Este trabalho comparou oito lagoas de estabilização da região Noroeste do Estado de São Paulo, que tratam esgotos predominantemente sanitários de Coroados, Lourdes, Planalto, Zacarias, Alto Alegre, Pongaí, Irapuã e Adolfo, cidades pequenas, com no máximo 5500 habitantes (1700 ligações), onde os quatro primeiros sistemas são compostos apenas por lagoas facultativas primárias e os quatro últimos por lagoas anaeróbias e lagoas facultativas secundárias. Vinte e cinco variáveis físicas, químicas e biológicas foram analisadas em amostras compostas coletadas entre 24/05/2000 e 03/10/2000. A análise da batimetria efetuada fornece indicações de prazos para a remoção do lodo do fundo das lagoas. As taxas de acúmulo de lodo médias obtidas para as lagoas anaeróbias e facultativas primárias foram de 0,07 e 0,14 m3/hab.ano, respectivamente. O pH do efluente das lagoas anaeróbias e das facultativas foi em média 6,6 e 7,4. Nas lagoas anaeróbias observou-se alta remoção de sólidos suspensos e de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) com eficiência geral média de 64% e 61% respectivamente. Os sistemas não atenderam plenamente à legislação no tocante a eficiência de remoção de DBO de 80%, porém o valor médio encontrado para os oito sistemas foi de 78%, bastante próximo do exigido. Sugere-se para a região, para eficiência de remoção de DBO de 80%, lagoas anaeróbias com tempo de detenção de 5 dias e para as lagoas facultativas primárias e secundárias tempos de detenção de 25 e 15 dias respectivamente, e taxas de aplicação superficial de 140 e 130 kg DBO/ha.dia, respectivamente. Não foi atingido o limite máximo de 1000 coliformes fecais por 100 ml, obtendo-se média geral de remoção de 97,40% inferindo-se que há necessidade de um processo de tratamento complementar para a remoção de microrganismos. Não observou-se correlação entre eficiência do sistema e relação comprimento/largura das lagoas. Constatou-se maus odores mesmo na ausência de concentrações detectáveis de sulfeto. A remoção média geral de amônio (NH4+), nitrogênio total, fosfato total dissolvido e fósforo total foi de 31%, 12%, 24% e 27% respectivamente nos sistemas estudados. / The present work compared the performance of eight stabilization ponds in the Northwest region of São Paulo state, that treat predominantly the domestic sewage from eight small cities with a maximum of 5000 inhabitants (1700 links): Coroados, Lourdes, Planalto, Zacarias, Alto Alegre, Pongaí, Trapuã and Adolfo. The first four systems are made of four primary facultative ponds and the last four by anaerobic ponds and secondary facultative ponds. A total of twenty-five chemical, physical and biological variables were analyzed in integrated samples collected between 24/05/2000 and 03/10/2000. The bathymetric analysis performed has indicated deadlines for sludge removal from the stabilization pond bottom. Mean sludge accumulation rates o btained for anaerobic and primary facultative ponds were 0.07 and 0.14 m3/inhabt.year, respectively. Effluents from anaerobic and facultative ponds had a mean pH of 6.6 and 7.4. In anaerobic ponds a righ rate of suspended solids removal was found and the Biochemical Oxygen Demand (BOD) had an overall general efficiency of 64% and 61%, respectively. The systems did not completely attend the present legislation in respect to a BOD removal of 80%, as required, however the mean value for the eight systems monitored was 78%, very close to the established limit. It is therefore suggested that for this region, in order to attain the removal efficiency of 80% anaerobic ponds should have a residence time of 5 days and the primary and secondary facultative ones should have residence times of 25 and 15 days respectively, coupled to loading rates of 140 and 170 Kg BOD/ha.day respectively. Also, the maximum limit of 1000 fecal coliforms per 100 ml was not reached, and in general there was a mean removal efficiency of 97.40%, indicating that an additional treatment process needs to be implemented for a successful removal of coliforms. No correlation was found between the removal efficiency and morphometry (length/weight) pond characteristics. Bad smell was present even in the absence of detectable amounts of sulfide. The mean efficiency for the removal of ammonium (NH4+), total nitrogen, total dissolved phosphorus and total phosphorus were 31%, 12%, 24%, and 27% respectively, among the systems studied.

