Anaerobic digestion (AD) is becoming a widely adopted technology for conversion of organic waste and nutrient-rich fertiliser production due to its cost-effectiveness and sustainability. In this study, a batch experiment was conducted using five different types of food waste and cow dung (CD). No significant difference was observed among the four substrates that produced the highest methane (P<0.05). Based on the batch experiment results, two substrates were selected for semi-continuous digestion and the highest methane yield (67%) was obtained from co-digestion (CO). PCR-DGGE results revealed higher bacterial and archaeal diversity indices in CO as compared to mono-digestion of CD and mixed food waste. The high-throughput sequence analyses revealed that the Operational Taxonomic Units (OTUs) belonging to the phyla Bacteroidetes, followed by Firmicutes, Actinobacteria and Proteobacteria, were dominant in all treatments. The enhanced methane production in CO could be attributed to the neutral pH and partial shift of archaea from Methanosaeta to Methanosarcina. The digestate and fresh CD were screened for plant growth promoting bacteria (PGPB), nutrient and heavy metal content. The dung contained higher concentrations of heavy metals (P<0.05) and potential pathogens in comparison to the digestate. The use of digestate may, therefore, enhance soil fertility with minimal negative environmental effects. / School of Agriculture and Life Sciences / M. Sc. (Life Sciences)

Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / No Brasil, as estações de tratamento de esgoto têm suas configurações baseadas em processos anaeróbios seguidos ou não de pós tratamento, normalmente aeróbio. Estas configurações apresentam limitações como baixa eficiência de remoção de nutrientes. Assim, ao considerar aspectos técnicos, pretende-se avaliar a eficiência de remoção da matéria carbonácea, nitrogenada e fosfatada, em sistema de tratamento combinado anaeróbio (22,1 L), aeróbio (19,9 L) e anóxico (17,4 L) (AOA), tratando esgoto sintético. Anéis corrugados de Policloreto de Polivinila (PVC) foram utilizados como material suporte para fixação da biomassa. O comportamento do sistema foi avaliado em quatro etapas distintas, nas quais foram analisadas a influência da adição de carbono no reator anóxico e da redução do Tempo de Detenção Hidráulica (θh) nos reatores anaeróbios e aeróbios. O desempenho do sistema foi estudado por meio de perfis de amostragem temporal com determinação dos parâmetros físicoquímicos temperatura do líquido (TL), pH, alcalinidade total (AT), alcalinidade a bicarbonato (AB), ácidos voláteis (AV), oxigênio dissolvido (OD), potencial de oxirredução (REDOX), turbidez (UNT), demanda química de oxigênio (DQO) nitrogênio total kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (N-NH4 + ), nitrito (N-NO2 - ), nitrato (N-NO3 - ) e fósforo total (P-PO4 -3 ), em amostras do afluente e efluente de cada reator coletadas em intervalos de 3 h durante 24 h. Na Etapa 1 foram obtidas eficiências de remoção de matéria carbonácea, nitrogenada e fosfatada de 97%, 57% e 50%, respectivamente, para o sistema operado com θh de 8 h para o reator anaeróbio, 7,3 h para o reator aeróbio e 6,4 h para o reator anóxico. Na Etapa 2 com adição de 20% da vazão afluente de esgoto bruto (fonte de carbono) e manutenção dos valores de θh, as eficiências de remoção de carbono e nitrogênio total foram de 95% e 55%, não sendo reportada eficiência de remoção de fósforo. Na Etapa 3 com a retirada da fonte de carbono e redução do θh nos reatores anaeróbio e aeróbio para 4 h, foram obtidas eficiências de remoção de 96% de matéria carbonácea, 51% de nitrogênio total e 40% de fósforo. Na Etapa 4 com manutenção do θh de 4 h para o reator anaeróbio, 7,3 h para o reator aeróbio e 6,4 h para o reator anóxico, as eficiências de remoção resultaram em 97% de matéria carbonácea, 43% de nitrogênio total e 41% de fósforo. Com o estudo cinético foi possível verificar que a redução da relação C/N influenciou positivamente o desempenho dos microrganismos nitrificantes e desnitrificantes. Por fim, conclui-se que o sistema AOA apresentou eficiência de remoção de matéria carbonácea superior ao limite exigido na legislação e proporcionou remoção simultânea de nitrogênio e fósforo. / In Brazil, sewage treatment plants have their configurations based on anaerobic processes followed or not by post-treatment, usually aerobic. These configurations have limitations such as low nutrient removal efficiency. Thus, when considering technical aspects, it was intended to evaluate the efficiency of removal of carbonaceous, nitrogenous and phosphate in an anaerobic (22.1 L), aerobic (19.9 L) and anoxic (17.4 L) (AOA) treating synthetic wastewater. Polyvinyl chloride corrugated rings (PVC) were used as support material for biomass fixation. The behavior of the system was evaluated in four different stages in order to analyze the influence of the addition of carbon in the anoxic reactor and the reduction of Hydraulic Retention Times (θh) in the anaerobic and aerobic reactors. The performance of the system was studied by means of temporal sampling profiles with determination of the physicchemical parameters temperature, pH, alkalinity total (AT) and bicarbonate (AB), volatile acids (VA), dissolved oxygen (OD), oxidation potential (REDOX), turbidity (UNT), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen kjeldahl (NTK), ammoniac nitrogen (N-NH4 + ), nitrite (N-NO2 - ), nitrate (N-NO3 - ), and total phosphorus (P-PO4 -3 ) in samples of the influent and effluent from each reactor collected at intervals of 3 h for 24 h. In Stage 1, the removal efficiency of 97%, 57% and 50% of carbonaceous, nitrogenous and phosphate matter was obtained for the system operated with θh of 8 h for the anaerobic reactor, 7.3 h for the aerobic reactor and 6.4 h for the anoxic reactor. In Stage 2 with the addition of 20% of the raw sewage inflow (carbon source) and maintenance of the θh values, the carbon and total nitrogen removal efficiencies were 95% and 55%, with no reported removal efficiency phosphor. In Stage 3, with the removal of the carbon source and reduction of the θh in the anaerobic and aerobic reactors for 4 h, removal efficiencies of 96% of carbonaceous matter, 51% of total nitrogen and 40% of phosphorus were obtained. In Stage 4 with the maintenance of the θh of 4 h for the anaerobic reactor, 7.3 h for the aerobic reactor and 6.4 h for the anoxic reactor, the removal efficiencies resulted in 97% of carbonaceous matter, 43% of total nitrogen and 41% phosphorus. With the kinetic study, it was possible to verify that the reduction of the C/N positively influenced the performance of the nitrifying and denitrifying microorganisms. Finally, it can be concluded that the AOA system presented removal efficiency of carbonaceous matter higher than the limit required by the legislation and provided simultaneous removal of nitrogen and phosphorus.

