Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização (Especialização em Hidráulica, Recursos Hidrícos e Ambiente). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Made available in DSpace on 2012-09-06T01:11:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 204.pdf: 2839500 bytes, checksum: d1e97da5bd2d90e3bfc99987f6fda808 (MD5) Previous issue date: 1999 / Tem como objetivo o estudo da utilizaçäo de taninos vegetais isoladamente, como coagulante, floculante e/ou complemento como polieletrólitos, em tratamento de água e esgoto. O tanino apesar de natural, é um produto polihidroxidofenólico, existente em grande quantidade nos vegetais podendo ser utilizada como floculante, para tratamento de água de abastecimento e esgoto deixando os seus parâmetros dentro dos padröes da FEEMA, existindo assim um controle maior do índice das doenças transmissíveis por veiculaçäo hídrica e por metais. A qualidade do tanino dependerá das características de cada tanino vegetal, que vai variar de acordo com a origem, classificaçäo, maneira de extraçäo e tipo: hidrolizável, condensado, complexo ou florotanino. As análises foram testadas com amostras de água de abastecimento do Guandu e esgoto da Fiocruz, com o objetivo de desenvolver uma alternativa de fácil manuseio, mais econômica, com menor índice de toxidez comparado com o sulfato de alumínio. Através dessas análises, concluí-se sua eficiência na reduçäo da turbidez, cor, DQO e DBO. Os testes realizados em pesquisa para tratamento de água e esgoto foram feitos com taninos extraídos da mimosa em contracorrente por autoclaves com a utilizaçäo da água como solvente e Na2SO3 precipitando os metais da soluçäo, devido suas características de quelato, que é um composto orgânico natural ou sintético que tem a propriedade de formar complexos solúveis com cálcio, magnésio, ferro e todos os tipos de metais, pela reaçäo com estes tornam-se, coagulante e/ou polieletrólito. A pesquisa foi realizada por várias baterias, com diversas amostras no teste do jarro, simulador de tratamento de água. Foi selecionado como parâmetros de estudos o pH, a dosagem ótima de coagulantes para melhor floculaçäo e clarificaçäo comparados principalmente aos coagulantes comuns utilizados em estaçöes de tratamento de água e esgotos levando em consideraçäo a viabilidade de utilizaçäo em relaçäo ao seu custo e aplicabilidade na prática.

Made available in DSpace on 2016-03-28T12:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 79.pdf: 487446 bytes, checksum: 3c494988a2cba81bdeb168d4db2b735a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 1996 / O trabalho visa reunir e apresentar subsídios para uma maior discussão sobre a relação custos-efetividade dos sistemas de tratamento de esgotos,diante do baixo nível de atenção dos responsáveis pela prestação do serviço e de modo a obter soluções para melhor controle de proteção ambiental,através do equacionamento dos problemas que hoje assumem dimensão maior como por exemplo o Projeto de Despoluição da Baía de Guanabara,que prevê recursos da ordem de centenas de milhões de dólares com a execução de dezenas de estações de tratamento, sem levar em consideração o estado das dificuldades da realização das atuais estações de tratamento de esgotos. / The aim of this work is to presente subsidies to allow na increaseddiscussion on coast-effectiviness of sewage treatment. The discussion isbadly needed as resulto of the little attention given so far resposibles forthese services. This would a provide us with solutions for a better controlon environment protection measures, trough the solution of problems wichare now gainning more importance with the hoose Project of Depollution ofthe Guanabara bay wich involves the investments of hundreds of tousandsdollars to be driven to the cont building of dozens of sewage treatmentplants without taking into account the existing difficulties on the presenteplants. (AU)^ien