Atualmente, o uso de bioreatores associados a membranas (MBRs) tem sido pesquisado em muitos lugares do mundo para tratar diferentes tipos de efluentes. O uso de MBRs tem vantagens sobre outros processos quando o principal foco está na reutilização do efluente, pequenas áreas para o tratamento de efluentes ou condições restritivas da legislação. Normalmente, os MBRs são projetados com biomassa suspensa. O objetivo deste trabalho foi avaliar a performance de um reator anaeróbio e um reator anaeróbio associado a membrana de microfiltração tratando lixiviado de aterro sanitário em escala piloto. O material utilizado na membrana de microfiltação foi cerâmica (ver formula no documento original), com diâmetro de poro e área de filtração de 0,2 µm e 0,0094 m2, respectivamente. O rejeito da unidade de microfiltração retornava para o reator anaeróbio associado a membrana. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicaram que é possível tratar lixiviado com esta configuração de MBR com um curto tempo de detenção hidráulica (2,04 d). O valor médio da concentração de DQO foi 10.359 mg O2/L na entrada dos reatores e, a carga orgânica volumétrica aplicada aos reatores foi de 5,07 mais ou menos 2,90 kg DQO/m3.d. A eficiência de remoção de DQO do reator anaeróbio associado a membrana foi de 90,4% como valor médio, contra 21,5% do reator anaeróbio. A eficiência de remoção de turbidez no reator anaeróbio associado a membrana de microfiltração foi de 90,3% apresentando valores de saída de 2,0 mais ou menos 2,0 NTU. Concentrações de sólidos suspensos na saída foram maiores no reator anaeróbio do que no reator anaeróbio associado a membrana, apesar da maior velocidade ascensional deste. A análise da biomassa dos reatores mostrou que houve uma melhor distribuição desta no reator anaeróbio associado a membrana de microfiltração do que no reator anaeróbio sem a membrana, devido ao reciclo do rejeito. A velocidade ascensional foi de 0,05 m/h no reator anaeróbio e 31,5 m/h no reator anaeróbio associado a membrana. O principal efeito destes valores de velocidade ascensional está no número de Reynolds calculado, o qual foi 2,9 para o reator anaeróbio e 1.799 para o reator anaeróbio associado a membrana. Embora ambos os reatores tenham sido projetados para atuar em fluxo laminar, o maior valor do número de Reynolds do reator anaeróbio associado a membrana produziu um maior coeficiente de transferência de massa e uma melhor taxa de utilização de substrato do que no reator anaeróbio sem a membrana. Este fato, juntamente com a retenção de biomassa e de compostos macromoleculares, explica uma melhor performance do reator anaeróbio associado a membrana de microfiltração. Os resultados do índice modificado de fouling (MFI) indicaram que este índice variou durante o processo, provavelmente devido a variações da pressão e de compostos presentes no lixiviado. O reator anaeróbio associado a membrana estabelece uma nova alternativa de tratamento de efluentes, eficiente, segura e ambientalmente correta. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-12T16:40:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marisa Dacanal.pdf: 2180275 bytes, checksum: b8edc74eb31bd68325c283bf4bc332cb (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-12T16:40:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marisa Dacanal.pdf: 2180275 bytes, checksum: b8edc74eb31bd68325c283bf4bc332cb (MD5) / Nowadays, the use of membrane bioreactors (MBRs) has been researched in many places of the world to treat different kinds of wastewater. The use of MBRs has advantages over other processes when the main focus is on the reuse of wastewater, small areas for wastewater treatment plant or restricted laws conditions. Commonly, the MBRs have been designed with suspended biomass. The goal of this work was to evaluate the performance of anaerobic reactor and anaerobic reactor associated with microfiltration membrane treating sanitary landfill leachate in pilot scale. The microfiltration membrane material used was ceramic (...) and its pore diameter and filtration area were 0.2 µm and 0.0094 m2, respectively. The retentate of the microfiltration unity was returned to the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane. The results obtained in this research indicated that it is possible to treat leachate with this MBR configuration with a short hidraulic retention time (2.04 d). The mean value of COD concentration was 10,349 mg O2/L at the inlet of both reactors and the volumetric organic load for both reactors was 5.07 +- 2.90 kg DQO/m3.d. The membrane anaerobic reactor efficiency of COD removal was 90.4% as the mean value, against 21.5% of the anaerobic reactor. The efficiency of turbidity removal in the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane was 90.3% with outlet values of 2.0 +- 2.0 NTU. Suspended solid concentrations at the outlet were higher in the anaerobic reactor than in the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane, despite its higher upflow velocity. The analysis of biomass of both reactors showed that there was a better distribution of biomass in the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane than the anaerobic reactor without microfiltration membrane, due to retentate recicling. The upflow velocity was 0.05 m/h in the anaerobic reactor and 31.5 m/h in the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane. The main effect of these upflow velocity values was in the Reynolds number which was 2.9 for the anaerobic reactor and 1,799 for the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane. Although both reactors had been designed to perform a laminar flow, the higher value of Reynolds number of the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane produced a higher mass transfer coefficient and a better substrate utilization rate than the anaerobic reactor without microfiltration membrane. This is a reason, along with the retention of biomass and macromolecular compounds, that explains a better performance of the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane. The results of modified fouling index (MFI) indicated that this index changed during the process, probably due the changes of pressure and compounds in the leachate. The anaerobic reactor associated with microfiltration membrane is a new option of wastewater treatment process, efficient, secure and an environmentally right alternative.