Aterro sanitário é uma forma de destinação final de resíduos sólidos que gera lixiviado durante e após sua operação. O lixiviado é um líquido de elevada carga orgânica e poder poluidor. A presente pesquisa objetivou estudar a remoção da matéria orgânica presente em lixiviado de aterro sanitário bruto ou pré-tratado por air-stripping por meio de processos oxidativos avançados. Avaliou-se a influência do pré-tratamento na eficiência da remoção de matéria orgânica, a possibilidade do uso do conceito de número médio de oxidação do carbono como indicativo de oxidação e a ocorrência de processos sinérgicos na remoção dos parâmetros DQO, COT e cor proveniente da aplicação combinada de oxidantes. Os tratamentos propostos foram: ozônio apenas, ozônio/peróxido de hidrogênio e peróxido de hidrogênio/radiação ultravioleta. As doses de ozônio variaram entre 0,5 e 6 g/L. As doses de peróxido de hidrogênio variaram entre 0,2 e 7,2 g/L. Os tempos de contato de radiação ultravioleta variaram entre 40 e 200 minutos. O pré-tratamento por air-stripping, que visava à remoção de amônia, reduzia carga orgânica e a cor do lixiviado. A eficiência de remoção da DQO e COT foi baixa para todos os tratamentos propostos, alcançando valor máximo de 44%. As baixas eficiências podem ser decorrentes das interferências causadas por alcalinidade, nitrogênio amoniacal e sólidos fixos. O tratamento baseado em ozônio apenas apresentou as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica. A remoção de cor foi elevada em todos os tratamentos, e os melhores resultados foram no tratamento baseado em ozônio/peróxido de hidrogênio. O pré-tratamento não alterou significativamente a oxidação da matéria orgânica. O conceito de número médio de oxidação do carbono não foi adequado para a indicação do processo oxidativo. A limitação do uso desse conceito está relacionada, provavelmente, à presença de DQO referente a substâncias inorgânicas, compostos nitrogenados e clorados. O efeito sinérgico do uso combinado de oxidantes não é dominante para a remoção da DQO e COT, e é em se tratando da remoção de cor. / Sanitary landfills are a method for solid waste disposal that generates leachate when operating and after their closure. Leachate is a pollutant liquid with a high concentration of organic constituents. The aim of this study was the application of advanced oxidative processes for organic matter removal from raw and pre-treated leachate by air-stripping. This research evaluated the influence of pre-treatment on the organic matter removal efficiency; the possibility of using the concept of mean oxidation number of carbon, as indicative of organic matter oxidation; and the occurrence of synergic processes in the removal of COD, TOC and color, when combined oxidants were used. The proposed treatments were ozone only, ozone/hydrogen peroxide and hydrogen peroxide/ultraviolet radiation. Ozone concentrations varied from 0.5 to 6 g/L. Hydrogen peroxide concentrations varied from 0.2 to 7.2 g/L. Ultraviolet radiation contact time were between 40 and 200 minutes. Air-stripping pre-treatment, which aimed ammonia removal, caused organic and color reduction. The removal efficiency of COD and TOC was low for all treatments, reaching a maximum of 44%. The low efficiencies may result from interference caused by alkalinity, ammonia nitrogen and fixed solids. When ozone only was used, the highest organic matter removal efficiencies were achieved. Color removal was high for all the systems, and the best option for its removal was ozone/hydrogen peroxide system. The pre-treatment did not improve significantly the organic matter oxidation. The concept of mean oxidation number of carbon was not appropriate as indicator of oxidation process. The limitation of this concept is probably related to the presence of the inorganic COD, nitrogen and chlorine compounds. The synergic effect of combined oxidants was only dominant for color removal, which was not observed for COD and TOC removal.

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.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2019-02-25T11:12:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2065992 bytes, checksum: fc539640a5507d3ec970b1c692461946 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-25T11:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2065992 bytes, checksum: fc539640a5507d3ec970b1c692461946 (MD5) Previous issue date: 2018-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Microrganismos Eficientes constituem uma comunidade de indivíduos aeróbios e anaeróbios que desempenham funções benéficas ao meio ambiente e são capazes de se desenvolver em diversos ecossistemas. Neste trabalho, a técnica de Microrganismos Eficientes (EM Technology®) foi aplicada com o objetivo de verificar se esses organismos são capazes de conferir melhorias no tratamento de esgoto urbano. O aparato experimental foi constituído de dois reatores UASB de bancada e somente um foi inoculado com Microrganismos Eficientes. Os reatores operaram durante 90 dias com tempos de detenção hidráulica de 12, 9 e 6 horas e foram avaliadas as eficiências de remoção de matéria orgânica e nutriente, bem como o processo de granulação anaeróbia. A eficiência dos processos foi analisada em termos de remoção de DQO, DBO 5 e nitrogênio amoniacal enquanto que o processo de granulação foi examinado por meio de testes de resistência ao cisalhamento do grânulo e quantificação de EPS (substâncias poliméricas extracelulares). Análises de diversidade microbiana dos domínios Bacteria e Archaea foram realizadas com o intuito de avaliar se o inóculo provocou alterações nas comunidades dos reatores em termos de diversidade de espécies dentro do período operacional proposto. Os resultados apontam que o inóculo de Microrganismos Eficientes não foi capaz de provocar diferença (a 5% de significância) na eficiência de remoção de compostos orgânicos e nutrientes do sistema. Os testes de resistência ao cisalhamento dos grânulos e de quantificação