Orientador: Cassiana Maria Reganhan Coneglian / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T10:40:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moretti_ErikaRabello_M.pdf: 3531369 bytes, checksum: 94f198c17a385f3b6c4cc8f79f3c5617 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho avaliou a ação de quatro porcentagens (0, 1, 5 e 10% - TC, T1, T5 e T10, respectivamente) de inoculo de rúmen bovino produzido por compostagem líquida contínua-CLC® no tratamento anaeróbio seguido de aeróbio de água residuária de suinocultura-ARSC. Em três experimentos, a ARSC foi tratada em reatores anaeróbios em batelada sequencial após adição de inoculo. No ultimo experimento, após 2 h de sedimentação, os efluentes anaeróbios passaram por tratamento aeróbio em batelada sequencial. No primeiro experimento anaeróbio, com TDH de 48 h, ocorreram remoções de DQO entre 20 e 30%, com maiores eficiências no reator T10; maior consumo de alcalinidade ocorreu com maior aplicação de inoculo indicando maior atividade microbiana. No segundo experimento removeu-se entre 35 e 55% de DQOtotal e os reatores T5 e T10 apresentaram os melhores desempenhos e maiores consumos de alcalinidade; avaliou-se TDH de 48 e 72 h e a última foi mais favorável ao tratamento anaeróbio. O terceiro experimento, com TDH de 72 h, indicou que o inoculo atua também na manutenção do equilíbrio do sistema frente a picos de carga; e a maior eficiência de 57% com relação à DQOtotal ocorreu novamente em T10. No experimento aeróbio realizado com os efluentes dos reatores anaeróbios ocorreu remoção de nitrogênio amoniacal, mais acentuada no reator T10. O sistema completo atingiu eficiências globais para DQO de 93% nos reatores TC e T1; e de 79 e 49% nos reatores T5 e T10, respectivamente. Para DQOtotal a etapa aeróbia removeu 49 e 79% nos reatores T10 e T5, respectivamente; e 90% em T1 e TC. No sistema completo, notou-se que as maiores taxas de inoculo desta vez não foram responsáveis pelas maiores eficiência nos sistemas aeróbios / Abstract: This work investigated the performance of inoculums in the treatment of swine wastewater (ARSC). The inoculums were an extract compost of cattle rumen content. The experiment tested four application percentages (0, 1, 5 and 10% - TC, T1, T5 and T10, respectively) in sequencing batch reactors operating in anaerobic followed by aerobic treatment. In three steps, the ARSC was treated in anaerobic sequencing batch after addition of inoculums. In the last experiment, 2 h after sedimentation, the anaerobic effluent passed through aerobic treatment. In the first anaerobic step, with HRT at 48 h, COD removals was between 20 and 30%, with greater efficiencies in T10 reactor; higher consumption of alkalinity occurred with greater application of inoculums indicating microbial activity increasing. In the second step removed between 35 and 55% of total COD and T5 and T10 reactors showed the best performance and higher decreases of alkalinity; it was also evaluated both 48 and 72 h HDT and the last one was better to anaerobic treatment. The third step, with HRT at 72 h, indicated that the inoculums is also active in maintaining the system balance when peak loads occur; and greater efficiency of 57% to total COD occurred again in T10. In the aerobic treatment of anaerobic treated effluent was observed ammonia nitrogen removal. It was more significant in T10 reactor. The overall efficiencies for COD in the complete system reached 93% in TC and T1 reactors, and 79 and 49% in T5 and T10 reactors, respectively. Just the aerobic way accounted a total COD removal of 49 and 79% in T10 and T5, respectively, and 90% in T1 and TC. In the complete system (anaerobic and aerobic), it was noted that the highest rates of inoculums were not responsible for the highest overall efficiency / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

O projeto consistiu na concepção e avaliação do desempenho de um sistema anaeróbio-aeróbio para tratamento de esgoto sanitário. O leito do reator foi dividido em quatro compartimentos de igual volume. Foi usada espuma de poliuretano para imobilização da biomassa e, para facilitar a partida do reator, esse material suporte foi previamente inoculado. O projeto teve três fases distintas: na primeira etapa, foi observada a importância da concentração de biomassa anaeróbia no desempenho de reator anaeróbio a princípio operado com metade do leito reacional com espuma e, a seguir, com o leito todo preenchido com espuma. Na segunda etapa, foram testados diferentes tempos de detenção hidráulica no reator que operou apenas em condições anaeróbias. Na última etapa foi operado o reator combinado anaeróbio-aeróbio. Ficou constatada a importância da concentração de microrganismos no desempenho do reator anaeróbio, pois com o aumento da quantidade de espuma, o reator atingiu resultados melhores e maior estabilidade operacional. Foi comprovada a influência do tempo de detenção hidráulica (TDH) no desempenho do reator. Tempos de detenção muito altos acarretam problemas de transferência de massa líquido-sólido, e baixos TDH dificultam adequada ação dos microrganismos. O melhor resultado para o reator