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-09-13T17:38:25Z No. of bitstreams: 1 LAIO ARIEL LEITE DE PAIVA – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 2279883 bytes, checksum: ddf555f3b9251dc01dc78d5b5fe5df71 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-13T17:38:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LAIO ARIEL LEITE DE PAIVA – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 2279883 bytes, checksum: ddf555f3b9251dc01dc78d5b5fe5df71 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Capes / Sistemas anaeróbios modernos de tratamento de esgoto doméstico, embora bastante eficientes na remoção de matéria orgânica e sólidos em suspensão, não produzem um efluente com qualidade compatível com os padrões legais para descarga em corpos d’água receptores. Por essa razão esses sistemas têm que ser associados a unidades de pós-tratamento. Este trabalho trata de uma investigação experimental sobre a viabilidade de se aplicar o sistema de lodo ativado como uma alternativa do pós-tratamento, especificamente para o caso em que se prevê o efluente final para reúso. Na investigação experimental se usou um reator de bateladas sequenciais (RBS) em escala de bancada como unidade de pós-tratamento. Os resultados experimentais mostraram que a qualidade de efluente do sistema RBS de pós-tratamento em relação a matéria orgânica é muito boa. Na otimização do reator RBS se desenvolveu um modelo que permite estabelecer o tempo de permanência mínimo para o pós-tratamento em função de dois parâmetros básicos: a constante de utilização de material orgânico biodegradável pelas bactérias heterotróficas do lodo gerado no sistema de pós-tratamento e a sedimentabilidade deste lodo. A constante de utilização de material orgânico foi determinada por testes respirométrico. O lodo gerado no sistema de pós-tratamento surpreendentemente mostrou ter uma sedimentabilidade bem superior àquela normalmente encontrada em sistemas de lodo ativado tratando esgoto bruto, o que constitui um argumento sólido para a aplicação do sistema RBS na prática de pós tratamento do efluente do reator UASB. / Modern anaerobic systems for domestic sewage treatment, although very effective in removing organic matter and solid suspended, do not produce an effluent quality compatible with the legal standards for discharge into water bodies’ receivers. Therefore, such systems have to be associated with post treatment units. This paper deals with an experimental investigation into the feasibility of applying the activated sludge system as an alternative post-treatment, specifically for the case where intended use of the treated wastewater is reuse. In the experimental investigation research, a sequencing batch reactor (RBS) at bench scale was use as post treatment. The experimental results showed that the effluent quality of the RBS post treatment system in relation to organic matter was very good. An algorithm to optimize the RBS reactor was developed and allowed establishing the minimum residence time for the post-treatment in terms of two basic parameters: the utilization constant of biodegradable organic material by heterotrophic bacteria in the post-treatment system and the sludge settleability. The organic material using respirometric constant was determined from the oxygen uptake rate during the post treatment. The sludge from the post-treatment system surprisingly showed a much better settleability than what normally found in activated sludge systems treating raw sewage, which provides a strong argument for the application of the RBS system in practice post-treatment of the UASB reactor effluent.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-10Bitstream added on 2014-06-13T20:16:34Z : No. of bitstreams: 1 santos_ac_me_jabo.pdf: 2357679 bytes, checksum: 9aae6927779549a378163bb987c18730 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Avaliou-se o desempenho de um sistema combinado anaeróbioaeróbio para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) de 18624, 11395, 6690 e 21705 mg L-1. Foram utilizados quatro reatores anaeróbios horizontais com volume total de 49,5 L cada, um com manta de lodo (RAHML) e três de leito fixo (RAHLF), instalados em série e seguidos de um reator aeróbio operado em bateladas alimentadas sequenciais (RBS, com alimentação contínua). Nos RAHLF foram utilizados como meios suporte anéis de bambu, anéis plásticos de eletroduto corrugado e anéis de bucha (Luffa cillyndrica), respectivamente. