A precariedade do tratamento dos esgotos sanitários no país, principalmente em pequenos municípios, aliado à falta de recursos financeiros, necessitam apoio tecnológico e científico, sendo motivo de preocupação e atenção. O objetivo geral deste trabalho é propor alternativas de sistemas de tratamento de esgotos sanitários urbanos para a cidade de Feliz/RS, município brasileiro de pequeno porte, visando à melhoria da qualidade dos seus recursos hídricos. Para a realização deste trabalho foi necessário realizar o diagnóstico do sistema de tratamento de esgotos sanitários na área urbana do município; avaliar o impacto gerado pelos esgotos sanitários urbanos no manancial hídrico do município e propor sistemas de tratamento de esgotos sanitários mais sustentáveis e que atendam os padrões de emissões de efluentes líquidos, permitidos pela legislação, em águas superficiais. A estratégia de pesquisa adotada neste trabalho foi a pesquisa construtiva, cuja metodologia foi dividida em três etapas: I) delimitação da área geográfica e análise documental; II) levantamento quantitativo de domicílios, por bairro, e coleta de amostras de água, em três pontos do manancial que banha o município de Feliz; III) apresentação de propostas de sistemas de tratamento de esgotos sanitários. Nas etapas II e III houve a aplicação do modelo matemático, QUAL2K, no trecho do rio estudado, no município de Feliz, simulando as diversas condições da qualidade da água e comparando-as com os padrões de emissões de efluentes permitidos pela legislação, em águas superficiais. Os resultados mostraram que a região urbana do município de Feliz apresenta inexpressivos índices de tratamento de esgotos domésticos. Os esgotos lançados sem tratamento, provenientes das redes pluviais, são os principais poluentes do rio, na área urbana. Foram pesquisados sistemas descentralizados de tratamento de esgotos propostos, entre os quais: wetlands, UASB e filtro anaeróbio, e tanque séptico e infiltração. A simulação mostra que estes sistemas propostos poderão se tornar efetivos, no sentido de tratar os esgotos domésticos urbanos de forma mais sustentável e na redução dos níveis dos parâmetros analisados, embora não atinjam os limites estabelecidos pela legislação, para que o trecho estudado possa ser enquadrado como atendendo à legislação e aos anseios da população local. / The lack of adequate sewage treatment in the country, especially in small municipalities, together with the scarceness of financial resources, requires technological and scientific support, being a major concern and asks for the due attention. The general objective of this work is to propose alternative systems of urban sewage treatment for the municipality of Feliz, a small Brazilian municipality in the State of Rio Grande do Sul, , , aiming at improving the quality of its water resources. The elaboration of this work included a system diagnosis of sewage treatment in the urban area, the assessment of the impact of sewage generated by urban water sources and a proposal for the treatment of sewage systems in a more sustainable way, that meets the emissions standards for effluents , as allowed by legislation, in surface waters. The research strategy adopted in this work was the constructive research, whose methodology was applied in three steps: I) a geographical area delimitation and documental analysis II) a quantitative survey of households, by area, and collection of water samples at three points in the river that crosses the town of Feliz, III) a presentation of proposals for more sustainable sewage systems treatment. In stages II and III a mathematical model, QUAL2K, was applied in the studied stretch of the river, simulating the various conditions of water quality and comparing them with the effluent emissions standards allowed by law, in surface waters. The results showed that the urban area of Feliz presents a very low rate of domestic sewage treatment. The untreated sewage released into the local system of stormwater is the main pollutant of the river in the urban area. The following decentralized systems of sewage treatment were studied: wetlands, anaerobic filter and UASB and septic tank and seepage. The simulation showed that these proposed systems can be effective in order to treat more sustainably the domestic sewage and to reduce the levels of the analyzed parameters, although not reaching the limits established by the legislation for the studied stretch so to enabled it to be framed as being in compliance with the Brazilian legislation and with the wishes of the local community.

