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

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

A disseminação das infecções associadas aos cuidados da saúde é complexa e multifatorial. Neste sentido, a abordagem da participação do ambiente na disseminação de bactérias, avaliando-se os efluentes líquidos, visa contribuir para melhor compreensão e definição das recomendações e políticas de controle dentro dos estabelecimentos de saúde. O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença de bactérias E. coli, Pseudomonas sp., Klebsiella sp. e Staphylococcus sp. na água proveniente do Sistema de Abastecimento de Água (SAA) que chega aos hospitais localizados em um município da região do Vale dos Sinos e nos seus respectivos efluentes líquidos bem como a pesquisa dos genes blaSHV, blaTEM e blaCTX-M nos isolados encontrados no efluente. Os isolados foram triados por testes bioquímicos convencionais e posteriormente tiveram sua identificação confirmatória pela metodologia Maldi – TOF. A detecção dos genes blaSHV, blaTEM e blaCTX-M foi realizada nos isolados de E. coli, Pseudomonas sp. e Klebsiella sp. Obtiveram-se, nos efluentes pesquisados, 100 isolados. Destes isolados, 20/100 (20%) foram do gênero Klebsiella sp., 09/100 (9%) do gênero Staphylococcus sp., 05/100 (5%) do gênero Pseudomonas sp. e 09/100 (9%) foram E. coli. Evidenciou-se perfil de multirresistência em 70% dos isolados de E. coli, 41,66% dos isolados de K. variicola, 66,66% dos isolados de K. pneumoniae e 75% dos isolados de Pseudomonas sp. De 30 isolados avaliados para genes de resistência, quatro (04/30) apresentaram o gene blaSHV, três (03/30) apresentaram os genes blaSHV e blaTEM, seis (06/30) apresentaram o gene blaCTX-M e um isolado (01/30) apresentou os genes blaSHV e blaCTX-M. Na água do SAA foi encontrado um isolado do gênero Staphylococcus sp. sensível a todos os antimicrobianos testados. Nos efluentes dos pontos avaliados ocorreu a presença das bactérias potencialmente patogênicas e dos genes de resistência pesquisados. Portanto, este corpo d’água pode estar atuando na disseminação de fatores de resistência. / The spread of infections associated with health care is complex and multifactorial. In this sense, to approach the role of the environment in the bacterial dissemination, evaluating liquid effluents, aims to contribute to a better understanding and definition of recommendations and control policies within health facilities. The aims of this study was to evaluate the presence of E. coli, Pseudomonas sp., Klebsiella sp. and Staphylococcus sp. in the water samples from the Water Distribution System (WDS) that enter the hospitals located in a municipality in the Sinos Valley region and in their respective liquid effluents, as well as the blaSHV, blaTEM and blaCTX-M resistance genes in the effluent isolates. The isolates were screened by conventional biochemical tests and later confirmed by the Maldi - TOF methodology. Detection of the blaSHV, blaTEM and blaCTX-M genes was performed in E. coli, Pseudomonas sp. and Klebsiella sp. A hundred isolates were obtained at the effluents samples surveyed. Of these isolates, 20% were Klebsiella sp., 9% were Staphylococcus sp., 5% were Pseudomonas sp. and 9% were E. coli. A multidrug resistance profile was found in 70% of the E. coli isolates, 41.66% of the K. variicola isolates, 66.66% of the K. pneumoniae isolates and 75% of the Pseudomonas sp. isolates. In the 30 isolates evaluated for the resistance genes, four had the blaSHV gene, three had the blaSHV and blaTEM genes, six had the blaCTX-M gene and one isolate presented the blaSHV and blaCTX-M genes. In the WDS water, a Staphylococcus sp. was found and it was sensitive to all tested antimicrobials. At the effluent from the evaluated points, the presence of potencial patogenic bacteria and the resistance genes studied were observed. Therefore, it might be taking part in the dissemination of resistant factors in this environment.