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) e as cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no RAHML foram de 12, 10, 8 e 8 h e 52,6; 60,9; 64,8 e 123,2 g DQO (L d)-1, respectivamente. O RBS foi operado com ciclo de 24 h e COV de 0,34; 0,50; 0,32 e 3,88 g DQO (L d)-1. As eficiências médias de remoção de DQOtotal e SST no conjunto de reatores anaeróbios horizontais, em série, diminuíram de 95,5 a 96,7% para 78,8%, e de 95,0 a 98,7% para 85,6% respectivamente, com o aumento da COV para 123,2 g DQO (L d)-1 no RAHML. As maiores produções de metano ocorreram nos RAHLF com valores médios de até 0,925 m3 CH4 (m3 reator d)-1 e 0,31 m3 CH4 (g DQO removida)-1 . A inclusão do RBS permitiu melhorar a qualidade do efluente e a estabilidade do sistema de tratamento, atingindo eficiências de remoção de DQOtotal de 94,2 a 99,0% e de SST de 94,4 a 99,3%. As eficiências médias de remoção de K, Ca, Mg e Na no sistema de tratamento foram de 50 a 81%, de 67 a 89 % de 65 a 79% e de 53 a 68%, respectivamente, e de Cu, Fe, Mn e Zn foram maiores, de 97 a 98%, de 63 a 99%, de 75 a 85% e de 89 a 94%, respectivamente, e podem ser atribuídas à imobilização no lodo. / An anaerobic-aerobic combined system performance was evaluated in swine water waste treatment with an average total suspended solids (TSS) concentration from 18624, 11395, 6690 and 21705 mg L-1, constituted by four horizontal anaerobic reactors each one having a total volume of 49.5 L, one of control-sludge (RAHML), and tree of fixed film installed in series (RAHLF), followed by a sequential operated batch reactor (ASBR) with continue feeding with total volume of 339 L. In the RAHLF was used of bamboo were used as support to fix the film, plastic rings, and wad (Luffa cillyndrica) rings. The hydraulic detention timing (HDT) and volumetric organic loads (VOL) applied in RAHML were 12, 10, 8 and 8 h of 52.6, 60.9, 64.8 and 123.2 g COD (Ld)-1 and the RBS operated in a 24-hours operational cycle were 0.34, 0.50, 0.32 and 3.88 g COD (L d)-1, into the assays number 1, 2, 3 and 4 respectively. The total COD and medium SST removed efficiently horizontal reactors set in serie, were from 95.5 to 96.7%, for 78.8 % and from 95 to 98.7% for 85.6% respectively. Increasing (VOL) to 123,2 g COD (L d)-1 in the (RAHLF). The higher methane production happened in RAHLF with medial values up to 0.925 m3 CH4 and 0.31 m3 CH4 (g COD removed). The ASBR inclusion enabled obtain COD removing efficiency in suspended solid from 94.2 a 99% and from 94.4 a 99.3% respectively. The K, Ca, Mg and Na medium removed efficiently in system were from 50 for 81% and 67 for 89%, 65 for 79% and 53 for 68%, for Cu, Fe, Mn and Zn medium removed efficiently in system were high from 97 for 98% and 63 for 99%, and 75 for 85% and 89 for 94%, respectively, and can be attributed to the sludge immobilization.

Made available in DSpace on 2015-05-07T14:49:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1400231 bytes, checksum: fb9f24d41beb924c130d174f918f19f8 (MD5) Previous issue date: 2005-12-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this thesis is to evaluate the performance of anaerobic filter with baffles (FAC) for the post treatment of anaerobic effluent and using rings cut from PET bottles as filling medium. The experiment was carried out in three phases characterized by the hydraulic retention times of 7, 9 and 10 days, respectively. The analysis of the UASB and FAC effluents was carried out weekly to evaluate the removal efficiency of organic material expressed as BOD5 e COD, solids and its different fractions, nutrients (nitrogen and phosphorus) and indicators of faecal contamination (thermotolerant Coliforms). The results showed that there were no significant differences between the FAC effluent during the three phases with respect to organic material and suspended solids (at 5% significance level), but there were differences in the electric conductivity, nitrogen and thermotolerant Coliforms. The FAC presented good performance of organic material removal (65% for COD and 64% for BOD5 during the first phase) and suspended solids (81% for TSS and 83% for VSS during the first phase). Thus it can be noted that the FAC presented good post treatment efficiency of anaerobic effluents, resulting in clarified effluent with low concentrations of organic material (12mg BOD5.L-1), suspended solids (<10 mg TSS. L-1) and turbidity (<10 UNT). With respect to sanitary quality the produced effluent had concentrations of thermotolerant in the range of 103 to 104 UFC.100 mL-1, hence above the standards established by the WHO (1989) for utilization in irrigation without restrictions. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de filtro anaeróbio de chicanas (FAC) no pós-tratamento de efluente anaeróbio, usando garrafas PET como material de enchimento. O experimento foi realizado em três fases, delimitado pelos três tempos de detenção hidráulicas, 7, 9 e 10 dias, respectivamente. As análises dos efluentes do reator UASB e do FAC foram realizadas semanalmente, averiguando a remoção de matéria orgânica na forma de DBO5 e DQO, sólidos e suas frações, nutrientes (nitrogênio e fósforo) e indicadores de contaminação fecal (coliformes termotolerantes). Os resultados mostraram que não ocorreram diferenças significativas no efluente do FAC entre as três fases, em relação a matéria orgânica e sólidos (ao nível de 5%), mas houve diferença quanto a condutividade elétrica, nitrogênio e coliformes termotolerantes. O FAC apresentou bom desempenho quanto à remoção de matéria orgânica (65% para DQO e 64% para DBO5 durante a 1ª fase) e sólidos suspensos (81% para SST e 83% para SSV durante a 1ª fase). Diante desses resultados, observa-se que o FAC apresentou boa eficiência no pós-tratamento de efluente anaeróbio resultando em um efluente clarificado com baixas concentrações de matéria orgânica (12mg DBO5.L-1), sólidos suspensos (<10 mg SST. L-1) e turbidez (<10 UNT). Com relação à qualidade sanitária, o efluente produzido apresentava concentrações de coliformes termotolerantes variando de 103 a 104 UFC.100 mL-1, portanto valores acima dos padrões estabelecidos pelo OMS (1989) para ser utilizado em irrigação irrestrita.

