Três resíduos vegetais da agroindústria do dendê foram usados como substrato para o cultivo de distintas linhagens de fungos da podridão-branca (basidiomicetos). Foram avaliados o crescimento e produção de enzimas lignocelulolíticas por fermentação em estado sólido e submerso. Os extratos enzimáticos obtidos das fermentações foram utilizados no processo de hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar e cacho vazio do dendê previamente pré-tratados. Um total de 54 linhagens de macrofungos foram cultivadas em três formulações de biomassa de dendê em placas Petri, onde foram escolhidas 5 linhagens com crescimento mais rápido e denso. Estas cinco linhagens de macrofungos foram cultivadas em fermentação em estado sólido e avaliados pelas atividades enzimáticas dos extratos obtidos. Nestes extratos, houve predominância das atividades de lacase, peroxidase, manganês peroxidase e protease. Das cinco linhagens foram selecionadas três linhagens com predominância nas atividades oxidativas nos cultivos em fermentação em estado sólido, para serem avaliadas em fermentação submersa (monocultivos) usando meio sintético suplementado com biomassa vegetal do dendê. As atividades enzimáticas das três espécies de basidiomicetos foram comparadas com cinco linhagens fúngicas usadas frequentemente na literatura. Houve diferenças significativas em função das atividades oxidativas (lacase e peroxidases) e hidrolíticas (FPase e β-glicosidases) entre as linhagens testadas. Estas diferenças foram usadas para estabelecer subgrupos, os quais foram avaliados através da interação em placa e cocultivos em fermentação submersa. As atividades enzimáticas dos extratos obtidos de monocultivos e cocultivos apresentaram diferenças com interações predominantemente positivas entre os três basidiomicetos e T. reesei ATCC® 60787. Os monocultivos e cocultivos foram comparados em função da liberação de glicose após da hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado por autohidrólise. As hidrólises enzimáticas aplicando os extratos dos cocultivos obtiveram rendimento 44,7% superior quando comparadas com os monocultivos. Foi feita uma análise de misturas simplex lattice, usando como componentes os extratos dos monocultivos para a obtenção de um coquetel enzimático a fim de otimizar a liberação de glicose do bagaço de cana pré-tratado. Os resultados demostraram que os extratos com maiores atividades hidrolíticas estão correlacionadas com a maior liberação de glicose, e que os extratos com enzimas oxidativas podem melhorar o rendimento, tendo assim uma mistura ou coquetel caracterizado com enzimas hidrolíticas e oxidativas com potencial para obtenção de açúcares. Finalmente, este coquetel foi utilizado na hidrólise de cacho vazio de dendê pré-tratado fisicamente, biologicamente e biológica-físicamente (combinado) obtendo um rendimento máximo de 11,8 g.L-1 de glicose a partir de biomassa vegetal de dendê quando pré-tratada biológicafisicamente, o que correspondeu entre 40 - 60% do rendimento do rendimento obtido quando empregadas as enzimas comerciais Cellic® Ctec3 e Cellic® Ctec2. / Three vegetable residues from the palm oil industry were used as substrate for cultivation of different white rot fungi strains (basidiomycetes). The growth and production of lignocellulolytic enzymes were evaluated by solid and submerged fermentation. The enzymatic extracts obtained from fermentations were used in enzymatic hydrolysis process of pretreated sugarcane bagasse and oil palm empty bunch. Fifty-four macrofungal strains were cultivated in three formulations of oil palm biomass on Petri dishes, where 5 strains with faster and dense growth were chosen. These five macrofungal strains were cultivated in solid state fermentation and evaluated by the enzymatic activities of the extracts obtained. In these extracts, activities of laccase, peroxidase, manganese peroxidase and protease were found to be predominant. Three of the five strains were selected with predominance in oxidative activities on solid state fermentation cultures to be evaluated in submerged fermentation (monocultures) using synthetic medium supplemented with oil palm biomass. The enzymatic activities of the three basidiomycetes srtains were compared with five fungal strains frequently used in the literature. There were significant differences in function of the oxidative activities (laccase and peroxidases) and hydrolytic activities (PFase and β-glucosidases) among the tested strains. These differences were used to establish subgroups which were evaluated through the interaction in plates and cocultures in submerged fermentation. The enzymatic activities of the extracts obtained from monocultures and cocultures presented differences, with predominantly positive interactions between the three basidiomycetes and T. reesei ATCC® 60787. Monocultures and cocultures were compared as a function of the glucose release after the enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse pretreated by autohydrolysis. The enzymatic hydrolysis of the coculture extracts obtained higher percentages (maximum value 44.7%) when compared to monocultures. An analysis of simplex lattice mixtures was made using the monoculture extracts as components to obtain an enzymatic cocktail in order to optimize the glucose release of the pretreated sugarcane bagasse. The results showed that extracts with higher hydrolytic activities are correlated with the higher glucose release and extracts with oxidative enzymes can improve the sugar yield, thus having a mixture or cocktail characterized by hydrolytic and oxidative enzymes with the potential to obtain sugars. Finally, this cocktail was used in the hydrolysis of untreated, physically, biologically and biologically-physically (combined) pretreated oil palm empty bunch, obtaining a maximum yield of 11.8 gL-1 of glucose in the biomass of palm oil when pretreated biological-physically, which corresponded between 40-60% of the yield of the commercial enzymes Cellic® Ctec3 and Cellic® Ctec2.