Esta tese teve como objetivo principal identificar e avaliar alternativas de projetos sustentáveis de tratamento de esgoto. Para tanto, seguiu-se as seguintes etapas: i) revisão sistemática para levantar a literatura sobre métodos de tratamento de esgoto entre os anos 2002 e 2012; ii) levantamento da legislação federal e do estado do Rio Grande do Sul quanto aos parâmetros a serem atendidos em projetos de esgotamento , e da opinião da equipe técnica (responsável pelo tratamento de esgoto em concessionárias municipais e estaduais) sobre os requisitos legais e as prioridades no planejamento de ações de melhoria no controle; iii) levantamento da percepção ambiental dos moradores do município de São Marcos/RS e das soluções para os problemas de esgotamento sanitário da cidade. Eles propuseram quatro soluções para os problemas; iv) proposta de uma ferramenta computacional para auxiliar na seleção de alternativas sustentáveis (social, ambiental e economicamente) de tratamento de esgoto. Esta ferramenta foi desenvolvida para facilitar a tomada de decisão quanto ao melhor projeto, tendo em vista que são inúmeros os parâmetros (de cunho técnico, de legislação, ambientais, sociais - inclusive as expectativas dos moradores- e econômicos) a serem considerados em um projeto sustentável; v) teste da ferramenta, considerando as quatro alternativas de sistemas propostas pelos moradores de São Marcos/RS. A ferramenta foi considerada útil pelos técnicos da prefeitura apesar de terem proposto a exclusão de vários critérios (sociais e ambientais) já que eles (os técnicos) consideram os fatores econômicos os mais importantes. Não há razão para reduzir os 45 critérios da ferramenta, pois espera-se que ela seja um instrumento não só de tomada de decisão, mas também de conscientização para que os projetos sejam mais sustentáveis. Ela pode e deve ser testada em outros municípios de pequeno, médio e grande porte a título de validação. / This thesis has as main objective the identification and evaluation of sewage treatment projects. It comprises the following: I) systematic literature review from 2002 to 2012, on articles discussing methods of sewage treatment; II) evaluation of the opinion of the technical staff (responsible for wastewater treatment in municipal and state utilities) about the parameters required by federal and state legislation and the priorities for an action and control plan; III) appraisal on the environmental perception of the residents of the municipality of Sao Marcos and their proposals for solving the dewatering problems; IV) proposal of a computational tool, auxiliary on the development of sustainable sewage treatment projects. A tool is necessary for handling the various variables (technical, economic, social and environmental) to be considered in order to achieve sustainability; V) testing of the tool, considering the four alternatives proposed by Sao Marcos residents. Technicians found the tool useful, although many criteria (social and environmental) were not necessary, since economics is the most important criteria. There is no reason to eliminate any of the 45 criteria, since the expectation is to use the tool as a means for introducing sustainability concepts in sewage treatment projects. The tool should be validated in other municipalities (small, medium and large).

Orientador: Alexandre Nunes Ponezi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-13T11:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_ArmandoCarvalhodeOliveira_M.pdf: 1218959 bytes, checksum: 89c4972bf88120caa1add6b7b1eb515a (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O efeito da poluição é resultado inerente da ocupação humana com grande impacto ao ambiente. Um problema atual é a contaminação dos corpos d'água com produtos de origem industrial, agrícola e produtos de origem farmacológica e de cuidado pessoal. Os fármacos são considerados contaminantes ambientais devido a estas moléculas serem biologicamente ativas. Neste trabalho foi estudada a biodegradabilidade direta da carbamazepina, sua degradação por processo oxidativo avançado e por processo oxidativo avançado seguido de respirometria. Foi utilizado como metodologia a cromatografia em camada delgada, cromatografia líquida de alta eficiência, análises toxicológicas, respirométricas, demanda química de oxigênio e carbono orgânico total. A avaliação do potencial de biodegradação direta da carbamazepina por microrganismos provenientes do lodo ativado e do solo não apresentaram resultados satisfatórios. A melhor concentração de carbamazepina a ser utilizada no processo oxidativo, foi de 10 ppm. As análises de carbono orgânico total, referente ao processo de oxidação em reator de ultravioleta com peróxido de hidrogênio, realizadas após o tratamento mostraram que a taxa de remoção de carbono da solução foi de 1%. A análise da demanda química de oxigênio, realizada a partir das amostras geradas do reator nos tempos de reação de 5, 15, 30, 45 e 60 minutos não apresentou qualquer mudança significativa. Os ensaios de respirometria (biodegradação) mostraram uma degradação de aproximadamente 1% do composto químico para todos os tratamentos com ultravioleta com peróxido de hidrogênio utilizados. Nos testes de biodegradabilidade