A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é um sério problema de contaminação ambiental presente nas indústrias de mineração devido ao baixo pH, alta concentração de sulfato e de metais dissolvidos encontrados nesta água residuária. O tratamento biológico da DAM tem sido empregado em substituição ao processo físico-químico tradicional devido à alta eficiência obtida nestes biorreatores, que realizam a redução dos íons sulfato em sulfeto, através das bactérias redutoras de sulfato (BRS), na presença matéria orgânica e condições anaeróbias. Uma alternativa para o tratamento biológico da DAM consiste na biorremediação utilizando BRS autóctones, que garante uma maior segurança ambiental, redução de custos e melhor adaptabilidade. Este trabalho estudou o potencial de BRS autóctones para remoção de sulfato em reatores tipo batelada anaeróbios comparando-se duas fontes de inóculo. Uma biomassa autóctone (AUT), derivada de cultura enriquecida de sedimento de DAM, e uma biomassa não autóctone (N-AUT), proveniente lodo pré-aclimatado de reator sulfetogênico estável e adaptado com lactato como fonte de carbono, foram testadas. A remoção de sulfato usando doadores de elétrons com custo efetivo (etanol e formiato) e a resistência à acidez da inóculo AUT também foi verificado. Os resultados mostraram uma remoção similar de sulfato de 57% para o reator AUT, e 62% para o reator N-AUT. O estudo filogenético do grupo das BRS usando o sequenciamento das bandas excisadas do gel de DGGE para o gene dsrB revelou a presença de espécies Desulfotomaculum na comunidade AUT, enquanto que Desulfovibrio foi o genus predominante encontrado na comunidade NON-AUT. Quando etanol foi utilizado como fonte de carbono, uma remoção de sulfato de 42% foi encontrada e 35% para o formiato, demonstrando que em condições de neutralidade, o etanol é fonte de carbono que apresenta maior viabilidade para o processo de enriquecimento. Foi observada remoção de sulfato em pH ácido para todas as fontes de carbono estudadas, indicando que estes microrganismos são resistentes a redução do pH. Entretanto, a eficiência de remoção foi reduzida para lactato (apenas 30% em pH próximo a 3) e etanol (apenas 18% em pH próximo a 5), como doadores de elétron. Quando o formiato foi utilizado como fonte de carbono, a eficiência de remoção de sulfato foi mantida em aproximadamente 38% com a redução do pH para 3 e 4, e portanto, nestas condições, o formiato consiste na melhor fonte de carbono para realizar o enriquecimento das BRS. Conclui-se que a cultura AUT pode ser utilizada para o tratamento de DAM em substituição aos lodos provenientes de reatores sulfetogênicos. / Acid Mine Drainage (AMD) is a serious environmental problem in mining industries because of the low pH, high levels of sulfate and dissolved metals present in this wastewater. Biological AMD treatment have been used instead of the traditional method, due to high efficiency obtained in these bioreactors, which promote the sulfate reduction into sulfide by sulfate reducing bacteria (SRB) in the presence of organic matter and anaerobic conditions. An alternative for the biological treatment of AMD consists on the bioremediation using autochthonous SRB that guarantees environmental safety, cost effective and better adaptability. This work studied the potential of autochthonous SRB to sulfate removal in batch anaerobic reactors comparing two inoculum sources. An autochthonous (AUT) biomass, derived from enrichment culture of AMD sediments and, a non-autochthonous (NON-AUT), from a pre-acclimated sludge from a stable sufidogenic reactor adapted with lactate as carbon source, were tested. The sulfate reduction using cost effective electron donors (ethanol and formate) and the acidity resistance of AUT inoculum was also verified. Results showed a maximum sulfate removal of 57% for AUT and 62% for NON-AUT. Phylogenetic study of SRB group using sequencing of dsrB DGGE excised bands revealed the presence of Desulfotomaculum-related bacteria in AUT community, while Desulfovibrio was the predominant genus found in NON-AUT-derived community. When ethanol was used as carbon source, a sulfate reduction of 46% was found and 35% for formate, indicating that at neutral conditions, ethanol is the most viable alternative as carbon source for the enrichment process. At low pH, sulfate reduction still occurred, indicating that these microorganisms were resistants to acidic conditions. However the removal efficiency was reduced when lactate (only 30% on pH close to 3) and ethanol (only 18% on pH close to 5) were used as electron donors. When formate was the carbon source, the sulfate removal efficiency was maintained closely to 38% with pH reduction to 3 and 4, showing that at these conditions, formate is the best carbon source for SRB enrichment. Thus, AUT culture could be used for local AMD decontamination in substitution of pre-acclimated sludge from sulfidogenic reactors. / Programa Institucional de Bolsas de Pós-Graduação - PIB-PÓS

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.

