Este trabalho experimental apresenta os resultados da avaliação do desempenho de uma instalação piloto, composta por reator UASB seguido de lagoa aerada aeróbia e lagoa de decantação, no tratamento dos esgotos afluente a ETE - Jundiaí, que contém elevada contribuição de despejos industriais. O reator UASB e a lagoa de decantação tem volume útil de 3,0 m3 e 2,0 m3, respectivamente. O volume da lagoa aerada aeróbia é variável entre 7,2 m3 e 21,6 m3 de modo a permitir variar o tempo de detenção hidráulica. O sistema foi avaliado em termos da eficiência de remoção de DQO, DBO5, sólidos suspensos, nitrogênio total, fósforo total e cor verdadeira para tempos de detenção hidráulica na lagoa aerada aeróbia variando entre 1,0 e 3,5 dias mantendo, tanto no reator UASB quanto, na lagoa de decantação o tempo de detenção constante em 8,0 horas e 1,8 dia, respectivamente. O sistema completo apresentou uma eficiência de remoção de DQO total entre 85% e 87%, de DBO5 total entre 92% e 96%, de SST entre 81% e 87%, de SSV entre 80 e 88%, de nitrogênio total entre 55 e 57%, de fósforo total entre 60 e 70% e de cor verdadeira entre 50 e 60%, para tempos de detenção hidráulica na lagoa aerada aeróbia variando entre 1,5 e 3,5 dias. O reator UASB foi responsável pela remoção de cerca de 50% da DQO total, 60% da DBO5 total e 40% dos SST do afluente, operando em média com um tempo de detenção hidráulica de 8,0 horas. As eficiências alcançadas no sistema completo produziram um efluente final com uma concentração de DQO total entre 170 e 230 mg/L, de DBO5 total entre 30 e 60 mg/L, de SST entre 30 e 45 mg/L, de SSV entre 24 e 40 mg/L, de nitrogênio total entre 24 e 28 mg NH3/L, de fósforo total entre 3,5 e 5,5 mg P/L e de cor verdadeira entre 375 e 600 mg Pt/L. O sistema pesquisado mostrou-se uma alternativa viável para o tratamento do esgoto afluente à ETE - Jundiaí e poderá resultar em redução da área e em menor consumo de energia que os hoje necessários na ETE - Jundiaí, que emprega um sistema composto por lagoas aeradas aeróbias seguidas de lagoas de decantação. / This experimental investigation was carried out in order to evaluate the performance of a pilot plant, composed of an UASB reactor followed by an aerated lagoon and a settling pond, treating the Wastewater Treatment Plant of Jundiaí city (WWTPJ) influent sewage, which contains in its composition an expressive amount of industrial effluents. The UASB reactor and settling pond have an useful volume of 3.0 m3 and 2.0 m3, respectively. The aerated lagoon volume is variable from 7.2 m3 to 21.6 m3 to make possible the hydraulic retention time variation. The COD, BOD5, suspended solids, total nitrogen, total phosphorus and true colour removal efficiencies of the system were evaluated when the aerated lagoon hydraulic retention time varied from 1.0 to 3.5 days and in the UASB reactor and settling pond was mainteined constant at 8.0 hours and 1.8 day, respectively. The range of removal efficiencies obtained in the system are: 85 - 87% for total COD, 92 - 96% for total BOD5, 81 - 87% for TSS, 80 - 88% for VSS, 55 - 57% for total nitrogen, 60 - 70% for total phosphorus, and 50 - 60% for true color, when the aerated lagoon hydraulic retention time varied from 1.5 to 3.5 days. The UASB reactor operating at 8.0 hours hydraulic retention time removes almost 50% of total COD, 60% of total BOD5 and 40% of TSS from the influent contents. The system performance lead to a final effluent with a total COD, total BOD5, TSS, VSS, total nitrogen, total phosphorus, and true color concentrations in the range of: 170 - 230 mg/L, 30 - 60 mg/L and 30 - 45 mg/L, 24 - 40 mg/L, 24 - 28 mg N/L, 3,5 - 5,5 mg P/L and 375 - 600 mg Pt/L, respectively. The system studied is a practicable alternative for the treatment of the WWTPJ influent sewage, probably with less area and energy saving whem compared to the WWTPJ current needs, which uses a system composed by an aerated lagoon followed by a settling pond