Atualmente, o uso de bioreatores associados a membranas (MBRs) tem sido pesquisado em muitos lugares do mundo para tratar diferentes tipos de efluentes. O uso de MBRs tem vantagens sobre outros processos quando o principal foco está na reutilização do efluente, pequenas áreas para o tratamento de efluentes ou condições restritivas da legislação. Normalmente, os MBRs são projetados com biomassa suspensa. O objetivo deste trabalho foi avaliar a performance de um reator anaeróbio e um reator anaeróbio associado a membrana de microfiltração tratando lixiviado de aterro sanitário em escala piloto. O material utilizado na membrana de microfiltação foi cerâmica (ver formula no documento original), com diâmetro de poro e área de filtração de 0,2 µm e 0,0094 m2, respectivamente. O rejeito da unidade de microfiltração retornava para o reator anaeróbio associado a membrana. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicaram que é possível tratar lixiviado com esta configuração de MBR com um curto tempo de detenção hidráulica (2,04 d). O valor médio da concentração de DQO foi 10.359 mg O2/L na entrada dos reatores e, a carga orgânica volumétrica aplicada aos reatores foi de 5,07 mais ou menos 2,90 kg DQO/m3.d. A eficiência de remoção de DQO do reator anaeróbio associado a membrana foi de 90,4% como valor médio, contra 21,5% do reator anaeróbio. A eficiência de remoção de turbidez no reator anaeróbio associado a membrana de microfiltração foi de 90,3% apresentando valores de saída de 2,0 mais ou menos 2,0 NTU. Concentrações de sólidos suspensos na saída foram maiores no reator anaeróbio do que no reator anaeróbio associado a membrana, apesar da maior velocidade ascensional deste. A análise da biomassa dos reatores mostrou que houve uma melhor distribuição desta no reator anaeróbio associado a membrana de microfiltração do que no reator anaeróbio sem a membrana, devido ao reciclo do rejeito. A velocidade ascensional foi de 0,05 m/h no reator anaeróbio e 31,5 m/h no reator anaeróbio associado a membrana. O principal efeito destes valores de velocidade ascensional está no número de Reynolds calculado, o qual foi 2,9 para o reator anaeróbio e 1.799 para o reator anaeróbio associado a membrana. Embora ambos os reatores tenham sido projetados para atuar em fluxo laminar, o maior valor do número de Reynolds do reator anaeróbio associado a membrana produziu um maior coeficiente de transferência de massa e uma melhor taxa de utilização de substrato do que no reator anaeróbio sem a membrana. Este fato, juntamente com a retenção de biomassa e de compostos macromoleculares, explica uma melhor performance do reator anaeróbio associado a membrana de microfiltração. Os resultados do índice modificado de fouling (MFI) indicaram que este índice variou durante o processo, provavelmente devido a variações da pressão e de compostos presentes no lixiviado. O reator anaeróbio associado a membrana estabelece uma nova alternativa de tratamento de efluentes, eficiente, segura e ambientalmente correta. / Nowadays, the use of membrane bioreactors (MBRs) has been researched in many places of the world to treat different kinds of wastewater. The use of MBRs has advantages over other processes when the main focus is on the reuse of wastewater, small areas for wastewater treatment plant or restricted laws conditions. Commonly, the MBRs have been designed with suspended biomass. The goal of this work was to evaluate the performance of anaerobic reactor and anaerobic reactor associated with microfiltration membrane treating sanitary landfill leachate in pilot scale. The microfiltration membrane material used was ceramic (...) and its pore diameter and filtration area were 0.2 µm and 0.0094 m2, respectively. The retentate of the microfiltration unity was returned to the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane. The results obtained in this research indicated that it is possible to treat leachate with this MBR configuration with a short hidraulic retention time (2.04 d). The mean value of COD concentration was 10,349 mg O2/L at the inlet of both reactors and the volumetric organic load for both reactors was 5.07 +- 2.90 kg DQO/m3.d. The membrane anaerobic reactor efficiency of COD removal was 90.4% as the mean value, against 21.5% of the anaerobic reactor. The efficiency of turbidity removal in the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane was 90.3% with outlet values of 2.0 +- 2.0 NTU. Suspended solid concentrations at the outlet were higher in the anaerobic reactor than in the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane, despite its higher upflow velocity. The analysis of biomass of both reactors showed that there was a better distribution of biomass in the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane than the anaerobic reactor without microfiltration membrane, due to retentate recicling. The upflow velocity was 0.05 m/h in the anaerobic reactor and 31.5 m/h in the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane. The main effect of these upflow velocity values was in the Reynolds number which was 2.9 for the anaerobic reactor and 1,799 for the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane. Although both reactors had been designed to perform a laminar flow, the higher value of Reynolds number of the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane produced a higher mass transfer coefficient and a better substrate utilization rate than the anaerobic reactor without microfiltration membrane. This is a reason, along with the retention of biomass and macromolecular compounds, that explains a better performance of the anaerobic reactor associated with microfiltration membrane. The results of modified fouling index (MFI) indicated that this index changed during the process, probably due the changes of pressure and compounds in the leachate. The anaerobic reactor associated with microfiltration membrane is a new option of wastewater treatment process, efficient, secure and an environmentally right alternative.