em operação exclusivamente anaeróbia foi para o TDH de 10 horas, no qual se conseguiu reduzir a DQO de amostra bruta de 389 +/- 70 mg/L para 137 +/- 16 mg/L, em média. Para o reator operado anaeróbio-aeróbio a DQO de amostra bruta decresceu de 259 +/- 69 mg/L para 93 +/- 31 mg/L, em média. A comparação de todos os resultados obtidos, evidenciou a importância do pós-tratamento aeróbio na remoção de parcela de matéria orgânica não removida em tratamento unicamente anaeróbio. / The project consisted in the design and performance evaluation of an anaerobic-aerobic system for wastewater treatment. Polyurethane foam was used for biomass immobilization and, to smooth the reactor start-up, this supporting material was previously inoculated. The project was divided in three distinct phases. In the first one, the importance of the anaerobic biomass concentration was observed in the performance of the anaerobic reactor in a way to operate the reactor primarily with half of the reaction bed filled with foam and subsequently operate it with the bed completely filled with foam. In the second phase, different times of hydraulic retention were tested with the reactor operating exclusively in anerobic conditions. In the third and last phase, an anaerobic-aerobic combined reactor was operated. It was possible to confirm the importance of microorganism concentration in the performance of the anaerobic reactor, since the increase in the amount of foam allowed the reactor to reach better results and greater operational stability. The influence of the hydraulic retention time in the reactor performance was also proved. Very high retention times cause problems in the liquid-solid mass transference, while low retention times do not allow an adequate action of microorganisms. The best result for the reactor with an exclusive anaerobic operation was the 10 hour retention time, when it was possible to reduce the COD of a 389 +/- 70 mg/L gross sample to a 137 +/- 16 mg/L in average. On the other hand, for the anaerobic-aerobic operating reactor, the COD of a gross sample dropped from 259 +/- 69 mg/ L to 93 +/- 31 mg/L in average. Finally, comparing all the obtained results, it was possible to verify the importance of the anaerobic post treatment in the removal of a part of the organic matter not removed in an exclusively anaerobic treatment.

Para minimizar os impactos ambientais causados pelo lançamento de formaldeído na natureza, é importante o desenvolvimento de tecnologias adequadas para o seu tratamento. Sistemas aeróbios têm sido utilizados, porém, as opções por tratamento anaeróbio estão tendo cada vez mais aceitação, principalmente pelo baixo consumo de energia e baixa produção de lodo. Por outro lado, substâncias tóxicas podem provocar distúrbios em reatores anaeróbios. Algumas pesquisas já foram desenvolvidas quanto ao tratamento biológico anaeróbio de formaldeído, no entanto, ainda não se chegou a um consenso sobre o seu comportamento ou qual o sistema mais eficaz. Nesse trabalho, avaliou-se a degradação e a toxicidade dessa substância em reator anaeróbio horizontal de leito fixo, a fim de trazer subsídios para essa questão. As concentrações de estudo variaram de, aproximadamente, 30 a 1500 mg/L de formaldeído, atingindo-se as eficiências de remoção de até 99,7 % de formaldeído e 92 % de DQO. A presença de ácidos graxos com até cinco carbonos durante a degradação do formaldeído pode indicar uma rota de degradação diferente da sugerida na literatura, onde os produtos intermediários seriam o metanol e o ácido fórmico. O modelo cinético de Monod foi o que melhor representou os dados experimentais, com \'R IND.max\' POT.app\' = 2,79 x \'10 POT.-3\' HCHO/mg SSV.h e \'K IND.S\' POT. app\' = 242,8 mg HCHO/L. / In order to minimize the environmental impacts caused by formaldehyde discharge in the nature, the development of appropriate technologies for its treatment is important. Aerobic systems have been used, however, anaerobic treatment options have been widely studied, mainly due to low energy consumption and sludge production. On the other hand, toxic substances can lead to disturbances in anaerobic reactors. Some formaldehyde anaerobic biological treatment researches have already been developed, although, there is no consensus about its behavior or which is the most efficient system. Degradation and toxicity of this substance were evaluated in horizontal-flow anaerobic immobilized sludge reactor, with the purpose of producing subsidies for this issue. Formaldehyde concentrations ranging from, approximately, 30 to 1500 mg/L were applied in the reactor and formaldehyde and COD removal efficiencies of 99,7% e 92% were achieved, respectively. Volatile fatty acids with up to 5 carbons, found during the formaldehyde degradation, can indicate that degradation followed different routes than those suggested in the literature, that reports the formation of intermediates such as methanol and formic acid. Monod kinetic model fitted well the experimental data, with apparent kinetic parameters estimated as \'R IND.max\' POT. app\' = 2,79 x \'10 POT.-3\' mg HCHO/mg SSV.h and \'K IND.S\' POT. app\' = 242,8 mg HCHO/L.