de EPS apontam que a presença dos Microrganismos Eficientes gerou grânulos mais resistentes e com melhores propriedades de agregação. O inóculo de Microrganismos Eficientes apresentou elevada abundância e baixa diversidade de espécies se comparado às amostras de lodo analisadas. As espécies com maior abundância no inóculo não foram capazes de sobreviver dentro do reator no período proposto. A elevada abundância de Archaeas metanogênicas acetoclásticas nos dois reatores, indicou que esses organismos contribuíram para processo de granulação dos reatores e conseguiram completar o seu ciclo de reações, gerando um efluente tratado com baixa carga orgânica. / Effective Microorganisms are a community of aerobic and anaerobic individuous which performed beneficial functions for the environment and are capable of developing in various ecosystems. In this work, the Effective Microorganisms technique (EM Technology®) was applied in order to verify whether these organisms, widely used in agriculture, are capable of enhancing domestic wastewater treatment. Two UASB bench reactors were built and one was inoculated with Effective Microorganisms to evaluate the performance of the inoculum. The UASB reactors were operated at hydraulic retention times of 12, 9 and 6 hours for thirty days each (90 days total) during which treatment efficiency and anaerobic granulation were compared. Treatment efficiency was analyzed in terms of COD, BOD 5 and ammonium removals while granulation was examined by measuring granule shear strength and extracellular polymeric substances (EPS) contents. In order to evaluate the difference in microbial communities caused by the inoculum during the operational period, analyses of microbial richness and abundance of the domains Bacteria and Archaea were performed. Results showed that the inoculum of Effective Microorganisms did not affect (5% significance level) organic matter and nutrient removals. Granules shear strengh tests and EPS contents indicated that inoculation with Effective Microorganisms resulted in more resistent granules, with better agregation properties. The Effective Microorganisms inoculum presented a higher species abundance, but lower diversity when compared to sludge samples analysed. Moreover, the more abundant species in the inoculum were not capable of developing in the reactor during the operational period. The high abundance of acetotrophic metanogen Archaeas in both reactors, considering the total number of reads, indicated that these organisms contributed to the granulation process in the reators and were able to complete their reaction cycle, generating treated wastewater with low organic load.

Em reatores biológicos anaeróbios adequadamente projetados, 'SO IND.4'POT.2-' pode ser reduzido a sulfeto pelas bactérias redutoras de sulfato (BRS), o qual, posteriormente, pode ser oxidado a enxofre elementar, em presença de baixas concentrações de oxigênio dissolvido ('< OU =' 0,1 mg/L). Na presente tese, o processo de biodessulfatação foi estudado em reatores anaeróbios operados em bateladas seqüenciais, com biomassa imobilizada em espuma de poliuretano (PU) e em carvão vegetal (CV), previamente selecionados por testes de adesão microbiana em reatores diferenciais. Posteriormente, avaliou-se o efeito de etanol sobre o desempenho do processo de biodessulfatação. As principais rotas de utilização de substratos orgânicos pelos microrganismos foram identificadas por meio de modelação cinética. A comunidade microbiana foi avaliada por hibridação in situ com fluorescência (FISH). Após o processo de biodessulfatação, avaliou-se o processo de oxidação parcial do sulfeto, em reator aeróbio operado em bateladas seqüenciais, com biomassa imobilizada em PU. Concluiu-se por FISH que as características intrínsecas dos materiais suportes influenciam o equilíbrio microbiano. A relação DQO/['SO IND.4'POT.2-'] igual a 1,3 representou a melhor condição para o processo de biodessulfatação, com PU e com CV como materiais suporte, com eficiência média em redução de sulfato igual a 96%. A adição de etanol melhorou o processo de redução de sulfato. Sulfeto gerado no processo de biodessulfatação foi oxidado parcialmente a enxofre elementar, com eficiência de remoção de 80% no reator aeróbio / In anaerobic biological systems for wastewater treatment well-designed sulphate can be reduced to sulfide by sulphate-reducing bacteria (SRB), and it can be subsequently oxidized to elemental sulphur, under low dissolved oxygen concentration ('< OU =' 0.1 mg/L). The present thesis evaluates the microbial sulphate reduction process in anaerobic sequencing batch biofilm reactors with immobilized biomass in polyurethane foam (PU) and vegetable coal (CV). Such support materials were previously selected by microbial adhesion tests executed in differential reactors. Afterwards, the effect of ethanol addition on the performance of sulphate reduction process was assessed. The main metabolic pathways of organic substrate utilization by microorganisms were identified by kinectic modelation. The microbial community was evaluated by fluorescence in situ hybridization (FISH). The partial sulfide oxidation process was also evaluated in aerobic sequencing batch reactor containing biomass immobilized in PU matrices. It was concluded by FISH that characteristics of the support materials has influence on the microbial equilibrium. The COD/['SO IND.4'POT.2-'] ratio equal to 1.3 provided the best condition for microbial sulphate reduction process in both reactors with mean efficience of 96%. The ethanol addition improved the sulphate reducing process. The sulfide generated was partialy oxidized to elemental sulphur in the aerobic reactor with removal efficience of 80%