O atual cenário de escassez hídrica enfrentada por certas regiões e o crescente grau de poluição dos recursos hídricos motivam pesquisas por alternativas para suprir esse déficit, uma vez que a água é um dos mais importantes recursos. Nesse cenário o reuso de água é uma importante e estratégica alternativa de instrumento de gestão de recursos hídricos, pois ao mesmo tempo em que reduz a pressão sob as fontes de água, também reduz significativamente os impactos gerados pelos lançamentos de esgotos em corpos receptores. Desse modo, o trabalho contemplou uma modalidade de reuso ainda não muito estudada, o reuso potável. Por ser uma modalidade que apresenta grandes riscos o trabalho se apoiou nos três aspectos principais associados: tecnologia, escassez e aceitação da população. O trabalho apresenta um estudo de caso para região metropolitana de Vitória, onde foi realizada uma projeção da demanda por recursos hídricos para curto (2015), médio (2020) e longo (2030) prazos, que quando comparada com a disponibilidade hídrica da região, concluiu que num futuro próximo (2015) a demanda será maior que a oferta. Para suprir esse déficit foi proposta uma alternativa de sistema de reuso potável indireto e feito uma avaliação da aceitação da população. / The current scenario of water scarcity faced by some regions and increasing degree of pollution of water resources motivate researches for alternatives to supply this deficit, since water is one of the most important resources. In this scenario, water reuse is an important and strategic alternative tool of water resources management, because while it reduces the pressure on water supplies, also significantly reduces the impacts caused by sewage discharge into receiving bodies of water. Thus, the work contemplated a form of reuse that is not so well studied, the potable reuse. Being a type that presents great risks, the work was supported in three main aspects associated with: technology, scarcity and public acceptance. The work presents a case study for the metropolitan region of Vitória, projected water demands for short (2015), medium (2020) and long (2030) terms, that when compared to water availability in the region, concluded that in the near future (2015) demand will be greater than the supply. To increase the disponibility of water was proposed an alternative system of indirect potable reuse and made an assessment of public acceptance.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO FERNANDA POSCH RIOS.pdf: 1644998 bytes, checksum: 1003a4a31d708046d991020d7c53ee0b (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / The system collects sewage from the city of Goiânia, capital of Goiás state, has more than 2500 km of collection network, which discharges into the sewer interceptors deployed on the banks of major watercourses in the city. About 82% of the population of this capital is serviced with sanitary sewer collection system, which the distance from the reality of the Metropolitan area of Goiânia, constituted the main city, Goiânia, comprising twelve municipal districts: Abadia de Goiás, Aparecida de Goiânia, Aragoiânia, Bela Vista de Goiás, Goianápolis, Goianira, Guapó, Hidrolândia, Nerópolis, Santo Antônio de Goiás, Senador de Goiás and Trindade. The Metropolitan area of Goiânia and the rest of the country lack accurate information about the constructive and maintenance aspects of individual systems of sanitary sewage treatment and sanitary sewage disposal, whether as a septic tank or as an onsite sewage facility. The quality and the number of on-site sewage cleaning service companies, their operational procedures, their workers conditions as well as their equipments are also unknown to people. Considering all that, the present work aims to evaluate the constructive and maintenance aspects of individual systems of sanitary sewage treatment and sanitary sewage disposal as well as to make a diagnosis of the performance of on-site sewage cleaning service companies that serve the Metropolitan area of Goiânia. All this information is essential to set corrective