os microrganismos não foram capazes de utilizar o fármaco como fonte de carbono e energia mesmo após o tratamento com ultravioleta com peróxido de hidrogênio. A avaliação do desenvolvimento dos microrganismos durante o ensaio de biodegradação apresenta decréscimo acentuado do número de microrganismos viáveis presentes tanto para o composto puro como também para os ensaios realizados após o tratamento com ultravioleta com peróxido de hidrogênio. Os subprodutos gerados no processo oxidativo avançado apresentam efeitos tóxicos agudos para a Ceriodaphinia dúbia e Vibrio fischeri nos ensaios toxicológicos. / Abstract: Pollution is a direct result of human occupation. Since the big human conglomerates appeared became clear its harmfulness to the environment. Today there is a growing concern with water pollution by industrial, agricultural, pharmaceutical and personal care products. Pharmaceutical and personal care products contaminates the water in the domestic effluent, or in an inappropriate disposal of then in urban trash. The pharmaceutical products are considered environmental contaminants because their molecules are biologically actives. In this study the direct biodegradability of carbamazepine, its degradation by advanced oxidation process and advanced oxidation process followed by respirometry were evaluated. The total organic carbon, chemical oxygen demand, thin layer chromatography, high pressure liquid chromatography and respirometry were utilized to obtain the results of this work. The biodegradability results by microorganisms in soil and silt were not satisfying. An optimal concentration of 10ppm of carbamazepina was used in the advanced oxidation process. The total organic carbon results of the advanced oxidation process in UV/H2O2 reactor after the treatment revealed a removal rate of 1%. The respirometry assays showed less than 1% degradation of the chemical compound for all UV/H2O2 treatment. The results indicate that the microorganisms were not able to use the pharmaceutical product as a carbon and energy source even after UV/H2O2 treatment. The evaluation of microscopic development during the biodegradation assays revealed a drastic fall in the number of viable microorganisms presents in the pure compound as well as after the advanced oxidation process. The toxicological assays showed that the advanced oxidation process generated sub products and have acute toxicological effects for Ceriodaphinia dúbia and Vibrio fischeri. / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DALESSANDRO_Emmanuel - texto - parte 1.pdf: 1095655 bytes, checksum: 244da2ff7d05e25ed83b393557a7226d (MD5) Previous issue date: 2012-07-12 / The Wastewater Treatment Plant (WWTP) of Trindade (16 ° 39'09'' S and 49 ° 31'50'' W), also known as Barro Preto WWTP, consists of preliminary treatment followed initially by three modules in parallel (A, B and C), each containing one anaerobic pond, one facultative pond and one maturation pond in series (Australian system), being the effluent released in the stream Barro Preto. The WWTP began operating in 1997 and had the final plan in 2011. This study aimed to evaluate treatment efficiency and the module based on algal community structure and physico-chemical variables during a period of six months (September, October, November, December 2010 and April and May 2011), which contains the dry and rainy periods. Were analyzed in reference to the structure and dynamics of algae: biomass, density, richness, diversity, equality, abundance and dominance; for physic-chemical analysis were: flow rate, wastewater temperature, depth, euphotic zone, HDT, pH, DO, CND, TP, PO4 -3, NH4 +, NO3, DOB5 20°C, COD, TSS, FSS, VSS and also climatic variables. The algae were collected through non-selective process (Van Dorn bottle). The samples abiotic, chlorophyll a and pheophytin were processed according to APHA, and the density algal by the Utermöhl method. Principal Component Analysis (PCA) were performed to characterize the physic-chemical processes and the spatial and temporal differentiation. It was also made a Canonical Correspondence Analysis (CCA). The facultative and maturation ponds shown to be influenced by the seasonality of the region, and presented variance in depth. In average, the module A showed an efficiency of COD removal of 45%, and optimal efficiency in removing DBO5 20°C (84%). The facultative pond showed the highest mean of PO4 -3 efficiency removal (48%), NH4 + (36%) NO3 - (44%), BOD5 20°C (74%). OD profile of type clinograde and thermal stratification was recorded in three months of collection. The maturation pond showed higher mean removal efficiency of PT (27%) and COD (19%). In just two months was recorded thermal stratification, and found clinograde profile throughout the study. The ponds presented one of the largest ever recorded phytoplankton densities in stabilization ponds and 170 taxa recorded throughout the study, being 40% of cyanobacteria are potentially toxic. The most abundant species in both ponds and throughout the study were Chlorella vulgaris, Chlorella minutissima, Closteriopsis acicularis, Merismopedia tenuissima, Synechococcus sp and Synechocysitis sp (dominant). The ponds presented according to the