A presente pesquisa objetivou estudar a remoção dos poluentes presentes em uma água residuária de coqueria, através do processo biológico de nitritação/desnitritação operando um reator de lodo ativado em bateladas seqüenciais em duas etapas sucessivas. Durante a primeira, o reator foi alimentado com um efluente sintético composto por dois poluentes abundantes em despejos de coqueria: nitrogênio amoniacal (500 mg N/L) e fenol (1.000 mg C6H5OH/L). Na segunda, o reator foi alimentado com o despejo gerado na unidade de coqueria de uma indústria siderúrgica integrada. Ao longo da primeira etapa, ao final da fase aeróbia dos 28 ciclos de tratamento, foi possível alcançar eficiências de remoção de N-NH3 superiores a 90% com predominância do N-NO2 - na massa líquida do reator evidenciado pelas relações N-NO2 -/ (N-NO2 - + N-NO3 -) superiores a 86%. O principal mecanismo de inibição das bactérias oxidantes de nitrito (BON) foram concentrações de amônia livre no conteúdo do reator entre 3,2 e 19,5 mg NH3/L. As taxas específicas de nitritação variaram entre 0,03 e 0,11 kg N-NH3/ kg SSV.dia, para temperaturas no conteúdo do reator entre 15 e 34°C. Durante a fase anóxica, o fenol mostrou-se adequado como fonte de carbono para a biomassa desnitritante, desde que as taxas de aplicação volumétricas fossem inferiores a 0,02 kg fenol/m³.hora. Respeitando essa condição, foi possível alcançar: eficiências de remoção de fenol entre 45 e 56%; taxas específicas de remoção de fenol entre 0,03 e 0,09 kg C6H5OH / kg SSV.dia; taxas específicas de desnitritação entre 0,03 e 0,06 kg N-NO2 -/ kg SSV.dia e eficiências de remoção de (N-NO2 - + N-NO3 -) superiores a 95%. Ao longo da fase anóxica foram retiradas amostras do conteúdo do reator para a realização de análises de nitrofenóis (NF). Os resultados acusaram a presença de 2 nitrofenol e 4 nitrofenol em concentrações proporcionais à taxa de aplicação volumétrica do fenol na massa líquida do reator. A presença desses compostos em concentrações inferiores a 0,5 mg/L não causou impacto sobre a desnitritação biológica. As análises realizadas em amostras coletadas ao final da reação anóxica, não acusaram a presença de 2 e 4 NF, demonstrando que esses compostos podem ser biodegradados por uma biomassa bem adaptada ao fenol. A concepção do sistema para tratamento da água residuária de coqueria via nitritação/desnitritação envolveu a operação de dois reatores (principal e reator de polimento) operados em bateladas seqüenciais. As condições de operação do reator principal eram manipuladas para viabilizar o acúmulo de NNO2 - ao final da fase aeróbia e promover a desnitritação durante a fase anóxica, utilizando como fonte de carbono a própria matéria orgânica presente no despejo. Como o sobrenadante do reator principal apresentava concentrações elevadas de N-NO2 -, esse efluente era aplicado no reator de polimento, juntamente com etanol como fonte de carbono para redução do NNO2 -. Ao final da fase aeróbia dos ciclos de tratamento conduzidos no reator principal alcançaram-se: relações NO2 -/ (N-NO2 - + N-NO3 -) superiores a 88%; eficiências de remoções de nitrogênio total superiores a 60%; remoções de N-NH3 superiores a 90%, para valores de pH na massa líquida do reator entre 7,8 e 8,5 e, temperatura entre 23 e 31°C. Tal qual ocorrido durante a primeira etapa da investigação, o principal mecanismo de inibição da atividade das bactérias oxidantes de nitrito foi a toxicidade conferida pelas concentrações de amônia livre (3,7 a 15,7 mg NH3/L) no conteúdo do reator. Durante a fase anóxica, as eficiências de remoção de (N-NO2 - foram limitadas pela disponibilidade de matéria orgânica biodegradável no despejo da coqueria, razões DBO/DQOafluente superiores a 80% resultaram em remoções de N-NO2 - próximas de 100%. Quanto ao reator