e filtração, complementados com oxidação química em diferentes pontos da seqüência básica de tratamento estabelecida. Os ensaios foram realizados em escala de laboratório, utilizando água de estudo preparada mediante a mistura de água coletada no reservatório de Barra Bonita, no Estado de São Paulo, e cultura com elevada concentração de microcistina preparada em laboratório. A concentração de microcistina na água de estudo foi mantida no intervalo de 14 a 17 µg/L. O cloreto férrico foi utilizado como agente coagulante, o permanganato de potássio e o cloro, na forma de hipoclorito de sódio, foram utilizados como agentes oxidantes. Foi observada eficiência de remoção de fitoplancton de cerca de 99,9% devido às etapas de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido e, conseqüentemente, remoção de microcistina contida no interior das células íntegras. A oxidação com cloro realizada após a filtração, bem como a oxidação com a associação do permanganato de potássio e cloro realizada após a flotação, resultaram em eficiência de remoção de microcistina extracelular (microcistina livre no meio líquido) da ordem de 95%, atendendo ao padrão de potabilidade com cocentrações de microcistina menores que 1,0 µg/L. A oxidação da água bruta com permanganato de potássio associada à oxidação da água flotada com cloro, apresentou o melhor desempenho de remoção de microcistina extracelular, com eficiência superior a 98%. Em todos os ensaios de oxidação química foi constatada a influência da variação do pH na remoção de microcistina, sendo que o aumento de eficiência foi associado à diminuição dos valores de pH. Foram observados indícios de remoção de trihalometanos pela flotação por ar dissolvido e redução da formação de trihalometanos quando a oxidação química foi feita com a associação do permanganato de potássio e cloro. / The aim of this research was to study the phytoplankton and microcystin removal at different treatment conditions, all based in coagulation, flocculation, dissolved air flotation and filtration, complemented by chemical oxidation applied at different points of the basic treatment sequency. The lab scale experiments was conduted with raw water prepared by a mixture of natural water, collected in Barra Bonita reservoir at São Paulo State, Brazil, and a high concentrated Microcystis culture prepared in laboratory. The microcystin concentration in raw water was kept in a range of 14 to 17 µg/L. Ferric chloride was used as coagulant, and, potassium permanganate and chlorine (sodium hypochlorite) were used as oxidants. The results showed phytoplankton removal efficiency about 99,9% by the sequency of coagulation, flocculation and dissolved air flotation, resulting a great removal of microcystin retained into the whole cells. The chlorine oxidation after filtration, as well as the oxidation with potassium permanganate and chlorine after dissolved air flotation, resulted in a microcystin removal of about 95% and concentrations under the World Health Organization drinking water guideline value of 1,0 µg/L. The raw water potassium permanganate oxidation associated with the chlorine oxidation after flotation, leaded to the best results concerning microcystin removal, with efficiency above 98%. All experimental conditions with chemical oxidation showed a relevant effect of the pH on the microcystin removal, the decrease of pH values contributed to the increase of microcystin removal. It was observed signs of THM´s removal by the dissolved air flotation and reduction of THM´s production when the chemical oxidation took place with the association of potassium permanganate and chlorine.