measures, plans and goals in order to minimize the impacts harmful to public health and to the environment as regards to the mud displayed by the on-site sewage cleaning service companies. All of the on-site sewage cleaning service companies that serve the Metropolitan area of Goiânia were identified and visited. As an addition to the useful information, 60 services displayed among different companies were closely watched. It was also determined the average percentage of the monthly treated flow related to the sludge displayed by the on-site sewage cleaning service companies inside the Sewage Treatment Plant of Goiânia. As a result it was verified that the correct use of the septic tank system, which is recommended by NBR 7227/93, is small compared to the house units demand not yet served by the plumbing sewage disposal system. As the users show little knowledge about the aforementioned system, the type of solution most used to sanitary sewage is still the cesspool. Few companies have environmental license, and most of them are classified as micro companies and have been in the market for over five years. Just one company was a market leader throughout 2008 and 2009. All companies have not been taking special care concerning both workers and equipments hygiene. Their truck fleet are in average 30 years old and all of them were adapted to receive the metallic tank and the liquid ring pump. The average month amount of sludge coming from sewage cleaning in the Sewage Treatment Station of Goiânia is small and does not alter the final flow quality. The Sewage Treatment Station of Goiânia daily receives an average of 28 trucks, being Friday the busiest day. Despite all companies are aware of the restrictions imposed by SANEAGO as regards to not receiving material other than sanitary sewage, 44% of them realize the collection, transport and final disposal in alternative places with industrial sludge which are clearly contaminated with chrome. / O sistema de coleta de esgoto sanitário da cidade de Goiânia, capital do estado de Goiás, conta com mais de 2.500 km de rede coletora, que descarrega os esgotos em interceptores implantados às margens dos principais cursos d água da cidade. Cerca de 82% da população dessa capital é atendida com rede coletora de esgoto sanitário, o que a distancia da realidade da Região Metropolitana de Goiânia (RMG), constituída da cidade principal, Goiânia, englobando mais doze municípios: Abadia de Goiás, Aparecida de Goiânia, Aragoiânia, Bela Vista de Goiás, Goianápolis, Goianira, Guapó, Hidrolândia, Nerópolis, Santo Antônio de Goiás, Senador Canedo e Trindade. Em todo o país, não se dispõe de informações precisas sobre os aspectos construtivos e de manutenção dos sistemas individuais de tratamento ou disposição de esgoto sanitário, seja na forma de tanque séptico ou de fossa rudimentar. Também são desconhecidas características qualitativas e quantitativas das empresas limpafossas, os procedimentos operacionais adotados, as condições de trabalho dos operários e dos equipamentos utilizados. Diante disso, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar os aspectos construtivos e de manutenção dos sistemas individuais de disposição ou de tratamento de esgotos sanitário e diagnosticar a atuação das empresas limpa-fossas que atendem a RMG. Essas informações são imprescindíveis para o estabelecimento de medidas corretivas, planejamento e metas que venham minimizar os impactos deletérios à saúde pública e ao meio ambiente referentes ao lodo disposto pelas empresas limpa-fossas. A coleta de dados foi feita por meio de visitas in loco e entrevistas com 110 usuários de sistemas individuais de tratamento e disposição de esgotos sanitários distribuídos entre os 13 municípios da RMG. Posteriormente, foram identificadas e visitadas todas as empresas atuantes no ramo de serviços de limpa-fossas na RMG. Para complementação das informações necessárias, foi feito o acompanhamento de 60 atendimentos distribuídos entre todas as empresas. Foi