A Drenagem Ácida de Mina (DAM) é um dos mais graves problemas ambientais decorrentes da extração mineral, porque se não for tratada de forma correta afeta a qualidade das águas subterrâneas e superficiais, o solo e, consequentemente, a saúde humana. Esta água residuária é formada pela oxidação de minerais sulfetados quando expostos a intempéries, como água e oxigênio, gerando, assim, ácido que com as chuvas são carregados lixiviando os elementos presentes no minério e desta forma, caracteriza-se por sua baixa concentração de matéria orgânica e baixo valor de pH, alta condutividade, altas concentrações de sulfato e de metais pesados. Convencionalmente, na indústria. essa água residuária é tratada pela processo de neutralização usando óxidos de cálcio, porém uma alternativa a este processo é o tratamento biológico da DAM em reatores anaeróbios contendo bactérias redutoras de sulfato (BRS), que reduzem o sulfato a sulfeto consumindo íons (H+) neste processo. Consequentemente, há um aumento do pH final e este sulfeto reage com os metais presentes em solução, precipitando na forma de sulfetos metálicos. Todavia, além de saber como se procede o tratamento desta água residuária nos reatores anaeróbios, é importante o desenvolvimento de modelos matemáticos a partir dos dados para se compreender com detalhes o processo como um todo, visto que os modelos nos permitem ver claramente a influência de uma variável sobre as demais. Diante disto, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar a aplicação de modelos matemáticos aos dados experimentais do tratamento anaeróbio da DAM de um reator em batelada em escala de bancada, previamente operado. Propôs-se o modelo de Malthus-Monod-Fick para verificar quais grupos de micro-organismos estavam atuando no sistema e também avaliar o efeito da transferência de massa interna no grânulo sobre a ordem global da reação. E para isto especificamente, foram exploradas ferramentas de inferência estatística pouco usadas nesta área de modelagem de reator, tais como o Método da Máxima Verossimilhança e o teste de hipótese Chi-quadrado, buscando, portanto, obter o máximo de informações do experimento por meio do modelo desenvolvido. O modelo proposto foi implantado em linguagem de programação usando C++ com a biblioteca Root, usada principalmente para processar grandes volumes de dados e realizar análises estatísticas, partindo da premissa mais simples que avalia a atuação de apenas um grupo bacteriano atuando no sistema até a mais complexa que leva em consideração restrição da difusão de substrato no grânulo. Concluiu-se neste trabalho que mais de um grupo bacteriano atuaram no sistema: as BRS e as bactérias fermentativas (neste grupo inclui todos os tipos de micro-organismos que competem com as BRS pelo doador de elétrons, etanol), que com o passar do tempo a comunidade microbiana tornou-se mais selecionada devido as condições operacionais do reator escolhidas para favorecer as BRS e que em decorrência desta seleção houve o crescimento do biofilme que atuou como uma restrição a transferência de massa interna. Finalmente, provou-se matematicamente, com validação estatística do modelo, que esta restrição a difusão de massa no grânulo com o passar do tempo era a responsável por um comportamento global de primeira ordem mesmo usando valores dos coeficientes de Monod (KS e KA) muito pequenos, típicos de uma cinética de ordem zero, no qual a velocidade de consumo de substrato é independente da concentração do mesmo. / The acid mine drainage (AMD) is one of the most serious environmental problems in mining industry, because it affects the quality of groundwater and surface water, soil and, consequently, human health. This wastewater is formed by the oxidation of sulphide minerals when exposed to weathering, such as water and oxygen, thus causing acid that with the rain is loaded leaching the elements present in the area. This wastewater is characterized by its low concentration of organic material and low pH, high conductivity, high concentrations of sulphate and heavy metals. Conventionally in industry, the AMD is treated by the process of neutralization using calcium oxides, but an alternative to this process is the anaerobic treatment of the AMD in anaerobic reactors containing sulfate reducing bacteria (SRB), which reduce sulfate to sulfide consuming ions (H+), consequently there is an increased of the pH effluent and this sulfide reacts with the metals present in solution, precipitating in the form of metal sulfides. However, in addition to know how to proceed the treatment of wastewater in anaerobic reactors it is important to realize the modeling of data to understand in detail all the process, since the model allows us to clearly see the influence of one variable on the others. So, the main objective of this study was to model the experimental data from anaerobic treatment of the AMD in a batch reactor in bench scale, previously operated. It was proposed the model of Malthus-Monod-Fick to determine which groups of microorganisms were active in the system and also to evaluate whether there was any effect of internal mass transfer in the granule over the overall order of the reaction. And for this specifically, it was explored statistical tools little used in reactor modeling area, such as Maximum Likelihood Method and the Chi-square test of hypothesis, looking for this way to obtain the maximum information through the developed model. The proposed model was implemented in programming language using C ++ with the Root library, used mainly to process large volumes of data and perform statistical analysis, based on the simple premise that evaluates the performance of only one bacterial group working in the system to the most complex premise that takes into account restriction of substrate diffusion inside the granule. It was concluded in this study that more than one bacterial group acted in the system, the SRB and the fermentative bacteria (this group includes all kinds of microorganisms that compete with SRB by electron donor, ethanol), that a long the time the microbial community became more selected because the reactor operating conditions chosed to favor SRB and due to this selection was the growth of a biofilm which acted as a restriction to intern mass transfer. Finally, it has been proven mathematically, with statistical validation model, this mass diffusion restriction over time was responsible for a overall behavior of the first order even using values Monod coefficients small (KS e KA), typical a zero-order kinetics, in which the substrate consumption rate is independent of the concentration of this same substrate. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Nesta pesquisa o principal objetivo foi estudar a influência da disposição de lodo gerado em estação de tratamento de água (ETA), que utiliza sulfato de alumínio como coagulante, nos processos biológicos de tratamento de esgoto por lodo ativado com aeração prolongada. Para isso, uma estação piloto de fluxo contínuo foi operada com idade do lodo de 25 dias em duas condições: inicialmente alimentada somente com esgoto bruto e posteriormente com adição de lodo de ETA à base de alumínio de modo a haver acréscimo nos sólidos em suspensão (SS) do esgoto em 25, 50 e 100 mg/L. Os resultados obtidos mostraram que a principal conseqüência foi o aumento na produção de sólidos do sistema (acréscimos médios de 4,6% com 25 mg/L, 37,7% com 50 mg/L e 41,0% com 100 mg/L) e, portanto, na concentração média de SS no tanque de aeração, no decantador secundário e no lodo produzido em excesso. Como o decantador secundário operou com taxa de aplicação de sólidos abaixo da taxa limite não houve problema de arraste de sólidos pelo efluente final. Não houve interferências na remoção de DBO5,20 (eficiência de remoção acima de 94%). O teste de consumo de oxigênio específico (TCOa/SSV) e o exame microscópico do lodo não apontaram possíveis efeitos tóxicos desse lodo à microfauna existente. Não houve inibição no processo de nitrificação (eficiência média de remoção de nitrogênio Kjeldhal Total e de nitrogênio amoniacal acima de 95%). Houve aumento na concentração de DQO e de SS no efluente final pela própria contribuição do lodo da ETA sobre esses parâmetros. A remoção de fósforo foi observada apenas na forma solúvel com dosagem de 25 mg/L e 50 mg/L (eficiências de remoção de 9,1% e de 21,9% respectivamente). Esses resultados apontam que a disposição do lodo de ETA a base de alumínio em sistema de lodo ativado pode ser realizada sem interferências negativas sobre esses processos biológicos aeróbios. / The main purpose of this research was to study the influence of an alum-coagulated water treatment plant (WTP) sludge on the biological processes of wastewater treatment using extended aeration activated-sludge process. For this, a continuousflow activated-sludge pilot plant was operated at solids retention time (SRT) value of 25 day under two conditions: initially, it was feeded only with sewage and next dosed with alum sludge in way to have an addition about 25, 50 and 100 mg of suspended solids (SS) per liter of incoming sewage. The results showed that the main consequence was the increase of solids production (average addition of 4,6% at 25 mg/L, 37,7% at 50 mg/L and 41% at 100 mg/L dosages) and therefore an increasing of average concentration of SS in aeration tank, secondary clarifier and wasteactivated sludge. As the secondary clarifier operated under solids loading rate limit no solids were discharged in the clarifier effluent. There was no interference on BOD5 removal (removal efficiency above 94%). The specific oxygen uptake rate (SOUR) and the microscopic observations did not show any possible toxic effects to the microbial population inhabiting the activated sludge system. There was no inhibition in nitrification process (average efficiency of Total Kjeldahl nitrogen and ammonia nitrogen removal above 95%). There was an increase of COD and SS in final effluent due to contribution of WTP residuals on these parameters. Phosphorus removal was observed only in soluble form with doses of 25 mg/L and 50 mg/L (removal efficiency of 9,1% and 21,9% respectively). These results indicate that disposal of WTP alum sludge in activated-sludge system can be done without any adverse effects on these aerobic biological processes.

O aumento das atividades industriais intensificou os problemas com poluição ambiental por metais pesados e principalmente por cádmio, por ser dentre os metais pesados, muito utilizado em vários processos industriais e por ser extremamente tóxico em baixas concentrações, além de causar sérios problemas de saúde. Dentre vários processos utilizados na remoção de cádmio de efluentes industriais, um dos mais promissores é a biossorção que envolve a utilização de microrganismos na recuperação e remoção de metais de efluentes. Saccharomyces cerevisiae é um dos organismos que apresentam grande capacidade de biossorção de metais pesados, além de ser um resíduo facilmente obtido em grandes quantidades como subproduto de processos industriais. Visando o tratamento de resíduos líquidos contaminados com cádmio, foram determinados alguns parâmetros ideais para a biossorção de cádmio de soluções artificiais com a utilização de Saccharomyces cerevisiae vivas e mortas por calor. Dentre estes parâmetros foram estudados a concentração de biomassa, concentração do metal, pH e tempo de residência ideal para concentrações de sal entre 10 e 100 mg.L-1. A recuperação do metal pode chegar a 100% e viabilizar o uso de biomassa morta e principalmente de reutilização de biomassa das indústrias alimentícias e alcooleira. / The increase of the technological activities intensified the problems with environmental pollution with heavy metals and mainly with cadmium. The attention for this metal is due to the extensive use and for being extremely toxic at low dosages and causing serious problems of human health. Among several process used in the removal of cadmium of effluents one of the most promising it is the biosorption that involves the use of microorganisms in the recovery and removal of effluent metals. Saccharomyces cerevisiae is one of the organisms that show great capacity of biosorption of heavy metals, besides being easily obtained in great amounts as residue of industrial process. Seeking the treatment of polluted liquid residues with cadmium, we determined some ideal parameters for the biosorption of cadmium in artificial solutions with the use of viable and non-living (by heat) Saccharomyces cerevisiae. Among the parameters we studied the biomass concentrations, metal concentrations, pH and ideal time of residence for solutions in concentrations of salt between 10 - 100 mg Cd.L-1. The recovery of the metal can arrive up to 100% and makes possible to use the died biomass and mainly the reuse of biomass from food and sugar-cane alcohol industries.