O presente trabalho de pesquisa teve como objetivo principal avaliar a remoção de fitoplancton e microcistina em cinco fluxogramas de tratamento de água para abastecimento, que tiveram como seqüência básica as etapas de coagulação, floculação, flotação por ar dissolvido e filtração, complementados com oxidação química em diferentes pontos da seqüência básica de tratamento estabelecida. Os ensaios foram realizados em escala de laboratório, utilizando água de estudo preparada mediante a mistura de água coletada no reservatório de Barra Bonita, no Estado de São Paulo, e cultura com elevada concentração de microcistina preparada em laboratório. A concentração de microcistina na água de estudo foi mantida no intervalo de 14 a 17 µg/L. O cloreto férrico foi utilizado como agente coagulante, o permanganato de potássio e o cloro, na forma de hipoclorito de sódio, foram utilizados como agentes oxidantes. Foi observada eficiência de remoção de fitoplancton de cerca de 99,9% devido às etapas de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido e, conseqüentemente, remoção de microcistina contida no interior das células íntegras. A oxidação com cloro realizada após a filtração, bem como a oxidação com a associação do permanganato de potássio e cloro realizada após a flotação, resultaram em eficiência de remoção de microcistina extracelular (microcistina livre no meio líquido) da ordem de 95%, atendendo ao padrão de potabilidade com cocentrações de microcistina menores que 1,0 µg/L. A oxidação da água bruta com permanganato de potássio associada à oxidação da água flotada com cloro, apresentou o melhor desempenho de remoção de microcistina extracelular, com eficiência superior a 98%. Em todos os ensaios de oxidação química foi constatada a influência da variação do pH na remoção de microcistina, sendo que o aumento de eficiência foi associado à diminuição dos valores de pH. Foram observados indícios de remoção de trihalometanos pela flotação por ar dissolvido e redução da formação de trihalometanos quando a oxidação química foi feita com a associação do permanganato de potássio e cloro. / The aim of this research was to study the phytoplankton and microcystin removal at different treatment conditions, all based in coagulation, flocculation, dissolved air flotation and filtration, complemented by chemical oxidation applied at different points of the basic treatment sequency. The lab scale experiments was conduted with raw water prepared by a mixture of natural water, collected in Barra Bonita reservoir at São Paulo State, Brazil, and a high concentrated Microcystis culture prepared in laboratory. The microcystin concentration in raw water was kept in a range of 14 to 17 µg/L. Ferric chloride was used as coagulant, and, potassium permanganate and chlorine (sodium hypochlorite) were used as oxidants. The results showed phytoplankton removal efficiency about 99,9% by the sequency of coagulation, flocculation and dissolved air flotation, resulting a great removal of microcystin retained into the whole cells. The chlorine oxidation after filtration, as well as the oxidation with potassium permanganate and chlorine after dissolved air flotation, resulted in a microcystin removal of about 95% and concentrations under the World Health Organization drinking water guideline value of 1,0 µg/L. The raw water potassium permanganate oxidation associated with the chlorine oxidation after flotation, leaded to the best results concerning microcystin removal, with efficiency above 98%. All experimental conditions with chemical oxidation showed a relevant effect of the pH on the microcystin removal, the decrease of pH values contributed to the increase of microcystin removal. It was observed signs of THM´s removal by the dissolved air flotation and reduction of THM´s production when the chemical oxidation took place with the association of potassium permanganate and chlorine.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-11-03T13:38:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Joicy Martins Morais - 2013.pdf: 662106 bytes, checksum: c4e0fdd3441863cf9479d5c5b0b5be2f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-11-04T09:48:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Joicy Martins Morais - 2013.pdf: 662106 bytes, checksum: c4e0fdd3441863cf9479d5c5b0b5be2f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-04T09:48:31Z (GMT). 