de polimento, pode-se afirmar que o etanol teve um efeito positivo sobre a remoção de matéria orgânica da água residuária da coqueria, considerando a configuração (dois lodos) utilizada. / The present research aimed to study the coke-oven wastewater treatment over nitritation/denitritation in an activated sludge sequencing batch reactor in two successive phases. During the first one, the reactor was fed with a synthetic effluent composed by two abundant pollutants present in coke-oven wastewaters: total ammonia nitrogen (500 mg TAN.l-1) and phenol (1,000 mg C6H5OH.l-1). During the second phase, the reactor was fed with the wastewater produced in an integrated steel industrys coke-plant. The results of the first phase (28 cycles) showed that was possible to achieve TAN removal efficiencies higher than 90% with NO2 --N predominance in the reactor content, evidenced by the rates NO2 --N/ (NO2 --N + NO3 --N) higher than 86%. The main mechanism of the nitrite oxidizer bacteria (NOB) inhibition was free ammonia concentrations between 3.2 and 19.5 mg NH3.l-1. The specific nitritation rates varied between 0.03 and 0.11 kg TAN. kg VSS-1.d-1, for temperatures between 15 and 34oC. Phenol showed to be suitable as carbon source for denitrifying biomass, once the volumetric application rates were lower than 0.02 kg phenol.m-3.h-1. Obeying this condition, it was possible to achieve: phenol removal efficiencies between 45 and 56%; specific phenol removal rates between 0.03 and 0.09 kg C6H5OH. kg VSS-1.d-1; specific denitritation rates between 0.03 and 0.06 kg NO2 --N . kg VSS-1.d-1 and removal efficiencies of (NO2 --N + NO3 --N) higher than 95%. During the anoxic phase, samples were collected from the reactor content for nitrophenols analyses. The results showed the presence of 2- nitrophenol (2-NP) and 4-nitrophenol (4-NP) in concentrations proportional to phenol volumetric application rate in the reactor liquid mass. The presence of those compounds in concentrations lower than 0.5 mg/L does not cause impact over the biological denitritation. The analyses accomplished in samples collected at the end of the anoxic reaction do not show the presence of 2 and 4-NP, demonstrating that these compounds can be biodegraded by a well-adapted biomass. The arrangement of the system for the treatment of coke-oven wastewater (Phase 02) over nitritation/denitritation involved the operation of two sequencing batch reactors (the main reactor and the polishing one). The operational conditions of the main reactor were manipulated to make feasible the NO2 --N accumulation at the end of the aerobic stage and promote the denitritation using the own organic matter present in the cokeoven wastewater as carbon source. As the supernatant of the main reactor presented high nitrite concentrations, this effluent was conducted to a biological denitrifying polishing reactor with ethanol as carbon source. At the end of the aerobic stage of the treatment cycles conducted in the main reactor, it was achieved: NO2 --N/ (NO2 --N + NO3 --N) higher than 88%; total nitrogen removal efficiencies higher than 60%; ammonia nitrogen removal higher than 90%. As occurred during the first phase of the investigation, the main NOB activity inhibition was the toxicity of the free ammonia concentrations (3.7 to 15.7 mg NH3.l-1) in the reactor content. At the end of anoxic stage, the NO2 --N removal efficiencies were limited by the availability of the biodegradable organic matter in the coke-oven wastewater but BOD/CODinfluent higher than 80% resulted in NO2 --N removals next to 100%. Regarding to the polishing reactor, it can be stated that the ethanol had a positive effect over the organic matter removal of the coke-oven wastewater.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Estruturas. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