CAPES / O processo de digestão anaeróbia é muito importante no tratamento dos esgotos sanitários, por ser eficiente, simples e de baixo custo de implantação, operação e manutenção. Embora o Brasil tenha à disposição processos anaeróbios consolidados, o saneamento básico ainda é deficiente no país, e a otimização de reatores anaeróbios tem o intuito de melhorar a viabilidade, efetividade e ampliação dos sistemas de tratamento dos esgotos sanitários. O objetivo deste projeto foi avaliar o desempenho através do comportamento dinâmico e hidrodinâmico de reator anaeróbio híbrido (UAHB), com variação do tempo de detenção hidráulica (TDH) de 4 a 12 h e da DQO (amostras brutas) de 250 a 1250 mgO2L-1. O reator, com volume útil de 22,1 L, foi operado com meio suporte de anéis corrugados de Policloreto de Polivinila (PVC) e mantido a temperatura ambiente, sendo o afluente de alimentação, sintético simulando o esgoto sanitário. Foram analisados os parâmetros físico-químicos: temperatura do líquido e do ar, pH, alcalinidade total (AT), alcalinidade a bicarbonato (AB), ácidos voláteis (AV), demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO520), Turbidez, Sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST), nitrogênio total kjeldahl (N-NTK), nitrogênio amoniacal (Namon), nitrito(N-NO2-), nitrato (N-NO3-) e fósforo total (P). Foi avaliado o comportamento hidrodinâmico e verificada a existência de anomalias hidráulicas, pela técnica de estímulo-resposta tipo pulso com injeção do traçador eosina Y. Ao final dos experimentos, foi realizada a análise estatística para encontrar a condição operacional ótima, bem como os modelos estatísticos para validação dos experimentos. Em todas as condições operacionais foi possível observar que o reator UAHB entrou em equilíbrio dinâmico aparente (EEDA) com produção de alcalinidade para neutralizar os ácidos voláteis produzidos no processo de acidogênese e acetogênese da digestão anaeróbia. O aumento da carga orgânica volumétrica acarretou no aumento das eficiências de remoção em DQO (amostras brutas e filtradas), DBO520 e Turbidez, mas reduziu as remoções de Sólidos Totais e Sólidos Suspensos Totais. A diminuição do TDH reduziu as eficiências de remoção dos parâmetros DQO (amostras brutas e filtradas), DBO520, Sólidos Totais, Sólidos Suspensos Totais e Turbidez. Em relação à hidrodinâmica, em todas as condições operacionais foi observado o efeito de cauda longa, o regime de escoamento no interior do reator UAHB foi classificado como de tanques de mistura completa em série (NCSTR). Foi verificada a presença de zonas mortas no reator, a eficiência hidráulica foi em média 65% para as três condições e não foi possível observar a presença de curtos-circuitos para os três TDH testados. Pela análise estatística do delineamento composto central rotativo (DCCR), a condição ótima de operação para o reator foi para o TDH 12 h e DQO (amostras brutas) 553 mgO2.L-1. / The anaerobic digestion process is very important in the treatment of sewage, as it is an efficient, simple process and low cost of implementation, operation and maintenance. Although Brazil has provided consolidated anaerobic processes, sanitation is still poor in the country, and the optimization of anaerobic reactors aims to improve the viability, effectiveness and expansion of treatment systems for sewage. The aim of this research project is to evaluate the reactor's performance through dynamic and hydrodynamic behavior of hybrid anaerobic reactor (UAHB) with a range of hydraulic retention time (HRT) of 4 to 12 hours and COD (gross samples) 250 - 1250 mgO2L -1. The reactor, with a volume of 22.1 L was operated with support means corrugated rings of Polyvinyl chloride (PVC) and kept at room temperature, the influent feed, simulating the synthetic wastewater. the physicochemical parameters were analyzed: temperature of the liquid and air, pH, total alkalinity (TA), bicarbonate alkalinity (BA), volatile acids (VA), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD ), Turbidity, Total Solids (TS), total suspended solids (TSS), nitrogen Total Kjeldahl (NTK-N), ammonia nitrogen (amon-N), nitrite (NO2-N), nitrate (NO3-N) and Total phosphorus (P). It evaluated the hydrodynamic behavior and the determination of hydraulic anomalies, the stimulus-response pulse technique with injection of the tracer eosin Y. At the end of the experiments, statistical analysis was performed to find the optimal operating condition as well as the statistical models for validation experiments. In all operating conditions it was observed that the UAHB Reactor became apparent dynamic equilibrium (ADE) with alkalinity production to neutralize the volatile acids produced in acetogenesis process of anaerobic digestion. The increased of organic loading rate resulted in increased efficiencies in the removal of COD (gross and filtered samples), BOD and Turbidity, but reduced removals of Total Solids and Total Suspended Solids. The decrease in HRT reduced the removal efficiencies of COD parameters (grosss and filtered samples), BOD, Total Solids, Total Suspended Solids and Turbidity. Regarding the hydrodynamic in all operating conditions was observed long tail effect, the flow regime inside the reactor UAHB was rated as complete mixing tanks in series (N-CSTR). The presence of dead zones in the reactor was checked, the hydraulic efficiency was averaged 65% for the three conditions and it was not possible to observe the presence of short circuits for the three HRT tested. For the statistical analysis of the central rotary compound design (CRCD), the optimum operating condition for the reactor was to HRT 12 h and COD (gross samples) 553 mgCOD.L-1.