Introdução É importante o desenvolvimento de sistemas de controle de poluição do ar que sejam eficientes, além de aplicáveis à condição nacional e pra proteção da saúde humana, uma vez que os compostos do grupo BTEX são tóxicos. Objetivo - Avaliar o desempenho de sistema de tratamento biológico para vapores de BTEX e investigar as melhores condições de operação para os critérios de projeto adotados. Métodos. Trata-se de trabalho experimental com utilização de unidade piloto constituída de coluna de vidro (diâmetro interno de 80 mm e altura total de 1,2 m) tendo no seu interior um meio filtrante composto vegetal e anéis de Pall - que serviram de suporte para os microrganismos e onde se realizou a biodegradação. Foram monitorados parâmetros como temperatura, perda de carga, vazão, concentração dos gases na entrada e na saída, que constituíram a base para desenvolver intervenções e melhorar seu desempenho. A análise dos gases foi feita por fotoionização (PID) em aparelho portátil. Conclusões - Conclui-se que é viável o tratamento biológico para remoção do BTEX de efluentes gasosos, nas condições operacionais adotadas, com eficiência máxima de remoção em torno de 90 por cento . A máxima eficiência foi obtida para tempo de retenção de 2,4 min., carga superficial do gás de 11,9 m3/m2xh, carga mássica no leito de 67 g/m3xh e capacidade de eliminação de 4 g/m3xh. O uso de anéis de Pall misturados ao composto evitou que valores elevados de perda de carga. Foi relevante a participação da adsorção. A utilização de composto mostrou-se viável como alternativa para a biodegradação do BTEX, fortalecendo seu uso com essa prática ambiental / Introduction - It is important to develop control systems for air pollution that are efficient, applicable to the national condition and to the protection of human health, since the group BTEX compounds are toxic. Objective - To evaluate the performance of biological treatment system for BTEX vapors and investigate the best operating conditions for the design criteria adopted. Methods - This experimental work used a pilot plant consisting of a glass column (internal diameter 80 mm and height of 1.2 m) filled with a filter medium - compost and Pall rings - which supported microorganisms and where biodegradation was carried out. Parameters were monitored such as temperature, pressure drop, flow rate, gas concentration at the inlet and outlet, which formed the basis for developing interventions and improve their performance. The gas analysis was measured by photoionization (PID) in a portable device. Conclusions -. We conclude that it is feasible biological treatment for removal of BTEX emissions, operating in the adopted conditions, with maximum removal efficiency (ER) of around 90 per cent . The maximum efficiency was obtained for empty bed retention time (EBRT) of 2.4 min, surface loading (SL) of 11.9 m 3 /m 2 xh, concentration load (CL) g/m3xh 67 and elimination capacity (EC) of 4 g/m 3 xh. The use of Pall rings mixed with the compost prevented high levels of pressure drop. It is relevant the participation of adsorption process. The use of compost proved to be feasible as an alternative to the biodegradation of BTEX, strengthening its use in the environmental practice

Lixiviados de aterros sanitários apresentam altas concentrações de nitrogênio amoniacal e matéria orgânica, além de outros poluentes, que não permitem seu descarte no meio ambiente, sem um prévio tratamento. Lixiviados de aterros sanitários mais antigos, com matéria orgânica mais estabilizada, apresentam grande potencial poluidor, principalmente devido à presença de substâncias recalcitrantes que, usualmente, não são removidas através de tratamento biológico, necessitando, portanto, da aplicação de um pós-tratamento. A presente pesquisa objetivou aplicar o tratamento físico-químico a dois efluentes de sistemas biológicos de tratamento. O primeiro sistema era constituído de um reator de lodo ativado operado em bateladas seqüenciais (70 Litros) cujo efluente era submetido à processo de coagulaçãofloculação usando sais de ferro e alumínio, para remoção da matéria orgânica recalcitrante. Operou-se, em paralelo, uma lagoa aerada, em escala de bancada, dimensionada para remoção da matéria orgânica biodegradável cujo efluente era submetido a processo de precipitação química para remoção de amônia, através da formação do mineral estruvita (MgNH4PO4.6H2O). Os resultados obtidos demonstraram que o cloreto férrico (FeCl3) foi o coagulante mais apropriado sob o ponto de vista econômico, embora, dosagens elevadas (1.160 mg FeCl3/L), frente a 2.465 mg Al2(SO4)3.6H2O/L tenham sido requeridas para o alcance de remoções da matéria orgânica recalcitrante. Com a aplicação de FeCl3 o pH ótimo de coagulação foi próximo de 4,0 e para o Al2(SO4)3; por volta de 5,0. Ao longo dos testes, avaliouse a influência das condições de mistura sobre os fenômenos físico-químicos. Os resultados demonstram que, para o despejo estudado, o gradiente de velocidades e o tempo de mistura não exercem influência sobre os fenômenos de coagulaçãofloculação. Quanto à precipitação química da amônia na forma do mineral estruvita, as melhores remoções (~ 90%) foram alcançadas quando o limite de solubilidade do mineral estruvita foi excedido, para tanto se faz necessária aplicar uma razão molar igual a 1,5:1:1,4 entre os íons envolvidos (Mg+2:NH4 +:PO4 -3). Entretanto, o efluente final desse sistema apresentou uma concentração residual de fósforo solúvel superior a 12 mg P-PO4 -3/L, o que o torna pouco recomendável para fins práticos. / Landfill leachates present high ammonia and organic matter concentrations, besides other pollutants, which do not allow its discharge to the environment without a previous treatment. Older landfill leachates, with more stabilized organic matter, present great pollutant potential, mainly due to the presence of recalcitrant substances that not often are removed by biological treatment and need the application of a post-treatment. The present research aimed to apply the physicochemical treatment for two biological wastewater treatment plant effluents. The first one was constituted by an activated sludge (sequence batch reactor - 70 liters), which effluent was submitted to a coagulation-flocculation process, using iron and aluminum salts, for recalcitrant organic matter removal. A lab scale aerated lagoon was operated in parallel. The lagoon was dimensioned for biodegradable organic matter removal, which effluent was submitted to a chemical precipitation process for ammonia removal (formation of the mineral struvite (MgNH4PO4.6H2O).The results showed that the ferric chloride (FeCl3) was the more appropriated coagulant considering the economic point of view, however high dosages (1,160 mg FeCl3/L) comparing with 2.465 mg Al2(SO4)3.6H2O/L had been required to achieve recalcitrant organic matter removal. Applying FeCl3, the optimum pH was of the order of 4.0 and for Al2(SO4)3, approximately 5.0. During the tests, the influence of the mixture conditions on the physicochemical phenomena was evaluated. The results demonstrated that the velocities gradient and the mixture time do not influenced the coagulation-flocculation phenomena. Regarding to the chemical precipitation of ammonia in struvite form, the better removals (~ 90%) were achieved when the solubility limit of the mineral was exceeded. Due to this fact, it was necessary to apply a molar rate of 1.5:1:1.4 between the ions (Mg+2:NH4 +:PO4 -3). Nevertheless, the final effluent of this system presented a residual soluble phosphorus concentration higher than 12 mg P-PO4 -3/L, hence it is not recommended for practical purposes.