Processos biológicos de tratamento de esgotos são largamente utilizados mundialmente e, apesar de serem eficientes na remoção de matéria orgânica, têm capacidades limitadas na remoção de poluentes orgânios emergentes, principalmente fármacos. Este trabalho avaliou a eficiência dos processos de tratamento de esgotos por lodos ativados com oxigênio puro, lagoas aeradas e reator anaeróbio de fluxo ascendente (RAFA) na remoção de seis fármacos selecionados - paracetamol, ibuprofeno, atenolol, sinvastatina, carbamazepina e clonazepam, com altos índices de utilização pela população. Para isto, foram analisadas amostras de esgoto bruto e de esgoto tratado oriundas de três estações de tratamento de esgotos em operação no Estado de São Paulo, sendo realizadas quatro campanhas de coleta, durante dois anos, em períodos hidrológicos de seca e chuva. A técnica analítica utilizada foi a cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS), através de método estabelecido e validado para a execução desta pesquisa. Ibuprofeno, sinvastatina e clonazepam não foram identificados em nenhuma das amostras analisadas. Atenolol, paracetamol e carbamazepina foram detectados em todas as estações estudadas, observando-se remoção e liberação deles durante todos os processos de tratamento. A estação que adota o processo por lagoas aeradas mostrou maior eficiência na remoção de paracetamol e atenolol, sendo que um elevado tempo de detenção hidráulica empregado nela parece ter influenciado positivamente na eficácia de remoção destas subtâncias. A estação que utiliza lodos ativados com oxigênio puro apresentou remoções inferiores e maiores taxas de liberação dos fármacos paracetamol e carbamazepina. Já a estação que adota RAFA apresentou discreta superioridade na remoção de carbamazepina, e eficiências intermediárias para paracetamol e atenolol. A carbamazepina mostrou resistência à degradaçào pelos processos avaliados, porém a desinfecção do efluente final, por cloração, aparentemente elevou a remoção deste composto. / Sewage biological treatment processes are the most used worldwide and, in general, they show organic matter removal high efficiency, however their pharmaceuticals removal capacity were quite limited. The aim of this study is verify the efficiency of sewage biological treatment processes per pure oxygen activated sludge, aerated basin and upflow anaerobic sludge blanket (UASB), in removal of six selected drugs acetaminophen, ibuprofen, atenolol, simvastatin, carbamazepine and clonazepam, most frequently used by population. For this purpose, it was analyzed raw sewage and treated sewage samples from three sewage treatment plants localized at Sao Paulo, Brazil, in four collection stages, during two years, at dry and wet periods. The analytical technique of choice was high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), by developed and validated method for this study. Ibuprofen, simvastatin and clonazepam were not detected at any samples collected. Atenolol, acetaminophen and carbamazepine were identified at all plants investigated, with removal and production during all treatment processes here considered. Aerated basin plant was most efficient in acetaminophen and atenolol removal, and a high hydraulic detention time seem be better to remove these compounds. Pure oxygen activated sludge plant showed lower removal rates and higher production of acetaminophen and carbamazepine. Already the UASB plant revealed a little superiority in carbamazepine removal, and intermediary efficacy to acetaminophen and atenolol removal. Carbamazepine showed persistence in treatment processes evaluated, however final effluent disinfection, with chlorination, apparently raised this compound removal.

Orientador: Tsunao Matsumoto / Banca: Francisco Javier Cuba Teran / Banca: Rejane Helena Ribeiro Costa / Resumo: O presente projeto de pesquisa avaliou o desempenho de remoção de nitrogênio num sistema de tratamento biológico das águas residuárias de produção intensiva de Tilápia Nilótica com recirculação utilizando decantador horizontal e um reator aeróbio de leito fluidizado com circulação em tubos concêntricos. Utilizou-se como material suporte carvão ativado granular com densidade aparente de 1,64g/cm3 e tamanho efetivo de 0,34mm numa concentração de 80g/L. Foram avaliadas as velocidades de circulação e as expansões de quatro configurações de reatores com diâmetro externo constante de 250mm e diâmetros internos variáveis de 100, 125, 150 e 200mm. O reator utilizado no sistema de tratamento possui um volume efetivo de 113L e diâmetro interno de 100mm. O sistema foi inoculado durante três semanas com água do Lago do Ipê do município de Ilha Solteira SP e foi feita a avaliação ao longo de oito semanas com reposição semanal de 55% do volume total de água do sistema; o período de detenção hidráulica no reator foi de 11,9 minutos. Durante o projeto foram monitorados os seguintes parâmetros: sólidos totais, suspensos voláteis e fixos, cor aparente, OD, pH, condutividade, temperatura, potencial redox, amônia, amônio, turbidez, DQO, DBO, nitrogênio total, fósforo total. Os resultados mostraram que as remoções médias de nitrogênio amoniacal total, DBO, DQO, fósforo e nitrogênio total foram de 27%, 47%, 75%, 38% e 24% respectivamente. O sistema de tratamento avaliado mostrou-se como uma alternativa efetiva para o reuso da água no sistema de recirculação capaz de manter as características de qualidade da água dentro dos valores recomendáveis para criação das Tilápias e dos valores permitidos pela legislação brasileira para lançamento de efluentes com exceção do fósforo. / Abstract: This research project evaluated the nitrogen removal efficiency in a biological treatment system of an intensive Nile Tilapia laboratory facility with recirculation by a rectangular sedimentation tank and a three phase aerobic fluidized bed internal-loop airlift reactor. Granular activated carbon was used as support particles with density of 1,64g/cm3 and effective size of 0,34mm in a concentration of 80g/L. Liquid circulation velocities and gas holdup were evaluated in four different reactor configurations with a 250mm constant external diameter and internal variable diameters of 100, 125, 150 and 200mm. On the evaluated reactor the effective volume was 113L and the internal diameter 100mm. The system was inoculated during three weeks with natural water from Ipê Lake localized in Ilha Solteira's SP municipality and was evaluated in an eigth week period with a 55% weekly total water exchange rate; reactor's hydraulic detention time was 11,9 minutes. During the study were measured the next parameters: total, suspended, volatile and fixed solids, apparent color, DO, pH, conductivity, temperature, oxidation reduction