CAPES / A indústria têxtil é responsável pela geração de efluentes com elevada carga orgânica, cor e toxicidade. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de remoção de um corante azo-reativo (Vermelho BR) pelo processo de ozonização em variações de pH e concentração inicial do corante para duas soluções: solução aquosa acrescida de corante (Solução 1) e solução de efluente sintético acrescido de corante (Solução 2). Para tal, os ensaios foram realizados em pH 4 (ácido), pH 7 (neutro) e pH 10 (alcalino) e a concentração inicial do corante foi variada em 50, 100 e 150 mg/L. As coletas foram realizadas de 15 em 15 minutos e os parâmetros analisados para Solução 1 foram: temperatura, remoção de cor, turbidez, ozônio dissolvido, off-gas e ozônio consumido; para Solução 2, além desses parâmetros também foi analisada a remoção de matéria orgânica (DQO). O tempo de ozonização ocorreu até a remoção significativa da cor (>90%) e variou entre 60 e 240 min. A produção de ozônio utilizada neste trabalho foi a máxima obtida pelo gerador de 0,702 gO3/h em vazão máxima de ar (15 L/min). A eficiência máxima de transferência de ozônio para o líquido foi de 73% em meio alcalino (pH igual a 10) e mínimas em condições ácidas (pH igual a 4) para ambas as soluções analisadas. Através da aplicação do delineamento de composto central (DCC) e dos gráficos de superfície de resposta, pode-se verificar a influência dos fatores concentração inicial de corante (Fator 1) e pH (Fator 2) na variável resposta remoção de corante. Dessa forma pode-se observar que a influência da concentração inicial do corante é mais significativa do que a influência do pH na eficiência de remoção do corante. A eficiência máxima de remoção foi de 98% para Solução 1 e para Solução 2 em pH 10 e 4 respectivamente e com concentração inicial de corante de 50 mg/L. A fim de analisar a toxicidade das soluções, antes e após a ozonização, foram realizados testes de toxicidade aguda com o organismo teste Daphinia similis e verificou-se toxicidade em todas as amostras analisadas. Ao longo deste trabalho pode-se observar que a ozonização tem resultados eficientes na oxidação do corante têxtil Vermelho BR em todas as variações de pH e concentração de corante. / The textile industry is responsible for generating wastewater with high organic content, color and toxicity. The direct objective of this study was to evaluate the hum dye removal efficiency azo-Reactive (Red BR) by ozonation process in pH variations and initial dye concentration. For two solutions: dye plus aqueous solution (Solution 1) and synthetic effluent solution plus dye (Solution 2). To this end, tests were performed at pH 4 (acid), pH 7 (neutral) and pH 10 (alkaline) and the initial dye concentration varied among 50, 100 and 150mg / L As samples were performed from 15 to 15 minutes and the parameters were analyzed. for Solution 1 were: temperature, color removal, turbidity, dissolved ozone, off-gas and ozone consumed. For solution 2, besides these parameters, was also analyzed the removal of organic matter (COD). The rate of ozonation has occurred up to a significant removal of color (> 90%) and between 60 and 240 min.The Ozone production used in this work was a Maximum obtained with Generator 0702 GO3 / h in air flow Maximum (15 L / min). The Maximu m Efficiency of transfer Ozone to the net was 73% in alkaline medium (pH 10) and minimum under acidic conditions (pH 4) For both analyzed solutions. through the application of the central compound design (DCC) and Polling Surface Graphics, it is possible to check the initial dye concentration factors of influence (Factor 1) and pH (Factor 2) in the Variable Voting dye removal. This can be observed as forms of Influence of the initial dye concentration and more significant is that the influence of pH dye removal efficiency. Maximum efficiency removal was 98% For Solution 1 and 2 sat pH 10:04 and initial concentration of dye 50 mg / L. In order to analyze the toxicity of solutions, the before and after process of ozonation, tests were performed as toxicity test with the body similis daphinia and found toxicity at all samples. During this work, it was observed that the ozonation has results in efficient oxidation of dye textile Red BR in all pH variations and dye concentration.