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We verify aspects such as the number of publications and citations in journals indexed in the Web of Science, which country was made in order to detect bias and geographic gaps, which ecological effects were tested, which functional groups were removed, which removal methods and which environments were made. We found an increase in the number of publications and citations on average during this period, however, was 12 times lower than publications on functional diversity, perhaps due to the difficulty of conducting experiments. The work was mainly carried out in temperate climates where taxonomic knowledge is greater, in addition, there is a prevalence of vegetation that is most commonly removed than trees. Testing interactions, especially competition, was the main reason for removal, perhaps as a matter of historical competition is considered the interaction that influences the co-occurrence of species. The cut at ground was the major method of removing, undisturbing the soil and avoiding undesirable effects of herbicides, and few studies have been made in a greenhouse and in the natural environment at the same time, which could elucidate responses to natural conditions and at the same time responses specific interactions. In the second paper we carried a case study on removal of capim-flecha ( Tristachya leiostachya Ness.), a dominant grass in Emas National Park (ENP), and what the consequences of such removal to the co-occurring grasses. We expected that the absence of capim-flecha allow further growth of grasses, however we found no difference in mean values between treatments indicating that there is no competition influencing the abundance of capim-flecha. The historical context burned in PNE may have influenced this high dominance of capim-flecha. We believe that experiments are useful in testing interactions, especially if they are made in the natural environment and greenhouse at the same time. / As relações entre os organismos e os mecanismos que permitem sua coexistência são importantes questões em ecologia. Experimentos de remoção de plantas são úteis em elucidar esses mecanismos, devido sua capacidade de resposta do tipo causa e efeito. Esta dissertação se propõe a analisar experimentos de remoção de plantas. O primeiro artigo apresenta uma revisão cienciométrica das publicações sobre remoção de grupos funcionais de plantas, desde 1991. Verificamos aspectos como o número de publicações e citações em periódicos indexados no Web of Science, em qual país foi feito, visando detectar vieses e lacunas geográficas, quais efeitos ecológicos testados, quais grupos funcionais removidos, quais os métodos de remoção e em quais ambientes foram feitos. Encontramos um crescimento no número de publicações bem como na média de citações nesse período, contudo foi 12 vezes menor do que publicações sobre diversidade funcional, talvez devido à dificuldade de realizar experimentos. Os trabalhos foram realizados principalmente em climas temperados onde o conhecimento taxonômico é maior, além disso, há um predomínio de vegetação rasteira que é mais comumente removida do que árvores. Testar interações, principalmente competição, foi o principal motivo de remoção, talvez por uma questão histórica de competição ser considerada a interação que mais influencia a co-ocorrência de espécies. O corte rente ao solo foi o principal método de remoção, evitando revolver o solo e efeitos indesejáveis de herbicidas, e poucos trabalhos foram feitos em casa de vegetação e ambiente natural ao mesmo tempo, o que poderia elucidar respostas à condições naturais e ao mesmo tempo respostas específicas de interações. No segundo capítulo fizemos um estudo de caso sobre remoção de capim-flecha (Tristachya leiostachya Ness.), uma gramínea dominante no Parque Nacional das Emas (PNE), e quais as consequências dessa remoção para as gramíneas co-ocorrentes. Esperávamos que a ausência do capim-flecha permitiria um maior crescimento das gramíneas, contudo não encontramos diferença nos valores das médias entre os tratamentos o que indica que não há competição influenciando a abundância do capim-flecha. O contexto histórico queimadas no PNE pode ter influenciado essa alta dominância do capim-flecha. Consideramos que experimentos são úteis em testar interações, sobretudo se forem feitos em ambiente natural e casa de vegetação ao mesmo tempo.