Orientador: Bruno Coraucci Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T23:41:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dominato_DanieleTonon_D.pdf: 5136145 bytes, checksum: bc4588de570931c9d0ab9bc99456069f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A escassez cada vez maior de água doce devido ao crescimento demográfico, a urbanização e, provavelmente, as mudanças climáticas, tem dado lugar ao uso crescente de águas residuárias na agricultura. Atualmente, essa prática é uma realidade, principalmente na região sudeste de São Paulo, onde os conflitos pelos usos múltiplos da água são constantes. Frente a essa situação, o objetivo desse trabalho foi avaliar o condicionamento de efluentes sanitários, de um sistema composto por filtros anaeróbios e pós-tratamento por filtros de areia (com espessura de 0,75 m) com altas taxas de aplicação diárias que variaram de 300 a 800 Lm-2, visando reúso agrícola e/ou para lançamento em corpos hídricos. Verificou-se uma remoção na concentração de matéria orgânica em termos de DQO, DBO e COD acima de 90 % no efluente dos filtros de areia em todas as taxas de aplicação estudadas. Os resultados apontam que o parâmetro limitador para a utilização de taxas de aplicação diárias superiores a 700 L m-2 foi a concentração de nitrogênio amoniacal produzido nos filtros de areia, superiores a 20 mg L-1, obrigando a implantação de um sistema de aeração superior. A dosagem de hipoclorito de cálcio empregada para adequar o efluente a legislação foi de 3,25 mg L-1 com um tempo de contato de 45 minutos e a classificação do efluente final para a utilização deste na agricultura foi C3S1, estando apto a ser utilizado com um grau moderado de restrição. Como os resultados foram satisfatórios, comprova-se que é possível a aplicação de maiores taxas hidráulicas nos leitos de areia / Abstract: Increasing scarcity of freshwater due to demographic growing, urbanization and, climate changing are the reason of increasing use of the wastewater in agriculture. Nowadays, this practice is a reality, mainly in São Paulo in the southeast areas, where the conflicts caused by multiples use of water are constant. Based on this situation, the aiming of this investigation was to evaluate wastewater conditioning, from a system composed by anaerobic filters and post - treated by sand filters (0,75m height) with high daily application rates which varied from 300 to 800 L m-2, agriculture reuses and/or discharging into receiving waters. An organic matter removing of 90% in terms of COD, BOD and DOC was observed in sand filters effluent in all application rates which were studied. Results have shown that the limitation parameter to use application rates over 700 L m-2 was the ammonium nitrogen concentration which are produced by sand filters and were over 20 mg L-1, forcing to implant a superior aeration system. Calcium hypochlorite dose, used to make the effluent appropriate according to the law, was 3,25 mg L-1 with a contact time of 45 minutes and the final effluent classification to use it in agriculture was C3S1, which is suitable to be used with a moderate degree of restriction. As the results were satisfactory, higher application hydraulic rates in sand filters are proved to be possible / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil

O processamento anaeróbio da vinhaça se apresenta como uma alternativa para a recuperação de energia (biogás), e reaproveitamento das suas características nutricionais através da disposição no solo. Com o intuito de elevar a eficiência energética, o presente trabalho teve como objetivo estimular a produção de metano em reatores anaeróbios em batelada de lodo granular adaptado, alimentados com vinhaça de usina sucroalcooleira, por meio da adição de metais traço. Foram avaliadas as suplementações da vinhaça com Co, Zn, Mo, Ni, Mn e W. Na Fase 1 foram realizados 4 ensaios, os reatores foram analisados individualmente nas concentrações 200 &#956;g.L-1, 350 &#956;g.L-1, 500 &#956;g.L-1 e 800 &#956;g.L-1. Na Fase 2 verificou-se o comportamento dos metais em conjunto, à concentração de 350 &#956;g.L-1 de cada micronutriente (Co, Ni, Zn, Mo, Cu e Mn). Os dados de produção acumulada de CH4 foram ajustados pelo modelo modificado de Gompertz, e foram obtidas as constantes cinéticas. Na Fase 1, verificou-se que a concentração de 200 &#956;g.L-1 de Co foi a mais adequada aos experimentos e apresentou a maior velocidade máxima de produção de CH4, 121,30 mL.d-1 (aumento de 17% na taxa de produção de metano). Nesta mesma Fase, o W apresentou indícios de inibição à concentração de 800 &#956;g.L-1, e os demais metais exibiram os melhores resultados