potential, ammonia, turbidity, COD, BOD, total nitrogen, total phosphorous. Results showed that average removal rates of total ammonia nitrogen, BOD, COD, phosphorus and total nitrogen were 27%, 47%, 75%, 38% and 24% respectively. Evaluated treatment system showed as an effective alternative for water reuse in the recirculation system capable of maintain water quality characteristics within the recommended values for fish farming and meeting the Brazilian standards for final effluent discharges with exception of phosphorous values. / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-09T12:56:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1341620 bytes, checksum: 5eec1bf94acfa3b6d2ce2db9881fd4f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T12:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1341620 bytes, checksum: 5eec1bf94acfa3b6d2ce2db9881fd4f3 (MD5) Previous issue date: 2002-08-14 / O sistema de tratamento por escoamento superficial tem recebido especial atenção como forma de dispor resíduos líquidos com produção de biomassa vegetal. Com o objetivo de melhor compreender e quantificar a remoção e a concentração de matéria orgânica (MO), fósforo (P), nitrogênio (N), sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) em faixas de tratamento por escoamento superficial, foram conduzidos ensaios de campo para avaliar o desempenho desses sistemas de tratamento, sob taxas de aplicação de 0,24; 0,36 e 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 , em rampas de tratamento com 2% de declividade, instaladas nas dependências da Área Experimental do Departamento de Engenharia Agrícola (DEA) da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Verificou-se que, para 8 m de comprimento de faixa, a menor taxa de aplicação (0,24 m 3 ·h -1 ·m -1 ) proporcionou a maior taxa de remoção dos nutrientes, tendo alcançado eficiências de 66,42% para demanda bioquímica de oxigênio aos 5 dias (DBO 5 ); 62,46% para demanda química de oxigênio (DQO); 47,46% para fósforo total (Pt); 47,45% para fósforo total dissolvido (Ptd); 42,60% para fósforo inorgânico dissolvido (Pid); 85,12% para fósforo orgânico dissolvido (Pod); 53,39% para nitrogênio total (N tot ); 55,55% para nitrogênio amoniacal (N am ); 68,98% para nitrogênio orgânico (N org ); 55,41% para amônio (N-NH 4+ ); 27,11% para Na e 12,34% para K. Entretanto, para fósforo total no resíduo (Ptr), a taxa de aplicação 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 resultou na maior eficiência de remoção de P, tendo alcançado o valor de 55,65%. Para nitrogênio nítrico (N nit ), a taxa de aplicação 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 resultou na maior eficiência de remoção de N, tendo alcançado o valor de 34,10%. Os coeficientes para o estágio 1 do modelo exponencial foram k = 0,00195 e n = 2,31541, para DBO; k = 0,02001 e n = 0,78463, para DQO; k = 0,00194 e n = 2,31368, para Pt; k = 0,01470 e n = 0,93652, para Ptr; k = 0,00163 e n = 2,34421, para Ptd; k = 0,00230 e n = 2,08953, para Pid; k = 0,00952 e n = 1,95454, para Pod; k = 0,01255 e n = 1,20646, para N tot ; k = 0,00591 e n = 1,73648, para N am ; k = 0,07736 e n = -0,34409, para N nit ; k = 0,00885 e n = 1,74748, para N org ; k = 0,00558 e n = 1,85048, para N-NH 4+ ; k = 0,01004 e n = 0,19381, para Na; e k = 0,00705 e n = 1,06897, para K. Após a análise de amostras de solos coletadas a 1 m do início da faixa, antes e depois da aplicação do esgoto, na camada C 1 (de 0 a 10 cm), para todas as taxas de aplicação estudadas, verificou-se diminuição no conteúdo de MO. Na camada C 2 (de 50 a 60 cm), para as taxas de aplicação 0,24 e 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 , houve aumento na referida variável enquanto que, para a taxa de aplicação 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 , houve diminuição. Para as taxas de aplicação 0,24 e 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 , nas camadas C 1 e C 2 , verificou-se diminuição no conteúdo de P. Para a taxa 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 , entretanto, em ambas as camadas, verificou-se aumento na referida variável. Observou-se uma tendência de os conteúdos de Na, K e Ca aumentarem, nas mesmas camadas, sob a taxa de aplicação 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 . Para o magnésio (Mg), estes aumentos foram verificados na camada C 1 , para a taxa 0,24 m 3 ·h -1 ·m -1 , e, na camada C 2 , para a taxa 0,48 m 3 ·h -1 ·m -1 . A taxa 0,36 m 3 ·h -1 ·m -1 proporcionou, no período de 137 dias de aplicação de esgoto, os maiores valores de rendimento acumulado na produção de biomassa e remoções de P, N, Na, K, Ca e Mg pelo capim-coastcross. / Domestic wastewater must be viewed not only as a waste to be disposed but also as resource of organic matter and macro and micronutrients. The overland flow treatment has received special attention since it utilizes this resource for plant biomass production. In order to evaluate the overland flow treatment efficiency at different application rates: 0.24, 0.36 and 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 of domestic wastewater, in flow slopes with a down-slope grade of 2%, an experiment was developed in the Experimental Area of the Agricultural Engineering Department at the Federal University of Viçosa. For the biomass production the coastcross bermudagrass Cynodon dactylon L. was used. The highest removal rates for samples collected at 8 m from the beginning of the borders occurred for the application rate of 0.24 m 3 ·h -1 ·m -1 : 66,42% for 5-day biochemical oxygen demand (BOD 5 ); 62,46% for chemical oxygen demand (COD); 47,46% for total phosphorus (TP); 47,45% for total dissolved phosphorus (TDP); 42,60% for inorganic dissolved phosphorus (IDP); 85,12% for organic dissolved phosphorus (ODP); 53,39% for total nitrogen (N tot ); 55,55% for ammoniacal nitrogen (N am ); 68,98% for organic nitrogen (N org ); 55,41% for ammonium nitrogen (NH 4+ -N); 27,11% for sodium (Na); and 12,34% for potassium (K). However, for total suspended phosphorus (TSP), the highest removal rate occurred for the application rate of 0.36 m 3 ·h -1 ·m -1 : 55,65%. For nitric nitrogen (N nit ), the highest removal rate occurred for the application rate of 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 : 34,10%. The coefficients for the stage 1 of the exponential model were k = 0,00195 and n = 2,31541, for BOD; k = 0,02001 and n = 0,78463, for COD; k = 0,00194 and n = 2,31368, for TP; k = 0,01470 and n = 0,93652, for TSP; k = 0,00163 and n = 2,34421, for TDP; k = 0,00230 and n = 2,08953, for IDP; k = 0,00952 and n = 1,95454, for ODP; k = 0,01255 and n = 1,20646, for N tot ; k = 0,00591 and n = 1,73648, for N am ; k = 0,07736 and n = -0,34409, for N nit ; k = 0,00885 and n = 1,74748, for N org ; k = 0,00558 and n = 