O reuso de águas, por meto da utilização das águas residuárias tratadas, consiste em uma das estratégias para aumentar a disponibilidade e conservar os recursos hídricos, principalmente em regiões áridas e semi-áridas. Visando contribuir com este tema, estudou-se um tratamento terciário ele águas residuárias ele baixo custo, com o objetivo de obter efluente que satisfaça as diretrizes da OMS para reuso na agricultura sem restrições. Experimentos de campo foram realizados em Portugal, em uma pequena lagoa ele maturação (8 x 3 x 0,5 m) coberta com plástico de bolhas, flutuando sobre a água, para aquecê-la com a energia solar por efeito estufa e atingir combinações tempo-temperatura que possibilitem obter efluente com qualidade microbiológica para utilização na irrigação. Foram selecionadas metodologias para pesquisa de ovos de helmintos em águas residuárias brutas e tratadas, tendo sido adotado o método ela OMS-A. Este foi aprimorado com a adoção de um sedimentador para facilitar o trabalho de laboratório, quando utilizam-se amostras de águas residuárias tratadas. O sistema de aquecimento utilizado em Portugal não propiciou aumento na temperatura suficiente para alcançar a desejada remoção de coliformes fecais para uso na irrigação. A análise conjunta dos resultados obtidos nas instalações experimentais de Portugal, com os dados de outros dois campos de experimento, Tunísia e Jordânia, integrados ao mesmo projeto (AVICENNE), indica que a coberta plástica melhora o processo de tratamento de águas residuárias em lagoas de maturação, quando estas atingem maiores temperaturas. O aumento da temperatura e a exposição aos raios ultravioleta foram os principais fatores que contribuíram para a remoção de coliformes fecais nas lagoas de maturação. / Wastewater reuse, through the use of treated wastewater, consists in one of the strategies to increase the availability and conserve water resources, mainly in arid and semi-arid areas. Seeking to contribute with this theme, it was studied a low cost wastewater tertiary treatment with the objective of obtaining effluent that satisfies the guidelines of WHO for agriculture reuse without restrictions. Field experiments were accomplished in Portugal, in a small maturation pond (8 x 3 x 0,5 m) covered with bubble plastic, floating on the water, to heat it up with solar energy by greenhouse effect and to reach time-temperature combinations that facilitate the obtaining effluents with microbiological quality for irrigation reuse. Methodologies were selected for research of helminth eggs in wastewater and in the soil, having been adopted the WHO-A method. This method was improved with the adoption of a sedimentation chamber to facilitate the laboratory work, when samples of treated wastewater are used. The heating system used in Portugal didn\'t propitiate enough increase in the temperature to reach the whised removal of fecal coliforms for irrigation use. The analysis of the results obtained in the experimental facilities of Portugal, together with the data of another two experiment fields, Tunísia and Jordania, integrated into the same project (AVICENNE), indicates that lhe plastic cover improves the wastewater treatment in maturation ponds, when these reach higher temperatures. The increase temperature and the exposition time to ultraviolet rays, contributed to the removal of fecal coliforms in the maturation ponds.