indices, low species diversity and low beta diversity. The beta diversity showed that the maturation pond has more flexibility in the rainy season and optional in the dry season. The canonical correspondence analysis (CCA) showed the most abundant species when best developed in seasonality. C. acicularis in the rainy season, C. minutissima in the end of the rainy season and the beginning of the dry season, M. tenuissima in late dry season, C. vulgaris and Synechococcus sp in late dry season and beginning of precipitation. This analysis showed which environmental variables can also influence the in distribution of species. / A Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) de Trindade (16°39 09 S e 49°31 50 O), conhecida também como ETE Barro Preto, é composta por tratamento preliminar seguido, inicialmente, por três módulos em paralelo (A, B e C), contendo cada, uma lagoa anaeróbia, uma lagoa facultativa e uma lagoa de maturação em série (sistema australiano), sendo o efluente lançado no córrego Barro Preto. O presente estudo visou avaliar e eficiência de tratamento do módulo A com base na estrutura da comunidade algal e em variáveis físico-químicas, num período de seis meses (setembro, outubro, novembro, dezembro de 2010 e abril e maio de 2011), que contém períodos de estiagem e chuvosos. Foram analisados a estrutura e a dinâmica das algas: biomassa, densidade, riqueza, diversidade, equidade, abundância e a dominância; para as análises físico-químicas foram: vazão, temperatura da água residuária, profundidade, zona eufótica, TDH, pH, OD, CND, PT, PO4 -3, NH4 +, NO3, DBO5 20°C, DQO, SST, SSF, SSV e também variáveis climáticas. As algas foram coletadas através de processo não seletivo (garrafa de van Dorn). As amostras abióticas, clorofila a e feofitina foram processadas de acordo com APHA, e a densidade algal pelo método de Utermöhl. Análises de Componentes Principais (ACP) foram feitas para caracterização dos processos físico-químicos e para a diferenciação espacial e temporal. Também foi feita uma Análise de Correspondência Canônica (ACC), com o intuito de verificar como as espécies mais abundantes se comportaram em relação as variáveis abióticas. A lagoa facultativa e de maturação mostraram influência da sazonalidade da região, além de apresentar variações na profundidade. Em média, o módulo A apresentou eficiência de remoção de DQO de 45%, e eficiência na remoção de DBO5 20°C de 84%. A lagoa facultativa foi a que apresentou maior média de eficiência de remoção de PO4 -3 (48%), NH4 + (36%), NO3 (44%), DBO5 20°C (74%). Registrou-se também perfil de OD do tipo clinogrado e estratificação térmica em três meses de coleta. A lagoa de maturação apresentou maior média de eficiência de remoção de PT (27%) e DQO (19%). Em apenas dois meses foi registrada a estratificação térmica, e verificou-se perfil clinogrado durante todo o estudo. As lagoas apresentaram uma das maiores densidades fitoplanctônicas já registrada em lagoas de estabilização, com 170 táxons durante todo o estudo, e 40% das cianobactérias registradas são potencialmente tóxicas. As espécies mais abundantes em ambas as lagoas e durante todo o estudo foram Chlorella vulgaris, Chlorella minutissima, Closteriopsis acicularis, Merismopedia tenuissima, Synechococcus sp e Synechocystis sp (dominante). As lagoas apresentaram de acordo com os índices, pouca diversidade específica e pouca diversidade beta. A diversidade beta revelou que a lagoa de maturação tem maior flexibilidade no período chuvoso e a facultativa no período de seca. As Análises de correspondência canônica (ACC) mostraram quando as espécies mais abundantes melhor se desenvolveram na sazonalidade. C. acicularis no período chuvoso, C. minutissima na final da chuva e início de seca, M. tenuissima no final da seca, C. vulgaris e Synechococcus sp. em no final da seca e início de chuva. Esta análise mostrou também que variáveis ambientais também podem influenciar na distribuição das espécies.

Os sistemas de tratamento de esgotos sanitários são considerados como requisitos básicos de infra-estrutura para as sociedades urbanas, pois possibilitam o controle e a prevenção de muitas doenças, gerando condições de higiene que promovem a saúde pública. Considerando os elementos constituintes dos efluentes urbanos e industriais, além da carga microbiológica, podem conter diversos poluentes químicos que afetam a saúde humana. Dentre os constituintes químicos, destacam-se os metais pesados que, se não devidamente removidos durante o processo de tratamento, podem causar uma poluição significativa no corpo receptor, representando um risco para a saúde humana e ambiental. Em Ribeirão Preto – SP há em funcionamento duas estações de tratamento de esgotos (ETE) sendo a ETE-Caiçara, desde o ano de 2000 e a ETE-Ribeirão Preto, desde 2002. Este estudo teve como objetivo avaliar os níveis de metais pesados em efluentes urbanos, antes e após o tratamento de esgoto pelo sistema de lodos ativados da ETE-Ribeirão Preto. Visou também avaliar os níveis de metais pesados no lodo formado durante o tratamento de esgoto pelo sistema de lodos ativados, considerando sua possível utilização para fins agrícolas. No esgoto bruto e tratado foram analisados os seguintes