1,85048, for NH 4+ -N; k = 0,01004 and n = 0,19381, for Na; and k = 0,00705 and n = 1,06897, for K. Soils samples were collected at two layers at 1 m from upper end: L 1 (0 to 10 cm) and L 2 (50 to 60 cm). For all treatments the amount of organic matter at L 1 decreased at the end of the experiment. At L 2 the amount of organic matter increased for the treatments with application rates of 0.24 and 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 , and decreased for the 0.36 m 3 ·h -1 ·m -1 . It was detected a decrease in P for both layers for the treatments with 0.24 and 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 of application rate. In an opposite way, the amount of P for the treatment with 0.36 m 3 ·h -1 ·m -1 increased. At L 1 and L 2 , the highest increase in Na, K and Ca were detected at the treatment with 0.36 m 3 ·h -1 ·m -1 of application rate, while the highest increase in Mg was detected at the treatment with 0.24 m 3 ·h -1 ·m -1 , for L 1 , and at the treatment with 0.48 m 3 ·h -1 ·m -1 for L 2 . The treatment with 0.36 m 3 ·h - ·m -1 of application rate, in 137 days, presented the highest values of biomass production and P, N, Na, K, Ca and Mg removals by the 'coastcross' bermudagrass. / Dissertação importada do Alexandria

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-06T13:30:10Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3420825 bytes, checksum: 01efcef37a91ed531386161c4808b5d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T13:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3420825 bytes, checksum: 01efcef37a91ed531386161c4808b5d1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os esgotos domésticos são misturas complexas que, mesmo após passar pelo tratamento biológico, ainda podem apresentar toxicidade e microcontaminantes em concentrações capazes de trazer prejuízos ao ambiente, sobretudo em locais onde não há legislação específica para esse caráter. A presente pesquisa teve por objetivos traçar um panorama dos estudos sobre toxicidade e microcontaminantes em esgotos sanitários realizados no Brasil e fazer um estudo em escala real, da remoção de compostos biologicamente ativos em três sistemas convencionais de tratamento de esgotos sanitários comumente empregados no país. O levantamento bibliográfico demonstrou que a remoção de toxicidade e microcontaminantes nas diversas tecnologias avaliadas é dependente de parâmetros estruturais e operacionais, sendo possível alcançar índices satisfatórios de remoção com a adequação desses parâmetros, com os lodos ativados apresentando os melhores resultados. Foi possível observar que a produção de dados no país ainda é bastante incipiente em muitas regiões, com as pesquisas estando mais concentradas nas regiões sudeste e sul. A avaliação de parâmetros físicos e químicos de três sistemas com diferentes tecnologias de tratamento: lodos ativados, UASB/filtro biológico percolador (FBP), tanque séptico/filtro anaeróbio) demonstrou que o tratamento aeróbio foi mais eficiente na remoção de matéria orgânica e nutrientes em relação aos outros dois sistemas, com eficiências de remoção de DQO acima de 90%, e até 70% nos outros dois. Quanto às toxicidades aguda e crônica aos organismos Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia, os três sistemas foram capazes de reduzir ou remover os efeitos tóxicos, com o sistema de lodos ativados removendo de 87 a 100%. Nos sistemas anaeróbios, a toxicidade não foi completamente removida e efluente do sistema constituído de UASB/FBP foi o que apresentou potencial para causar toxicidade no corpo receptor. As amostras ainda foram submetidas a um protocolo de avaliação e identificação da toxicidade que revelou que os agentes tóxicos presentes são eliminados em pH ácido, com tratamentos adicionais que envolvam a volatilização ou oxidação. Com relação aos microcontaminantes, as amostras dos três sistemas foram submetidas ao ensaio YES (Yeast Estrogen Screen) para avaliação de atividade estrogênica e à análise cromatográfica por CG/EM para a identificação de compostos estrogênicos. Os resultados do ensaio YES revelaram que o sistema de lodos ativados foi o que apresentou melhor eficiência na remoção da estrogenicidade, com carga média afluente de 9,2 mg equivalentes de 17-β estradiol (EQ-E2)/dia, e efluente de 0,3 mg EQ-E2/dia. O sistema composto por UASB / FBP apresentou remoção mínima (1,8 e 1,5 ng EQ-E2/L, para entrada e saída, respectivamente) e o de tanque séptico/filtro anaeróbio registrou acréscimo da atividade estrogênica de 1,6 ng EQ-E2/L na entrada para 2,3 ng EQ-E2/L na saída, no período amostrado. Os resultados qualitativos das análises cromatográficas revelaram a detecção esporádica dos hormônios naturais estrona, 17-β estradiol e estradiol e o sintético 17-β-etinilestradiol nos três sistemas. Os alquilfenóis 4-octil e 4-nonilfenol foram raramente detectados, enquanto o bisfenol A foi o analito mais frequentemente detectado nas amostras. Foram detectados hormônios em amostras de sedimento do ponto de lançamento dos efluentes dos sistemas anaeróbios, os quais não estavam presentes nas amostras de sedimento a montante do lançamento, sugerindo a contribuição dos efluentes tratados nesses sistemas para a contaminação do sedimento. / Domestic wastewaters are complex mixtures that can still present toxicity and microcontaminants at concentrations capable of causing environmental harm even after biological treatment, especially where no specific discharge limits for such characteristics exists. The objectives of this research were to present a panorama of Brazilian studies on domestic wastewater toxicity and microcontaminant removal and to monitor removal of toxicity in three full-scale wastewater treatment plants that operate different, commonly used biological processes, over the course of a year. The literature review on Brazilian research demonstrated that toxicity and microcontaminant removal by the various technologies evaluated depends on system design and operational parameters and that satisfactory removal efficiencies can be achieved by properly adjusting these parameters, with the activated sludge process presenting the best results. It was also observed that research in this field is still quite incipient in many regions of Brazil, with most studies concentrated in the southern and southeastern states. Evaluation of physical and chemical parameters in the three full- scale systems - activated sludge (AS), UASB reactor-trickling filter (UASB/TF) and septic tank-anaerobic filter (ST/AF) – showed that the fully aerobic AS process was more efficient than the others in removing organic matter and nutrients, with COD removal over 90% for the AS system and up to 70% in the other two. All three systems were able to reduce or remove acute