Esta pesquisa consistiu na verificação do comportamento do reator UASB de bancada (volume igual a 10,5 litros), quando submetido a variações senoidais de vazão afluente, comparando-se com a eficiência no seu funcionamento com vazão constante, através de análises de amostras de afluentes e efluentes. O reator UASB utilizado foi montado no Laboratório de Processos Biológicos da EESC-USP dentro de uma câmara com temperatura constante de 30 ± 3°C, e alimentado com esgoto sintético, com DQO de 500 mg/l, 750 mg/l e 1000 mg/l. O reator foi inoculado em abril de 1999, com 3,5 litros de lodo anaeróbio proveniente de um reator compartimentado, também situado na EESC-USP. Devido à dificuldade de atingir um valor esperado para a eficiência de remoção de Matéria orgânica, foi dada nova partida no reator, em julho de 1999, desta vez com lodo proveniente de outro UASB. Após a segunda partida, o reator operou com vazão constante e DQO afluente em torno de 500 mg/l até setembro de 1999, com média de remoção de DQO bruta de 75% no período, passando-se, então, à fase de variação senoidal de vazão de forma que o máximo e o mínimo fossem de ±30%, ±45% e ±60% da vazão média. Para este regime, obteve-se 80% de eficiência média de remoção de DQO bruta. Os valores de pH, alcalinidade e ácidos voláteis foram praticamente constantes durante a operação. Os perfis de remoção de DQO ao longo do dia mostraram uma pequena queda na eficiência do reator, aproximadamente 1,5 vezes o tempo de detenção hidráulica médio (8 horas), após os máximos de vazão para o regime de variação de vazão de ±30% e ±45% e 2,5 vezes o tempo de detenção hidráulica médio, para variação e ±60%. O mesmo experimento foi repetido para DQO afluente de 1000 mg/l e obteve-se, em média, eficiências de 65% de remoção de DQO. / This research consisted in the UASB reactor performance verification when it was submitted to sine-based variations of loading rate, in comparison to its normal operation. The UASB reactor used was set up at the Biological Process Laboratory of EESC-USP, inside a camera with temperature of 30°C ± 3°C. It was fed with synthetic sewage (COD = 500, 750 and 1000 mg/l). After start-up, the reactor was operated with constant loading rate (COD = 500 mg/l) until September 1999. The organic matter removal average in this period was 75%. Then, it was initiated the phase of sine-based variation loading rate (±30%, ±45% and ±60%). In this regime, it was obtained a medium gross COD removal efficiency of 80%. The pH values, alkalinity and volatile acids were practically constant during the operation. The COD removal profiles during the day showed a subtle fall in the reactor efficiency after 1.5 times the medium hydraulic detection time, for the loading rate variation of ±30% and ±45%. For ±60% variation, the answer time was approximately 2.5 times the medium hydraulic detection time. The efficiency of gross COD removal stay however over 78,53% until the experiment 9, witch showed that the reactor can stand the loading rate variations. The efficiency of filtered COD removal decreased on the second experiment, came back to the initial values and decreased again. The values of variation didn\'t surpass 6,6% for gross COD and 8,43% for filtered COD.