Orientador: José Renato Zanini / Coorientador: Antônio Carlos Barreto / Banca: José Eduardo Pitelli Turco / Banca: Olegário Pinheiro de Souza / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver um protótipo de filtro para irrigação com crepina artesanal, submetido a regime de água residuária de suinocultura avaliando o desempenho hidráulico juntamente com a eficiência de filtragem, utilizando resíduos agrícolas (Maravalha, Casca de arroz, Crepina (sem elemento filtrante), Silagem de milho e Feno de Tifton (Cynodon spp.)) como elemento filtrante. A água residuária utilizada na experimentação foi coletada após a utilização do biodigestor. A hidrometria utilizando placa de orifício foi através do diferencial de pressão acusado na coluna de mercúrio tipo "U". O processo de construção do protótipo de filtro foi a partir de meio metro tubo PVC azul, com diâmetro interno de 94,4 mm. Em uma das extremidades, foi inserido na parte interna, um cap PVC roscável de 1 polegada, com 115 furos de 1 milímetro. A esta peça, neste trabalho, foi atribuída o nome de Crepina. Pôde-se concluir nesta pesquisa, que o protótipo de filtro operou satisfatoriamente em termos estruturais e operacionais. O filtro operando sem elemento filtrante teve baixa perda de carga e eficiência de filtragem de sólidos totais de 34%. / Abstract: The objective of this work was to develop a filter prototype for irrigation with artisanal crepine, to submit to the swine wastewater regime and to evaluate the hydraulic performance along with filtering efficiency, using agricultural residues (Shavings, Rice husk, Crepina, Corn silage and Tifton hay (Cynodon spp.)) as filter element. The wastewater used in the experiment was collected after using the biodigester. The hydrometry was through the pressure differential on the orifice plate accused in the mercury column type "U". The process of constructing the prototype filter was from half a meter blue PVC tube, with internal diameter of 94.4 mm. At one end, a 1-inch threadable PVC cap with 115 1-mm holes was inserted inside. This piece, in this work, was given the name Crepina. It could be concluded in this research that the prototype filter operated satisfactorily in structural and operational terms. And that artisanal crepine had a low head loss and a total solids filtration efficiency of 34%. / Mestre

Orientador: Célia Regina Lopes Zimback / Banca: Antônio de Pádua Sousa / Banca: Thomaz Figueiredo Lobo / Resumo: O uso de efluente de esgoto tratado e de lodo de esgoto compostado representam uma boa oportunidade para o setor agrícola de suprimento hídrico e nutricional às plantas, além da agricultura ser um destino adequado, seguro e benéfico desses resíduos quando corretamente manejados. Assim, objetivou-se com esse estudo avaliar o efeito da água residuária tratada e do lodo de esgoto compostado como substituto parcial, total e em doses superiores à adubação nitrogenada convencional, no solo e na cultura do crambe. O experimento foi conduzido em ambiente protegido em vasos de PVC com volume útil de 45,5 L, no Departamento de Solos e Recursos Ambientais, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (FCA/UNESP), Botucatu/SP, no período de julho à outubro de 2015. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado em arranjo de parcelas subdivididas; nas parcelas foram empregados dois tipos de água para irrigação, água potável e efluente de esgoto tratado, e nas subparcelas sete níveis de adubação nitrogenada, totalizando quatorze tratamentos com dez repetições. Os tratamentos dentro de cada parcela são representados por: T0 - sem adubação nitrogenada; T1 - 100% de adubação nitrogenada mineral; T2 - 50% de adubação nitrogenada mineral + 50% adubação nitrogenada proveniente do lodo de esgoto compostado; e T3, T4, T5 e T6 correspondem à 100%, 150%, 200% e 250% da adubação nitrogenada proveniente do lodo de esgoto compostado, respectivamente. Os dados relativos às variáveis estudadas foram analisados estatisticamente por meio do software SISVAR e submetidos à análise de variância à 5% de probabilidade, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de significância. Optou-se por refazer a análise estatística dos tratamentos que receberam somente lodo de esgoto compostado, adotando-se ... / Abstract: The usage of treated sewage effluent and composted sewage sludge represents a good opportunity for the agricultural sector of water supply and plant nutrition, besides being an adequate, safe and beneficial end for the agricultural for these residues when correctly handled. Thus, this study was aimed to evaluate the treated sewage effluent and the composted sewage sludge as a partial substitute, total and in doses superior to the conventional nitrogen fertilization, on the soil and on the crambe culture. The experiment was conducted in a protected environment of PVC vases with useful volume of 45,5L, at the Department of Soils and Environmental Resources of Agricultural Sciences Faculty, belonging to Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (FCA/UNESP), Botucatu/SP, between July and October of 2015. The experimental design was completely randomized in a split plot arrangement; using the plots two types of