metais: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Pb e Zn utilizando técnicas de espectrofotometria, de acordo com o tipo de metal, como: Espectrofometria de Absorção Atômica acoplado a Forno de Grafite (EAA-FG), Espectrofotometria de Absorção Atômica com Geração de Hidreto (EAA-VGA) e Espectrofotometria de Absorção Atômica de Chama (EAA-Chama). No lodo foram analisados os seguintes metais: As, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn, TI, V e Zn por Espectroscopia com Plasma Induzido-Espectroscopia de Massas (ICP-MS), Espectroscopia com Plasma Induzido-Espectroscopia Óptico (ICP-OES) e Espectrofometria de Absorção Atômica acoplado a Forno de Grafite (EAA-FG). Com os dados obtidos verificou-se que os níveis de metais pesados presentes nas amostras de esgoto estão dentro dos valores estabelecidos pela Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº. 357/2005 que estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes. Observou-se também que a remoção de metais foram muito variáveis para os diferentes metais. E as concentrações do lodo analisadas apresentaram níveis dentro dos valores estabelecidos para lodo de uso agrícola no Estado de São Paulo (CETESB, 2001). Este estudo evidencia a importância e a função de uma ETE, que é tratar os esgotos que possam causar impactos ambientais nos corpos de água que irão receber esses efluentes, e também a possível disponibilização do lodo para a agricultura, considerando que as legislações estão sendo cumpridas e apresentando, assim, informações às autoridades responsáveis pelo tratamento de esgoto do município de Ribeirão Preto-SP. / Sewage treatment systems are considered basic infrastructural requisites for urban societies, as they allow for the control and prevention of many diseases and create hygiene conditions that promote public health. Urban and industrial effluents not only carry a microbiological load, but their constituent elements can contain various kinds of chemical pollutants that affect human health. Chemical elements include heavy metals which, if removed inappropriately during the treatment process, can cause significant pollution in the receiving body and represent a risk for human and environmental health. In Ribeirão Preto – SP, Brazil, there are two sewage treatment stations (ETE), one of which is ETE-Caiçara, functioning since 2000, and the other ETE-Ribeirão Preto, since 2002. This study aimed to evaluate heavy metal levels in urban effluents before and after treatment by means of the Activated Sludge System at the ETE-Ribeirão Preto, as well as to evaluate heavy metal levels in the sludge formed during sewage treatment through the activated sludge, considering its potential use for agricultural purposes. We analyzed the following metals in raw and treated wastewater: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Pb and Zn, using Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS-GF), Atomic Absorption Spectrophotometry with Hydride Generation (AAS-HG) and Flame-Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS-Flame). In the sludge, we analyzed the following metals: As, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn, TI, V and Zn, using Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy (ICP-MS), Inductively Coupled Optical Emissions Spectroscopy (ICP-OES) and Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS-GF). The obtained data revealed that the heavy metal levels present in the wastewater samples remain within the values determined by Resolution No. 357/2005, which establishes effluent emission conditions and norms. Furthermore, we observed great variations in the removal of different kinds of metals. Metal values recorded for sludge were within the maximum permitted levels established by the Environmental Sanitation Company (CETESB), São Paulo, Brazil for agricultural use of sludge. This study evidences the importance and the function of an ETE, that is, to treat wastewater that can cause environmental impacts in the water bodies that will receive these effluents, as well as to make available sludge for agricultural use, guaranteeing that legislation is being complied with and, hence, producing information for the authorities responsible for sewage treatment in Ribeirão Preto-SP.

Orientador: Adriano Luiz Tonetti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T09:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonel_LaysPaulino_M.pdf: 2123587 bytes, checksum: f2f21f542524435e2023085c25b3381d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Diante do enorme problema de saúde pública que são as doenças de veiculação hídrica e do grande déficit sanitário existente no Brasil, principalmente nas cidades com população inferior a cinquenta mil habitantes e nas periferias dos grandes centros urbanos, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema simplificado, composto por filtro anaeróbio, preenchido com anéis de bambu, associado a filtro de areia, na remoção de cistos de Giardia spp. e ovos de helmintos. O filtro anaeróbio foi operado com fluxo ascendente e tempo de detenção hidráulica de 12 horas, o efluente proveniente deste reator era aplicado sobre a superfície do leito de areia em oito cargas de 25 L m-2, totalizando uma taxa de