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MyrthisVirginiaAlvesDeAlmeidaReinaldo.pdf: 991886 bytes, checksum: b2a23283e6671d15e111f946866efab9 (MD5) Previous issue date: 2006-02-23 / This research was accomplished with the purpose of studying the acting of a process developed for environmental disinfection, contributing for disinfection of wastewaters from anaerobic treatment systems of sanitary sewers. This process used the heterogeneous photocatalysis, that consists of the oxidation of organic pollutants through the generation of radicals hidroxila ( OH), highly oxidizers, which is gotten with the aid of a semiconductor and a UV radiation source. The semiconductor was the titanium dioxide (TiO2) and the source of energy from artificial luminous source (UV lamp) and natural (Sun) of ultraviolet radiation. Two types of reactors were used: a reactor type concentric tubes containing a 15W bactericidal UV lamp inside, treating wastewaters coming of two systems: UASB and Anaerobic Filter of Chicanes, with a flow of recirculation of 72 L.h-1 for 2 hours. In this reactor was made experiments with and without TiO2 in suspension. And a TiO2 impregnated plate reactor, treating wastewater of the anaerobic filter of chicanes, working in four different flow of recirculation: 13,2L.h-1, 25L.h-1, 42L.h-1 and 75L.h-1, for 4 hours of exposed to the sunlight. For both were evaluated the removal efficiencies of the fecal contamination indicative microorganisms - thermotolerants coliforms, and the rate of bacterial inativation through the study of the kinetic constant (k) and analyzed the physical and chemical parameters corresponding to the variation of the temperature, pH, electric conductivity (CE), total alkalinity and to bicarbonate, total nitrogen Kjeldahl (TNK), ammonia (NH3), total phosphor and orthophosphate, solids and your fractions, volatile greasiest acids (AGV) and removal of the organic matter (QDO). The kinetics study of the bacterial inativation (k) it revealed the best acting, in the concentric tubes reactor, for the experiment with photocatalysis using the anaerobic filter of chicanes wastewater. Already in the impregnated plate reactor, the best acting was observed in the 25L.h-1 flow, with 100% thermotolerants coliforms removed. The experiment with impregnated plate reactor it was shown efficient in the removal of the nitrogen compounds TNK and Ammonia. The smallest removal efficiency of thermotolerants coliforms of the UASB wastewater, in the concentric tubes reactor, was due to the high concentration of solids in suspension of the secondary wastewater, what block the uniformity of the UV radiation penetration. High evaporation rates, frequent in the experiments with the impregnated plate reactor, they caused increase in the final concentration of some parameters. The process of the heterogeneous photocatalysis is an efficient alternative method for the disinfection of tertiary wastewater with low concentration of solids in suspension. / Esta pesquisa foi realizada com a finalidade de estudar o desempenho de um processo desenvolvido para descontaminação ambiental, contribuindo para a desinfecção de efluentes de sistemas de tratamento anaeróbio de esgotos sanitários. Este processo foi o da fotocatálise heterogênea, que consiste na oxidação de contaminantes orgânicos através da geração de radicais hidroxila ( OH), altamente oxidantes, e que é conseguido com o auxílio de um fotocatalisador, no caso um semicondutor, e uma fonte de radiação UV. O semicondutor utilizado foi o dióxido de titânio (TiO2) e a fonte de energia luminosa proveniente de fonte artificial (lâmpada UV) e natural (Sol) de radiação ultravioleta. Foram utilizados dois tipos de reatores: um reator do tipo tubos concêntricos contendo uma lâmpada UV germicida 15W em seu interior, tratando efluentes provenientes de dois sistemas: UASB e filtro anaeróbio de chicanas, com uma vazão de recirculação de 72 L.h-1 durante 2 horas, com os quais foram feitos experimentos com e sem a utilização do TiO2 em suspensão; e um reator de placa impregnada com TiO2, tratando efluente do filtro anaeróbio de chicanas, trabalhando em quatro diferentes vazões de recirculação: 13,2 L.h-1, 25 L.h-1, 42 L.h-1 e 75 L.h-1, durante 4 horas de exposição à luz solar. Para ambos os reatores foram avaliadas as eficiências de remoção dos microrganismos indicadores de contaminação fecal os coliformes termotolerantes, como também a taxa de inativação bacteriana através do estudo da constante cinética (k) e analisados os parâmetros físico e químicos correspondentes à variação da temperatura, pH, condutividade elétrica (CE), alcalinidade total e a bicarbonato, nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (NH3), fósforo total e ortofosfato, sólidos e suas frações, ácidos graxos voláteis (AGV) e remoção de matéria orgânica (DQO). O estudo da constante cinética de inativação bacteriana (k) revelou o melhor desempenho, no reator de tubos concêntricos, para o experimento com fotocatálise utilizando o efluente do filtro anaeróbio de chicanas. Já no reator de placa impregnada, o melhor desempenho foi observado na vazão de 25L.h-1, com 100% dos coliformes termotolerantes removidos. O experimento com o reator de placa impregnada mostrou-se eficiente na remoção dos compostos nitrogenados NTK e N-amoniacal. A menor eficiência de remoção de coliformes termotolerantes do efluente do reator UASB, no reator de tubos concêntricos, deveu-se à alta concentração de sólidos em suspensão do efluente secundário, o que impede a uniformidade da penetração da radiação UV. Elevadas taxas de evaporação, freqüentes nos experimentos com o reator de placa impregnada, provocaram aumento na concentração final de alguns parâmetros. O processo da fotocatálise heterogênea é um método alternativo eficiente para a desinfecção de efluentes terciários com baixa concentração de sólidos em suspensão.