Lipases são enzimas que hidrolisam especificamente óleos e gorduras, podendo ser de grande interesse para vários segmentos industriais como têxtil, cosméticos, alimentícios e tratamento de efluentes com elevada carga de gordura. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a produção de complexos enzimáticos lipolíticos produzidos por microrganismos isolados de um sistema de tratamento biológico de efluentes de um hotel, visando obter lipases com potencial para emprego em processos biotecnológicos. Para a seleção do microrganismo lipolítico foram utilizados 65 isolados bacterianos oriundos do efluente bruto e tratado da wetland e da caixa de gordura do restaurante do hotel. A produção de lipase foi testada em placa em meio de cultivo acrescido de azeite de oliva e rodamina B, incubados a 25°C e 30ºC por 24h-48h e as placas observadas sob luz UV 350 nm. Deste total de isolados, sete oriundos da wetland e 22 isolados da caixa de gordura foram positivos para lipase, pois apresentaram halos fluorescentes alaranjado. Os isolados foram testados novamente em placa, porém numa condição mais estressante em termos de nutrientes para induzir a utilização do azeite e assim selecionar as melhores produtoras de enzimas Desses, 12 isolados apresentaram atividade lipolítica e aquele que apresentou halo mais evidente e maior foi selecionado para ensaios com crescimento em cultura submersa em agitador orbital e biorreator em três substratos diferentes (azeite de oliva, óleo de semente de uva e óleo de canola) para a determinação da atividade enzimática. As bactérias lipolíticas identificadas bioquimicamente foram do gênero Enterobacter, Acinetobacter, Pseudomonas, Klebsiella e Burkholderia. Os ensaios em cultura submersa em biorreator nos três substratos avaliados apresentaram a máxima produção de lipase após 12 horas de cultivo; azeite de oliva 0,358 U/mL.min-1, óleo de semente de uva 0,352 U/mL.min-1 e óleo de canola 0,348 U/mL.min-1. Em cultivo submerso em agitador orbital, o meio de cultivo na presença de Tween 80, apresentou melhor atividade enzimática que o meio de cultivo sem a presença do emulsionante. A identificação molecular do isolado apresentou identidade com o gênero Acinetobacter baylyi. A análise por SDS-PAGE sugere uma lipase com massa molecular de 35 kDa. / Lipases are enzymes that specifically hydrolyze oils and fats and may be of great interest to various industrial segments such as textiles, cosmetics, food and effluent treatment with the high fat load. The aim of this work was to evaluate the production of lipolytic enzymatic complexes produced by microorganisms isolated from a biological treatment system of effluents of a hotel, aiming to obtain lipases with potential for use in biotechnological processes. To select the best lipolytic microorganism, we used 65 bacterial isolates, recovered from the raw and treated effluent of the wetland system and from the fat tank of the hotel restaurant. Lipase production was evaluated in culture medium supplemented with olive oil and rhodamine B, incubated at 25°C and 30°C for 24h-48h. The grown colonies were observed under UV light at 350 nm. Out of that, seven isolates from wetland and 22 isolated from the fat tank were positive for lipase as they exhibited orange fluorescent halos. The isolates were again seeded on medium with a stressful nutrient condition to induce the use of olive oil and thus select the best enzyme producers Of these, 12 isolates presented lipolytic activity, and the one that showed the most evident halo was selected for assays in submerged culture in an orbital shaker and bioreactor using three different substrates (olive oil, grape seed oil, and canola oil). The lipolytic bacteria identified were of the genus Enterobacter, Acinetobacter, Pseudomonas, Klebsiella, and Burkholderia. The assays run in the bioreactor showed the maximum lipase production after 12 hours of culture with the three substrates evaluated; 0,358 U/mL.min-1 in olive oil, 0,352 U/mL.min-1 grape seed oil, and 0.348 U/mL.min-1 canola oil. The results obtained in an orbital shaker showed better enzymatic activities in the presence of Tween 80 on the culture medium. The molecular identification showed identity with the genus Acinetobacter baylyi. Analysis by SDS-page suggests a lipase with a molecular mass of 35 kDa.