Neste trabalho estudou-se a influência das substâncias húmicas (SH) extraídas de turfa, com diferentes massas molares, utilizadas para a preparação de águas com cor de 100 uH ± 5 uH, nos ensaios de coagulação, floculação e sedimentação no tratamento de água. Foram realizadas caracterizações das SH por meio das técnicas de ultrafiltração (UF), análise elementar (AE), ultravioleta/visível (UV/Vis), infravermelho (IF), ressonância magnética nuclear de C13 (RMN de C13), ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Essas caracterizações demonstraram que as frações de menor massa molar (30 - 100 kDa e <30 kDa), obtidas por UF, apresentaram uma maior concentração de grupos contendo oxigênio, enquanto que a fração de maior massa molar (>100 kDa) e a contendo todas as massas molares juntas (filtrada apenas em membrana com tamanho de poro de 0,45 &#956m) apresentaram maior concentração de grupamentos aromáticos. Verificou-se também que nas frações de menor massa molar (30 - 100 kDa e <30 kDa) a porcentagem de ácidos fúlvicos é maior do que a de ácidos húmicos. Nas frações de maior massa molar (> 100kDa e filtrada em membrana com tamanho de poro de 0,45 &#956m) ocorreu o contrário. Os ensaios de coagulação, floculação e sedimentação realizados com águas preparadas com as diferentes frações de diferentes massas molares, mostraram que quanto maior a massa molar, maior é a facilidade de coagulação, floculação e sedimentação, o que proporciona maior eficiência na remoção da cor aparente. Os diagramas de coagulação obtidos para o coagulante sulfato de alumínio (Al2(SO4)3 . 14,3 H2O) mostraram que independente da massa molar, a região de pH ótimo de coagulação esteve entre 6 e 7, sendo que a remoção da cor aparente foi crescente com a diminuição da velocidade de sedimentação (Vs= 3,0, 1,5 e 0,5 cm/min). Com a diminuição da massa molar houve um aumento na dosagem de Al2(SO4)3 . 14,3 H2O necessária para se obter curvas de remoção da cor aparente iguais às obtidas com a água preparada com a fração de maior massa molar (> 100 kDa). Os ensaios de coagulação, floculação, sedimentação e filtração demonstraram boa reprodutibilidade em relação aos resultados de remoção de cor aparente obtidos para a confecção dos diagramas de coagulação. Após a filtração foi verificado que os valores da cor aparente não foram detectados pela técnica de medição da cor utilizada, para todas as águas de estudo, com exceção da água preparada com a fração de menor massa molar (<30 kDa). Conclui-se que, quanto menor a massa molar, maior a porcentagem de ácidos fúlvicos presentes e maior a concentração de grupamentos com oxigênio ligado. Assim, será necessária uma maior dosagem de coagulante Al2(SO4)3 . 14,3 H2O para que ocorra uma remoção eficiente da cor. / The present thesis deals with the influence of humic substances (HS) on coagulation, flocculation and sedimentation tests for water treatment. These substances were extracted from peat, had different molecular weight and were used for the preparation of water with 100 ± 5 uH color. Characterizations of HS were performed by the following techniques ultra filtration (UF), elemental analysis (EA), ultraviolet/ visible (UV/Vis), infrared (IF), C13 nuclear magnetic resonance (NMR of C13) and electron paramagnetic resonance (EPR). Such characterizations showed that fractions of smaller molecular weight (30 - 100 kDa and < 30 kDa) obtained by UF presented a higher concentration of groups containing oxygen, while the fraction with the largest molecular weight (>100 kDa) and the one containing all the molecular weight together (filtered only in membrane with pore size of 0,45 &#956m) presented a higher concentration of aromatic groupings. It was also possible to verify that in the fractions with smaller molecular weight (30 - 100 kDa e <30 kDa) the percentage of fulvic acids was higher than the one of humic acids . However the opposite occurred of larger molecular weight (>100 kDa and filtered in membrane with pore size of 0,45 &#956m). The tests of coagulation, flocculation and sedimentation conducted with waters prepared with different fractions of different molecular weight showed that the larger the molecular weight, the easier the coagulation, flocculation and sedimentation, resulting in higher efficiency in the removal of the apparent color. The coagulation diagrams obtained for aluminum sulphate (Al2(SO4)3 .14,3 H2O) showed that independently of the molecular weight, the region with optimum pH for coagulation was between 6 and 7 and the removal of the apparent color increased with the decrease in the sedimentation velocity (Vs= 3,0, 1,5 e 0,5 cm/min). Due to the decrease in the molecular weight there was as increase in the dosage of Al2(SO4)3 .14,3 H2O necessary to obtain curves of the removal of the apparent color similar to the ones obtained with the water prepared with the fraction of the largest molecular weight (> 100 kDa). Tests of coagulation, flocculation, sedimentation and filtration showed good reproducibility in relation to the results of removal of apparent color, obtained for the construction of coagulation diagrams. After filtration it was possible to verify that the values of apparent color were not detected by the technique of color measurement utilized for all the waters studied, except for the water prepared with the fraction of the smallest molecular weight (< 30 kDa). It was possible concluded that the smaller the molecular weight, the higher the percentage of present fulvic acids and the higher the concentration of groupings with bond oxygen. Thus a higher dosage of coagulant Al2(SO4)3 .14,3 H2O will be necessary for an efficient removal of color.