CAPES / O processo de digestão anaeróbia é muito importante no tratamento dos esgotos sanitários, por ser eficiente, simples e de baixo custo de implantação, operação e manutenção. Embora o Brasil tenha à disposição processos anaeróbios consolidados, o saneamento básico ainda é deficiente no país, e a otimização de reatores anaeróbios tem o intuito de melhorar a viabilidade, efetividade e ampliação dos sistemas de tratamento dos esgotos sanitários. O objetivo deste projeto foi avaliar o desempenho através do comportamento dinâmico e hidrodinâmico de reator anaeróbio híbrido (UAHB), com variação do tempo de detenção hidráulica (TDH) de 4 a 12 h e da DQO (amostras brutas) de 250 a 1250 mgO2L-1. O reator, com volume útil de 22,1 L, foi operado com meio suporte de anéis corrugados de Policloreto de Polivinila (PVC) e mantido a temperatura ambiente, sendo o afluente de alimentação, sintético simulando o esgoto sanitário. Foram analisados os parâmetros físico-químicos: temperatura do líquido e do ar, pH, alcalinidade total (AT), alcalinidade a bicarbonato (AB), ácidos voláteis (AV), demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO520), Turbidez, Sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST), nitrogênio total kjeldahl (N-NTK), nitrogênio amoniacal (Namon), nitrito(N-NO2-), nitrato (N-NO3-) e fósforo total (P). Foi avaliado o comportamento hidrodinâmico e verificada a existência de anomalias hidráulicas, pela técnica de estímulo-resposta tipo pulso com injeção do traçador eosina Y. Ao final dos experimentos, foi realizada a análise estatística para encontrar a condição operacional ótima, bem como os modelos estatísticos para validação dos experimentos. Em todas as condições operacionais foi possível observar que o reator UAHB entrou em equilíbrio dinâmico aparente (EEDA) com produção de alcalinidade para neutralizar os ácidos voláteis produzidos no processo de acidogênese e acetogênese da digestão anaeróbia. O aumento da carga orgânica volumétrica acarretou no aumento das eficiências de remoção em DQO (amostras brutas e filtradas), DBO520 e Turbidez, mas reduziu as remoções de Sólidos Totais e Sólidos Suspensos Totais. A diminuição do TDH reduziu as eficiências de remoção dos parâmetros DQO (amostras brutas e filtradas), DBO520, Sólidos Totais, Sólidos Suspensos Totais e Turbidez. Em relação à hidrodinâmica, em todas as condições operacionais foi observado o efeito de cauda longa, o regime de escoamento no interior do reator UAHB foi classificado como de tanques de mistura completa em série (NCSTR). Foi verificada a presença de zonas mortas no reator, a eficiência hidráulica foi em média 65% para as três condições e não foi possível observar a presença de curtos-circuitos para os três TDH testados. Pela análise estatística do delineamento composto central rotativo (DCCR), a condição ótima de operação para o reator foi para o TDH 12 h e DQO (amostras brutas) 553 mgO2.L-1. / The anaerobic digestion process is very important in the treatment of sewage, as it is an efficient, simple process and low cost of implementation, operation and maintenance. Although Brazil has provided consolidated anaerobic processes, sanitation is still poor in the country, and the optimization of anaerobic reactors aims to improve the viability, effectiveness and expansion of treatment systems for sewage. The aim of this research project is to evaluate the reactor's performance through dynamic and hydrodynamic behavior of hybrid anaerobic reactor (UAHB) with a range of hydraulic retention time (HRT) of 4 to 12 hours and COD (gross samples) 250 - 1250 mgO2L -1. The reactor, with a volume of 22.1 L was operated with support means corrugated rings of Polyvinyl chloride (PVC) and kept at room temperature, the influent feed, simulating the synthetic wastewater. the physicochemical parameters were analyzed: temperature of the liquid and air, pH, total alkalinity (TA), bicarbonate alkalinity (BA), volatile acids (VA), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD ), Turbidity, Total Solids (TS), total suspended solids (TSS), nitrogen Total Kjeldahl (NTK-N), ammonia nitrogen (amon-N), nitrite (NO2-N), nitrate (NO3-N) and Total phosphorus (P). It evaluated the hydrodynamic behavior and the determination of hydraulic anomalies, the stimulus-response pulse technique with injection of the tracer eosin Y. At the end of the experiments, statistical analysis was performed to find the optimal operating condition as well as the statistical models for validation experiments. In all operating conditions it was observed that the UAHB Reactor became apparent dynamic equilibrium (ADE) with alkalinity production to neutralize the volatile acids produced in acetogenesis process of anaerobic digestion. The increased of organic loading rate resulted in increased efficiencies in the removal of COD (gross and filtered samples), BOD and Turbidity, but reduced removals of Total Solids and Total Suspended Solids. The decrease in HRT reduced the removal efficiencies of COD parameters (grosss and filtered samples), BOD, Total Solids, Total Suspended Solids and Turbidity. Regarding the hydrodynamic in all operating conditions was observed long tail effect, the flow regime inside the reactor UAHB was rated as complete mixing tanks in series (N-CSTR). The presence of dead zones in the reactor was checked, the hydraulic efficiency was averaged 65% for the three conditions and it was not possible to observe the presence of short circuits for the three HRT tested. For the statistical analysis of the central rotary compound design (CRCD), the optimum operating condition for the reactor was to HRT 12 h and COD (gross samples) 553 mgCOD.L-1.