toxicity to Daphnia similis and chronic toxicity to Ceriodaphnia dubia, with 87-100% removal in the AS plant. Toxicity was not completely removed in the ST/AF and UASB/TF systems and the treated wastewater at the outlet of the latter presented potential to cause toxicity in the receiving water. Phase I toxicity identification evaluations were carried out on all toxic system inlet and outlet samples and it was found that toxicity was most consistently reduced or eliminated after aeration at acid pH, suggesting oxidation and, or volatilization of acidic substances as probable toxicity removal mechanisms, supporting the higher removal efficiency observed in the AS system. Samples from the three systems were analyzed using the yeast estrogen screen (YES) assay to evaluate estrogenic activity and by gas chromatography-mass spectrometry for detection of eight estrogenic compounds. YES test results revealed that the AS system presented the highest estrogenicity removal efficiencies, with average inlet and loads of 9.2 and 0.3 mg 17- β estradiol equivalents (E2 eq.)/d. The UASB/TF system presented minimal estrogenicity removal (average concentrations of 1.8 and 1.5 ng E2 eq./L for inlet and outlet samples, respectively), while the ST/AF system increased estrogenic activity, with average concentrations of 1.6 and 2,3 ng E2 eq./L for inlet and outlet samples, respectively, during the monitoring period. The natural hormones estrone, 17-β- estradiol, estriol and the synthetic 17-β-ethinylestradiol were sporadically detected in the three systems, while 4-octylphenol and 4-nonylphenol were rarely detected. Bisphenol A was the most frequently detected of the compounds evaluated. Hormones were detected in sediment samples downstream, but not upstream of the UASB/TF and ST/AF discharge pipes, suggesting that the treated wastewaters contributed to sediment contamination.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-11-09T16:31:20Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 760316 bytes, checksum: 6bd71fc605529a1d40fbaa95cad9c91c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-09T16:31:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 760316 bytes, checksum: 6bd71fc605529a1d40fbaa95cad9c91c (MD5) Previous issue date: 2005-05-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A digestão anaeróbia representa uma alternativa viável para tratamento de efluentes de alta carga orgânica, como os gerados pelas indústrias de alimentos. Contudo, sua aplicação ainda é limitada devido ao conceito errôneo de que processos anaeróbios não são capazes de tolerar a toxicidade de produtos químicos que possam estar presentes em efluentes industriais. No caso da indústria de alimentos, a maioria das substâncias tóxicas origina-se dos sistemas de limpeza e sanificação como detergentes e sanificantes. Neste estudo avaliou-se o efeito de agentes químicos na eficiência de remoção de Demanda Química de Oxigênio (DQO), utilizando-se reatores anaeróbios em batelada tratando um meio sintético. Representantes de cada classe de agentes detergentes como alcalinos, ácidos, tensoativos e complexantes, foram avaliados isoladamente e na forma combinada, por meio de duas formulações: detergente básico e detergente ácido. Além disso, foram avaliados dois sanificantes químicos e combinações desses sanificantes com as formulações de detergente. As concentrações testadas foram definidas com base nas concentrações recomendadas em procedimentos de higienização e em fatores de diluição resultantes dos procedimentos de enxágüe. O acompanhamento da performance dos reatores foi realizado avaliando-se o pH e a DQO solúvel. Os sistemas contendo EDTA, hexametafosfato de sódio e hipoclorito de sódio não apresentaram efeito inibitório em nenhuma das concentrações avaliadas, enquanto 60 mg.L-1 de ácido peracético reduziu a eficiência do processo. Os surfactantes apresentaram efeitos diferenciados: a digestão anaeróbia foi inibida por concentrações acima de 150 mg.L-1 de dodecil sulfato de sódio (surfactante aniônico), enquanto Tween 80 (surfactante não iônico) estimulou o processo em concentrações de 15 mg.L-1. Os efeitos inibitórios mais relevantes foram atribuídos ao agente alcalino (hidróxido de sódio) e ao agente ácido (ácido nítrico) devido à grande influência do pH na performance do sistema. Não foi observado sinergismo entre os componentes das formulações de detergente, predominando o comportamento do agente principal de cada formulação, em todas as concentrações testadas. A avaliação das associações entre detergentes e sanificantes confirma a relevância do efeito do pH sobre os microrganismos anaeróbios e sobre a atividade antimicrobiana dos sanificantes químicos avaliados. / Anaerobic digestion represents a feasible option for the treatment of high strength organic effluents such as food-processing industries wastewater. However, its application is still limited due to a common misconception that anaerobic process cannot tolerate toxicity of chemical products that may be contained in industrial wastewaters. In the food industry, most toxic substances come from cleaning and sanitizing systems like detergents and disinfectants. This study evaluated the effect of chemical agents on efficiency of chemical oxygen demand (COD) removal in batch anaerobic reactors treating a synthetic media. Groups of each detergent class as alkaline, acid, surfactants and chelating agents, were evaluated separately and mixed using two formulations: alkaline detergent and acid detergent. Moreover, two chemical sanitizers and mixtures of these sanitizers with the detergent formulations were evaluated. The evaluated concentrations were defined based on concentration recommended in sanitation procedures and dilution factors by rinse procedures. The performance of the reactors was evaluated by pH and soluble COD. Systems containing EDTA, sodium hexametaphosphate and sodium hypochlorite did not manifest inhibition at any concentration evaluated while peracetic acid at 60 mg.L-1 reduced the performance of the process. Surfactants showed different effects: anaerobic digestion was inhibited by sodium dodecylsulfate (anionic surfactant) at concentrations above 150 mg.L-1 while Tween 80 (non-ionic surfactant) stimulated the process at 15 mg.L-1. The greatest inhibitions were attributed to alkaline agent (sodium hydroxide) and acid agent (nitric acid) due to intense influence of pH on system performance. There was no synergism among components of detergent formulations with the behavior of the main agent of each formulation predominating, at all evaluated concentrations. The assessment of detergents and sanitizer mixtures confirms magnitude of effect of pH on anaerobic microorganisms and antimicrobial activities of evaluated chemical sanitizers.