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Priscila Arcoverde Wosiack.pdf: 2005192 bytes, checksum: 49fa05e9e5f72b1ae4d6f70637a69779 (MD5) Previous issue date: 2014-06-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The treatment of wastewater generated in the pet food industries, characterized by the high organic carbon and nitrogen content, becomes necessary to meet the standards required by the legislation and minimize environmental impacts on water bodies. Biological treatment is an effective way to treat potentially polluting wastes from agroindustries processes. However, conventional systems for treating industrial wastewater do not allow the simultaneous removal of organic carbon and nutrients. Thus, the present study aimed to evaluate the performance of a structured bed reactor with continuous flow, for the simultaneous removal of carbon organic, expressed as Chemical Oxygen Demand (COD), and nitrogen from wastewater of a pet food industry, under conditions of intermittent aeration. The system was composed by a structured bed reactor under 30oC of temperature, and recirculation ratio of 5 times the flow. The reactor was initially operated in differents Hydraulic Retention Times (HRT) of seven, five, three and one day under continuous aeration. In such conditions were verified removal of COD above 80% and Total Nitrogen (TN) above 60%. The best results were obtained with HRT of three days (91.8% of COD removal and 93.3 % of TN). The response surface methodology was used to evaluate the effect of aeration and load of TKN (Total Kjeldahl Nitrogen) in the removal of COD and TN, with HRT fixed in 1 day. It was observed that the parameter aeration was the most important for the results. The removal of COD reached levels of 85% when the reactor was aerated on 100% of the time. Aeration also was positive for nitrification and negative for denitrification. The best responses obtained for the removal of COD and TN, nitrification and denitrification were 80.03%, 88.16%, 99.13% and 88.92%, respectively, and were obtained with 158.2 minutes of aeration in a cycle of 180 minutes, and 255.1 mg.L-1 of the TKN affluent. In view these results, it was concluded that this new system was effective in simultaneous removal of nitrogen and carbon organic matter. / O tratamento das águas residuárias geradas nas indústrias de ração animal, caracterizadas por elevada carga orgânica e conteúdo nitrogenado, torna-se absolutamente necessário para atender aos padrões exigidos pela legislação e minimizar impactos ambientais em corpos de água. O tratamento biológico é uma maneira eficaz de se tratar resíduos potencialmente poluidores originados de processos agroalimentares. Porém, sistemas convencionais de tratamento de águas residuárias industriais, não possibilitam a remoção simultânea de matéria orgânica e nutrientes. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um reator de leito estruturado e fluxo contínuo, na remoção simultânea da matéria orgânica carbonácea, expressa em Demanda Química de Oxigênio (DQO), e nitrogenada, das águas residuárias de uma indústria de ração animal, sob condições de aeração intermitente. O sistema foi composto por um reator de leito estruturado mantido à temperatura de 30oC e taxa de recirculação de 5 vezes a vazão. O reator foi inicialmente operado em diferentes Tempos de Detenção Hidráulica (TDH), de sete, cinco, três e um dia, sob aeração contínua. Nestas condições foram verificadas remoções de DQO acima de 80% e de Nitrogênio Total (NT) acima de 60%. Os melhores resultados foram obtidos com TDH de três dias (91,8% de remoção de DQO e 93,3% de NT). A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para avaliar o efeito da aeração e da carga de NTK (Nitrogênio Total Kjeldahl) na remoção de DQO e NT, com TDH fixo em um dia. Foi verificado que o parâmetro aeração foi o que mais influenciou os resultados. A remoção de DQO chegou a 85% quando o reator foi aerado em 100% do tempo. A aeração também apresentou efeito positivo para a nitrificação, mas negativo para a desnitrificação. As melhores respostas para remoção de DQO, NT, nitrificação e desnitrificação, de 80,03%, 88,16% 99,13% e 88,92%, respectivamente, foram obtidas com o reator operando com 158,2 minutos de aeração a cada ciclo de 180 minutos e 255,1 mg.L-1 de NTK afluente. Diante destes resultados, conclui-se que este novo sistema foi eficiente na remoção simultânea de matéria orgânica e nitrogenada.