A degradação da qualidade da água pelo despejo de efluentes líquidos industriais, mesmo que tratados em algum grau, vem afetando a saúde dos organismos do meio aquático, inclusive podendo afetar a saúde dos seres humanos, caracterizando um problema ambiental de escala global. Os efluentes líquidos provenientes das indústrias alimentícias A e B, objeto do presente estudo, com reconhecido potencial genotóxico, são fortes contribuintes desse processo de degradação e mesmo assim, são somente fiscalizados através de analises físicas e químicas. Desta forma, o presente estudo teve por objetivo avaliar o sistema de tratamento de efluentes líquidos de duas empresas de alimentos e seus efeitos genotóxicos em Astyanax sp (lambari). Os peixes foram expostos aos efluentes líquidos pré e pós-tratamento, bem como, a montante e a jusante do lançamento. A genotoxicidade foi avaliada segundo a técnica do ensaio cometa e teste do micronúcleo písceo. Foram analisados os parâmetros físicos, químicos e biológicos dos efluentes: temperatura, pH, oxigênio dissolvido, alcalinidade total, ácidos voláteis, DQO, DBO5,20, nitrogênio total, fósforo total e coliformes totais. Na análise genotóxica foram utilizados 600 exemplares de Astyanax sp, que foram expostos por 96 horas ao efluente bruto, pós tratamento, montante e jusante do corpo hídrico das duas indústrias. Os resultados obtidos através do presente estudo indicaram que em todas as amostras analisadas, inclusive no pós-tratamento e a jusante do lançamento, foram constatados danos estatisticamente significativos no material genético dos peixes analisados, com (p<0,0001). Os resultados evidenciaram que os efluentes líquidos das indústrias A e B avaliadas neste estudo, tem potencial genotóxico para causar danos aos organismos vivos presentes nos ecossistemas em que as mesmas estão inseridas. / The degradation of water quality by the discharge of industrial wastewater, even treated to some degree, has been affecting the health of aquatic organisms, including being able to affect the health of humans, featuring a global environmental problem. Liquid effluents from the food industries A and B, the object of this study with recognized genotoxic potential, are only monitored through physical and chemical analyses. Thus, the present study aimed to evaluate the treatment system of wastewater from two food companies and their genotoxic effects in Astyanax sp. Fish were exposed to wastewater pre and post treatment as well as upstream and downstream of the release. The genotoxicity was evaluated according to the technique of the comet assay and micronucleus test in piscine. Physical, chemical and biological parameters of: temperature, pH, dissolved oxygen, alkalinity, volatile acids, COD, BOD5.20, total nitrogen, total phosphorus and coliforms were analyzed. Genotoxic analysis in 600 specimens of Astyanax sp, which exposed for 96 hours to raw wastewater, after treatment, and downstream water body in the two industries were used. The results obtained from this study indicated that in all samples, including post processing and downstream of the release, statistically significant damages were observed in the genetic material of the fish analyzed, with (p<0,0001). The results showed that the wastewater from industries A and B evaluated in this study, have genotoxic potential to cause harm to living organisms in the ecosystems in which they are embedded.

CAPES / O processo de digestão anaeróbia é muito importante no tratamento dos esgotos sanitários, por ser eficiente, simples e de baixo custo de implantação, operação e manutenção. Embora o Brasil tenha à disposição processos anaeróbios consolidados, o saneamento básico ainda é deficiente no país, e a otimização de reatores anaeróbios tem o intuito de melhorar a viabilidade, efetividade e ampliação dos sistemas de tratamento dos esgotos sanitários. O objetivo deste projeto foi avaliar o desempenho através do comportamento dinâmico e hidrodinâmico de reator anaeróbio híbrido (UAHB), com variação do tempo de detenção hidráulica (TDH) de 4 a 12 h e da DQO (amostras brutas) de 250 a 1250 mgO2L-1. O reator, com volume útil de 22,1 L, foi operado com meio suporte de anéis corrugados de Policloreto de Polivinila (PVC) e mantido a temperatura ambiente, sendo o afluente de alimentação, sintético simulando o esgoto sanitário. Foram analisados os parâmetros físico-químicos: temperatura do líquido e do ar, pH, alcalinidade total (AT), alcalinidade a bicarbonato (AB), ácidos voláteis (AV), demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO520), Turbidez, Sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST), nitrogênio total kjeldahl (N-NTK), nitrogênio amoniacal (Namon), nitrito(N-NO2-), nitrato (N-NO3-) e fósforo total (P). Foi avaliado o comportamento hidrodinâmico e verificada a existência de anomalias hidráulicas, pela técnica de estímulo-resposta tipo pulso com injeção do traçador eosina Y. Ao final dos experimentos, foi realizada a análise estatística para encontrar a condição operacional ótima, bem como os modelos estatísticos para validação dos experimentos. Em todas as condições operacionais foi possível observar que o reator UAHB entrou em equilíbrio dinâmico aparente (EEDA) com produção de alcalinidade para neutralizar os ácidos voláteis produzidos no processo de acidogênese e acetogênese da digestão anaeróbia. O aumento da carga orgânica volumétrica acarretou no aumento das eficiências de remoção em DQO (amostras brutas e filtradas), DBO520 e Turbidez, mas reduziu as remoções de Sólidos Totais e Sólidos Suspensos Totais. A diminuição do TDH reduziu as eficiências