irrigation water, potable water and treated sewage effluent and the subplots seven levels of nitrogen fertilization, adding up fourteen treatments with ten repetitions. The treatments within each parcel are represented by: T0 - no nitrogen fertilization; T1 - 100% mineral nitrogen fertilization; T2 - 50% mineral nitrogen fertilizer; + 50% composted sewage sludge; and T3, T4, T5, T6 corresponding to 100%, 150%, 200% and 250% of nitrogen fertilizer from the composted sewage sludge, respectively. The data concerning the variables were analyzed statistically through the SISVAR software and were submitted to a variance analysis to 5% of probability, being those averages compared using the Tukey test to 5% of significance. It was opted to redo the statistical analysis of the treatments that only had received the composted sewage sludge, adopting the regression analysis. The use of treated sewage effluent provided increment of components development and production. The conventional ... / Mestre

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:22:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A cor dos efluentes têxteis se dá devido aos corantes utilizados no processamento têxtil. O presente trabalho investigou através de estudos em laboratório, o tratamento de efluentes têxteis através da floculação em meio granular expandido, dos efluentes bruto, pré-ozonizado, e pré-ozonizado tratado biologicamente. Como material de estudo, foi utilizado o efluente da Indústria Têxtil Damyller, situada no município de Nova Veneza.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:03:15Z : No. of bitstreams: 1 249158.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / A poluição ambiental é uma das grandes preocupações a nível mundial, exigindo esforços de todos, e especialmente da comunidade científica no sentido de apresentar alternativas que possibilitem a sua redução. A Indústria Têxtil é uma das grandes geradoras de poluição através de seus efluentes aquosos altamente coloridos, sendo um grande desafio a remoção da cor destes efluentes, que são recalcitrantes ao tratamento biológico convencional. No presente trabalho é investigada uma nova proposta para descoloração e acidificação de efluentes aquosos brutos da Indústria Têxtil, baseada somente em vias microbiológicas, onde foram alcançados valores de remoção de cor de 75% e tendo ainda como resultado a acidificação do efluente como conseqüência do próprio processo microbiológico, sem adição de substâncias químicas. Foram ainda analisados três corantes comerciais, dosados isoladamente, sendo dois reativos com concentração de 12 mg/L (Preto Remazol B e Azul Remazol RR) e um disperso com concentração de 24 mg/L (Castanho Amarelado Dianix CC). Foram avaliados em paralelo os processos aeróbio (tratamento apenas por lodos ativados) e combinado (tratamento microaerado seguido de lodos ativados). O sistema em estudo é composto de uma planta piloto, operando continuamente a uma vazão de 0,1 m3/h e tanques de 1,2 m3. A primeira etapa foi a equalização e biodescoloração microaerada, do efluente, com tempo de retenção hidráulica (TRH) de 12 horas. Em um segundo tanque aerado, com TRH de 64,8 horas, foi realizada a depuração biológica através de lodos ativados. Por último a água é clarificada pelo decantador. Os corantes reativos apresentaram remoção de cor similar no sistema combinado, com valores médios de 63% e 73% para o Preto e Azul, respectivamente. Na operação do sistema somente com tanque aerado as eficiências reduziram para 27% e 37%, respectivamente. O corante disperso também apresentou remoção de cor, com eficiência de 52% no processo combinado e 28% no processo somente aerado. Verificou-se que no processo combinado microaerado+aerado obteve-se uma eficiência muito superior em relação aos processos operando isoladamente. Além da descoloração, também foi avaliada a toxicidade antes e após o tratamento no sistema, empregando os bioindicadores Daphnia magna e o Vibrio fischeri , demonstrando que o sistema apresentou elevada eficiência para o primeiro bioindicador e foi parcialmente eficiente para o segundo. O sistema foi também acompanhado em escala industrial (180 m3/h) na empresa Karsten S.A., mostrando-se eficaz na redução do pH e da cor. The environmental pollution is one of the great global concerns, demanding efforts from everybody, and especially of the scientific community in the sense of presenting alternatives that facilitate its reduction. The Textile Industry is generating high levels of pollution through its heavily colored wastewater. The removal of color from the wastewater of textile mills is a great challenge by the fact that the substances used in the dying processes are recalcitrant to the conventional biological treatment. In the present work a new proposal is investigated for acidification and dye removal of raw wastewater of the Textile Industry, only based on a microbiological process, where values of color removal of 75% were reached with the additional effect of wastewater acidification as a consequence of the specific microbiological process applied, without addition of chemical substances. Three commercial dyes were analyzed using a pilot plant. The substances