Embora em alguns países como os europeus, o aterro sanitário como forma de disposição final de Resíduos Sólidos venha perdendo espaço, entre nós essa técnica é ainda largamente empregada. O lixiviado gerado nos aterros sanitários apresenta grande potencial poluidor, devido à presença de matéria orgânica, rica em substâncias húmicas e matéria inorgânica, representada especialmente pelos cloretos, nitrogênio amoniacal, entre outras substâncias. O presente trabalho visou, em linhas gerais, avaliar três proporções de mistura de lixiviado/efluente anaeróbio e as influências sobre o processo aeróbio (lodos ativados) em escala de bancada. Nessa pesquisa foram realizados ensaios de tratabilidade utilizando as proporções de 0% (controle), 2,5%, 10% e 20 % de lixiviado em relação ao efluente anaeróbio em diferentes condições experimentais. Os resultados mostraram que as proporções de 10% e 20% de lixiviado nas condições experimentais foram prejudiciais ao sistema aeróbio de tratamento. Foram obtidos os melhores resultados em termos de eficiência de remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal no reator alimentado com a proporção de 2,5% de lixiviado bruto, alcançando eficiência de remoção de DQO e nitrogênio amoniacal total (NAT) de 57% e 100%, respectivamente. / The use of landfill as a disposal of solid waste has been avoided in some countries, especially in Europe. Nevertheless this technique is still widely used in Brazil. Leachate generated in landfills has great potential as pollutant due to presence of organic matter, humic substances in high concentrations and inorganic matter such as chlorides and ammonia nitrogen. This study aims to broadly assess effects of three levels of mixing of leachate/anaerobic effluent on aerobic process (activated sludge) in bench scale. Treatability tests were performed using proportions of 0% (control), 2.5%, 10% and 20% leachate added to anaerobic effluent under different experimental conditions. Results showed that proportions of 10% and 20% of leached were unfavorable to aerobic system treatment. The higher removal efficiency of organic matter and ammonia nitrogen was obtained in reactor fed with 2.5% of leachate (removal efficiency of COD and total ammonia nitrogen (TAN) were 57% and 100%, respectively).

Neste trabalho estudou-se a influência das substâncias húmicas (SH) extraídas de turfa, com diferentes massas molares, utilizadas para a preparação de águas com cor de 100 uH ± 5 uH, nos ensaios de coagulação, floculação e sedimentação no tratamento de água. Foram realizadas caracterizações das SH por meio das técnicas de ultrafiltração (UF), análise elementar (AE), ultravioleta/visível (UV/Vis), infravermelho (IF), ressonância magnética nuclear de C13 (RMN de C13), ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Essas caracterizações demonstraram que as frações de menor massa molar (30 - 100 kDa e <30 kDa), obtidas por UF, apresentaram uma maior concentração de grupos contendo oxigênio, enquanto que a fração de maior massa molar (>100 kDa) e a contendo todas as massas molares juntas (filtrada apenas em membrana com tamanho de poro de 0,45 &#956m) apresentaram maior concentração de grupamentos aromáticos. Verificou-se também que nas frações de menor massa molar (30 - 100 kDa e <30 kDa) a porcentagem de ácidos fúlvicos é maior do que a de ácidos húmicos. Nas frações de maior massa molar (> 100kDa e filtrada em membrana com tamanho de poro de 0,45 &#956m) ocorreu o contrário. Os ensaios de coagulação, floculação e sedimentação realizados com águas preparadas com as diferentes frações de diferentes massas molares, mostraram que quanto maior a massa molar, maior é a facilidade de coagulação, floculação e sedimentação, o que proporciona maior eficiência na remoção da cor aparente. Os diagramas de coagulação obtidos para o coagulante sulfato de alumínio (Al2(SO4)3 . 