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MayaraPatriciaMedeirosDoNascimento.pdf: 431785 bytes, checksum: d010eafb17d1c165298fc54f7aef3ad1 (MD5) Previous issue date: 2006-05-31 / The culture of the caupi-bean is a source of human feeding, it is used as a green manuring and forage plant and represents an important alternative for the socioeconomic growth of the North s and Northeast s Regions of Brazil , considering that it adapts itself to the conditions of drought of the Northeast and the high humidity of the North of the country. The use of residual treated waters, besides being a solution economically viable, it is also environmentally maintainable, because it is an effective form of control of the hydric pollution and an alternative to reduce the waste of fresh water in the irrigation process, taking into consideration that, in the world, 70% of the water from the rivers, lakes and aqüíferos is destined to this practice. The objective of the work was to evaluate the use of residual treated waters in the production of caupi-bean (Vigna unguiculata (L.) Walp.) and the comparative study with the organic fertilizers. The experiment was accomplished in the facilities of the Agricultural School Assis Chateaubriand/UEPB, municipal district of Lagoa Seca - PB, middle region of the Paraiban Rural and microregion of Campina Grande-PB. The experimental delineament was made, by chance, in blocks, with three ones, each one with 7 treatments and 5 experimental unities and each unity containing three plants. Each experimental unity was formed by a plastic sack, filled out with 10kg of soil. The used treatments were: Treatment (T1): Absolute Testimony (natural soil);(T2): treated drainage originated from a reactor UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket);(T3): Treated drainage originated from Pond of Polishment;(T4): treated drainage originated from the reactor Chicanas;(T5): Manuring with vegetable remains; (T6): Manuring with composition of the manure; (T7): Manuring with composition of the sewer mud. The results were submitted to the Analysis of variance to diagnose meaningful effects and to the contrast of averages to the assessment of meaningful differences among the treatments. The organic treatments besides being the most productive also had superior indexes in relation to the number of grains and number of green beans. The organic treatments also were indicated as superiors in the production of dry matter, peels, leaves and stem. The values of nitrogen analyzed in the different parts of the caupi- bean, were, in general, also larger in the treatments T5,T6 and T7. The largest tenors of phosphorus in the grains corresponded to those treatments of sanitary nature. There was an increment of the electric conductivity of the extract of saturation of the soil for the treatments of sanitary nature and no increase in the potassium concentrations was proven, calcium and magnesium in the soil, as for the treatments of sanitary nature as for the organic ones after the crop of the plantation. The tenors of phosphorus in the soil were high but with an outstanding supremacy in the treatments which received vegetable rests, compound of bovine manure and sewer s mud. In general, the treatments elevated the saline concentration of the treatments, but not in levels which may commit the caupi-bean s performance. / A cultura do feijão-caupi é fonte de alimentação humana, é utilizado como adubação verde e planta forrageira e representa uma importante alternativa para o crescimento sócio-econômico das Regiões Norte e Nordeste do Brasil, visto que se adapta às condições de seca do Nordeste e a alta umidade relativa do ar do Norte do país. O uso de águas residuárias tratadas, além de ser uma solução economicamente viável, é também ambientalmente sustentável, pois se trata de uma forma efetiva de controle da poluição hídrica e uma alternativa para diminuir o desperdício de água doce no processo de irrigação, visto que, no mundo 70% da água dos rios, lagos e aqüíferos destina-se a esta prática. O objetivo do trabalho foi avaliar o uso de águas residuárias tratadas na produção de feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) e o estudo comparativo com os fertilizantes orgânicos. O experimento foi realizado nas instalações da Escola Agrícola Assis Chateaubriand/UEPB, município de Lagoa Seca-PB, mesorregião do Agreste Paraibano e microrregião de Campina Grande-PB. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com três blocos, cada qual com 7 tratamentos e cinco unidades experimentais, cada uma com três plantas. Cada unidade experimental era formada por um saco plástico, preenchido com 10 kg de solo. Os tratamentos utilizados foram: Tratamento (T1): Testemunha Absoluta (solo natural); (T2): Esgoto tratado advindo de reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket); (T3): Esgoto tratado advindo de Lagoa de Polimento; (T4): Esgoto tratado advindo de reator de Chicanas; (T5): Adubação com restos vegetais; (T6): Adubação com composto do esterco; (T7): Adubação com composto do lodo de esgoto. Os resultados foram submetidos a análise de variância para diagnóstico de efeitos significativos e ao contraste de médias para avaliação de diferenças significativas entre os tratamentos. Os tratamentos orgânicos além de terem sido os mais produtivos também tiveram índices superiores em relação ao número de grãos e número de vagens. Os tratamentos orgânicos também se mostraram superiores na produção de matéria seca, das cascas, folhas e caule. Os valores de nitrogênio analisado nas diferentes partes do feijão-caupi, em geral foram também maiores nos tratamentos T5, T6 e T7. Os maiores teores de fósforo nos grãos, correspondeu àqueles tratamentos de natureza sanitária. Houve um acréscimo da condutividade elétrica do extrato de saturação do solo para os tratamentos de natureza sanitária. E não foi comprovado aumento nas concentrações de potássio, cálcio e magnésio no solo, tanto para os tratamentos de natureza sanitária quanto para os orgânicos após a colheita da plantação. Os teores de fósforo no solo foram elevados, mas com marcante supremacia nos tratamentos que receberam restos vegetais, composto de esterco bovino e lodo de esgoto. Os tratamentos, em geral, elevaram a concentração salina dos tratamentos, mas não em níveis que comprometem o desempenho do feijão-caupi.