aplicação de 200 L m-2dia-1. As amostras de efluente eram coletadas em três pontos, P01 (esgoto bruto), P02 (efluente do filtro anaeróbio) e P03 (efluente do filtro de areia), mensalmente, durante 12 meses. Nos últimos quatro meses, foram realizadas análises para detecção de cistos de Giardia spp. no lodo do filtro anaeróbio e de ovos de helmintos no leito do filtro de areia e também no lodo. O sistema também foi avaliado quanto à remoção de E. coli e quanto aos parâmetros físicos e químicos. O filtro anaeróbio foi capaz de remover 99,5 ± 28,7% da concentração estimada de cistos presentes no esgoto bruto, já o filtro de areia removeu 56,25 ± 31,6% dos cistos presentes no efluente anaeróbio, sendo a eficiência de remoção total do sistema igual 99,7%. Ovos de helmintos foram detectados em apenas três amostras de efluente anaeróbio, em uma concentração média de 1,5 ovos/L, sendo alcançada a remoção de 100% dos ovos após a passagem pelo filtro de areia. O sistema também proporcionou a redução de 4 unidades logarítmicas da concentração de E. coli presente no esgoto bruto, além do mais, o efluente produzido apresentou baixas concentrações de Demanda Química de Oxigênio (52 ± 24 mgL-1) e Sólidos Suspensos Totais (17 ± 20 mgL-1) e, baixos valores de turbidez (3 ± 4 UT), comprovando assim, a eficiência do sistema simplificado proposto tanto na remoção de patógenos quanto na adequação dos parâmetros físicos e químicos / Abstract: In the face of the enormous public health¿s problem that are the waterborne diseases and the big Brazilian sanitary deficit, especially at cities with less than fifty thousand inhabitants and big cities¿ peripheries, this study aimed to evaluate the efficiency of a simplified system, composed by an upflow anaerobic filter, filled with bamboo rings, associated with a sand filter, in the removal of Giardia cysts and helminths eggs. The anaerobic filter was operated with hydraulic retention time of 12 hours, the effluent from this reactor was applied to the sand bed surface in eight loads of 25 L m-2, with a total application rate of 200 L m -2 day-1. The samples were collected at three different points, P01 (raw sewage), P02 (anaerobic filter effluent) and P03 (Sand filter effluent), monthly, during 12 months. In the last four months were performed analysis to detect Giardia spp. cysts in the anaerobic filter sludge and helminths eggs in the sand filter bed and, as well, in the sludge. The system was also evaluated relating to the E. coli removal and for physical and chemical parameters. The anaerobic filter was able to remove 99.5 ± 28.7% of the estimated concentration of cysts present in raw sewage, while the sand filter removed 31.6 ± 56.25% of the cysts present in the anaerobic effluent, making the system total efficiency¿s removal of 99.7%. Helminth eggs were detected in three anaerobic effluent samples, in an average concentration of 1.5 eggs/L, and after the effluent passes through the sand filter there was a removal of 100% eggs. The system also provided a reduction of 4 log units of E. coli concentration existing in raw sewage, in addition the effluent produced showed low concentrations of Chemical Oxygen Demand (52 ± 24 mg L - ) and Total Suspended Solids (17 ± 20 mgL -1) and lower turbidity values (3 ±4 UT), proving then, the simplified system proposed efficiency both in removing pathogens, as the adequacy of physical and chemical parameters / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: Ronaldo Stefanutti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franca_JosueTadeuLeite_D.pdf: 5624209 bytes, checksum: 5cf73703ce197d3837470af4dd88e602 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho da modificação concernente a um processo de tratamento "tanque séptico seguido de filtro anaeróbio", no Distrito Bom Retiro, município de Angatuba, região sudoeste do Estado de São Paulo, por um modelo aerado, com aproveitamento integral das unidades existentes após pequenas adequações, visando atender a legislação e com baixo nível de operação. O sistema foi baseado em alguns parâmetros utilizados em lagoas aeradas e parcialmente aeradas. A remoção do lodo para a proposta é anual ou quando o sistema atingir os limites dos parâmetros de controle operacional: DBO efluente ? 60 mg O2 L-1 ou eficiência de remoção dos SST ? 80%. Após um ano de operação da proposta parcialmente concluída (sem tratamento preliminar), apesar de não atingir os limites máximos estabelecidos foram realizadas a quantificação e remoção do lodo gerado. O sistema de desaguamento foi realizado em uma série de "BAGs" verticais de polipropileno reutilizáveis por até 20 vezes, com capacidade para 2m³. Após as adequações, os resultados na segunda etapa do experimento com relação à DBO afluente e efluente, sólidos em suspensão total efluente (SST), residual de oxigênio dissolvido na saída do tanque de polimento, densidade de potência utilizada, custo de energia per capta (kWh ano-1) e custo de implantação per capta foram: DBO afluente e efluente teve como média e desvio padrão 674 ± 137 mg O2 L-1 e 22 ± 5 mg O2 L-1, respectivamente. A média aparada com relação ao residual de oxigênio dissolvido foi de 3,6 ± 1,2 mg L-1, a densidade de potência 42 W m-3, o consumo de energia foi