Nos países em desenvolvimento, onde podemos encontrar áreas urbanas densamente povoadas com precárias condições de saneamento básico, o esgoto sem tratamento é responsável por um grande número de doenças de veiculação hídrica. Além da carga microbiológica (bactérias, vírus, ovos/larvas de helmintos e protozoários), pode também conter diversos poluentes químicos que afetam a saúde humana, dentre eles os metais pesados. Este estudo teve como objetivo avaliar os níveis de metais pesados, bem como identificar e quantificar parasitas e coliformes totais e fecais em efluentes urbanos, antes e após o tratamento de esgoto pelo sistema lodos ativados da Estação de Tratamento de Esgoto de Ribeirão Preto (ETE-RP). A ETE-RP recebe e trata cerca de 57% do esgoto gerado no município de Ribeirão Preto, desde novembro de 2002. O presente estudo foi desenvolvido no Laboratório de Saúde Ambiental da Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto/USP, com a colaboração do Laboratório de Pediatria Setor de Metais do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto/FMRP/USP. As amostras foram coletadas durante um ano (de outubro de 2006 a outubro de 2007). No esgoto bruto e tratado foram analisados os seguintes metais: Cd, Cu, Cr, Mn, Pb e Zn, utilizando técnicas de espectrofotometria, como: Espectrofotometria de Absorção Atômica acoplado a Forno de Grafite (EAA-FG) e Espectrofotometria de Absorção Atômica de Chama (EAA-Chama). A análise parasitológica foi realizada em câmara de Sedgwick-Rafter. Já as análises bacteriológicas foram realizadas utilizando-se o método Colilert® (Tubos Múltiplos). Com os dados obtidos verificou-se que os níveis de metais pesados presentes nas amostras de esgoto tratado 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 e pelo Decreto Estadual (SP) nº. 8468/76. Verifica-se que o processo promove a remoção parcial dos parasitas considerados como possíveis indicadores nas diretrizes da OMS. Observou-se que houve uma remoção de 90 % na concentração de coliformes totais e fecais, conforme estabelecido pelo Decreto Estadual nº 8468 (SP), de 8 de setembro de 1976 e pela Resolução nº 357, de 17 de março de 2005 do Conama (SÃO PAULO. CETESB, 1974; BRASIL. CONAMA, 2005). Este estudo representa a primeira caracterização parasitária e bacteriológica do esgoto coletado na ETE-RP e uma avaliação da remoção mediante o referido sistema de tratamento de esgoto, visando à geração de informações que contribuam com a gestão ambiental não só no nível municipal, e sim, no âmbito regional, nacional e internacional, sob a ótica da saúde pública. / In developing countries there are densely populated urban areas with fragile public sanitation systems where urban effluents without treatment are responsible for several waterborne diseases. Effluents do not only carry a microbiological load (bacteria, virus, eggs/larvae of helminthes and protozoa), but their constituent elements can contain various kinds of chemical pollutants that affect human health, among them heavy metals. This study aimed to evaluate heavy metals levels and identify and quantify parasites and coliforms in urban wastewater before and after treatments by means of the activated sludge system at the Sewage Treatment Station of Ribeirão Preto (STS-RP). The STS-RP receives and treats almost 57% of total sewage generated in Ribeirão Preto city, since November 2002. This study was developed in the Environmental Health Laboratory at the College of Nursing/USP, with the Metals Sector at the Pediatrics Laboratory of the Ribeirão Preto Medical School University Hospital/USP. The samples were collected October 2006 until October, 2007. Cd, Cu, Cr, Mn, Pb and Zn were analyzed in untreated and treated effluents, user Spectrophotometer Techniques, Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometer/GF-AAS and Acetylene Flame Atomic Absorption Spectrophotometer/AF-AAS. Parasitological analysis was performed using Sedgwick-rafter Chamber, was used the Colilert Technique and for bacteriological analysis. The data showed that heavy metals levels in treated effluents remain within the levels established by national resolutions (Res. CONAMA nº357/2005 and Decreto Estadual nº8468/1976). The process promotes the partial removal of parasites considered as possible incators in WHO guidelires. A removal observed in total and fecal coliforms levels, in conformiry with Decreto Estadual nº 8468/76 (SP), issued on September 8th 1976, and with Conama, Resolution nº 357/2005, issued on March 17th 2005. This study represent the first characterization of parasites and bacteria in effluent collected at STS-RP and an initial evaluation of the chemical and microbiological removal capacity of the biological treatment system, aiming to gencrate information for the authorities responsible for environmental management at municipal, regional, national and international level, wthin a public health.