determinado, ainda, o percentual médio da vazão mensal tratada referente ao lodo disposto pelas empresas limpa-fossas na Estação de Tratamento de Esgoto de Goiânia (ETE Goiânia). Como resultado, foi verificado que o uso correto do sistema tanque séptico, recomendado pela NBR 7229/93 é pequeno frente à demanda de domicílios ainda não atendidos por rede coletora de esgotos. A população usuária apresenta pouco conhecimento a respeito do referido sistema e a solução mais usada para a destinação dos esgotos sanitários ainda é a fossa rudimentar. Poucas empresas possuem licença ambiental, a maioria é classificada como microempresa e já atua no mercado por um período superior a 5 (cinco) anos. Uma empresa tem permanecido como líder no mercado da RMG durante o biênio 2008 e 2009. Entre todas as empresas, não há adoção de cuidados específicos com a higiene do trabalhador e com os equipamentos usados. A frota de caminhões apresenta idade média acima de 30 (trinta) anos, e todos eles foram adaptados para receber o tanque metálico e a bomba de anel líquido. O percentual médio mensal de lodo de limpa-fossa disposto na ETE Goiânia é pequeno, e não provoca alteração da qualidade do efluente final. A ETE recebe diariamente uma média de 28 caminhões, sendo a sexta-feira o dia mais movimentado. Apesar de todas as empresas estarem cientes das restrições estabelecidas pela empresa concessionária dos serviços de água e esgoto no Estado de Goiás (SANEAGO), para o recebimento de material com características diferentes de esgoto sanitário, 44% delas assumem a realização de coleta, transporte e disposição final em locais alternativos de lodo industrial, declaradamente contaminado com cromo

Este trabalho avaliou a técnica de dosagem variável de coagulante em função da variação da turbidez do esgoto afluente a sistema de pós-tratamento por flotação do efluente de reatores UASB, localizado em Campinas, SP. Utilizou-se equipamento do tipo Flotateste para a flotação em escala de laboratório, sendo fixados os parâmetros: Tmr = 15 s; Gmr = 800 \'S POT.-1\'; Tfloc = 20 min; Gfloc = 90 \'S POT.-1\'; Psat = 5,00 Bar. Foram estudadas quatro velocidades de flotação (Vf), entre 8 à 20 cm/min. Na fase 1 da pesquisa estudou-se os coagulantes \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\', PAC e \'FE\'Cl IND.3\', sendo determinadas as melhores dosagens para o horário das 12:00 horas. Posteriormente, na segunda fase, foram fixadas as melhores dosagens de cada coagulante e associada dosagens variadas de polímeros catiônico, aniônico e não iônico. Em seguida, na fase 3, foi realizada avaliação temporal, com ensaios realizados em seis diferentes horários do dia, estabelecendo uma razão entre a variação da turbidez afluente com a dosagem de coagulante. Finalmente, na quarta fase, foram aplicados quatro cenários de dosagens em doze horários diferentes ao longo de 24 horas. Para fase 1, verificou-se remoção de SST, DQO e fósforo para as dosagens de \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\' (11,77mg \'AL IND.2\'O IND.3\'/L), 76,5%; 67,6% e 63,9%; PAC (8,45 mg \'AL IND.2\'O IND.3\'/L), 62,5%; 75,0% e 82,7%; e \'FE\'CL IND.3\' (24,38 mg\'FE\'/L), 60,0%; 55,9% e 90,3%, respectivamente, para Vf = 16 cm/min. Na fase 2, determinou-se como melhor polímero, para ambos coagulantes, o polímero catiônico (PC), sendo associado às melhores dosagens definidas na fase1. Desta maneira na fase 2 verificou-se remoção de SST, DQO e fósforo para as dosagens associadas de \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\' + PC (11,77 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L + 1,00 mg PC/L), 94,4%, 88,6% e 70,4%; PAC + PC (8,45 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L + 1,00 mg PC/L), 94,7%, 62,3% e 88,8%; e \'FE\'CL IND.3\' + PC (24,38 mg\'FE\'/L + 1,00 mg PC/L), 77,3%, 61,6% e 91,6%, respectivamente. O cloreto férrico foi escolhido para ser utilizado nas fases seguintes devido a capacidade de precipitação de sulfeto o qual atingiu concentrações de até 15 mg/L no efluente anaeróbio. Em adição, foram fixadas as dosagens de polímero catiônico em 1,00 mg/L. Assim, para fase 3, a aplicação de dosagem variada entre 12,07 a 25,51 mg\'FE\'/L, para seis diferentes horários resultou em DQO < 50 mg/L e Fósforo < 0,50 mg/L para Vf = 16 cm/min. A aplicação de razão entre a dosagem de \'FE POT.