de remoção dos parâmetros DQO (amostras brutas e filtradas), DBO520, Sólidos Totais, Sólidos Suspensos Totais e Turbidez. Em relação à hidrodinâmica, em todas as condições operacionais foi observado o efeito de cauda longa, o regime de escoamento no interior do reator UAHB foi classificado como de tanques de mistura completa em série (NCSTR). Foi verificada a presença de zonas mortas no reator, a eficiência hidráulica foi em média 65% para as três condições e não foi possível observar a presença de curtos-circuitos para os três TDH testados. Pela análise estatística do delineamento composto central rotativo (DCCR), a condição ótima de operação para o reator foi para o TDH 12 h e DQO (amostras brutas) 553 mgO2.L-1. / The anaerobic digestion process is very important in the treatment of sewage, as it is an efficient, simple process and low cost of implementation, operation and maintenance. Although Brazil has provided consolidated anaerobic processes, sanitation is still poor in the country, and the optimization of anaerobic reactors aims to improve the viability, effectiveness and expansion of treatment systems for sewage. The aim of this research project is to evaluate the reactor's performance through dynamic and hydrodynamic behavior of hybrid anaerobic reactor (UAHB) with a range of hydraulic retention time (HRT) of 4 to 12 hours and COD (gross samples) 250 - 1250 mgO2L -1. The reactor, with a volume of 22.1 L was operated with support means corrugated rings of Polyvinyl chloride (PVC) and kept at room temperature, the influent feed, simulating the synthetic wastewater. the physicochemical parameters were analyzed: temperature of the liquid and air, pH, total alkalinity (TA), bicarbonate alkalinity (BA), volatile acids (VA), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD ), Turbidity, Total Solids (TS), total suspended solids (TSS), nitrogen Total Kjeldahl (NTK-N), ammonia nitrogen (amon-N), nitrite (NO2-N), nitrate (NO3-N) and Total phosphorus (P). It evaluated the hydrodynamic behavior and the determination of hydraulic anomalies, the stimulus-response pulse technique with injection of the tracer eosin Y. At the end of the experiments, statistical analysis was performed to find the optimal operating condition as well as the statistical models for validation experiments. In all operating conditions it was observed that the UAHB Reactor became apparent dynamic equilibrium (ADE) with alkalinity production to neutralize the volatile acids produced in acetogenesis process of anaerobic digestion. The increased of organic loading rate resulted in increased efficiencies in the removal of COD (gross and filtered samples), BOD and Turbidity, but reduced removals of Total Solids and Total Suspended Solids. The decrease in HRT reduced the removal efficiencies of COD parameters (grosss and filtered samples), BOD, Total Solids, Total Suspended Solids and Turbidity. Regarding the hydrodynamic in all operating conditions was observed long tail effect, the flow regime inside the reactor UAHB was rated as complete mixing tanks in series (N-CSTR). The presence of dead zones in the reactor was checked, the hydraulic efficiency was averaged 65% for the three conditions and it was not possible to observe the presence of short circuits for the three HRT tested. For the statistical analysis of the central rotary compound design (CRCD), the optimum operating condition for the reactor was to HRT 12 h and COD (gross samples) 553 mgCOD.L-1.

CAPES / A indústria têxtil é responsável pela geração de efluentes com elevada carga orgânica, cor e toxicidade. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de remoção de um corante azo-reativo (Vermelho BR) pelo processo de ozonização em variações de pH e concentração inicial do corante para duas soluções: solução aquosa acrescida de corante (Solução 1) e solução de efluente sintético acrescido de corante (Solução 2). Para tal, os ensaios foram realizados em pH 4 (ácido), pH 7 (neutro) e pH 10 (alcalino) e a concentração inicial do corante foi variada em 50, 100 e 150 mg/L. As coletas foram realizadas de 15 em 15 minutos e os parâmetros analisados para Solução 1 foram: temperatura, remoção de cor, turbidez, ozônio dissolvido, off-gas e ozônio consumido; para Solução 2, além desses parâmetros também foi analisada a remoção de matéria orgânica (DQO). O tempo de ozonização ocorreu até a remoção significativa da cor (>90%) e variou entre 60 e 240 min. A produção de ozônio utilizada neste trabalho foi a máxima obtida pelo gerador de 0,702 gO3/h em vazão máxima de ar (15 L/min). A eficiência máxima de transferência de ozônio para o líquido foi de 73% em meio alcalino (pH igual a 10) e mínimas em condições ácidas (pH igual a 4) para ambas as soluções analisadas. Através da aplicação do delineamento de composto central (DCC) e dos gráficos de superfície de resposta, pode-se verificar a influência dos fatores concentração inicial de corante (Fator 1) e pH (Fator 2) na variável resposta remoção de corante. Dessa forma pode-se observar que a influência da concentração inicial do corante é mais significativa do que a influência do pH na eficiência de remoção do corante. A eficiência máxima de remoção foi de 98% para Solução 1 e para Solução 2 em pH 10 e 4 respectivamente e com concentração inicial de corante de 50 mg/L. A fim de analisar a toxicidade das soluções, antes e após a ozonização, foram realizados testes de toxicidade aguda com o organismo teste Daphinia similis e verificou-se toxicidade em todas as amostras analisadas. Ao longo deste trabalho pode-se observar que a ozonização tem resultados eficientes na oxidação