O principal objetivo deste trabalho foi a avaliação da viabilidade do pós-tratamento de efluente rico em sulfato pré-tratado em sistema anaeróbio, explorando o processo de nitrificação e desnitrificação simultâneas (NDS), em reator de leito estruturado submetido a aeração intermitente (LEAI), utilizando sulfeto como doador de elétrons na redução do nitrogênio oxidado remanescente. O trabalho foi dividido em duas etapas, sendo o sulfeto (HS-) fornecido como doador de elétrons preferencial para desnitrificação. Na Etapa 1, HS- produzido pelas bactérias redutoras de sulfato (BRS) no reator anaeróbio (RAn) esteve continuamente presente no efluente encaminhado ao reator LEAI, uma vez que os dois sistemas foram operados em série. Como resultado, observou-se efeitos tóxicos sobre a comunidade nitrificante, limitando a remoção de N-total. A eficiência máxima de oxidação de N-NH4+ atingida foi de 60 ± 12%. Na Etapa 2, HS- passou a ser adicionado por bombeamento de solução concentrada de sulfeto de sódio. Duas estratégias de adição do sulfeto foram testadas, iniciadas após os 30 min iniciais de cada etapa não-aerada: solução de sulfeto adicionada em pulsos únicos, com tempo de bombeamento de 15 min (Estratégia I) e adição de maneira contínua ao longo dos 90 min restantes de cada fase não-aerada (Estratégia II). A forma de administração de sulfeto reduziu seu efeito inibitório à comunidade nitrificante na Etapa 2, alcançando eficiência de oxidação de N-NH4+ de 65 ± 7,8%. Entretanto, a remoção de N-total no reator LEAI foi limitada pela etapa de desnitrificação, uma vez que aporte de doador de elétrons inorgânico manteve-se abaixo da demanda estequiométrica nas duas estratégias de adição de sulfeto testadas. Observou-se que a adição de sulfeto mais diluída ao longo do tempo (Estratégia II) teve efeitos menos negativos à biota nitrificante na fase subsequente, refletindo em maior estabilidade e aumento da eficiência média de nitrificação de 59 para 65%, em comparação com a Estratégia I. Testes de perfis temporais de concentrações foram realizados ao final de cada etapa para elucidar a dinâmica e os efeitos do sulfeto sobre os processos combinados de nitrificação e desnitrificação. Observou-se que o sulfeto dissolvido foi efetivamente utilizado como doador de elétrons em ambas as Etapas Experimentais, resultando em cargas máximas de N-total removido de 0,095 e 0,065 kgN m-3d-1 nas Etapas 1 e 2, respectivamente. Ao final do período operacional, análises de sequenciamento do rRNA 16s detectaram sequências relacionadas a microrganismos nitrificantes do gênero Luteimonas, desnitrificantes heterotróficos (Thauera e Azoarcus) e autotróficos (Thiobacillus). Esses resultados demonstram que os processos de nitrificação e desnitrificação (autotrófica e heterotrófica) foram os envolvidos na remoção de nitrogênio no reator LEAI. / The present study evaluated the feasibility of the post-treatment of the effluent from an anaerobic system treating sulfate-rich wastewater. The post-treatment was based on simultaneous nitrification and sulfide-driven autotrophic denitrification of the remaining oxidized nitrogen using a structured-bed reactor subjected to recirculation and intermittent aeration (SBRRIA). This investigation was divided into two main sections (Stages 1 and 2), with the sulfide (HS-) supplied as the preferred electron donor for denitrification. In Stage 1, the HS- biologically produced by the sulfate-reducing bacteria (SRB) in the anaerobic reactor (ARn) was continuously provided in the SBRRIA feeding, as the two systems were operated in series. As a result, sulfide partially inhibited the nitrifying activity, limiting the overall nitrogen removal performance. The maximum NH4+-N oxidation efficiency reached was 60 ± 12%. In Stage 2, HS- was added in the SBBRIA by pumping a concentrated solution of sodium sulfide. Two strategies of sulfide addition were tested, both of them initiated after 30 min of each non-aerated period of the intermittent aeration cycle. In Strategy I, the sulfide solution was added by single pulses of 15 min in each non-aerated period. In Strategy II, a continuous sulfide addition during 90 min of each non-aerated period was tested. The sulfide-controlled addition reduced its inhibitory effect on the nitrifying community in Stage 2, resulting in an NH4+-N oxidation efficiency of 65 ± 7.8%. However, the Total-N removal was still limited by the denitrification, as the sulfide supply remained below the stoichiometric demand in both two strategies tested. Strategy II was less harmful for the nitrifying activity in the subsequent aerated period, reflecting in higher stability and increase of the NH4+-N oxidation efficiency from 59 to 65%, compared to Strategy I. At the end of each stage, temporal profiles were performed to elucidate the dynamics of sulfide and its impacts on combined processes. Dissolved sulfide was effectively used as an electron donor for autotrophic denitrification in both stages, resulting in maximum Total-N removed loads of 0.095 and 0.065 kgN m-3d-1 in Stages1 and 2, respectively. At the end of the operational period, rRNA 16S sequencing analysis detected sequences related to nitrifiers belonging to Luteimonas, heterotrophic (Thauera and Azoarcus) and autotrophic (Thiobacillus) denitrifiers. These results demonstrated that nitrification and denitrification (autotrophic and heterotrophic pathways) were likely in the processes involved in nitrogen removal in SBBRIA reactor.