+3\' e a turbidez afluente (RDmT) de 0,463 mg\'FE POT.+3\'/L.UNT (para turbidez < 50 UNT) e 0,244 mg\'FE POT.+3\'/L.UNT (para turbidez >50 UNT) na fase 4, garantiu para todas as velocidades de flotação estudadas turbidez < 15 UNT em 100% dos ensaios. Em adição, ao se realizar correlação entre a concentração de SST no efluente da FAD e a turbidez, chegou-se a conclusão de que este cenário atingiu remoção de lodo próxima a dosagem de \'FE\'CL IND.3\' máxima definidas na fase 3 (74 mg\'FE\'CL IND.3\'/L), com economia de 27,8% no consumo do coagulante. / This study evaluated the variable coagulant dosage technique according to the variation in turbidity of the influent sewage of the post-treatment flotation system of the UASB reactor effluents, located in Campinas, SP. Laboratory scale flotation equipment was used, with fixed parameters: Tmr = 15 s; Gmr = 800 \'S POT.-1\'; Tfloc = 20 min; Gfloc = 90 \'S POT.-1\'; Psat = 5,00 Bar. Four flotation velocities (Vf), between 8 a 20 cm/min, were studied. Phase 1 of the research studied the coagulants \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\', PAC e \'FE\'CL IND.3\', being determined the best dosages for 12:00 pm. In phase 2 the best dosages of each coagulant were fixed and the associated cationic, anionic and nonionic polymer dosages were varied. In phase 3 experiments were taken at six different periods of the day, establishing a ratio between the variation in influent turbidity and coagulant dosage. In the fourth phase, four different dosage scenarios were applied at twelve different periods during a 24 hour day, to verify the best dosage scenario. In phase 1, the removal of TSS, COD and phosphorus was verified to the dosages of \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\' (11,77 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L), 76,5%; 67,6% and 63,9%; PAC (8,45 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L), 62,5%; 75,0% and 82,7%; and \'FE\'CL IND.3\' (24,38 mg\'FE POT.+3\'/L), 60,0%; 55,9% e 90,3%, respectively, for Vf = 16 cm/min. In phase 2 the cationic polymer (PC) was determined to be the best polymer for both coagulants, when applied to the best dosages determined in phase 1. This way, in phase 2 the removal of TSS, COD and phosphorus was verified to the associated dosages of \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')\'IND.3\' + PC (11,77 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L + 1,00 mg PC/L), 94,4%, 88,6% and 70,4%; PAC + PC (8,45 mg\'AL IND.2\'O IND.3\'/L + 1,00 mg PC/L), 94,7%, 62,3% and 88,8%; and \'FE\'CL IND.3\' + PC (24,38 mg\'FE POT.+3\'/L + 1,00 mg PC/L), 77,3%, 61,6% e 91,6%, respectively. Ferric chloride was chosen in the following phases due to its sulfide precipitation ability, reaching concentrations of up to 15 mg/L in the anaerobic effluent. In addition, the cationic polymer dosages were fixed to 1,00 mg/L. Thus, in phase 3, the dosage, varying between 12,07 to 25,51 mg\'FE POT.+3\'/L, applied to six different periods resulted, to Vf = 16 cm/min, in COD < 50 mg/L and phosphorus < 0,50 mg/L. The ratio between the dosage of \'FE POT.+3\' and the influent turbidity (RDmT) of 0,463 mg\'FE POT.+3\'/L.UNT (for turbidities < 50 NTU) and 0,244 mg\'FE POT.+3\'/L.UNT (for turbidities \'< OU =\' 50 NTU) when applied in phase 4, ensured, in 100% of the experiments, turbidity < 15 NTU for the studied flotation velocities. In addition, when correlating the concentration of TSS in FAD effluents with the turbidity, the conclusion was that this scenario reached a sludge removal close to that obtained by the maximum \'FE\'CL IND.3\' dosage defined in phase 3 (74 mg\'FE\'CL IND.3\'/L), with an economy of 27,8% in coagulant consumption.