Em um reator de fundo redondo e volume útil de 5 L tratando esgoto sintético com carga orgânica de 800 mgDQO.'L POT.-1' com biomassa granulada a influência do tipo de escoamento e velocidade rotacional foi investigada com o uso de cinco impelidores sendo eles turbina e pá de seis pás planas verticais, turbina e pá de seis pás planas inclinadas 45 graus e hélice, comumente aplicados em processos biológicos. Foi também investigada a viabilidade de implementação de tubo de tiragem ao reator em conjunto com os impelidores tipo hélice e tipo pá de pás planas inclinadas alternadamente, com vistas a melhorar a mistura e conseqüente transferência de massa no meio reacional. Os resultados mostram que a alteração do tipo de impelidor e as variações da velocidade rotacional não exerceram influência significativa sobre a estabilidade e desempenho dos sistemas estudados. Entretanto a análise das constantes do modelo cinético de primeira ordem mostrou que a alteração na velocidade rotacional exerceu influência de aumento dos valores das constantes, demonstrando com isto que o aumento da velocidade rotacional melhora a transferência de massa sólido-líquido no meio reacional. A análise das constantes cinéticas também demonstrou que a promoção de escoamento axial em reatores agitados mecanicamente é preferível ao escoamento radial quando comparados os impelidores tipo pá de pás planas verticais e de pás planas inclinadas. A presença do tubo de tiragem demonstrou incrementar significativamente a transferência de massa, através do aumento dos valores numéricos das constantes utilizadas no ajuste do modelo cinético de primeira ordem aos valores experimentais. A potência consumida foi inferior a 1,6.'10 POT.-3' HP/'M POT.3' com rotações abaixo de 200 rpm e os impelidores axiais consumiram 75% a menos de potência do que os radiais / The effect of flow type and rotor speed were investigated in a round-bottom reactor with 5 L useful volume containing granular biomass and treating synthetic wastewater with organic load of 800 mgCOD.'L POT.-1'. Five impellers have been used to this end, namely: turbine and paddle with six-vertical-flat blade, turbine and paddle with six-45 degrees-inclined-flat-blade and helix, commonly used in biological processes. Utilization of a draft tube together with the helix and six-alternately-inclined-flat-blade impellers was also assessed as a means to improve mixing and consequently mass transfer in the reaction medium. Results showed that altering impeller type and variation in rotor speed did not exert significant effect on the stability and performance of the investigated systems. However, analysis of the first order kinetic model constants showed that alteration in rotor speed resulted in increase in the values of the constants, demonstrating that increase in rotor speed improves solid-liquid mass transfer in the reaction medium. Analysis of the kinetic constants also showed that axial flow in mechanically stirred reactors is preferable over radial flow when the vertical flat blade impeller is compared to the inclined flat blade impeller. The presence of the draft tube showed significant improvement in mass transfer, which could be seen by the increase in the values of the constants used in the fit of the first order kinetic model to the experimental values. The power consumed was less than 1.6.'10 POT.-3' HP/'M POT.3' at rotor frequency below 200 rpm and the axial impellers consumed 75% less power than the radial ones

Avaliou-se a influência da carga orgânica volumétrica (COV) aplicada e do tempo de enchimento sobre a estabilidade e a eficiência do ASBR com biomassa granulada, operado em batelada e batelada alimentada seqüenciais, tratando soro de queijo diluído. Os ensaios foram realizados a 30 'graus' C com volume total de meio de 5,0 litros e tempo de ciclo de 8 horas. Na primeira etapa realizou-se a operação em batelada com tempo de enchimento ('T IND.alim') de 10 min e freqüência de agitação de 150 rpm. A cada ciclo foram alimentados 2,0 litros de meio com concentração afluente ('C IND.AF') de 1000, 2000, 4000 e 6000 mg/L, em termos de DQO. A suplementação de alcalinidade foi gradualmente otimizada partindo-se da proporção de 1 a 0,25 da razão 'NA'H'CO IND.3'/DQO. Nestas condições foi possível operar o reator com estabilidade a COV aplicada de 4,8 g/L.d , com suplementação de alcalinidade de 25% e eficiência em remoção de matéria orgânica de 96,0% e 98,4% em termos de DQO filtrada e total, respectivamente. Na segunda etapa devido a problemas operacionais desenvolveram-se dispositivos para assegurar a retenção da biomassa a fim de viabilizar a operação em batelada alimentada. Os dispositivos testados foram ASBR híbrido, sistema de agitação com 2 impelidores, hélice e pá-inclinada (a) e hélice e turbina inclinada (b). A solução utilizada foi hélice e turbina inclinada. Para essa configuração, diminuiu-se a freqüência de agitação para 75 rpm e reduziu-se o volume de biomassa para 1,0 L. Dessa forma foi possível avaliar a influência das estratégias de alimentação ('T IND.alim') de 360, 180 e 10 minutos a COV aplicada constante de 2,4 g/L.d, para 'C IND.AF' de 4000 mg/L e 'V IND.alim' de 1,0 L e para 'C IND.AF' de 8000 mg/L e 'V IND.alim' de 0,5 L. Para a 'C IND.AF' de 