de 56 kWh hab-1 ano-1 e o custo de implantação per capita foi de R$ 140,00. A proposta visa a adequação dos sistemas (tanque séptico + filtro anaeróbio) e implantação em pequenas comunidades, sem sistemas de tratamento de esgotos / Abstract: This work aims to evaluate the performance concerning the modification of the a treatment process "septic tank followed by anaerobic filter", in Bom Retiro district, municipality of Angatuba, and southwest of São Paulo, by aerated model with full use of existing units after minor adjustments, to meet the rules environmental and low level of operation. The system is based on some parameters used in aerated lagoons and partly aerated lagoons. The sludge removal is proposed for the year or when the system reaches the limits of the parameters of operational control: ? 60 mg O2 L-1 BOD effluent and TSS removal efficiency of ? 80%. After a year of operation of the proposed partially completed (without pre-treatment) did not reach the ceilings was conducted to quantify and removal of sludge generated. The dewatering system was conducted in a number of "BAGs" vertical polypropylene reusable for up to 20 times, with a capacity of 2 m³. After the adjustments results in the second stage of the experiment with respect to the influent and effluent BOD, total suspended solids effluent (TSS), residual dissolved oxygen in the tank outlet polishing, power density used, energy cost per capita (kWh year -1) and cost of deployment per capita were: influent and effluent BOD was mean and standard deviation 674 ± 137 mg O2 L-1 and 22 ± 5 mg O2 L-1, respectively. The mean residual trimmed with respect to dissolved oxygen was 3.6 ± 1,2 mg L-1, the power density 42 W m-3, the power consumption was 56 kWh. hab-1 year -1 and implementation cost per capita of R$ 140.00. The proposal aims adequacy of systems (septic tank + anaerobic filter) and deployment in small communities without sewage treatment systems / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil

The concern for pharmaceutically active compounds (PhACs) as contaminants in the environment and the need to assess their environmental risk have greatly increased since the early nineties. Among PhACs, antibiotics and antiviral drugs are of important concern due to their role in growing antibiotic and antiviral drugs resistance among pathogenic bacteria and influenza viruses, respectively. Besides resistance issue, the compounds may upset sensitive ecosystems as they are designed to be highly bioactive. Clinically-important antibiotics are virtually ubiquitous contaminants in sewage water and surface water. Notably, recent emergence of novel influenza and use of anti-influenza drugs (specially Tamiflu®) during seasonal influenza、 influenza epidemics and for future pandemic are of emerging concern. Every year seasonal influenza epidemic causes tens of millions of respiratory illnesses and 250, 000 to 500, 000 deaths worldwide. WHO (World Health Organization) recommend the use of antiviral drug Tamiflu® during pandemic, as they are easy to use. Currently only Japan uses over eighty percent of Tamiflu® prescribed globally during common seasonal influenza. It is a fact that a huge amount of antiviral drugs and antibiotics ( for post infection cure of respiratory illness) will be used during an influenza pandemic and will arrive to sewage treatment plants (STPs).Unfortunately, these compounds behaviors are mostly unknown in both conventional and advanced STPs. The exposure of antiviral drug in the wild fowl gut and its implications for hastening the generation of antiviral-resistance in avian influenza viruses are also an emerging issue. The major objective of this thesis work was to investigate the occurrence of antibiotics and antiviral drugs in sewage treatment plants and their fate in different sewage treatment plants. The specific objectives were as follows: (a) to established appropriate analytical method for the selected antibiotics and antiviral drugs in sewage treatment plants, (b) to investigate the occurrence and removal of antibiotics and antiviral drugs in sewage treatment plants differ in technology and operation conditions; and (c) to predicts environmental concentration of the target compounds during a pandemics and appraisal of appropriate technology to reduce the risk associated with widespread use under pandemic conditions. In this study we selected twenty antibiotics: one beta-lactam: ampicillin; four macrolides: azithromycin, clarithromycin and roxithromycin; five quinolones: ciprofloxacin, enrofloxacin, levofloxacin, nalidixic acid and norfloxacin; two tetracycline: tetracycline and oxytetracycline; five sulfonamides: sulfadimethoxine, sulfadimizine, sulfamerazine, sulfam- ethoxazole and sulfamonomethoxine; and four others: lincomycin, novobiocin, salinomycin and trimethoprim. Oseltamivir Carboxylate (OC), the active metabolite of oseltamivir phosphate (Tamiflu®) and amantadine (AMN) were selected as antiviral drugs. This dissertation consists of nine chapters: Chapter I describe the background and objective of the study and chapter II represent a brief literature review. In Chapter III, analytical methods for selected antibiotics and antiviral drugs (for the first time) in