14,3 H2O) mostraram que independente da massa molar, a região de pH ótimo de coagulação esteve entre 6 e 7, sendo que a remoção da cor aparente foi crescente com a diminuição da velocidade de sedimentação (Vs= 3,0, 1,5 e 0,5 cm/min). Com a diminuição da massa molar houve um aumento na dosagem de Al2(SO4)3 . 14,3 H2O necessária para se obter curvas de remoção da cor aparente iguais às obtidas com a água preparada com a fração de maior massa molar (> 100 kDa). Os ensaios de coagulação, floculação, sedimentação e filtração demonstraram boa reprodutibilidade em relação aos resultados de remoção de cor aparente obtidos para a confecção dos diagramas de coagulação. Após a filtração foi verificado que os valores da cor aparente não foram detectados pela técnica de medição da cor utilizada, para todas as águas de estudo, com exceção da água preparada com a fração de menor massa molar (<30 kDa). Conclui-se que, quanto menor a massa molar, maior a porcentagem de ácidos fúlvicos presentes e maior a concentração de grupamentos com oxigênio ligado. Assim, será necessária uma maior dosagem de coagulante Al2(SO4)3 . 14,3 H2O para que ocorra uma remoção eficiente da cor. / The present thesis deals with the influence of humic substances (HS) on coagulation, flocculation and sedimentation tests for water treatment. These substances were extracted from peat, had different molecular weight and were used for the preparation of water with 100 ± 5 uH color. Characterizations of HS were performed by the following techniques ultra filtration (UF), elemental analysis (EA), ultraviolet/ visible (UV/Vis), infrared (IF), C13 nuclear magnetic resonance (NMR of C13) and electron paramagnetic resonance (EPR). Such characterizations showed that fractions of smaller molecular weight (30 - 100 kDa and < 30 kDa) obtained by UF presented a higher concentration of groups containing oxygen, while the fraction with the largest molecular weight (>100 kDa) and the one containing all the molecular weight together (filtered only in membrane with pore size of 0,45 &#956m) presented a higher concentration of aromatic groupings. It was also possible to verify that in the fractions with smaller molecular weight (30 - 100 kDa e <30 kDa) the percentage of fulvic acids was higher than the one of humic acids . However the opposite occurred of larger molecular weight (>100 kDa and filtered in membrane with pore size of 0,45 &#956m). The tests of coagulation, flocculation and sedimentation conducted with waters prepared with different fractions of different molecular weight showed that the larger the molecular weight, the easier the coagulation, flocculation and sedimentation, resulting in higher efficiency in the removal of the apparent color. The coagulation diagrams obtained for aluminum sulphate (Al2(SO4)3 .14,3 H2O) showed that independently of the molecular weight, the region with optimum pH for coagulation was between 6 and 7 and the removal of the apparent color increased with the decrease in the sedimentation velocity (Vs= 3,0, 1,5 e 0,5 cm/min). Due to the decrease in the molecular weight there was as increase in the dosage of Al2(SO4)3 .14,3 H2O necessary to obtain curves of the removal of the apparent color similar to the ones obtained with the water prepared with the fraction of the largest molecular weight (> 100 kDa). Tests of coagulation, flocculation, sedimentation and filtration showed good reproducibility in relation to the results of removal of apparent color, obtained for the construction of coagulation diagrams. After filtration it was possible to verify that the values of apparent color were not detected by the technique of color measurement utilized for all the waters studied, except for the water prepared with the fraction of the smallest molecular weight (< 30 kDa). It was possible concluded that the smaller the molecular weight, the higher the percentage of present fulvic acids and the higher the concentration of groupings with bond oxygen. Thus a higher dosage of coagulant Al2(SO4)3 .14,3 H2O will be necessary for an efficient removal of color.