4000 mg/L o aumento de 'T IND.alim' resultou em diminuição da eficiência, em termos de DQO solúvel, sendo de 97,8 , 96,7 e 94,5% para os 'T IND.alim' de 10, 180 e 360 minutos, respectivamente. Para a 'C IND.AF' de 8000 mg/L o aumento do 'T IND.alim' resultou em menores valores de DQO total no efluente / The effect of volumetric organic load (VOL) and fill time on the stability and efficiency of an ASBR was assessed. The ASBR containing granular biomass was operated in batch and fed-batch mode and treated diluted cheese whey. Assays were performed at 30 'degrees' C with total medium volume of 5.0 liters and 8-h cycle lengths. In a first stage the reactor was operated batch-wise with fill time ('T IND.feed') of 10 min and agitation frequency of 150 rpm. At each cycle 2.0 liters of medium were fed at influent concentration ('C IND.infl') of 1000, 2000, 4000 and 6000 mg/L, in terms of COD. Alkalinity supplementation was gradually optimized from 100% to 25% of 'NA'H'CO IND.3'/COD ratio. At these conditions the reactor attained stability at applied VOL of 4.8 g/L.d, alkalinity supplementation of 25% and organic matter removal efficiency of 96.0% and 98.4% in terms of soluble and total COD, respectively. In a second stage due to operational problems devices were developed to assure biomass retention and hence make fed-batch operation feasible. The tested devices included hybrid ASBR, agitation system with two impellers: helix and inclined blade impeller (a) and helix and inclined turbine impeller (b). The system chosen was the helix and inclined turbine. With this configuration agitation frequency and biomass volume were reduced to 75 rpm and 1.0 L, respectively. This way, it was possible to assess feed strategies ('T IND.feed') of 360, 180 and 10 minutes at constant applied VOL of 2.4 g/L.d, for 'C IND.infl' of 4000 mg/L at 'V IND.feed' of 1.0 L and for 'C IND.infl' of 8000 mg/L at 'V IND.feed' of 0.5 L. At 'C IND.infl' of 4000 mg/L increase in 'T IND.feed' resulted in decrease in efficiency in terms of soluble COD, which amounted to 97.8, 96.7 and 94.5% for 'T IND.feed' of 10, 180 and 360 minutes, respectively. At 'C IND.infl' of 8000 mg/L the increase in 'T IND.feed' resulted in lower values for COD effluent

A proposta desta pesquisa foi avaliar a aplicação do processo oxidativo avançado (POA), peróxido de hidrogênio (\'H IND.2\'O IND.2\') e radiação ultravioleta (UV), como pós-tratamento de um reator anaeróbio utilizado para tratar efluentes de branqueamento de indústrias de celulose kraft. O principal objetivo do pós-tratamento químico foi aumentar a biodegradabilidade e a remoção de compostos recalcitrantes nos efluentes. O tratamento biológico foi realizado por meio de reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), em escala de bancada, seguido pelo tratamento \'H IND.2\'O IND.2\'/UV dos efluentes. As doses do agente oxidante variaram de 50 a 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L e as aplicações de energia pela lâmpada de radiação ultravioleta foram variadas, principalmente, de 3,8 a 15,0 kWh por \'M POT.3\' de efluente tratado. Desta forma, amostras de efluentes foram coletadas de duas indústrias brasileiras de celulose kraft branqueada, originando respectivamente duas fases experimentais. Na primeira fase, o RAHLF apresentou boa estabilidade de operação, obtendo adequadas eficiências de remoção de DQO (61 ± 3%), COT (69 ± 9%), \'DBO IND.5\' (90 ± 5%) e AOX (55 ± 14%). Todavia, não ocorreu boa remoção dos compostos de absorbância na \'UV IND.254\'. Além disso, houve aumento de constituintes da lignina do afluente para o efluente do RAHLF. Por sua vez, o pós-tratamento com \'H IND.2\'O IND.2\'/UV no efluente anaeróbio proporcionou eficiência de remoção variada nos parâmetros DQO (0 a 11%), \'UV IND.254\' (16 a 35%), lignina (0 a 29%) e AOX (23 a 54%). Em relação a melhoria da biodegradabilidade, todas as dosagens de \'H IND.2\'O IND.2\' estudadas promoveram aumento na relação \'DBO IND.5\'/DQO. Para uma relação \'DBO IND.5\'/DQO média inicial igual a 0,09, correspondente ao efluente do RAHLF, o maior aumento obtido foi de 131% aplicando 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L e 7,5 kWh/\'M POT.3\'. O tratamento conjugado biológico e químico foi necessário para atingir ao padrão europeu de emissão de AOX (< 0,4 kg AOX por tonelada de polpa de celulose seca produzida). Na segunda fase, o RAHLF apresentou alguns problemas operacionais, tais como entupimento nas conexões e quebras do reator de vidro, pelo possível aumento da carga orgânica volumétrica aplicada presente nos efluentes coletados na segunda indústria de celulose. O pós-tratamento com \'H IND.2\'O IND.2\'/UV mostrou menor desempenho nessa fase experimental, o que pode ser explicado também pelo maior teor de matéria orgânica residual, lignina, alcalinidade e íons cloretos ainda remanescentes nos efluentes tratados biologicamente. Visando complementar os estudos, testes em reatores aeróbios nos efluentes do RAHLF, tratados e não tratados pelos processos \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, foram avaliados. Os resultados demonstraram que os melhores resultados (menor tempo de aeração necessário para atingir a mesma concentração dos parâmetros avaliados) foram alcançados