were dosed separately, two reactive dyes with initial concentration of 12 mg/L (Black Remazol B and Blue Remazol RR) and a disperse dye with initial concentration of 12 mg/L (Yellow Chestnut Dianix CC). The tests included two separate conditions where the process consisted in a combination of microaerobic and aerobic oxygen supply, and separately a purely aerobic oxygen condition. The system in study is composed of a pilot plant, operating continually at a wastewater input of 0,1 m3/h and tanks 1,2 m3. The first stage was composed of biodecolorization microaerobics, with a hydraulic detention time of the wastewater of 12 hours. In a second aerobic tank, with a retention time of 64,8 hours, the biological purification was accomplished through activated sludge. Last the water is clarified by a secondary clarifier. The dyes presented similar results in respect of color removal in the combined system, with medium values of 63% and 73% for the Black and Blue, respectively. In the operation of the system only with activated sludge, the removal efficiencies reduced to values of 27% and 37%, respectively. The dispersed dye also presented color removal, with efficiency of 52% in the combined process and 28% in the aerobic process. The process combining microaerobic and aerobic oxygen conditions proved to be more efficient in color reduction when compared to the process operating only under strictly aerobic conditions. Besides color removal, toxicity was also evaluated before and after the treatment, using the microcrustaceans Daphnia magna and the bacteria Vibrio fischeri as bioindicators. It was demonstrated that the system was completely efficient in removing toxic effects for Daphnia and partially efficient when Vibrio was used as an indicator. The microaerophilic system was also accompanied in the WWTP of the Textile Industry Karsten S.A., proving its effectiveness in the reduction of pH and color in the industrial scale.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:09:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225786.pdf: 5551294 bytes, checksum: b723e784e8d92a6e468b9c7a7b28f612 (MD5) / Filtros plantados com macrófitas, constructed wetlands, são sistemas naturais projetados sob critérios de engenharia e empregados no tratamento de esgotos domésticos, industriais e agrícolas. Estudos e aplicações da combinação destes filtros com lagoas de estabilização no tratamento de esgotos domésticos, vêm sendo intensificados desde 1990, principalmente, na Europa. Em regiões de clima subtropical, caso do sul do Brasil, inexistem trabalhos utilizando a seqüência lagoas de estabilização seguido de filtros plantados com macrófitas no tratamento de esgotos domésticos, contribuindo para o déficit do saneamento da região. Este trabalho tem como objetivo geral identificar e avaliar a potencialidade de filtros plantados com macrófitas no pós-tratamento de efluente de lagoas de estabilização empregadas sob clima subtropical, a fim de aplicá-los como alternativa tecnológica para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A base metodologia empregada conduziu a ações diferenciadas em quatro etapas, sendo uma em laboratório, duas em experimento de campo conduzidas simultaneamente e uma por simulação computacional empregando-se o software AQUASIM®. Em laboratório, durante um período de sete meses, buscou-se através de ensaios em colunas de PVC (DN 150) a identificação do material filtrante a ser empregado nos filtros plantados. Para as etapas de campo, foram construídos e avaliados, durante um período de vinte e dois meses, dois FPMHs em paralelo (10m2 de área; 0,60m profundidade, cada unidade), plantados com Typha domingensis, implantados a jusante de duas lagoas facultativas pilotos de tratamento secundário de esgotos domésticos, a fim de se identificar as potencialidades dos filtros no polimento de efluente de lagoas facultativas, notadamente em relação a remoção dos sólidos em suspensão. Apenas um FPMH (submetido a uma taxa hidráulica de 83mm/d) foi empregado no polimento do efluente das lagoas facultativas, enquanto que o outro permaneceu em repouso durante doze meses, sendo então posto em operação como unidade complementar FPMVs, (também sob uma taxa hidráulica de 83mm/d e plantados com a mesma macrófita) durante a segunda etapa de campo. Para esta segunda etapa de campo, realizada durante um período de nove meses, implantou-se seis módulos de FPMVs (2,57m2 de área em cada módulo, com densidade de plantio de 4mudas/m2 de Typha domingensis), submetidos a diferentes taxas hidráulicas (153,70mm/d, 230,74mm/d e 307,39mm/d) e diferentes cargas de sólidos suspensos (10gSS/m2.d, 15gSS/m2.d e 20gSS/m2.d), com o objetivo de se identificar as potencialidades de nitrificação do efluente da lagoa anaeróbia e da desnitrificação, sem introdução de carbono, promovida pelo FPMH pós FPMVs. Os resultados obtidos ao longo de todas as etapas apontaram: (i) à utilização da areia (d10 = 0,20mm e U = 4,9) como material filtrante dos filtros plantados; (ii) uma potencialidade de remoção de 80% de DBO5 e 94% de SS quando da utilização de FPMH pós lagoas anaeróbia seguidas de facultativas; (iii) nitrificação de 73% do total de nitrogênio amoniacal removido