A irrigação de áreas agrícolas com efluentes de esgoto tratado (EET) é interessante e atrativa, quando realizada de forma controlada, pois além de possibilitar a liberação de recursos hídricos de melhor qualidade para outras atividades humanas, serve como uma forma de polimento dos efluentes provenientes do tratamento de esgoto por meio do filtro biológico constituído pelo sistema solo-planta. Entretanto, o reuso agrícola de efluentes é recente no Brasil e são poucos os estudos relacionados aos possíveis impactos dessa prática na qualidade dos solos tropicais. O presente estudo foi elaborado com o objetivo de avaliar o efeito de lâminas excedentes de irrigação de pastagem com capim Tifton, com efluente de esgoto tratado por 18 meses, na atividade microbiana, densidade de grupos funcionais, no potencial metabólico dos microrganismos e na estrutura da comunidade de bactérias oxidantes de amônio do solo. O experimento foi conduzido numa área de pastagem com capim-Bermuda Tifton 85 (Cynodon dactylon Pers. X C. niemfuensis Vanderyst) no município de Lins (SP), ao lado da estação de tratamento de esgoto operada pela Sabesp. Os tratamentos foram definidos a partir da lâmina de irrigação considerada adequada para a demanda hídrica da cultura (controle) e mais três lâminas com excesso de irrigação, sendo elas: 0% de excesso (controle), 25%, 50% e 100% de excesso de irrigação com efluente. Para avaliação do efeito do efluente sobre os atributos químicos e microbiológicos do solo, também foi avaliada uma área de pastagem de capim Tifton 85, localizada próxima à área experimental e não irrigada com efluente. A aplicação de lâminas excedentes de efluente de esgoto tratado durante um ano e meio promoveu alterações nas propriedades químicas e microbiológicas do solo. Quando as lâminas de irrigação foram avaliadas em conjunto com o efeito promovido pela precipitação, constatou-se redução da acidez ativa, dos teores de magnésio e potássio trocáveis e, aumento nos teores de cálcio e sódio trocáveis do solo. A colonização radicular do capim Tifton 85 por fungos micorrízicos arbusculares não foi afetada pela irrigação com lâminas excedentes de efluente de esgoto tratado, pelo período de 18 meses. A análise de curva de resposta principal possibilitou constatar que dos grupos funcionais de microrganismos avaliados, os amonificantes e os desnitrificantes foram os mais influenciados pelo excesso de irrigação com efluente e, a lâmina com 25% de excesso foi a que promoveu a menor variação nos grupos funcionais de microrganismos, em relação à lâmina controle. O potencial metabólico dos microrganismos foi estimulado pela irrigação com efluente, sendo que a lâminas excedente em até 100% não modificou significativamente o potencial metabólico da comunidade microbiana em relação à lâmina controle. As áreas irrigadas com efluente de esgoto tratado apresentam dominância de bactérias oxidantes de amônio do gênero Nitrosospira sp. / Crop irrigation with treated sewage effluent (STE) is an interesting and attractive practice, when applied in a controlled manner, as well as it makes possible the release of water of better quality for other human activities and serves as a way to polish the STE through the \"biological filter\" comprising the soil-plant system. However, wastewater irrigation is a recent practice in Brazil and little is known about its effects on the quality of tropical soils. The aim of this work was to evaluate the effects of surplus irrigation with STE of a pasture area cultivated with BermudagrassTifton 85 for 18 months, on the microbial activity, functional groups of microorganisms, on the community-level physiological profile and on the community structure of ammonia oxidizing bacteria. The experiment was carried out at the municipal district of Lins, São Paulo State, close to the sewage treatment plant (STP), operated by Sabesp (Companhia de saneamento básico do Estado de São Paulo), cultivated with bermuda grass Tifton 85 (Cynodon dactylon Pers. X C. niemfuensis Vanderyst). The treatments were based on the amount of irrigation required for the adequate water amount necessity for this pasture grass, and other 3 surplus irrigation treatments, as follow: 0% of excess (control), 25%, 50% and 100% of excess of STE irrigation. Surplus STE pasture irrigation for 18 months changed soil chemical and microbiological parameters. The evaluation of surplus STE irrigation and also the precipitation effects decreased the soil pH and exchangeable magnesium and potassium, while it increased the exchangeable calcium and sodium. The root colonization of Bermudagrass by arbucular mycorrhizal fungi was not affected by surplus STE irrigation, after 18 months. The principal response curve analysis demonstrated that the functional groups of microorganisms: ammonifiers and denitrifiers, were the most affected by surplus STE irrigation. The treatment with 25% of surplus irrigation caused only minor variation on the functional groups of microorganisms, compared to the control irrigation. The soil microorganisms metabolic potential, evaluated by the kinetic of carbon substrates consumption, using Biolog Ecoplates, was stimulated by STE irrigation. Even 100% surplus STE irrigation did not cause a significant modification of the the microbial communities metabolic potential, when compared to the control STE irrigation. STE irrigated pasture areas presented dominance of the genus Nitrosospira, among ammonium oxidizing bacteria.