MONTEIRO, C. R. L. Análise da eficiência e confiabilidade em 56 estações de tratamento de esgotos localizadas na região metropolitana de Fortaleza. 2009. 77 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-22T17:31:11Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_crlmonteiro.pdf: 768246 bytes, checksum: 4965a4d570ac713ddd564fa4310f71e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-29T14:51:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_crlmonteiro.pdf: 768246 bytes, checksum: 4965a4d570ac713ddd564fa4310f71e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T14:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_crlmonteiro.pdf: 768246 bytes, checksum: 4965a4d570ac713ddd564fa4310f71e7 (MD5) Previous issue date: 2009-08-27 / Many Wastewater Treatment Plants (WWTPs) have serious design and / or operational problems that decrease efficiency levels and pollute the environment. Thus, it is important to have efficient and reliable WWTPs to meet the discharge standards. The purpose of this study was to analyze the efficiency and reliability of 56 wastewater treatment plants located in the Metropolitan Region of Fortaleza (MRF). About 13,100 data were evaluated, which were obtained from the Company of Water and Wastewater of Ceará (CAGECE). The data were from January 2005 to April 2009, divided in nine treatment technologies: septic tank (ST), septic tank followed by anaerobic filter (ST + ANF), septic tank followed by anaerobic filter and chlorination (ST + ANF + Cl), facultative pond (FP), facultative pond followed by a maturation pond (FP + MP), anaerobic pond followed by facultative pond and maturation pond (ANP + FP + MP), facultative aerated pond followed by facultative pond and maturation pond (FAP + FP + MP), UASB reactor (UASB) and finally UASB reactor followed by chlorination (UASB + Cl). To calculate the reliability of WWTPs and expected attendance percentage to accomplish effluent standards, a log-normal distribution was used. The average concentrations that the effluent from WWTP must have to meet the discharge standard were calculated for a given reliability level (95%), taking into account the coefficient of reliability (COR). The affluent values of pH, COD, TSS and TTC were compared to those typically found for this type of wastewater. The initial data analysis indicated problems in the monitoring frequency, inconsistencies and outliers, which were removed. The resulting data were used afterwards. The average efficiency values obtained in some technologies are lower than those of comparative literature, indicating operational problems. The highest efficiency values for COD, TSS and TTC were achieved with the technologies of ANP + FP + MP (91,4%), ANP + FP + MP (81.0%) and FAP + FP + MP (99.999%); the lowest efficiencies were obtained with ST + ANF (47.3%), ST (31.6%) and FP (95.36%), respectively. Regarding the coefficient of reliability calculation, the highest values for COD removal were obtained with the technologies of FAP + FP + MP (0.57) and UASB (0.57) and the lowest efficiencies were found with DD + ANF + Cl (0.40). For TSS, the best technologies were FAP + FP + MP (0.43) and FP (0.41) while the lowest CORs were obtained with ANP + FP + MP (0.26). The highest percentage values for accomplishing COD discharge standards were achieved with stabilization ponds, all above 98%, specially the technology FAP + FP + MP (99.9%). For TSS the highest percentages were also achieved with stabilization ponds, highlighting the technology of ANP + FP + MP (91%). The technologies of FAP + FP + MP and ANP + FP + MP provided the best efficiency values for COD, TSS and TTC, as well as the highest values of COR and percentages to accomplish discharge standards. / Diversas estações de tratamento de esgoto possuem sérios problemas de projeto e / ou operacionais os quais prejudicam o seu processo de tratamento e geram riscos de poluição dos recursos hídricos receptores. Assim, há a necessidade de tratamentos de esgotos cada vez mais eficientes e confiáveis para obedecerem aos padrões de descarte definidos em legislações ambientais cada vez mais restritivas. O objetivo do presente estudo foi analisar a eficiência e a confiabilidade de 56 estações de tratamento de esgotos situadas na Região Metropolitana de Fortaleza (RMF). Para tanto, foram avaliados cerca de 13.100 dados obtidos do monitoramento dos esgotos afluente e efluente às ETEs, durante o período de janeiro de 2005 a abril de 2009, as quais foram divididas em nove modalidades de tratamento, quais sejam: decanto-digestor (DD), decanto-digestor seguido de filtro anaeróbio (DD+FAN), decanto-digestor seguido de filtro anaeróbio e cloração (DD+FAN+Cl), lagoa facultativa (LF), lagoa facultativa seguida de lagoa de maturação (LF+LM), lagoa anaeróbia seguida por lagoa facultativa e lagoa de maturação (LAN+LF+LM), lagoa aerada facultativa seguida por lagoa facultativa e lagoa de maturação (LAF+LF+LM), reator UASB (UASB) e, por fim, reator UASB seguido de cloração (UASB+Cl). Para o cálculo da confiabilidade das ETEs e do percentual esperado de atendimento aos padrões de lançamento foi utilizada uma metodologia baseada em um modelo de distribuição log-normal dos dados, a qual determina concentrações médias que o efluente da ETE deve ter para obedecer aos padrões ambientais de lançamento para um determinado nível de confiabilidade (95%), levando em consideração o coeficiente de confiabilidade (CDC). Os valores afluentes de pH, DQO, SST e CTT foram comparados aos que são tipicamente encontrados para esse tipo de esgoto. Na avaliação inicial dos dados observou-se não haver freqüência de monitoramento, bem como, constatou-se a presença de inconsistências e outliers, os quais foram removidos. Os dados resultantes foram utilizados na seqüência da análise. Várias tecnologias de tratamento tiveram valores de eficiência inferiores ao que é registrado na literatura, indicando falhas operacionais no monitoramento das ETEs. Os maiores percentuais médios de remoção de DQO, SST e CTT foram alcançados pelas modalidades LAN+LF+LM (91,4%), LAN+LF+LM (81,0%) e LAF+LF+LM (99,999%) e os menores foram DD+FAN (47,3%), DD (31,6%) e LF (95,36%), respectivamente. Estes resultados mostram-se condizentes com os encontrados na literatura para todas as tecnologias de tratamento, exceto para remoção de SST por DD (31,6%) e DD+FAN (37,3%). No que se refere ao cálculo do coeficiente de confiabilidade foram obtidos para DQO os maiores valores pelas modalidades LAF+LF+LM (0,57) e UASB (0,57) e o menor valor para DD+FAN+Cl (0,40). Já para SST as tecnologias que se destacaram foram LAF+LF+LM (0,43) e LF (0,41) enquanto que o menor CDCs foi obtido por LAN+LF+LM (0,26). Os maiores percentuais esperados de atendimento às metas de descarte para DQO foram alcançados pelos tratamentos compostos por lagoas de estabilização, todos acima de 98%, destacando-se a tecnologia LAF+LF+LM (99,9%). Para SST os maiores percentuais obtidos também foram para as lagoas de estabilização, ressaltando a tecnologia LAN+LF+LM (91%). A tecnologia de tratamento DD foi a de menor percentual para DQO (1,2%) e para SST (2,0%). As modalidades de tratamento de esgotos domésticos LAF+LF+LM e LAN+LF+LM apresentaram um melhor desempenho considerando as eficiências médias de remoção de DQO, SST e CTT, como também maiores valores de CDC e percentuais esperados de atendimento às metas estabelecidas pela legislação.