no FPMV com 0,75m de espessura de material filtrante (0,05m de brita 1 no topo, 0,60m de areia no meio e 0,10m de brita 1 no fundo), submetido a uma taxa hidráulica de 230,74mm/d e cargas orgânicas de 41gDQO/m2.d, 15gSS/m2.d, 12,7gNTK/m2.d e 10,2gNH4-N/m2.d.; (iv) desnitrificação no FPMH de 61% do nitrogênio nitrato efluente dos FPMVs, sem a necessidade da introdução forçada de carbono orgânico no filtro; (v) uma adaptação das macrófitas em todos os filtros e (vi) uma boa indicação do potencial de nitrificação em filtros verticais através da simulação computacional, quando utilizado cinéticas e coeficientes estequimétricos definidos pelo modelo ASM1 (Active Sludge Model N°1). A partir das conclusões geradas neste estudo, recomenda-se o uso de filtros plantados com macrófitas associadas às lagoas de estabilização no tratamento de esgotos domésticos, principalmente para locais com densidade populacional inferior a 50 habitantes/km2, caso verificado em oito dos treze municípios da Grande Florianópolis, estado de Santa Catarina, sul do Brasil. Soil filters planted with macrophytes, known as constructed wetlands, are natural systems designed using engineering criteria which are applied in the treatment of domestic, industrial and agricultural wastewaters. Studies and applications of a combination of these filters with stabilization ponds in the treatment of domestic wastewaters have been increasing since 1990, mainly in Europe. In regions with a subtropical climate, as in the case of southern Brazil, there have been no studies to date which use a sequence of stabilization ponds followed by constructed wetlands in the treatment of domestic wastewaters, contributing to the lack of sanitary facilities in the region. The overall aim of this study is to identify and evaluate the potential for constructed wetlands in the post-treatment of effluent from stabilization ponds applied in a subtropical climate, with a view to applying them as an alternative technology for the decentralized treatment of domestic wastewaters. The basic methodology employed led to four stages, one in the laboratory, two field experiments carried out simultaneously and one computer simulation using the software AQUASIM®. In the laboratory, for a period of seven months, tests were carried out in PVC (DN 150) columns to identify the filter material to be employed in the constructed wetlands. For the field stages, two HFCWs in parallel (10m2 area; 0.60m depth, each unit), planted with Typha domingensis, installed next to two pilot facultative treatment ponds for the secondary treatment of domestic wastewaters, were constructed and evaluated for a period of twenty-two months, in order to identify the potential of the filters in the polishing of the facultative pond effluents, particularly in relation to the removal of suspended solids. Only one HFCW (submitted to a hydraulic loading rate of 83mm/d) was employed in the polishing of the effluent from the facultative ponds while the other remained at rest for twelve months, it then being put into operation as a complementary VFCWs unit (also with a hydraulic loading rate of 83mm/d and planted with the same macrophyte) for the second field stage. For this second field stage, carried out for a period of nine months, six VFCW modules were installed (2.57m2 area in each module, with a plant density of 4seedlings/m2 of Typha domingensis), and submitted to different hydraulic loading rates (153.70mm/d, 230.74mm/d and 307.39mm/d) and different suspended solids loads (10gSS/m2.d, 15gSS/m2.d and 20gSS/m2.d), in order to identify the potential for nitrification and denitrification of the anaerobic pond, without the introduction of carbon, offered by the HFCW after VFCWs. The results obtained over all of the stages indicated: (i) the use of sand (d10 = 0.20mm and U = 4.9) as the filter material for the constructed wetlands; (ii) a potential removal of 80% for BOD5 and 94% for SS when using a HFCW after anaerobic, followed by facultative, ponds; (iii) nitrification of 73% of total ammoniacal nitrogen removed in the VFCW with 0.75m of filter material thickness (0.05m of gravel 1 on top, 0.60m of sand in the middle and 0.10m of gravel 1 at the botton), submitted to a hydraulic loading rate of 230.74mm/d and organic loadings of 41gCOD/m2.d, 15gSS/m2.d, 12.7gTKN/m2.d and 10.2g NH4-N /m2.d.; (iv) denitrification in the HFCW of 61% of the nitrate nitrogen in the effluent of the VFCWs, without the need to introduce organic carbon into the filter; (v) an adaptation of the macrophytes in all of the filters; and (vi) a good potential for nitrification in vertical filters through the computational simulation, when using kinetic and stoichiometric coefficients defined by the ASM 1 model (Active Sludge Model N°1). From the conclusions generated by this study, the use of constructed wetlands together with stabilization ponds in the treatment of domestic wastewaters can be recommended, particularly for places with a population density lower than 50 inhabitants/Km2, as is the case for eight of the thirteen municipalities of Greater Florianopolis, state of Santa Catarina, Brazil.