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-13T19:50:28Z No. of bitstreams: 1 Carina Ines dos Santos Soares.pdf: 7765458 bytes, checksum: dd167d7c7fa47d7d5c8180d36e705731 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-13T19:50:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carina Ines dos Santos Soares.pdf: 7765458 bytes, checksum: dd167d7c7fa47d7d5c8180d36e705731 (MD5) Previous issue date: 2013-06-17 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Ministério da Ciência e Tecnologia / te estudo teve como objetivo avaliar o potencial de biodegradação aeróbia de lixiviado de aterro sanitário e servir como apoio à operação de unidade piloto de tratamento biológico aeróbio, do tipo Contactor Biológico Rotatório (CBR), operado na Unisinos para tratamento de lixiviado gerado no Aterro Sanitário de São Leopoldo - RS. Esse sistema emerge como uma alternativa para o tratamento biológico de lixiviado de aterro sanitário, visto que fornece aos microorganismos as condições necessárias para a degradação de grande parte dos poluentes contidos neste tipo de efluente. Por meio de ensaios de biodegradabilidade aeróbia, utilizando o teste Zahn-Wellens, o potencial de biodegração aeróbia do lixiviado foi avaliado. A etapa de partida no CBR foi monitorada através de análises de parâmetros específicos (DQO e COT) e esses resultados foram comparados posteriormente com os resultados obtidos nos ensaios de biodegradabilidade aeróbia. O CBR foi operado de duas formas diferentes, variando-se a vazão e o tempo de retenção hidráulica do lixiviado no sistema. Na primeira forma de operação, a vazão utilizada foi de 8,5 L/h e tempo de retenção hidráulica de 15 h. Já a segunda forma de operação, a vazão utilizada foi de 5,1 L/h e tempo de retenção hidráulica de 24 horas. Os ensaios de biodegradabilidade revelaram potencial médio de biodegradação aeróbia do lixiviado, que alimentava o CBR, de 44,3% e 54,5% para os parâmetros de DQO e COT respectivamente. O final da etapa de partida ocorreu na segunda forma de operação, quando os percentuais médios atingidos de remoção no CBR chegaram a 15% e 18%, para os parâmetros de DQO e COT, respectivamente. / This study aims at evaluating the potential for aerobic bio-degradation of landfill leachate and being the support for the operation for the aerobic biological treatment pilot plant. This treatment is a Rotating Biological Contactor (RBC) kind, operated at Unisinos to process the leachate generated at the landfill located in São Leopoldo city - RS. This system has emerged as an alternative for the biological treatment of leachate, because it provides the necessary conditions for the micro-organisms to degrade most part of the pollutants contained in the effluent. The potential for aerobic bio-degradation of leachate was evaluated by testing for aerobic biodegradability using the Zahn-Wellens test. The starting period in RBC was monitored by the analysis of the specific parameters (COD and TOC) and then these results were compared to the results obtained in the tests for aerobic biodegradability. The RBC was operated in two different ways, varying the flow rate and the hydraulic retention time of the leachate system. In the first mode of operation, the flow used was 8.5 L/h and the hydraulic retention times (HRT) was 15 h. In the second mode of operation, the flow used was 5.1 L/h and the hydraulic retention time was 24 hours. The biodegradability tests showed that the average potential for the aerobic bio-degradation of the leachate used in RBC was 44.3% and 54.5% for COD and TOC parameters, respectively. The end of the starting period was in the second mode of operation when the average percentage of removal achieved in the RBC reached 15% and 18% for COD and TOC parameters, respectively.

A degradação da metilamina foi investigada por meio da avaliação da velocidade específica máxima de produção de metano (VEM CH4) e da comunidade microbiana relacionada aos Domínios Bacteria e Archaea. Para isso, foram realizados dois ensaios com reatores anaeróbios em batelada inoculados com lodo granulado oriundo de reator UASB usado no tratamento de água residuária de abatedouro de aves. Em todos os ensaios, os reatores controle, que não receberam adição de metilamina, apresentaram VEM CH4 de 0,04 mmol/L g STV dia. O primeiro ensaio avaliou a degradação da metilamina em diferentes concentrações de inóculo (2,5, 5,0 e 10,0 g STV/L) e substrato (1.550 e 3.100 mg metilamina/L). A concentração de \'CH IND.4\' esperada estequiometricamente foi atingida em todos os reatores (37,50 e 75,00 mmol \'CH IND.4\'/L, para concentrações de 1.550 e 3.100 mg metilamina/L, respectivamente), exceto para aquele com 2,5 g STV/L e 3.100 mg metilamina/L, que produziu somente 2,04 mmol \'CH IND.4\'/L. A maior velocidade específica máxima de produção de \'CH IND.4\' foi 4,42 mmol/L g STV dia, obtida nos reatores com 2,5 g STV/L e 1.550 mg metilamina/L. Os reatores inoculados com 5,0 g STV/L tiveram VEM CH4 de 2,31 e 2,34 para 1.550 e 3.100 mg metilamina/L, respectivamente. Os reatores com 1.550 mg metilamina/L e 10,0 g STV/L apresentaram VEM CH4 de 1,28 mmol/L g STV dia. A concentração de \'N\'-\'NH IND.4\'POT.