A mineração apresenta como um dos problemas ambientais a geração de solução ácida contendo metais e sulfato dissolvidos, denominada drenagem ácida de mina. Esta água residuária causa danos aos organismos aquáticos, a flora e aos seres humanos uma vez presente na cadeia alimentar. A partir disso, há uma necessidade constante de tecnologias e processos de tratamento de modo a tornar o resíduo passível de ser lançado nos corpos hídricos sem alterar a qualidade das águas. Neste trabalho foi utilizado o tratamento biológico por meio de um reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais (ASBR) com volume de 7 litros, mantido a 30 °C, contendo biomassa granular, para tempo de ciclo de 48 horas com o objetivo de avaliar o impacto do aumento da concentração dos metais (Fe2+, Zn2+ e Cu2+) no desempenho do reator. O experimento foi dividido em seis fases, aumentando a concentração de metais gradativamente. As amostras foram coletadas para análises de pH, DQO, SO42-, sulfeto e metais após o tempo total de enchimento (14 minutos) e no final do ciclo (48 horas). No tratamento, as bactérias redutoras de sulfato (BRS) por meio do metabolismo dissimilatório, reduziram sulfato a sulfeto, o qual foi precipitado na forma de sulfeto metálico e geraram alcalinidade, demonstrado pelos valores do pH efluente acima de 6,5. Foi utilizada relação DQO/SO42- igual a 1 em todas as fases e etanol como doador de elétrons. O reator foi operado por 392 dias e, durante as seis fases de operação, o aumento da concentração de metais gerou um aumento da remoção de SO42- e não foi prejudicial para o consórcio microbiano, verificado pelos resultados obtidos. As remoções de DQO variaram de 68,4 a 94,4% e de SO42- de 39,1 a 72,8%, sendo a fase IV com maior remoção de SO42-. As remoções de Fe2+ foram acima de 99,2%, de Zn2+ - 100% e de Cu2+ acima de 93,3%. Ao final de cada fase de operação foram realizados perfis temporais para quantificar o comportamento cinético da remoção de sulfato. Os valores da constante cinética aparente (Kap) obtidos demonstraram que houve diminuição da velocidade da reação ao mesmo tempo em que a remoção de sulfato aumentou. Isto pode ter sido decorrente da elevada concentração de metais ao longo das fases, ocasionando maior tempo necessário para remoção de SO42-, contudo a cinética não foi prejudicada uma vez que se observou a estabilização da remoção dentro do ciclo previsto de 48 horas. No decorrer da operação pode-se inferir que a população bacteriana se mostrou bem adaptada ao meio predominante no reator, indicado pelo aumento do pH efluente e remoções de DQO e SO42- observado em todas as fases. / Mining presents as one of the environmental problem a generation of acid solution containing metals and dissolved sulfate, denominated acid mine drainage. This wastewater causes damage to aquatic organisms, flora and humans once present in the food chain. From this, there is a constant need for technologies and treatment processes in order to make the waste able to be released into the water bodies without changing the quality of the water. In this work, the biological treatment was carried out using an anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) with a volume of 7 liters, maintained at 30 °C, containing granular biomass, for a 48 hour cycle time with the objective of evaluating the impact of increased concentration of metals (Fe2+, Zn2+ and Cu2+) on reactor performance. The experiment was divided into six phases, gradually increasing the concentration of metals. Samples were collected for analysis of pH, COD, SO42-, sulfide and metals after the total filling time (14 minutes) and at the end of the cycle (48 hours). In treatment, sulfate reducing bacteria (SRB) through dissimilatory metabolism reduced sulfate to sulfide, being precipitated in the form of metallic sulfide and generated alkalinity, which was demonstrated by effluent pH values above 6.5. It was used COD/SO42- ratio equal to 1 in all phases and ethanol as electron donor. The reactor was operated for 392 days and during the six phases of operation the increased concentration of metals generated an increase in SO42- removal and was not harmful to the microbial consortium, verified by the results obtained. COD removals ranged from 68.4 to 94.4% and SO42- from 39.1 to 72.8%, being phase IV with greater removal of SO42-. Fe2+ removals were above 99.2%, Zn2+ - 100% and Cu2+ above 93.3%. At the end of each operation phase, time profiles were performed to quantify the kinetic behavior of sulfate removal. Values of apparent kinetic constant (Kap) obtained showed that there was a decrease in the reaction speed at the same time that the sulfate removal increased. This may have been due to the high concentration of metals throughout the phases, resulting by a longer time required for SO42- removal. However the kinetics were not impaired once the stabilization of the removal within the expected cycle of 48 hours. During operation it can be inferred that the bacterial population showed to be well adapted to the predominant medium in the reactor, indicated by the increase of the effluent pH and removals of COD and SO42- observed in all phases. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Trabalho realizado na Empresa Águas Residuais e Pluviais da Águas e Parque Biológico de Gaia, EEM e orientado pela Engª Eunice Fonseca / Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese apresentada à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente (Ramo de tratamento de águas e águas residuais), sob a orientação do Prof. Dr. Joaquim Poças Martins