Os efluentes de esgoto tratado quando dispostos nos cursos d’água têm ocasionado sérios impactos ambientais pelo aporte de matéria orgânica e nutrientes, principalmente N e P. Por outro lado, diversos países têm feito a disposição dos efluentes tratados no solo, mediante a irrigação de plantas, com triplo propósito: tratamento complementar, fonte d’água e de nutrientes ao sistema solo-planta. Então, instalaram-se dois experimentos em condições controladas, na USP/ESALQ, em Piracicaba (SP), com amostras de terra de um Latossolo Vermelho distrófico e efluente secundário de esgoto tratado (ESET), ambos oriundos de Lins (SP). O objetivo principal do presente trabalho foi avaliar o potencial de uso e o impacto da utilização deste resíduo como fonte de N e água. No primeiro experimento, empregou-se o delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos, quatro repetições e onze períodos de incubação das amostras de terra (de 0 a 10 semanas). Foram aplicados semanalmente 0, 100, 150 e 200 mL de efluente (contendo 49 mg L-1 de N-total, predominantemente na forma de N-NH4+) por kg de solo. O efluente foi aplicado nas amostras de solo simulando-se uma irrigação por superfície. Sete dias após a última adição de efluente, as unidades experimentais foram sucessivamente desmontadas e determinaram-se os teores de N-mineral mediante extração com solução KCl 2 mol L-1 e leitura por espectrometria de absorção molecular. Os teores de N-NO3-, bem como de N-mineral total aumentaram com o aumento da taxa de aplicação do ESET. Em média, 36% do N-efluente não foi recuperado, tendo certamente, sido perdido por volatilização e/ou denitrificação. O segundo experimento, consistiu na adição de ESET nos vasos cultivados com de milho, em casa-de-vegetação. O delineamento experimental empregado foi o de blocos completos casualizados, com cinco repetições e cinco tratamentos a saber: (i) irrigação com água e adubação mineral completa, exceto N; (ii) irrigação com água e adubação mineral completa; (iii) somente irrigação com efluente, sem nenhuma adição de fertilizante mineral; (iv) irrigação com efluente e adubação mineral completa, exceto N; (v) irrigação com efluente e adubação mineral completa. As plantas receberam efluente de acordo com a necessidade de irrigação, por 58 dias após a emergência. Decorrido este período, as plantas foram colhidas, avaliaram-se a quantidade de matéria seca, o conteúdo de nutrientes e de elementos tóxicos. Os mesmos elementos/nutrientes foram determinados nas amostras de solo e ainda, pH e CE. O efluente mostrou-se eficiente em substituir totalmente a água de irrigação, porém parcialmente a fertilização nitrogenada e não nutriu adequadamente as plantas na ausência total de fertilizantes minerais. Por outro lado, o ESET de Lins mostrou-se pobre em metais pesados, constituindo-se em um fator positivo para sua utilização na agricultura. Também, as unidades experimentais irrigadas com ESET tiveram menor acidificação. Todavia, tanto o teor de Na nas amostras de terra quanto o conteúdo deste nutriente pelas plantas foram influenciados pelo ESET. Os altos teores de Na no efluente de Lins poderiam, pelo menos em parte, ser explicados pelo fato da água consumida no município de Lins ser originalmente rica em Na. / Normally, sewage effluents are treated in the sewage plants, and they are discharged into rivers. This practice has contributed to environmental impact because of the input of organic matter and nutrients, mainly N and P. On the other hand, several countries have been using this wastewater for crop irrigation with three purposes: complementary treatment, water and nutrients sources to the soil-plant system. Two experiments were carried out at USP/ESALQ, under controlled conditions, in Piracicaba – SP (Brazil) with samples of Red Latosol and secondary-treated sewage effluent (STSE) from Lins (SP), with the aim at evaluating the potential and the impact of this wastewater as nitrogen and water sources. In the first experiment, it was used a randomized complete design with four treatments and four replications, and eleven periods of soil samples incubation (0 to 10 weeks). The rates of effluent application were 0, 100, 150 and 200 mL of STSE (49 mg L-1 of N-total, predominantly N-NH4+) per week per kg of soil. It was similar to a surface irrigation. Seven days after the last effluent application, the samples were collected to analyze the total mineral nitrogen though extraction with KCl 2 mol L-1 and it was measured by molecular absorption spectrometry. It was observed that the mineral N concentration increased with application rate of STSE, mainly N-NO3-. About 36% of N-effluent probably were lost through denitrification or volatilization. The second experiment was carried out to observe corn plants irrigated with STSE in pots, in the greenhouse. The experimental design was randomized blocks with five replications, and five treatments. The treatments were: (i) irrigation with water plus mineral fertilization, but N; (ii) irrigation with water plus the whole fertilization; (iii) irrigation with STSE alone; (iv) irrigation with STSE plus mineral fertilization, but N; (v) irrigation with STSE plus the whole fertilization. The experimental period was 58 days after corn plant emergency. Then, the plants were harvested, and the nutrient concentrations as well as toxic elements, in soil sample and plants were analyzed. It was determined the pH and EC in each soil sample. Lins’ effluent was poor in heavy metals and these elements were not problematic in the soil-plant system. This effluent substituted completely the irrigation water except for the mineral fertilizer, although it affected the uptake of nutrients. It was observed smaller soil acidification of the treatments that received effluent. There were not differences between the whole fertilization plus irrigation with water or STSE, due to the same production of dry matter by corn plants. The major problem of Lins’ STSE was the high Na concentration, and the content this of element was greatly increased by plants and the Na accumulated in the soil samples. This high concentration of Na in the Lins’ effluent could be, in part, due to the fact that the water consumed by the Lins’ population is naturally rich in this element.