pelos reatores que receberam efluentes previamente tratados pelo POA. Uma avaliação simplificada do custo operacional associado com a aplicação do tratamento \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, em escala plena, indicou um custo de R$ 1,87 por \'M POT.3\' de efluente tratado. / The purpose of this research was to assess the application of the advanced oxidation processes (AOP), hydrogen peroxide (\'H IND.2\'O IND.2\') and ultraviolet radiation (UV), as post-treatment for an anaerobic reactor used to treat bleaching effluents from kraft pulp mills. The main objective of the chemical post-treatment was to increase the biodegradability and remove recalcitrant compounds from the wastewater. The biological treatment was performed in a fixed bed anaerobic horizontal reactor (FBAHR), in bench scale, followed by \'H IND.2\'O IND.2\'/UV treatment of the effluents. The oxidizer dosage varied from 50 to 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L while the energy applied by the UV lamp ranged, mainly, from 3.8 to 15.0 kWh per \'M POT.3\' of treated effluent. This way, wastewater samples were collected from two brazilian bleached kraft pulp mills thus the results were reported as two different experimental phases. In the first phase the FBAHR showed good operational stability and reached the expected removal efficiencies for COD (61 ± 3%), TOC (69 ± 9%), \'BOD IND.5\' (90 ± 5%) and AOX (55 ± 14%). However, the anaerobic treatment did not provide good removal of compounds indicated by \'UV IND.254\' absorbency. Furthermore, there was an increase of lignin from the affluent to effluent of the FBAHR. In its turn the \'H IND.2\'O IND.2\'/UV post-treatment provided a wide range of removal depending upon the dosage: COD (0 to 11%), \'UV IND.254\' (16 to 35%), lignin (0 to 29%) and AOX (23 to 54%). Regarding to the improvement in biodegradability, all dosages of \'H IND.2\'O IND.2\' applied in this work promoted an increase in the \'BOD IND.5\'/COD ratio. For an average initial \'BOD IND.5\'/COD ratio equal to 0.09, which corresponds to the FBAHR effluent, the greatest increase was 131% with 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L and 7.5 kWh/\'M POT.3\'. It was necessary to couple the anaerobic and the oxidative treatment to reach the current European allowable AOX emission load (< 0.4 kg AOX per ton of produced dried cellulose pulp). During the second phase of the experiments, the FBAHR had operational problems as plugging of the tubes and cracking of the reactor wall that may be partially attributed to the higher organic load applied, as the effluents from the second mill were stronger. The AOP post-treatment also had lower performance during this experimental phase, which may be explained by the higher concentration of the organic matter, lignin, alkalinity and chloride ions, still present in the biologically treated effluents. To complete the experiments samples from effluents of the FBAHR and AOP process were submitted to aerobic assays. By tests done in aerobic reactors in the FBAHR effluents, treated and non-treated by the processes \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, it was verified that the best results, shorter aeration time requirement to reach the same concentration of the evaluated parameters, were obtained from reactors that received previously treated by AOP effluents. A simplified evaluation of the operational cost associated with the use of the tested AOP, in full scale, indicated a cost of R$ 1.87 per \'M POT.3\' of treated effluent.

Os efluentes com elevadas concentrações de lipídios, apesar de demonstrarem elevado potencial para produção de metano podem causar inibição da atividade do consórcio anaeróbio, impossibilitando a produção de biogás. O presente trabalho teve como objetivo o estudo de um reator anaeróbio compartimentado (ABR) com cinco compartimentos tratando efluente simulado de laticínio. Para tanto, a biomassa, foi adaptada por 51 dias e em seguida submetida a tempos de detenção de hidráulica (TDH) de 72h, 24h e 12h, tendo o monitoramento se estendido por 340 dias. Enquanto operando com TDH de 24, o sistema foi submetido a choques hidráulicos e de carga orgânica através da diminuição do TDH para 12 h. O reator absorveu bem a carga, e em 36 horas recuperou os valores prévios de eficiência. Quando operou permanentemente com 12 horas, todavia, problemas de flotação de biomassa e obstruções foram constantes. As eficiências de remoção de matéria orgânica alcançadas para cada condição aplicada foram de 92 &plusmn; 3,0; 91 &plusmn; 1,8 e 90 &plusmn; 2,4% para os TDH de 72h, 24h e 12h, respectivamente. Esses valores foram estatisticamente semelhantes (Anova e L-Fisher). A percentagem de metano no biogás aumentou com a redução de TDH, tendo sido 41 &plusmn; 23, 53 &plusmn; 27 e 62 &plusmn; 12% quando os TDH foram 72, 24 e 12 horas, respectivamente. A produção média de alcalinidade foi de 320&plusmn;25 mg.CaCO3.L-1, sendo esta observada desde o início da operação. A relação média entre alcalinidade intermediária e parcial foi de 0.1&plusmn;0.06 em amostras coletadas na saída do sistema. Embora apresentando problemas de obstrução com o menor TDH, o ABR foi eficiente, robusto e confiável ao tratar efluente de