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-09T12:56:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1341620 bytes, checksum: 5eec1bf94acfa3b6d2ce2db9881fd4f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T12:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1341620 bytes, checksum: 5eec1bf94acfa3b6d2ce2db9881fd4f3 (MD5) Previous issue date: 2002-08-14 / O sistema de tratamento por escoamento superficial tem recebido especial atenção como forma de dispor resíduos líquidos com produção de biomassa vegetal. Com o objetivo de melhor compreender e quantificar a remoção e a concentração de matéria orgânica (MO), fósforo (P), nitrogênio (N), sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) em faixas de tratamento por escoamento superficial, foram conduzidos ensaios de campo para avaliar o desempenho desses sistemas de tratamento, sob taxas de aplicação de 0,24; 0,36 e 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 , em rampas de tratamento com 2% de declividade, instaladas nas dependências da Área Experimental do Departamento de Engenharia Agrícola (DEA) da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Verificou-se que, para 8 m de comprimento de faixa, a menor taxa de aplicação (0,24 m 3 ·h -1 ·m -1 ) proporcionou a maior taxa de remoção dos nutrientes, tendo alcançado eficiências de 66,42% para demanda bioquímica de oxigênio aos 5 dias (DBO 5 ); 62,46% para demanda química de oxigênio (DQO); 47,46% para fósforo total (Pt); 47,45% para fósforo total dissolvido (Ptd); 42,60% para fósforo inorgânico dissolvido (Pid); 85,12% para fósforo orgânico dissolvido (Pod); 53,39% para nitrogênio total (N tot ); 55,55% para nitrogênio amoniacal (N am ); 68,98% para nitrogênio orgânico (N org ); 55,41% para amônio (N-NH 4+ ); 27,11% para Na e 12,34% para K. Entretanto, para fósforo total no resíduo (Ptr), a taxa de aplicação 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 resultou na maior eficiência de remoção de P, tendo alcançado o valor de 55,65%. Para nitrogênio nítrico (N nit ), a taxa de aplicação 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 resultou na maior eficiência de remoção de N, tendo alcançado o valor de 34,10%. Os coeficientes para o estágio 1 do modelo exponencial foram k = 0,00195 e n = 2,31541, para DBO; k = 0,02001 e n = 0,78463, para DQO; k = 0,00194 e n = 2,31368, para Pt; k = 0,01470 e n = 0,93652, para Ptr; k = 0,00163 e n = 2,34421, para Ptd; k = 0,00230 e n = 2,08953, para Pid; k = 0,00952 e n = 1,95454, para Pod; k = 0,01255 e n = 1,20646, para N tot ; k = 0,00591 e n = 1,73648, para N am ; k = 0,07736 e n = -0,34409, para N nit ; k = 0,00885 e n = 1,74748, para N org ; k = 0,00558 e n = 1,85048, para N-NH 4+ ; k = 0,01004 e n = 0,19381, para Na; e k = 0,00705 e n = 1,06897, para K. Após a análise de amostras de solos coletadas a 1 m do início da faixa, antes e depois da aplicação do esgoto, na camada C 1 (de 0 a 10 cm), para todas as taxas de aplicação estudadas, verificou-se diminuição no conteúdo de MO. Na camada C 2 (de 50 a 60 cm), para as taxas de aplicação 0,24 e 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 , houve aumento na referida variável enquanto que, para a taxa de aplicação 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 , houve diminuição. Para as taxas de aplicação 0,24 e 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 , nas camadas C 1 e C 2 , verificou-se diminuição no conteúdo de P. Para a taxa 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 , entretanto, em ambas as camadas, verificou-se aumento na referida variável. Observou-se uma tendência de os conteúdos de Na, K e Ca aumentarem, nas mesmas camadas, sob a taxa de aplicação 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 . Para o magnésio (Mg), estes aumentos foram verificados na camada C 1 , para a taxa 0,24 m 3 ·h -1 ·m -1 , e, na camada C 2 , para a taxa 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 . A taxa 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 proporcionou, no período de 137 dias de aplicação de esgoto, os maiores valores de rendimento acumulado na produção de biomassa e remoções de P, N, Na, K, Ca e Mg pelo capim-coastcross. / Domestic wastewater must be viewed not only as a waste to be disposed but also as resource of organic matter and macro and micronutrients. The overland flow treatment has received special attention since it utilizes this resource for plant biomass production. In order to evaluate the overland flow treatment efficiency at different application rates: 0.24, 0.36 and 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 of domestic wastewater, in flow slopes with a down-slope grade of 2%, an experiment was developed in the Experimental Area of the Agricultural Engineering Department at the Federal University of Viçosa. For the biomass production the coastcross bermudagrass Cynodon dactylon L. was used. The highest removal rates for samples collected at 8 m from the beginning of the borders occurred for the application rate of 0.24 m 3 ·h -1 ·m -1 : 66,42% for 5-day biochemical oxygen demand (BOD 5 ); 62,46% for chemical oxygen demand (COD); 47,46% for total phosphorus (TP); 47,45% for total dissolved phosphorus (TDP); 42,60% for inorganic dissolved phosphorus (IDP); 85,12% for organic