do corante têxtil Vermelho BR em todas as variações de pH e concentração de corante. / The textile industry is responsible for generating wastewater with high organic content, color and toxicity. The direct objective of this study was to evaluate the hum dye removal efficiency azo-Reactive (Red BR) by ozonation process in pH variations and initial dye concentration. For two solutions: dye plus aqueous solution (Solution 1) and synthetic effluent solution plus dye (Solution 2). To this end, tests were performed at pH 4 (acid), pH 7 (neutral) and pH 10 (alkaline) and the initial dye concentration varied among 50, 100 and 150mg / L As samples were performed from 15 to 15 minutes and the parameters were analyzed. for Solution 1 were: temperature, color removal, turbidity, dissolved ozone, off-gas and ozone consumed. For solution 2, besides these parameters, was also analyzed the removal of organic matter (COD). The rate of ozonation has occurred up to a significant removal of color (> 90%) and between 60 and 240 min.The Ozone production used in this work was a Maximum obtained with Generator 0702 GO3 / h in air flow Maximum (15 L / min). The Maximu m Efficiency of transfer Ozone to the net was 73% in alkaline medium (pH 10) and minimum under acidic conditions (pH 4) For both analyzed solutions. through the application of the central compound design (DCC) and Polling Surface Graphics, it is possible to check the initial dye concentration factors of influence (Factor 1) and pH (Factor 2) in the Variable Voting dye removal. This can be observed as forms of Influence of the initial dye concentration and more significant is that the influence of pH dye removal efficiency. Maximum efficiency removal was 98% For Solution 1 and 2 sat pH 10:04 and initial concentration of dye 50 mg / L. In order to analyze the toxicity of solutions, the before and after process of ozonation, tests were performed as toxicity test with the body similis daphinia and found toxicity at all samples. During this work, it was observed that the ozonation has results in efficient oxidation of dye textile Red BR in all pH variations and dye concentration.

CAPES / O processo de digestão anaeróbia é muito importante no tratamento dos esgotos sanitários, por ser eficiente, simples e de baixo custo de implantação, operação e manutenção. Embora o Brasil tenha à disposição processos anaeróbios consolidados, o saneamento básico ainda é deficiente no país, e a otimização de reatores anaeróbios tem o intuito de melhorar a viabilidade, efetividade e ampliação dos sistemas de tratamento dos esgotos sanitários. O objetivo deste projeto foi avaliar o desempenho através do comportamento dinâmico e hidrodinâmico de reator anaeróbio híbrido (UAHB), com variação do tempo de detenção hidráulica (TDH) de 4 a 12 h e da DQO (amostras brutas) de 250 a 1250 mgO2L-1. O reator, com volume útil de 22,1 L, foi operado com meio suporte de anéis corrugados de Policloreto de Polivinila (PVC) e mantido a temperatura ambiente, sendo o afluente de alimentação, sintético simulando o esgoto sanitário. Foram analisados os parâmetros físico-químicos: temperatura do líquido e do ar, pH, alcalinidade total (AT), alcalinidade a bicarbonato (AB), ácidos voláteis (AV), demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO520), Turbidez, Sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST), nitrogênio total kjeldahl (N-NTK), nitrogênio amoniacal (Namon), nitrito(N-NO2-), nitrato (N-NO3-) e fósforo total (P). Foi avaliado o comportamento hidrodinâmico e verificada a existência de anomalias hidráulicas, pela técnica de estímulo-resposta tipo pulso com injeção do traçador eosina Y. Ao final dos experimentos, foi realizada a análise estatística para encontrar a condição operacional ótima, bem como os modelos estatísticos para validação dos experimentos. Em todas as condições operacionais foi possível observar que o reator UAHB entrou em equilíbrio dinâmico aparente (EEDA) com produção de alcalinidade para neutralizar os ácidos voláteis produzidos no processo de acidogênese e acetogênese da digestão anaeróbia. O aumento da carga orgânica volumétrica acarretou no aumento das eficiências de remoção em DQO (amostras brutas e filtradas), DBO520 e Turbidez, mas reduziu as remoções de Sólidos Totais e Sólidos Suspensos Totais. A diminuição do TDH reduziu as eficiências de remoção dos parâmetros DQO (amostras brutas e filtradas), DBO520, Sólidos Totais, Sólidos Suspensos Totais e Turbidez. Em relação à hidrodinâmica, em todas as condições operacionais foi observado o efeito de cauda longa, o regime de escoamento no interior do reator UAHB foi classificado como de tanques de mistura completa em série (NCSTR). Foi verificada a presença de zonas mortas no reator, a eficiência hidráulica foi em média 65% para as três condições e não foi possível observar a presença de curtos-circuitos para os três TDH testados. Pela análise estatística do delineamento composto central rotativo (DCCR), a condição ótima de operação para o reator foi para o TDH 12 h e DQO (amostras brutas) 553 mgO2.L-1. / The anaerobic digestion process is very important in the treatment of sewage, as it is an efficient, simple process and low cost of implementation, operation and maintenance. Although Brazil has provided consolidated anaerobic processes, sanitation is still poor in the country, and the optimization of anaerobic reactors aims to improve the viability, effectiveness and expansion of treatment systems for sewage. The aim of this research project is to evaluate the reactor's performance through dynamic and hydrodynamic behavior of hybrid anaerobic