laticínios, tendo produzido um efluente líquido de alta qualidade e biogás rico em metano. / Effluents with high concentrations of lipids, although demonstrating high potential for methane production represents potential inhibition of the anaerobic consortium activity, depleting the production of biogas. This project was carried out monitoring an anaerobic hybrid baffled reactor with five compartments (ABR) treating simulated dairy wastewater. The biomass, was adapted for 51 days and then subjected to hydraulic retention times (HDT) of 72h, 24h and 12h, resulting in a monitoring period of 340 days. While operating with 24h of HRT, the system was subjected to three organic and hydraulic shock loads, when its HDT was decreased to 12 h. The reactor absorbed the shock within 36 hours, achieving similar efficiencies to the previous condition. Nevertheless, although presenting high organic matter efficiencies, when permanently operating with HDT of 12 h, clogging problems due to biomass flotation were constant. The organic matter removal efficiencies for each operational condition were 92 &plusmn; 3%, 91 &plusmn; 1.8%, 90 &plusmn; 2,4%. Those values were statistically similar. The methane percentage in the biogas increased with the HDT reduction, being 41 &plusmn; 23, 53 &plusmn; 27, and 62 &plusmn; 12% when the HDT were 72, 24 and 12 hours. Alkalinity production was observed since the beginning of operation. The mean relation between intermediate and partial alkalinity was 0.1&plusmn;0.006 in samples collected in the system output. Although presenting clogging problems with the smallest HDT, the ABR was efficient, robust and reliable when treating dairy effluents, producing a high quality liquid effluent and a methane rich biogas.

Este trabalho apresenta as avaliações de desempenho, das demandas operacionais e dos fatores intervenientes no aumento da escala da unidade piloto do Reator anaeróbio Horizontal de Leito Fixo (RAHLF) no tratamento de esgoto sanitário após passagem por peneira com malha de 1 mm, durante dois anos de operação. O reator dispunha de volume total de 237,5 1, construídos com tubos comerciais de PVC de 14,5 cm de diâmetro (D), dispostos em cinco módulos horizontais em série de 2,88 m, perfazendo um comprimento total de (L) de 14,4 m e relação de total de L/D de 100. O suporte de imobilização de biomassa, espuma de poliuretano em matrizes cúbicas de 1 cm de aresta, mostrou-se adequado ao desenvolvimento do biofilme. Em partida, sem inoculação prévia, ocorreu a sua consolidação a partir de 70 dias, com predominância de morfologia semelhante a Methanosaeta sp. em relação a da Methanosarcina. Em torno de 90 dias com afluente de 350 mg/l de DQO, observe-se a melhor qualidade do efluente, com valor de 100 mg/l de DQO. Em longa operação ocorreu queda de rendimento e menor reprodutibilidade das previsões do projeto, atribuída aos constantes entupimentos e ineficácia das operações de limpeza, com o comprometimento de volume reacional verificados por estudos de hidrodinâmica. Da investigação das origens dos equipamentos observou-se tratar mais de um efeito local e qualitativamente relacionado à biomassa retida que propriamente quantitativo e extensivo ao longo de todo reator, com produção continuada de polímeros extracelulares, promovendo um efeito sinérgico com os predominantes organismos filamentosos e com os sólidos particulados retidos no leito. Diante das potencialidades desta configuração de reator apontam-se alternativas de mitigação dos entupimentos e o direcionamento dos estudos necessários para novo aumento de escala para o tratamento de esgoto sanitário. / This work evaluated the performance, the operational demands and the intervenient factors in the scale-up of the horizontal flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor pilot unit, treating domestic sewage previously screened. The operation was monitored for two years. The five- module (2.88 m length each) reactor volume was 237.5 liters and it was built with commercial PVC pipes of 14.5 cm of diameter (D), resulting in a total length (L) of 14.4 m and in a total ratio L/D of approximately 100. The immobilization support, cubic matrices of polyurethane foam (1 cm edge), showed to be suitable for the anaerobic biofilm development. During the start-up, without previous inoculation, the biofilm seemed to be consolidated after 70 days, and Methanosaeta sp. morphology predominated, in detriment of Methanosarcina. With an affluent of 350 mg COD/L, the best reactor performance was observed in about 90 days of operation (100 mg COD/L in the effluent). However, with the continuous operation, its performance decreased and the project predictions did not seem to fit anymore. These facts were probably due to the frequent cloggings ant the inefficiency of the backwashing procedures, leading to a decreasing of the operational volume. The origin of the clogging seemed to be related to the extracellular polymer production, linked to a synergic effect with the filamentous organisms and the particulate solids in the bed. Despite these operational problems, there were found alternatives to mitigate the clogging, and studies about a new scale-up methodology, in order to treat domestic sewage, were strongly recommended.