nesta mesma concentração, a velocidade de produção (Rm) aumentou para o Mn (26%), Ni (25%), Cu (21%) e Mo (19%), e os rendimentos mais expressivos foram para Mo (0,267 mL CH4.mg-1 DQOrem), Zn (0,240 mL CH4.mg-1 DQOrem) e Ni (0,232 mL CH4.mg-1 DQOrem). A Fase 2 não apresentou resultados satisfatórios, as verificações não indicaram variação relevante entre os reatores do ensaio e controle. / Anaerobic processing of vinasse is presented as an alternative to energy recovery (biogas), and reuse of its nutritional characteristics through the provision on the ground. In order to increase energy efficiency, this study aimed to stimulate methane production in adapted anaerobic batch reactors with granular sludge fed with vinasse from sugarcane biorefineries, through the addition of trace metals. The supplementation vinasse were evaluated with Co, Zn, Mo, Ni, Mn and W. In phase 1 four essays were realized, and micronutrient were analyzed individually in concentrations of 200 &#956;g.L-1, 350 &#956;g.L-1, 500 &#956;g.L-1 and 800 &#956;.L-1. In phase 2 it was observed the behavior of metal together, with micronutrients concentration of 350 &#956;g.L-1 (Co, Ni, Zn, Mo, Cu e Mn). The data of methanes production were adjusted by Gompertz modified model and kinetics constants were obtained. In phase 1 it was verified that the concentration of 200 &#956;g.L-1 of Co was optimal for the experiments and showed the highest maximum production velocity of CH4, 121,30 mL.d-1 (increase of 17%). In this phase W showed evidence of inhibition at a concentration of 800 &#956;g.L-1, and other metals showed the best results in the same concentration. The velocity of production (Rm) increased to Mn (26%), Ni (25%), Cu (21%) e Mo (19%), and the most significant yields were to Mo (0,267 mL CH4.mg-1 DQOrem), Zn (0,240 mL CH4.mg-1 DQOrem) and Ni (0,232 mL CH4.mg-1 DQOrem). Phase 2 did not show satisfactory results.

A presente pesquisa teve como objetivo a avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada (BPIT) como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível (RALEx), em escala plena, com volume de 32m3, empregado no tratamento de esgoto sanitário. A utilização desse material como suporte apresentou-se como proposta inovadora, com grande potencial de aplicação. Para partida do sistema foram utilizados 6,0m3 de lodo proveniente do reator UASB da Estação de Tratamento de Esgoto Jardim das Flores de Rio Claro – SP, tendo sido alcançado o equilíbrio dinâmico aparente após 80 dias de operação. A BPIT mostrou-se eficiente como recheio do RALEx, tendo em vista que promoveu remoção média de 70% de matéria orgânica, em termos de DBO (amostras não filtradas), quando operado com tempo de detenção hidráulico médio de 3,2h, velocidade ascensional média de 5,7m/h (sem recirculação do efluente), e carga orgânica volumétrica média de 5,4kgDQO/m3.dia. A remoção média de sólidos em suspensão no sistema foi de 65% (com teor residual no efluente de 95mg/L) e a porcentagem de metano no biogás manteve-se próxima a 65%. Assim como os demais reatores anaeróbios, verificou-se que a remoção de nitrogênio e fósforo no RALEx foi relativamente baixa, com valores inferiores a 10%. Avaliou-se também a perda de carga no leito de BPIT, obtendo-se valores extremamente baixos para todas as granulometrias testadas, em torno de 4cm/m de leito, e determinou-se a velocidade mínima de fluidificação em 39m/h. Nos ensaios preliminares, verificou-se que o diâmetro equivalente das partículas de BPIT foi de 4,3mm, com coeficiente de desuniformidade de 1,61 e massa específica de 1,14g/cm3. A BPIT mostrou-se competitiva também no aspecto econômico, tendo em vista que o custo de aquisição foi 12,8 vezes inferior ao do carvão ativado granular e 1,6 vezes superior ao da areia (materiais comumente utilizados como recheio de RALEx). / The present research had as objective the assessment of granulated tread of scrap tires (GTST) as support for the development of biofilms in an expanded bed anaerobic reactor (EBAR), in full scale, with a total volume of 32m3, employed for wastewater treatment. The use of this material as support was presented as an innovating proposal, with a high application potential. To start up the system 6.0m3 of sludge coming from the UASB reactor from Jardim das Flores Wastewater Treatment Plant, Rio Claro – SP, were used. The apparent dynamic equilibrium was reached 80 days after operating start up. GTST showed itself as efficient in the packing of the EBAR, where it removed an average of 70% of organic matter, in terms of BOD (non-filtered samples), when operated with hydraulic detention time of 3.2h, mean ascension velocity of 5.7m/h (without effluent re-circulation), and mean volumetric organic load of 5.4kgCOD/m3.day. The mean suspended solids removal in the system was of 65% (with 95mg/L of residual content in the effluent) and the percent of methane in biogas was close to 65%. Likewise in other anaerobic reactors, it was seen that nitrogen and phosphorous removal in the EBAR was relatively low, with values below 10%. Headloss was also assessed in the bed of the GTST, where extremely low values were obtained for all tested granulometry, around 4cm/m in the bed. In the preliminary essays, it was verified that the equivalent diameter of GTST particles was of 4.3mm, with disuniformity coefficient of 1.61 and specific mass of 1.14g/cm3. GTST was also competitive in the economical aspect, where the acquisition cost was 12.8 times lower than granular activated carbon and 1.6 times higher than sand (materials commonly used as EBAR packing material).

Dentro do escopo de estudo de aspectos fundamentais e tecnológicos, este trabalho foi direcionado à avaliação do comportamento da estabilidade e da eficiência de um reator anaeróbio contendo biomassa imobilizada em espuma de poliuretano para o tratamento de água residuária sintética com concentração de aproximadamente 500 mgDQO/L. O reator, de 6 litros de volume nominal, mantido à temperatura de 30 +/- 1ºC e sob a agitação mecânica de 500 rpm, foi operado em bateladas seqüenciais com a renovação de apenas parte do volume de água residuária tratada por ciclo, ou seja, a descarga do reator não foi completa, mas apenas parcial. Neste contexto, a principal característica operacional investigada foi a relação entre o volume de água residuária afluente, o qual era alimentado a cada novo ciclo de operação, e o volume de meio contido no reator, o qual não era descarregado no ciclo anterior, mantendo-se a mesma carga orgânica volumétrica. Desta forma, foi possível verificar a flexibilidade operacional do sistema com relação ao volume de água residuária tratada a cada ciclo e o tempo de duração do ciclo para uma mesma carga orgânica. Os resultados indicaram que o reator pôde operar com diferentes relações entre o volume alimentado e o volume de meio reacional sem diminuição significativa do seu desempenho, permitindo-se, assim, maior flexibilidade operacional. Para as condições em que o volume renovado foi maior ou igual a 50% do volume de meio do reator (ciclos de 4 a 8 horas), as eficiências de remoção de matéria orgânica filtrada e não filtrada mantiveram-se no patamar de 84 e 79%, respectivamente, enquanto que nas demais condições de maior diluição inicial do afluente (ciclos de 1 e 2 horas), essas eficiências foram ligeiramente menores, em torno de 80 e 74%, respectivamente. A alta velocidade de formação de material viscoso de aparência polimérica, nas condições de maior diluição inicial do afluente, dificultou a manutenção do volume de meio reacional do reator constante. / An assessment was performed on the stability and efficiency of an anaerobic reactor containing biomass immobilized on polyurethane foam for the treatment of synthetic wastewater with organic loading of approximately 500 mgCOD/L. The reactor had a total volume of 6 L. Batch operation took place at a temperature of 30 +/- 1ºC and an agitation rate of 500 rpm. During operation only part of the treated wastewater was renewed per cycle, i.e., reactor discharge was not complete, but partial. The main operation characteristic investigated was the ratio between influent wastewater volume, which was fed at each cycle, and the volume of medium contained in the reactor, which had not been discharged in the previous cycle, maintaining the same volumetric organic load. This way, it was possible to verify operation flexibility of the system regarding treated wastewater volume in each cycle as well as cycle time duration for the same volumetric organic loading. Results indicated that the reactor was able to operate at different ratios between feed and reaction medium volume without significant loss in performance, allowing, hence, greater operation flexibility. For conditions at which renewed volume was greater than or equal to 50% of the reactor medium (cycles from 4 to 8 hours), filtered and non-filtered organic matter removal efficiencies were about 84 and 79%, respectively, whereas at conditions of higher initial influent dilution (cycles from 1 to 2 hours) these efficiencies were slightly lower, about 80 and 74%, respectively. The high formation rate of viscous polymer-like material probably of microbiological origin, at the conditions of higher initial influent dilution hindered maintenance of constant reactor medium volume.