O uso de efluentes de estação de tratamento de esgoto (EETE) para a irrigação de culturas agrícolas é uma forma adequada de reciclagem de nutrientes e da água utilizada pelas populações urbanas, portanto, importante para o uso sustentável de recursos. Embora seja uma prática bastante antiga no mundo, no Brasil é ainda insipiente, pois as pesquisas relacionadas ao tema iniciaram-se por volta do ano 2000. Apesar de alguns resultados serem positivos do ponto de vista de sua utilização, ainda existem algumas dúvidas relacionadas ao (i) balanço de nutrientes para o manejo de fertilizantes com vistas à nutrição vegetal e à segurança ambiental, (ii) ao acumulo de sódio no solo em condições normais de irrigação e precipitação pluvial e possível amenização desse efeito e (iii) ao risco de acúmulo de nitrogênio no lençol freático. Com o propósito de responder a esses questionamentos, tratamentos com fosfogesso foram estabelecidos em cultura de cana de açúcar previamente irrigada com EETE onde foram avaliados: (i) nutrição das plantas; (ii) aporte e exportação de nutrientes; (iii) qualidade do solo principalmente no tocante ao sódio e propriedades relacionadas; (iv) fluxo de solução e nitrogênio através do solo. Após dois anos da aplicação de gesso e cinco anos consecutivos de irrigação com EETE as propriedades químicas do solo, especialmente aquelas relacionadas com a acidez do solo e cátions básicos, foram afetadas pela irrigação, mantendo o solo em condições adequadas para o desenvolvimento das plantas sem a necessidade de calagem. Os efeitos da aplicação de gesso sobre os teores de Ca, S e Na no solo foram mais pronunciados em curto prazo, sendo que não afetaram as propriedades físicas do solo após dois anos da aplicação. Entretanto, a alta concentração de Na+ e seus efeitos sobre propriedades físicas do solo revelaram-se naturalmente reversíveis em solo bem drenados com uma estação chuvosa. Nitrogênio, P, Ca e Mg tiveram concentrações adequadas no solo e na planta, principalmente nos tratamentos irrigados, sendo o EETE uma importante fonte desses nutrientes devendo estes serem considerados no manejo da fertilização. Embora o K e o S sejam fornecidos pela irrigação com EETE em quantidades suficientes para atender a demanda da cultura, a irrigação não melhorou a nutrição em relação a estes nutrientes mesmo em situações onde foi observada deficiência. A nutrição com Fe, Zn e Mn não foi relacionada ao fornecimento desses micronutrientes pelo EETE, mas sim ao aumento do pH do solo. O manejo da irrigação e fertilização foi critico em relação ao nitrogênio cujo aporte foi dessincronizado com a absorção pela cultura e lixiviado quando aplicado em excesso. Sendo que os modelos para a predição de sua lixiviação devem considerar N aportado, drenagem e precipitação. A propagação do erro das medidas do potencial da água no solo representou até 70% da variância do fluxo de nitrogênio através do solo. / Utilization of treated sewage effluent (TSE) to crop irrigation is a form of recycling the nutrients and the water used by urban populations, therefore, important for the sustainable use of resources. Although it is a very ancient practice in the world, is incipient in Brazil, where research on the topic began around the year 2000. Despite of some positive results from its use, there are still some questions related to (i) balance of nutrients for fertilizer management aiming plant nutrition and environment safety, (ii) accumulation of sodium in the soil under normal irrigation and rainfall conditions and possible mitigation of this effect and (iii) the risk of accumulation of nitrogen in groundwater. To answer these questions, gypsum treatments were established in sugarcane crop previously irrigated with TSE, where were evaluated: (i) plant nutrition, (ii) supply and removal of nutrients, (iii) soil quality mainly regarding to sodium related properties and (iv) flow of solution and Nitrogen through the soil. After two years of application of gypsum and five consecutive years of irrigation with TSE the soil chemical properties, especially those related to soil acidity and basic cations were affected by irrigation, keeping the soil in conditions suitable for the plants development without the need for liming. The effects of gypsum on Ca, S and Na in the soil were more pronounced in the short term evaluation, and did not affect the physical properties of soil after two years of application. However, the high concentration of Na+ and its effect on physical properties of the soil proved to be naturally reversible in well-drained soil with a rainy season. Nitrogen, P, Ca and Mg had adequate concentrations in soil and plant, mainly in the irrigated treatments, being the TSE an important source of these nutrients and those should be considered in the management of fertilization. Although the K and S are provided by irrigation with EETE in sufficient quantities to meet the crop demand, the irrigation did not improve the plant nutrition related to these nutrients even in situations where it was observed deficiencies of these nutrients in the leaves. The rapid movement of these nutrients in the soil or interaction with other ions is the possible causes of the lack of effect. Nutrition with Fe, Zn and Mn was not related to the input of these micronutrients by EETE, but was related to the increase in soil pH that is associated with decreased availability of these nutrients. The management of irrigation and fertilization was critical in relation with the nitrogen whose contribution was unsynchronized with the sugarcane uptake and it was leached when applied in excess. The models for the prediction of N leaching should consider accumulated input of N, drainage and precipitation. The propagation of the error from the measurements of the matric potential of the water in the soil represented up to 70% of the variance of the nitrogen flux through the soil.