dissolved phosphorus (ODP); 53,39% for total nitrogen (N tot ); 55,55% for ammoniacal nitrogen (N am ); 68,98% for organic nitrogen (N org ); 55,41% for ammonium nitrogen (NH 4+ -N); 27,11% for sodium (Na); and 12,34% for potassium (K). However, for total suspended phosphorus (TSP), the highest removal rate occurred for the application rate of 0.36 m 3 ·h -1 ·m -1 : 55,65%. For nitric nitrogen (N nit ), the highest removal rate occurred for the application rate of 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 : 34,10%. The coefficients for the stage 1 of the exponential model were k = 0,00195 and n = 2,31541, for BOD; k = 0,02001 and n = 0,78463, for COD; k = 0,00194 and n = 2,31368, for TP; k = 0,01470 and n = 0,93652, for TSP; k = 0,00163 and n = 2,34421, for TDP; k = 0,00230 and n = 2,08953, for IDP; k = 0,00952 and n = 1,95454, for ODP; k = 0,01255 and n = 1,20646, for N tot ; k = 0,00591 and n = 1,73648, for N am ; k = 0,07736 and n = -0,34409, for N nit ; k = 0,00885 and n = 1,74748, for N org ; k = 0,00558 and n = 1,85048, for NH 4+ -N; k = 0,01004 and n = 0,19381, for Na; and k = 0,00705 and n = 1,06897, for K. Soils samples were collected at two layers at 1 m from upper end: L 1 (0 to 10 cm) and L 2 (50 to 60 cm). For all treatments the amount of organic matter at L 1 decreased at the end of the experiment. At L 2 the amount of organic matter increased for the treatments with application rates of 0.24 and 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 , and decreased for the 0.36 m 3 ·h -1 ·m -1 . It was detected a decrease in P for both layers for the treatments with 0.24 and 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 of application rate. In an opposite way, the amount of P for the treatment with 0.36 m 3 ·h -1 ·m -1 increased. At L 1 and L 2 , the highest increase in Na, K and Ca were detected at the treatment with 0.36 m 3 ·h -1 ·m -1 of application rate, while the highest increase in Mg was detected at the treatment with 0.24 m 3 ·h -1 ·m -1 , for L 1 , and at the treatment with 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 for L 2 . The treatment with 0.36 m 3 ·h - ·m -1 of application rate, in 137 days, presented the highest values of biomass production and P, N, Na, K, Ca and Mg removals by the 'coastcross' bermudagrass. / Dissertação importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-23T10:50:00Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 690666 bytes, checksum: fc9cf11dd77de9e638bbca3b240b8acc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T10:50:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 690666 bytes, checksum: fc9cf11dd77de9e638bbca3b240b8acc (MD5) Previous issue date: 2004-01-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho foi constituídos por dois experimentos, sendo o primeiro composto por dois ensaios. No primeiro experimento, objetivou-se avaliar as alterações das características químicas e físicas do solo em resposta à incubação com manipueira, bem como a distribuição de potássio, sódio, cálcio, magnésio e fósforo em colunas de solo, após a aplicação de doses crescentes deste resíduo, em amostras dos solos Neossolo Quartzarênico órtico espódico (RQo), Latossolo Amarelo distrófico típico (LAd) e Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (LVAd) de Minas Gerais. Este ensaio constou da incubação dos solos, por 21 dias, em recipientes contendo um quilo de solo cada, utilizando-se cinco doses de manipueira. A dose inicial de manipueira foi calculada de forma acrescentar 50 kg ha -1 de potássio, que é uma quantidade próxima àquela indicada para a cultura de milho em solo de fertilidade média. Foram utilizados as doses de manipueira: 0 m 3 ha -1 , 85 m 3 ha -1 , 170 m 3 ha -1 , 340 m 3 ha -1 e 510 m 3 ha -1 . No segundo ensaio, utilizaram-se colunas de PVC de 7,5 cm de diâmetro e 66,5 cm de altura, seccionadas a cada 7,5 cm. Em cada coluna, 510 m 3 ha -1 de água e, ou, manipueira, conforme as doses calculadas. Após aplicação, determinou-se a concentração dos íons em cada anel de solo estudado. No segundo experimento, objetivou-se determinar os fatores de retardamento e os coeficientes de dispersão-difusão dos íons potássio, sódio, cálcio e magnésio, presentes em maiores concentrações na água residuária utilizada na fertirrigação. Para isto realizou-se um experimento em laboratório, utilizando-se colunas de percolação preenchidas com os materiais dos três solos. No ensaio 1, observou-se um aumento linear no sódio e magnésio trocáveis e pH para os solos RQo, LAd e LVAd, no cálcio trocável para RQo e LVAd, no fósforo disponível dos solos RQo e LVAd; Houve diminuição no carbono orgânico solo LVAd no alumínio trocável do solo LVAd e aumento na CE dos solos LAd e LVAd. Ao ajustar o modelo exponencial, observou-se também um aumento no potássio dos solos RQo e LAd e, no fósforo do solo LAd. Observou-se aumento no potássio para o solo LVAd e no carbono orgânico para o solo RQo, bem como um decréscimo no alumínio para o solo RQo com ajuste do modelo quadrático. Houve aumento na condutividade elétrica para o solo RQo e diminuição no alumínio trocável com ajuste do modelo hiperbólico 2. Não houve ajustes de modelos par o cálcio e carbono orgânico