Este trabalho se propôs a avaliar o desempenho de um reator com leito de biomassa aderida de fluxo ascensional em escala plena (159 \'M POT.3\') e com aeração contínua a 7 m acima da base do reator para o tratamento do esgoto sanitário. O leito do reator era formado por carvão ativado granular, carvão antracitoso e areia. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa foram feitos ensaios hidrodinâmicos que consistiram da curva de expansão/fluidificação para as biopartículas do leito do reator em escala plena e do ensaio de estímulo-resposta com o traçador \'NA\'CL\'. Na segunda etapa monitorou-se o comportamento do reator com leito de biomassa aderida operado com setor 1 (sem aeração) e setor 2 (com aeração) sobrepostos e foi utilizada a recirculação para expandir o leito. As curvas de expansão/fluidificação das biopartículas constituintes do leito do reator mostraram que o leito do reator no setor 1 encontrava-se sem expansão e no setor 2 estava expandido, sob as condições de operação determinadas para esse trabalho. Do ensaio com o traçador \'NA\'CL\', obtiverem-se tempo de detenção hidráulica médio (TDHM) de 18,45 h para o ensaio sem recirculação e com compressor desligado; e de 16,90 h para o ensaio com recirculação e compressor ligado. Os TDHM obtidos foram maiores que o TDH teórico (igual a 12 h), provavelmente devido à difusão do traçador no biofilme. A Etapa II foi dividida em duas fases, na fase 1 o TDH teórico médio foi de 12 h e na fase 2 foi de 16 h. Verificou-se baixa retenção de sólidos no sistema, visto que o efluente apresentou, durante a maior parte do período de monitoramento, concentrações de sólidos totais e sólidos suspensos totais superiores as do afluente. A maior eficiência de remoção de DQO de amostra bruta aconteceu na fase 2 e foi de 32% sob taxa de carregamento de 0,86kgDQObruta/\'M POT.3\'.d. Os valores médios de DQO de ) amostras filtradas do efluente foram iguais 119 e 116 mg \'O IND.2\'/L, o que equivale a remoções médias de 54% e 63%, respectivamente para a fase 1 e 2. A maior remoção DBO de amostra filtrada no sistema aconteceu na fase 1 e foi de 91%, com o efluente apresentando concentração de 19 mg \'O IND.2\'/L. Com relação à concentração de NTK, o sistema foi pouco eficiente em sua remoção e apresentou concentrações muito baixa de nitrogênio oxidado (menores que 1 mg \'NO IND.3\'POT.-1\'/L). O grau de amonificação foi de 89%, em média, quando considerou a concentração de NTK em amostra filtrada. Concluiu-se que o sistema não é eficiente na remoção de material orgânico e de nutrientes devido ao arraste de sólidos e material biológico no efluente. / This work aimed to evaluate the performance of a full scale up-flow attached biomass bed reactor (159 \'M POT.3\') and with continuous aeration at 7 m above bottom of the reactor to sanitary sewage treatment. The bed of the reactor was constituted for activated granular carbon, anthracite carbon and sand. The work was divided into two stages. In the first stage, hydrodynamics tests were made which consisted of the expansion/fluidization curve for the bioparticles of the bed of the full scale reactor and of the test of stimulus-response with tracer \'NA\'CL\'. In the second stage, it monitored the performance of the attached biomass bed reactor operated with overlapping sector 1 (without aeration) and sector 2 (with aeration) and it utilized the recirculation to expand the bed. The expansion/fluidization curves of the bioparticles of the bed of the reactor showed that the bed of the reactor in the sector 1 was without expansion and in the sector 2 was expanded, under the operating conditions determined for this work. Of the test with \'NA\'CL\' tracer obtained mean hydraulic detention time (HDTM) of 18,45 h for the test without recirculation and compressor off; and of 16,90 h for the test with recirculation and compressor on. The obtained HDTM were bigger than the theoretical HDT (equal at 12 h), probably due to at the diffusion of trace into biofilm. The stage II was divided into two phases, in the phase 1 mean theoretical HDT was of 12 h, and in the phase 2 was of 16 h. It verified low retention of solids in the system, since the effluent presented, during most of the monitoring period, concentrations of total solids and total suspended solids higher than the influent. The greater efficiency of COD removal of raw sample occurred in phase 2 and was of 32% under loading rate of 0,86kgCODraw/\'M POT.3\'.d. The mean amounts COD of filtered samples in the effluent were equal to 119 and 116mg\'O IND.2\'/L, which is equivalent ) to mean removals of 54% and 63%, respectively for phase 1 and 2. The higher efficiency of removal BOD filtered sample in the system was in phase 1 and was of 91%, with effluent presenting concentration of 19mg \'O IND.2\'/L. With respect to the TKN concentration, the system was little efficient in its removal and presented very low concentration of oxidized nitrogen (lower than 1mg \'NO IND.3\'POT.-1\'). The degree of ammonification was 89%, on average, when considered the TKN concentration in the filtered sample. It concluded that the system is not effective removing organic material and nutrients due to drag of solids and biological material in the effluent.