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana _texto.pdf: 800631 bytes, checksum: b27aaef98c8e02abbfff5b7af80d3c8f (MD5) Previous issue date: 2011-02-15 / The growth of the poultry sector, both to supply the internal market and for export, has moved the Brazilian agribusiness. The productive chain of the broiler generates a considerable variety and quantity of waste with the most distinct characteristics. In the case of hatchery waste, has been a considerable volume of material produced, with high pollution potential. Considering the problems this project aimed to study the feasibility of use of hatchery waste by anaerobic co-digestion. To test the co-digestion was used a battery of 20 digesters made with PVC pipes, with a capacity of about 60L each, simulating a horizontal tubular digester. The wastes were disposed of by Cooperativa Agroindustrial Consolata - Copacol and are from the units of Cafelândia - PR (Slaughter of poultry), Nova Aurora - PR (Poultry Hatchery) and Formosa - PR (Unit Production of Piglets - UPL). Five mixtures were evaluated, as follows: Treatment 1: Residue hatchery drained + Waste water tank agribusiness. Treatment 2: Residue hatchery drained + water from the first anaerobic pond agribusiness. Treatment 3: Residue hatchery fresh + water the first anaerobic pond of the hatchery. Treatment 4: Residue hatchery fresh + swine wastewater. Treatment 5 (Mixed): Residue hatchery fresh + water the first anaerobic pond of the hatchery + swine wastewater. Each composed a mixture treatment, which was repeated four times. All blends were processed in the blender. The different mixtures were calculated to obtain a substrate with 4% total solids early in the process - batch phase, and 2% total solids for solid phase. Besides the materials evaluated, all treatments received a percentage of 15% of inoculum (cattle waste) during batch and adaptation phase of the system in continuous feeding. First test was performed in batch, making it possible to define the point of burning the biogas in the different treatments, and the curve of gas production, thus setting the hydraulic retention time (TRH) substrate in the digesters. For the continuous phase digesters were unloaded at the end of the batch phase where the effluent was screened. After, the liquid fraction was again prepared in the digesters. From this phase, began one where supplies still over a month the digesters beyond their daily load also received a percentage of inoculum for there was an adaptation of the system. Analyses were performed to characterize the influent and effluent of the digesters in the batch phase, the waste separately, in the influent and effluent of the continuous phase as well in residue retained in the digester after stage continuous water supply. Specific methodologies were used for analysis, such as: ST, SV, total organic carbon, nitrogen (TKN), minerals, pH, conductivity, COD, and the average potential of biogas production and methane content of methane and carbon dioxide carbon in it. T4 showed the best performance in biogas production. Higher percentages of CH4 in the batch phase were presented by the T2. For the continuous phase, the highest percentages were presented by the T2, T4 and T5. The largest reduction in COD values was observed in plants containing wastewater from the anaerobic pond the fridge - T2. The concentration of minerals in the effluent of the digesters, all treatments, added to biofertilizer agronomic value. / O crescimento do setor avícola, tanto para atendimento ao mercado interno como para exportação, tem movimentado o agronegócio brasileiro. A cadeia produtiva do frango de corte gera uma variedade e quantidade considerável de resíduos com as mais distintas características. No caso dos resíduos de incubatório, tem-se um volume considerável de material produzido, com grande potencial poluidor. Considerando a problemática este projeto teve por objetivo o estudo da viabilidade de aproveitamento dos resíduos de incubatório por meio da co-digestão anaeróbia. Para o ensaio de co-digestão foi utilizada uma bateria de 20 biodigestores, confeccionados com tubos de PVC, com capacidade para aproximadamente 60L cada, simulando um biodigestor tubular horizontal. Os resíduos foram cedidos pela Cooperativa Agroindustrial Consolata Copacol e são provenientes das unidades de Cafelândia PR (Abate de aves), Nova Aurora PR (Incubatório de Aves) e Formosa PR (Unidade Produtora de Leitões UPL). Cinco misturas foram avaliadas, sendo elas: Tratamento 1: Resíduo de incubatório drenado + água do tanque de equalização da agroindústria. Tratamento 2: Resíduo de incubatório drenado + água da primeira lagoa anaeróbia da agroindústria. Tratamento 3: Resíduo de incubatório fresco + água da primeira lagoa anaeróbia do incubatório. Tratamento 4: Resíduo de incubatório fresco + água residuária da suinocultura. Tratamento 5 (Misto): Resíduos de incubatório fresco + água da primeira lagoa anaeróbia do incubatório + água residuária da suinocultura. Cada mistura compôs um tratamento, o qual foi repetido quatro vezes. Todas as misturas foram processadas em liquidificador. As diferentes misturas foram calculadas de maneira a obter um substrato com 4% de sólidos totais no início do processo - fase batelada, e com 2% de sólidos totais para fase contínua. Além dos materiais avaliados, todos os tratamentos receberam uma porcentagem de 15% de inóculo (resíduo de gado de corte) na fase batelada e fase de adaptação do sistema na alimentação contínua. Primeiramente foi realizado o ensaio em batelada, o que possibilitou definir o ponto de queima do biogás nos diferentes tratamentos, bem como a curva de produção de gás, definindo assim, o tempo de retenção hidráulica (TRH) do substrato nos biodigestores. Para a fase contínua os biodigestores foram descarregados no final da fase batelada onde o efluente foi peneirado. Após a fração líquida foi novamente disposta nos biodigestores. A partir desta fase iniciouse o abastecimento continuo onde durante um mês os biodigestores além de sua carga diária também receberam uma porcentagem de inóculo para que houvesse uma adaptação do sistema. As análises de caracterização foram realizadas no afluente e efluente dos biodigestores na fase batelada, nos resíduos separadamente, no afluente e efluente da fase contínua como também no resíduo retido no biodigestor após fase de abastecimento contínuo. Foram utilizadas metodologias específicas para as análises, tais como: ST, SV, carbono orgânico total, nitrogênio (NTK), minerais, pH, condutividade elétrica, DQO, bem como o potencial médio de produção de biogás e metano, porcentagem de metano e dióxido de carbono no mesmo. T4 apresentou os melhores desempenhos em produção de biogás. Maiores porcentagens de CH4 na fase batelada foram apresentadas pelo tratamento T2. Para fase contínua as maiores porcentagens foram apresentadas pelos tratamentos T2, T4 e T5. A maior redução nos valores de DQO foi observada no tratamento contendo água residuária da lagoa anaeróbia do frigorifico - T2. A concentração de minerais no efluente dos biodigestores, para todos os tratamentos, agregou ao biofertilizante valor agronômico.