para o solo LAd e também para o grau de floculação e equivalente de umidade para os três solos. No ensaio 2, observou-se que as maiores concentrações de bases trocáveis ocorreram nos primeiros anéis de solo, onde ocorre maior contato entre os constituintes da manipueira e o complexo de troca, favorecendo a adsorção de íons pelo solo. Com relação à movimentação dos íons, o solo RQo apresentou uma maior migração dos cátions trocáveis, sendo que no solo LVAd ocorreu o contrário. Com o aumento nas doses aplicadas, observou-se uma maior lixiviação do K, Na, Ca e Mg, seguindo a ordem: solo RQO > LAd > LVAd. No experimento II, os valores dos fatores de retardamento foram mais altos para o sódio no solo RQo, cálcio e magnésio no solo LAd, e potássio no solo LVAd. Os baixos valores dos fatores de retardamento e dos coeficientes dispersivo-difusivos dos íons sódio, potássio, cálcio e magnésio presentes na manipueira, semelhante ao que se observa em testes usando soluções desses íons com água destilada como solvente, evidenciam a influência do material orgânico presente na manipueira, tanto do ponto de vista de uma redução na porosidade do solo quanto de uma possível complexação dos íons magnésio e cálcio com a matéria orgânica no perfil. / Two experiments were carried out, being the first one composed by two assays. In the first experiment, the first assay aimed at evaluating the changes of the chemical and physical characteristics of the soil in response to the incubation with cassava wastewater, as well as the partitioning of potassium, sodium, calcium, magnesium and phosphorus in soil columns, after application of increasing doses of this residue in samples of the following soils: Spodic Orthic Quartzarenic Neosol (RQo), Typic Dystrophic Yellow Latosol (LAd), and Typic Dystrophic Yellowish Red Latosol (LVAd) in Minas Gerais State. This assay consisted of incubation of the soils (21 days) in containers containing 1kg soil each one, by using five cassava wastewater doses. The initial cassava wastewater dose was calculated in such a way to adding 50 kg ha -1 of potassium, what is an amount close to that indicated to maize cropping in a medium-fertility soil. The following cassava wastewater doses were added: 0 m 3 ha -1 , 85 m 3 ha -1 , 170 m 3 ha -1 , 340 m 3 ha -1 and 510 m 3 ha -1 . In the second assay, a number of PVC columns with 7.5cm diameter and 66.5 cm height were used, which were sectioned at each 7.5 cm. Each column were applied 510 m 3 ha -1 water and/or cassava wastewater, according to the calculated doses. After application, the concentration of the ions in each tube ring were determined. The second experiment aimed at determining the retardation factors and the dispersion-diffusion coefficients of potassium, sodium, calcium and magnesium ions found at higher concentrations in the wastewater used in fertirrigation. So, an experiment was conducted under laboratory conditions, by using percolation columns filled with the materials from those three soils. In the first assay, a lineal increase was observed in the exchangeable sodium, magnesium and pH of the soils RQo, LAd and LVAd, in the exchangeable calcium of RQo and LVAd, in the available phosphorus of RQo and LVAd. A reduction occurred in both the organic carbon and the exchangeable aluminum of the LVA soil, but an increase in CE of the soils LAd and LVAd. Upon adjusting the exponential model, an increase was observed in potassium of the soils RQo and LAd, in phosphorus of the LAd soil and in the organic carbon of the RQo soil, as well as a decrease in aluminum of the RQo soil when adjusting the quadratic model. The electrical conductivity increased for the RQo soil, whereas the exchangeable aluminum decreased upon the adjustment of the hyperbolic model 2. No adjustments to the models were performed for calcium and organic carbon of the LAd soil neither for the flocculation level and the moisture equivalent in those three soils. In assay 2, the highest concentrations of exchangeable bases occurred in the first soil tubes, a region where there is a higher contact between the cassava wastewater constituents and the change complex, therefore favoring the adsorption of ions by the soil. In relation to the ion movements, the RQo soil showed a higher migration of the exchangeable cations, whereas the opposite occurred in the LVAd soil. With the increased doses, a higher leaching of K, Na, Ca and Mg was observed, following the order: RQO soil > Lad > LVAd. In experiment II, the values of the retardation factors were higher for sodium in the RQo soil, calcium and magnesium in the LAd soil, and potassium in the LVAd soil. The low values of the retardation factors and the dispersive-diffusive coefficients of the sodium, potassium, calcium and magnesium ions found in the cassava wastewater, likely to that observed in tests using solutions of these ions with the distilled water as solvent, emphasize the influence of the organic material found in the wastewater from the cassava processing under the viewpoint of a reduction in the soil porosity as well as a possible complexity o of the magnesium and calcium ions with the organic matter in the profile. / Dissertação importada do Alexandria