water and wastewater were described. In Chapter IV, the occurrences and fate of antibiotics in sewage treatment plants were investigated in Japan and China. Clarithromycin was detected in the highest concentration in influent (1129 to 4820　ng/L), followed by azithromycin (160 to 1347　ng/L), levofloxacin (255 to 587　ng/L) and norfloxacin ( 155 to 486 ng/L) and sulfamethoxazole (159 to 176ng/L) in Japan. Ozonation as tertiary treatment of secondary effluent for wastewater reclamation provided significant elimination of antibiotics. Fifty present of the selected antibiotics were removed over eighty percent during ozonation. There was no elimination of antibiotics in dissolve phase during ultra filtration. From Chapter IV a hypothesis was drawn on antibiotics removal and its relation with longer sludge retention time (SRT) in STPs and in Chapter V the role of nitrifier in antibiotics removal was evaluated to verify the hypothesis established from Chapter IV. Nitrifying activated sludge (NAS) can biodegrade the tested antibiotics with different biodegradation rate between　2.74 to 9.95 L/gSS/d. Sulfamethoxazole and sulfamerazine degraded faster than trimethoprim, clarithromycin and enrofloxacin. In Chapter VI, occurrence of antiviral drugs in sewage water discharge and in river water in Japan was conducted during seasonal influenza epidemic and their fate in different sewage treatment facilities were evaluated in Chapter VII. This is the fist findings of antiviral (anti-influenza) drugs in the environment in the world and for the first time the removal mechanism in STPs was elucidated. Finally, it was observed that only primary and secondary treatment processes in STPs were not sufficient to remove these compounds significantly. Overall OC and AMN removal in STP with ozonation as tertiary treatment was 90% and 96% respectively. In ozonation batch experiment, Chapter VIII, ( feed ozone gas concentration 4.0mg/L, ozone gas flow rate 0.23L/min to maintain ozone feed rate of 0.6 mg/L/min), it was observed that AMN and OC concentration decreased linearly with time in all the experiments conducted and it can be, therefore, said that the degradation reactions follow pseudo first-order reaction. The k'O3 (pseudo first-order rate constant for O3) of AMN was 0.596/min (0.00993/sec), and OC was 0.524 /min (0.008725/sec) and over 99% removal within 10min. Chapter VIII described the predicted OC and antibiotics concentration in STPs influent, secondary effluent, after advance tertiary treatment (ozonation) and receiving water during a pandemic with three expected infection scenario ( according to US CDC FluAid model 2.0) in Kyoto city. Both antiviral drugs and antibiotics pose an environmental risk associated to there widespread use during a future pandemic. Ozonation as tertiary treatment can provide a technological solution to reduce the ecotoxicological effect of antibiotics and antiviral drugs uses during a pandemic. In a full scale STP, the antiviral drugs (OC and AMN) reduction were over 90% from secondary effluent after ozonation during seasonal influenza outbreak in Kyoto city in 2008/2009. Finally, (1) analytical methods for commonly used antibiotics and antiviral drugs in water sample was developed with an excellent precision and accuracies, (2) both antibiotics and antiviral drugs were detected in environmental sample, and their behavior in STPs were elucidated. Antivirals in this study were the first time findings in sewage water. This study will provide a surrogate for planning a pandemic preparedness action plan for sewage treatment pants for ecotoxicological risk management. / Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第14931号 / 工博第3158号 / 新制||工||1474(附属図書館) / 27369 / UT51-2009-M845 / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 田中 宏明, 教授 伊藤 禎彦, 教授 藤井 滋穂 / 学位規則第4条第1項該当

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第15364号 / 工博第3243号 / 新制||工||1488(附属図書館) / 27842 / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 田中 宏明, 教授 藤井 滋穂, 教授 米田 稔 / 学位規則第4条第1項該当

Philosophy of Doctor - PHD / The aim of this study was to compare the water quality of raw wastewater and treated sewage effluents from three different sewage treatment plants in the Western Cape, South Africa. The treatment plants investigated are on the same river system. Sewage treatment plant 1 and 2 use older technologies, while sewage treatment plant 3 has been upgraded and new technologies (membrane bioreactor) were incorporated in the treatment processes. The first objective was to determine the occurrence of total coliforms, Escherichia coli (E. coli) and fluoroquinolone and sulfamethoxazole antibiotic residues in raw wastewater and treated sewage effluents. Bacteria in treated sewage effluents can result in diseases such as dysentery, gastroenteritis, and typhoid upon exposure. A chromogenic test was used to screen for coliforms and E. coli. Enzyme linked Immunosorbent Assays (ELISA) were used to quantitate antibiotic residues (fluoroquinolones and sulfamethoxazole) in raw wastewater and treated sewage effluents. This study showed that bacteria are present in raw wastewater and residual bacteria are released with treated sewage effluents from sewage treatment plants. / South Africa