reactor (UAHB) with a range of hydraulic retention time (HRT) of 4 to 12 hours and COD (gross samples) 250 - 1250 mgO2L -1. The reactor, with a volume of 22.1 L was operated with support means corrugated rings of Polyvinyl chloride (PVC) and kept at room temperature, the influent feed, simulating the synthetic wastewater. the physicochemical parameters were analyzed: temperature of the liquid and air, pH, total alkalinity (TA), bicarbonate alkalinity (BA), volatile acids (VA), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD ), Turbidity, Total Solids (TS), total suspended solids (TSS), nitrogen Total Kjeldahl (NTK-N), ammonia nitrogen (amon-N), nitrite (NO2-N), nitrate (NO3-N) and Total phosphorus (P). It evaluated the hydrodynamic behavior and the determination of hydraulic anomalies, the stimulus-response pulse technique with injection of the tracer eosin Y. At the end of the experiments, statistical analysis was performed to find the optimal operating condition as well as the statistical models for validation experiments. In all operating conditions it was observed that the UAHB Reactor became apparent dynamic equilibrium (ADE) with alkalinity production to neutralize the volatile acids produced in acetogenesis process of anaerobic digestion. The increased of organic loading rate resulted in increased efficiencies in the removal of COD (gross and filtered samples), BOD and Turbidity, but reduced removals of Total Solids and Total Suspended Solids. The decrease in HRT reduced the removal efficiencies of COD parameters (grosss and filtered samples), BOD, Total Solids, Total Suspended Solids and Turbidity. Regarding the hydrodynamic in all operating conditions was observed long tail effect, the flow regime inside the reactor UAHB was rated as complete mixing tanks in series (N-CSTR). The presence of dead zones in the reactor was checked, the hydraulic efficiency was averaged 65% for the three conditions and it was not possible to observe the presence of short circuits for the three HRT tested. For the statistical analysis of the central rotary compound design (CRCD), the optimum operating condition for the reactor was to HRT 12 h and COD (gross samples) 553 mgCOD.L-1.

A degradação da qualidade da água pelo despejo de efluentes líquidos industriais, mesmo que tratados em algum grau, vem afetando a saúde dos organismos do meio aquático, inclusive podendo afetar a saúde dos seres humanos, caracterizando um problema ambiental de escala global. Os efluentes líquidos provenientes das indústrias alimentícias A e B, objeto do presente estudo, com reconhecido potencial genotóxico, são fortes contribuintes desse processo de degradação e mesmo assim, são somente fiscalizados através de analises físicas e químicas. Desta forma, o presente estudo teve por objetivo avaliar o sistema de tratamento de efluentes líquidos de duas empresas de alimentos e seus efeitos genotóxicos em Astyanax sp (lambari). Os peixes foram expostos aos efluentes líquidos pré e pós-tratamento, bem como, a montante e a jusante do lançamento. A genotoxicidade foi avaliada segundo a técnica do ensaio cometa e teste do micronúcleo písceo. Foram analisados os parâmetros físicos, químicos e biológicos dos efluentes: temperatura, pH, oxigênio dissolvido, alcalinidade total, ácidos voláteis, DQO, DBO5,20, nitrogênio total, fósforo total e coliformes totais. Na análise genotóxica foram utilizados 600 exemplares de Astyanax sp, que foram expostos por 96 horas ao efluente bruto, pós tratamento, montante e jusante do corpo hídrico das duas indústrias. Os resultados obtidos através do presente estudo indicaram que em todas as amostras analisadas, inclusive no pós-tratamento e a jusante do lançamento, foram constatados danos estatisticamente significativos no material genético dos peixes analisados, com (p<0,0001). Os resultados evidenciaram que os efluentes líquidos das indústrias A e B avaliadas neste estudo, tem potencial genotóxico para causar danos aos organismos vivos presentes nos ecossistemas em que as mesmas estão inseridas. / The degradation of water quality by the discharge of industrial wastewater, even treated to some degree, has been affecting the health of aquatic organisms, including being able to affect the health of humans, featuring a global environmental problem. Liquid effluents from the food industries A and B, the object of this study with recognized genotoxic potential, are only monitored through physical and chemical analyses. Thus, the present study aimed to evaluate the treatment system of wastewater from two food companies and their genotoxic effects in Astyanax sp. Fish were exposed to wastewater pre and post treatment as well as upstream and downstream of the release. The genotoxicity was evaluated according to the technique of the comet assay and micronucleus test in piscine. Physical, chemical and biological parameters of: temperature, pH, dissolved oxygen, alkalinity, volatile acids, COD, BOD5.20, total nitrogen, total phosphorus and coliforms were analyzed. Genotoxic analysis in 600 specimens of Astyanax sp, which exposed for 96 hours to raw wastewater, after treatment, and downstream water body in the two industries were used. The results obtained from this study indicated that in all samples, including post processing and downstream of the release, statistically significant damages were observed in the genetic material of the fish analyzed, with (p<0,0001). The results showed that the wastewater from industries A and B evaluated in this study, have genotoxic potential to cause harm to living organisms in the ecosystems in which they are embedded.