Nessa pesquisa foi realizado um estudo experimental da potencialidade do emprego da ozonização após tratamento anaeróbio de efluentes, no que se refere a dosagem, tempo de contato, alcalinidade, aplicação conjunta com peróxido de hidrogênio, quantidade de ozônio consumida e oxidação de matéria orgânica. O estudo proposto foi executado por meio de: (a) estudos preliminares; (b) testes preliminares; (c) experimento I, empregando ozônio sem variação da alcalinidade afluente; (d) experimento II, empregando ozônio com variação da alcalinidade afluente; (e) experimento III, empregando ozônio combinado com peróxido de hidrogênio sem variação da alcalinidade afluente; (f) verificação da desinfecção; (g) análise crítica dos resultados. Fez-se comparação entre os parâmetros de análise, a dosagem de ozônio consumida e o tempo de contato e entre a qualidade do efluente ozonizado e os critérios de qualidade para reuso de efluentes, permitindo chegar as seguintes conclusões: (i) a maior parte do teor de ozônio consumido durante a ozonização é consumido nos primeiros 5 minutos; (ii) o consumo de ozônio pode ser melhor entendido analisando-se a variável dose instantânea aplicada de ozônio; (iii) o comportamento da transferência de ozônio é influenciado por três fatores: hidrodinâmica do reator, quantidade de ozônio, disponível para reagir e características do efluente; (iv) a variação no pH indica o grau de oxidação atingido no processo; (v) a presença de nitrato favorece a oxidação;(vi) a ozonização é um processo muito eficiente para desinfetar efluentes. A inativação de coliformes totais e fecais atingiu 7,51 e 6,98 Log, respectivamente; (vii) a massa de ozônio por tempo regula a taxa de remoção de DQO enquanto a dose média, a eficiência de remoção de DQO; (viii) Com o consumo de 32,46 +/- 8,19 mg/L de ozônio em 25 minutos de ozonização chegou-se a remoção média de DQO e Turbidez de 48,33 mais ou menos 2,90% e 89,22 +/- 0,35%, respectivamente; (ix) a adição de peróxido de hidrogênio melhorou significativamente a eficiência de remoção de DQO e de carbono. Sem adicionar o peróxido de hidrogênio, precisou-se de 25 minutos de ozonização para se atingir cerca de 25% de remoção de DQO; enquanto que, adicionando peróxido de hidrogênio na razão O3/H2O2 de aproximadamente 0,30, este tempo foi de apenas 10 minutos e a remoção de carbono total dobrou de valor; (x) o efluente ozonizado deve passar por tratamento adicional antes de ser lançado no corpo receptor ou ser reusado. / In this research an experimental study of the potentiality of employment of the ozonization was accomplished after anaerobic treatment, in what refers the dose, time of contact, alkalinity, application combined with hydrogen peroxide, amount of consumed ozone and oxidation of organic matter. The proposed study was executed by means of: (a) preliminary studies; (b) preliminary tests; (c) experiment I, using ozone without variation of the affluent alkalinity; (d) experiment II, using ozone with variation of the affluent alkalinity; (and) experiment III, using ozone combined with hydrogen peroxide without variation of the affluent alkalinity; (f) verification of the disinfection; (g) critical analysis of the results. The results were analyzed by means of graphs, it was make itself comparison among analysis parameters, transferred ozone dose and time of contact and among quality of ozonized effluent and quality criterion for effluent reuse. Permitting arrive the following conclusions: (i) the most of the content of consumed ozone during the ozonization is consumed in the first 5 minutes; (ii) the consumed ozone can be better understood analyzing itself the variable applied instant ozone dose; (iii) the behavior from the ozone transference is influenced by three factors: hydrodynamic of the reactor, quantity of ozone available to react and characteristics of the effluent; (iv) the change in pH shows the reached rank of oxidation in the process; (v) the presenceof nitrate favors to oxidation; (vi) the ozonization is a very efficient process to disinfect effluent. The inativation of total and fecal coliforms reached 7,51 and 6,98 Log, respectively; (vii) the mass of ozone controls the rate of COD removal while the medium dose controls the efficiency of COD removal; (viii) with the consumption of ozone of 32,46 +/- 8,19 mg/L in 25 minutes of ozonization, it arrived COD and turbidity medium removals of 48,33 +/- 2,90% and 89,22 +/- 0,35%, respectively; (ix) the addition of hydrogen peroxide improved significantly the efficiency of COD and carbon removal. Without adding hydrogen peroxide, it was needed 25 minutes of ozonization to reach about 25% of COD removal; while that, adding hydrogen peroxide in reason O3/H2O2of approximately 0,30, this time was only 10 minutes and total carbon removal double; (ix) the ozonized e to be submitted an additional treatment before of its discharge in the surface water or its reused.