+\' excedeu em 12,9%, 0,7% e 18,3% o valor esperado (698 mg/L) para os reatores com 1.550 mg metilamina/L e 2,5, 5,0 e 10,0 g STV/L, respectivamente. Nos reatores com 3.100 mg metilamina/L, as concentrações finais de \'N\'-\'NH IND.4\'POT.+\' foram 122 e 1.726 mg/L para concentrações de inóculo de 2,5 e 5,0 g STV/L, respectivamente. O segundo ensaio comparou diferentes relações metilamina/sulfato (0,71, 1,26 e 2,18) em reatores inoculados com 5,0 g STV/L contendo 1.550 mg metilamina/L. As concentrações de \'CH IND.4\' esperadas estequiometricamente foram atingidas em todos os reatores. As velocidades específicas máximas de formação de \'CH IND.4\' foram de 2,54, 2,31 e 3,14 mmol/L g STV dia para as relações metilamina/sulfato 0,71, 1,26 e 2,18, respectivamente. Em todos os reatores, a concentração de \'N\'-\'NH IND.4\'POT.+\' atingiu média final de 1200 mg/L. Os reatores controle consumiram 71,9% do sulfato adicionado. Os reatores com relação metilamina/sulfato 0,71, 1,26 e 2,18 consumiram 49,6%, 61,6% e 83,2% de todo o sulfato adicionado, respectivamente. Nos dois ensaios, os exames microscópicos revelaram a presença de cocos, bacilos, filamentos, cocos e sarcinas fluorescentes. Nos reatores alimentados apenas com metilamina, o seqüenciamento de fragmentos da região 16S do RNAr detectou cinco Filos do Domínio Bacteria (Acidobacteria 4%, Firmicutes 11%, Proteobacteria 14%, Spirochaetes 13% e Synergistes 47%). Nos reatores com metilamina e sulfato, sete Filos foram detectados (Firmicutes 45%, Proteobacteria 7%, Spirochaetes 2%, Synergistes 16%, Chloroflexi 4%, Thermotogae 8% e Planctomycetes 1%). Nos dois ensaios, o Domínio Archaea foi predominantemente representado pelas Famílias Methanomicrobiaceae, Methanosaetaceae e Methanosarcinaceae, com presença de Methanomethylovorans hollandica, uma espécie de arquéia metanogênica com metabolismo especializado na degradação de metilamina. / The degradation of methylamine was investigated assessing the maximum specific methane production rate (MSR CH4) and the microbial community related to Bacteria e Archaea Domains. For this, two tests were performed in anaerobic batch reactors inoculated with granular sludge from an UASB reactor used in the treatment of poultry wastes. In all experiments, the control reactors, without methylamine addition, showed MSR CH4 of 0.04 mmol/L g TVS day. The first experiment evaluated the degradation of methylamine at different inoculum concentrations (2.5, 5.0 and 10.0 g TVS/L) and substrate concentrations (1,550 and 3,100 mg methylamine/L). The stoichiometrically expected \'CH IND.4\' concentration was reached in all reactors (37.50 and 75.00 mmol \'CH IND.4\'/L, for methylamine concentrations of 1,550 and 3,100 mg methylamine/L, respectively), except for the reactor with 2.5 g TVS/L and 3,100 mg methylamine/L, that produced only 2.04 mmol \'CH IND.4\'/L. The highest maximum specific methane production rate was 4.42 mmol/L g TVS day, reached in the reactors with 2.5 g TVS/L and 1,550 mg methylamine/L. The reactors inoculated with 5.0 g TVS/L had MSR CH4 of 2.31 and 2.34 for 1,550 and 3,100 mg methylamine/L, respectively. The reactors with 1,550 mg methylamine/L and 10.0 g TVS/L had MSR CH4 of 1.28 mmol/L g TVS day. The \'N\'-\'NH IND.4\'POT.-\' concentrations exceeded 12.9%, 0.7% and 18.3% the expected value (698 mg/L) for the reactors with 1,550 mg methylamine/L and 2.5, 5.0 and 10.0 g TVS/L, respectively. In the reactors with 3,100 mg methylamine/L, the final concentrations of \'NH IND.4\'POT.+\'-\'N\' were 122 and 1,726 mg/L for inoculum concentrations of 2.5 and 5.0 g TVS/L, respectively. The second experiment compared different methylamine/sulfate ratios (0.71, 1.26 and 2.18) on reactors inoculated with 5.0 g TVS/L containing 1,550 mg methylamine/L. The stoichiometrically expected \'CH IND.4\' concentration was reached in all reactors. The maximum specific methane production rates were 2.54, 2.31 and 3.14 mmol/L g TVS day for methylamine/sulfate ratios of 0.71, 1.26 and 2.18, respectively. In all reactors, the average \'NH IND.4\'POT.+\'-\'N\' final concentration was 1,200 mg/L. The control reactors consumed 71.9% of the added substrate. The reactors with methylamine/sulfate ratios of 0.71, 1.26 and 2.18 consumed 49.6%, 61.6% and 83.2% of all the added sulfate, respectively. In both experiments, the microscopic analysis revealed cocci, rods, filaments, fluorescent cocci and sarcinas. In the reactors fed with methylamine only, the sequencing of 16S rRNA fragments detected five Phyla of the Bacteria Domain (Acidobacteria 4%, Firmicutes 11%, Proteobacteria 14%, Spirochaetes 13% and Synergistes 47%). In the reactors with methylamine and sulfate, seven Phyla were detected (Firmicutes 45%, Proteobacteria 7%, Spirochaetes 2%, Synergistes 16%, Chloroflexi 4%, Thermotogae 8% e Planctomycetes 1%). In both experiments, Archaea Domain was mainly represented by Methanomicrobiaceae, Methanosaetaceae and Methanosarcinaceae Families, with the presence of Methanomethylovorans hollandica, a methanogenic archaea specie with specific metabolism for methylamine degradation.