Submitted by VIVIANE CRISTINA PADILHA LOPES null (vivianelops@gmail.com) on 2016-12-05T17:47:42Z No. of bitstreams: 1 tese vivi BIBLIOTECA.pdf: 2903583 bytes, checksum: d8537b21926462f650e1ff21b8ca9c26 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido não contém o certificado de aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-12-07T12:15:05Z (GMT) / Submitted by VIVIANE CRISTINA PADILHA LOPES null (vivianelops@gmail.com) on 2016-12-12T19:24:22Z No. of bitstreams: 1 tese vivi repositório.pdf: 3145051 bytes, checksum: 8c5d16d927b1c2cbac9b9320e9e9b7ce (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-13T12:41:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lopes_vcp_dr_rcla.pdf: 3145051 bytes, checksum: 8c5d16d927b1c2cbac9b9320e9e9b7ce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-13T12:41:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lopes_vcp_dr_rcla.pdf: 3145051 bytes, checksum: 8c5d16d927b1c2cbac9b9320e9e9b7ce (MD5) Previous issue date: 2016-11-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A degradação biológica da lignina pode ser realizada por fungos de podridão branca, parda e mole, os quais produzem enzimas oxidativas especialmente lacases, manganês peroxidase (MnP) e lignina peroxidase (LiP). Neste trabalho, foi investigada a interação entre diferentes fungos filamentosos para formar consórcios capazes de remover a lignina de resíduos agroindustriais. Após triagens enzimáticas realizadas para LiP, MnP, Lacase e glioxal oxidase (GLOX), 8 isolados apresentaram potencial para aplicação de degradação lignocelulósica e 5 fungos foram selecionados como os melhores produtores das enzimas estudadas. As capacidades de interação e inibição de crescimento dos isolados selecionados foram estudadas para posterior montagem dos consórcios. Desta maneira, 6 diferentes consórcios foram estruturados e submetidos a testes de degradação de lignina utilizando três diferentes resíduos derivados da agroindústria: sabugo de milho, casca de arroz e bagaço de cana. Dados de seletividade (celulose/lignina) foram também utilizados como parâmetro de avaliação dos consórcios. Os consórcios C5 (Tinctoporellus sp. e Marasmiellus sp. e Aspergillus sect. flavi) e C6 (Tinctoporellus sp. e Marasmiellus sp. Fusarium sp.) apresentaram resultados mais coerentes de degradação de lignina, seletividade e atividades enzimáticas no bagaço de cana após 7 dias a 28ºC. A casca de arroz apresentou menor degradabilidade devido a uma maior resistência ao ataque microbiano. O sabugo de milho foi melhor degradado por consórcios que apresentaram habilidade em reduzir a lignina e os polissacarídeos. Sendo assim, os consórcios C5 e C6 foram submetidos aos experimentos de degradação do bagaço de cana por 15 dias. Os resultados revelaram que o consórcio C5 foi mais eficiente no processo de deslignificação e apresentou melhores resultados de seletividade. Para aumentar o rendimento da deslignificação, 3 experimentos de otimização do processo foram realizados utilizando o planejamento experimental do tipo Plackett-Burman (PB). Aumentos sequenciais da deslignificação foram observados a cada experimento, onde as duas melhores condições de cultivo encontradas (PB3) apresentavam: i) inóculo fúngico (7), 8 mM de CuSO4, 0,4 g/L de KH2PO4 e 2,5 g de bagaço de cana (ensaio 10) e ii) inóculo fúngico (7), 20 g/L de glicose, 2 g/L de extrato de levedura, 8 mM de CuSO4 e 2,5 g de bagaço de cana (ensaio 5). As condições de cultivo dos ensaios 10 e 5 permitiram uma porcentagem de deslignificação correspondente a 57,65% e 49,73%, respectivamente. Os melhores resultados de seletividade (celulose/lignina e xilana/lignina) foram, de maneira geral, condizentes com os melhores resultados de deselignificação. Experimentos adicionais foram conduzidos visando avaliação da influência do sulfato de cobre no crescimento dos fungos dos consórcios e nos fungos de maneira isolada, e avaliação da deslignificação em cultivos contendo extrato de malte e bagaço de cana. Os resultados revelaram que a presença do sulfato de cobre não interferiu na eficiência dos consórcios frente à deslignificação. Na presença do sulfato de cobre a porcentagem de seletividade da lignina do bagaço de cana pelo consórcio C5 (53,18%) foi muito próxima à obtida no PB3. Neste teste, houve produção de LiP e MnP, enquanto a lacase foi detectada na ausência do sulfato de cobre. Os resultados da deslignificação dos experimentos em meio malte e bagaço de cana foram inferiores aos resultados com o meio otimizado, destacando a importância da aplicação do planejamento experimental para a otimização de processos. Os resultados do presente trabalho evidenciam o potencial do consórcio C5 para a deslignificação do bagaço de cana em 7 dias de cultivo. / Biological lignin degradation can be performed by white rot, brown, and soft fungi, which are able to produce oxidative enzymes such as lignin peroxidase (LiP), manganese peroxidase (MnP) and Laccase. In this work, the interaction between different filamentous fungi (isolated from different environments) was investigated aiming to the structuration of consortia able to remove the lignin from agro-industrial wastes. After the enzymatic screening accomplished to LiP, MnP, laccase, and glyoxal oxidase (GLOX), 8 isolates presented potential application to lignocellulose degradation and 5 were selected as the best producers of the studied enzymes. The interaction and inhibition growth ability of the selected isolates was investigated for the subsequent consortia assembling. In this way, 6 different consortia were pooled and subjected to lignin degradation tests using 3 different waste materials derived from agro-industry: corn cobs, rice husks, and sugarcane bagasse. Data related to selectivity (cellulose/lignin) were also used for the consortia´s evaluation. The consortia C5 (Tinctoporellus sp., Marasmiellus sp., and Aspergillus sect. Flavi) and C6 (Tinctoporellus sp., Marasmiellus sp., and Fusarium sp.) presented more coherent results of lignin degradation, selectivity, and enzymatic activities in sugarcane bagasse after 7 days incubation at 28°C. The rice husk showed lower degradability due to the higher resistance to the microbial attack. The corncob was better degraded by the consortia that showed ability to reduce the amount of lignin and polysaccharides (cellulose and xylan). In this sense, the consortia C5 and C6 were subjected to the experiments related to sugarcane bagasse degradation during 15 days. Results showed that the consortium C5 was more efficient during the delignification process and showed better results of selectivity. In order to increase the delignification efficiency, three experiments related to the process optimization were conducted using Plackett-Burman (PB) experimental design. Sequential improvements in delignification were observed to each experiment and the two better culture conditions found comprised: i) inoculum disks (7), 8 mM CuSO4, 0.4 g/L of KH2PO4, and 2.5 g of sugarcane bagasse (assay 10), and ii) inoculum (7), 20 g/L glucose, 2 g/L yeast extract, 8 mM CuSO4, and 2.5 g of sugarcane bagasse (assay 5). The culture conditions of assay 10 and 5 allowed a delignification corresponding to 57.65% and 49.73%, respectively. In general, the better results of selectivity (cellulose /lignin and xilan/lignin) were consistent with the better results of delignification. Additional experiments were conducted in order to evaluate the effect of copper sulfate on the growth of the consortia fungal strains and the each single fungus, and to evaluate the delignification in cultures containing malt extract and sugarcane bagasse. Results reveal that the presence of copper sulphate did not interfere in the consortia delignification efficiency. In the presence of copper sulphate the percentage of sugarcane bagasse delignification by the consortium C5 (53.18%) was almost the same that one obtained in the PB3. In general, in the presence of copper sulphate LiP and MnP were produced, while laccase was detected in the absence of this compound. Results related to the delignification in medium containing malt extract and sugarcane bagasse were lower than that ones with the optimized medium, highlighting the relevance of the experimental design to the process optimization. Results from the present study show the potential of the consortium C5 for the delignification of sugarcane bagasse in 7 days of cultivation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:58:46Z : No. of bitstreams: 1 pereira_els_me_ilha.pdf: 891055 bytes, checksum: 1f192c5619aab2493cb699997dee266a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os efluentes de curtume caracterizam-se por possuírem elevadas concentrações de compostos tóxicos, tais como: cromo, amônia, sulfatos e compostos orgânicos de baixa biodegradabilidade, por isso o tratamento desses efluentes é extremamente difícil. O presente trabalho tem como objetivo comparar a eficiência de tratamento de efluentes de curtume de duas linhas experimentais, em escala piloto, compostas por: reator UASB simplificado em forma de “Y” seguido de um Biofiltro Aerado Submerso (BF) e somente um BF, operadas simultaneamente, recebendo o mesmo efluente pré-tratado físico-quimicamente, por meio de um decantador de coluna e um floculador de manta de lodo. As linhas experimentais foram montadas junto à estação de tratamento de efluentes do curtume Fuga Couros Jales Ltda., na cidade de Jales-SP. O monitoramento das linhas de tratamento foi dividido em 4 etapas operacionais distintas: 1aetapa, a partida do sistema experimental, 2a etapa, adição do coagulante sulfato de alumino ferroso, 3a etapa, aumento da taxa de aeração nos BFs e 4a etapa, aumento do TDH nos reatores. Em cada etapa, foram analisados os seguintes parâmetros: alcalinidade total, acidez volátil, cromo total, DBObruta, DQObruta, fósforo total, nitrato e nitrito, nitrogênio total e amoniacal, oxigênio dissolvido, pH, sólidos, sulfato, sulfeto e temperatura. A eficiência média de remoção de DQO e DBO, na linha 1, foi de 66% e 73%, respectivamente. Na linha 2, a eficiência média de remoção de DQO foi de 47% e de DBO foi de 49%. A baixa eficiência de remoção de DQO, nas duas linhas, é devido as elevadas concentrações de sulfato afluentes ao tratamento biológico, resultando numa baixa relação DQO/SO4 2-, cerca de 1,2. Apesar da eficiência de remoção de DBO, na linha 1, estar próxima da porcentagem mínima estipulada na legislação estadual, cerca de 80%, o efluente das duas... / The tanning effluents are characterized for its have high concentrations of toxicity compounds, such as: chromium, ammonia, sulfates and organic compound of low biodegradability, the treatment for those effluents is extremely hard. The present work has as objective compared the tanning effluents treatment efficiency of two lines experimental devices on pilot scale, composed for: line 1 - simplified UASB reactor on “Y” form following the Submerged Aerated Biofilter (BF) and line 2, only the BF reactor were operated simultaneously, receiving the same effluent pre-treated by physic-chemical devices, through a column settler and a sludge blanket flocculator. The experimental devices were installed in the tanning effluents treatment plant of the Fuga Couros Jales Ltd., at the Jales-SP city of. The treatment lines was monitoring on four different operational steps: 1st.step, start-up of the experimental system, 2nd step, addition of the coagulant ferrous aluminum sulfate in the pre-treatment devices, 3rd step, increase of the aeration rate in BFs and 4th step, increase the reactors HDT. On each step, the following parameters were analyzed: total alkalinity, volatile acidity, total chrome, BOD, COD, total phosphorous, nitrate and nitrite, total nitrogen and ammonia, dissolved oxygen, pH, solids, sulfate, sulfide and temperature. The COD and BOD removal efficiency average, in the line 1, was 66% and 73%, respectively. In the line 2, the removal efficiency average of the COD was 47% and the BOD was 49%. This low removal efficiency of COD, at two lines, is due the high sulfate inlet concentrations to the biological treatment, that resulting in a low COD/SO4 2- rate, about 1.2. In spite of the removal BOD efficiency, at line 1, reach the minimum state legislation requisite, about 80%, the effluent of the two treatment lines doesn't attempt the effluents discharges patterns, established by the environmental legislation.