Este trabalho apresenta o desempenho de um sistema de reatores seqüenciais em batelada aeróbio/anaeróbio, na remoção de matéria carbonácea (DQO) e nitrogenada, no tratamento de esgoto sanitário sintético, simulando esgoto doméstico. O sistema era composto por dois reatores dispostos em série, um aeróbio (RSBAe), responsável pela remoção de matéria carbonácea e nitrificação e outro, anaeróbio (RSBAn), responsável pela desnitrificação. Os reatores foram construídos em acrílico transparente, com volume total de 16,5 L e volume útil de 13,5 L. A operação dos reatores foi realizada com ciclos de 12h e 24h, na fase de adaptação, e de 24h, nas fases subseqüentes. O RSBAn foi agitado intermitentemente recirculando-se o biogás produzido e o RSBAe foi aerado/misturado continuamente. Foram testadas, como fontes de carbono para a desnitrificação, seis diferentes substratos, sendo que eram compostos por combinações dos constituintes do substrato sintético (variações percentuais de proteínas, carboidratos e lipídeos em termos de DQO), e as outras duas, metanol e etanol. A eficiência atingida, na remoção de DQO, foi em média de 95%, e as eficiências alcançadas na nitrificação e desnitrificação foram em média de 99%, para qualquer uma das fontes de carbono utilizadas. / This work presents the performance of (aerobic/anaerobic) sequencing batch reactors in the removal of carbonaceous (COD) and nitrogen matter treating synthetic substrate, simulating domestic wastewater. The system was composed of two reactors in series, one aerobic (RSBAe), responsible for the carbonaceous and nitrogen removal and another, anaerobic (RSBAn), responsible for denitrification. The reactors were built in transparent Plexiglas with total volume of 16,5 L and useful volume of 13,5 L. The reactors operation was carried out with cycles of 12h and 24h, in the adaptation phase, and 24h, in the other phases. The RSBAn were agitated intermittently by recycling the produced biogas and the RSBAe were aerated/agitated continuously. Six different subtracts were tested as carbon sources for denitrification four of them were composed by synthetic substrate combinations (percent variations of protein, carboidrates and lipids as COD) and the other two, methanol and ethanol. The COD removaI efficiency, in the COD removal, was about 95%, and the achieved efficiency in the nitrification and denitrification were about 99%, for any of the carbon source assayed.

Este trabalho de investigação refere-se ao uso do reator anaeróbio híbrido para tratamento de esgoto sanitário, com configuração baseada no reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) com inclusão de: meio suporte sobre as calhas de coleta de gás (denominado reator anaeróbio híbrido - UAHB) e, também, meio suporte na zona de reação (denominado reator anaeróbio híbrido modificado - UAHBmod). Para o desenvolvimento desta pesquisa, no Campus I da USP de São Carlos-SP foram construídos dois reatores experimentais de 18,8 m3 cada: um reator UASB, com função de controle, e um reator UAHB. Primeiramente os reatores foram operados por período de 200 dias, com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6 h. Após serem inoculados, com 80 dias de operação, os reatores atingiram o estado de equilíbrio dinâmico aparente, com geração de alcalinidade, baixa concentração de ácidos voláteis e eficiência de remoção média de DQO, de 84% e 85% e de DBO de 87% e 91%, respectivamente para o UASB e o UAHB. Após esse período, os reatores foram submetidos a aumento da velocidade ascensional (Vasc) (mediante recirculação do efluente) de 0,78 m.h-1; 1,17 m.h-1; 1,56 m.h-1 e de 1,96 m.h-1. O UAHB mostrou ser menos susceptível ao aumento da Vasc do que o UASB. Além da análise da operação dos reatores, foram realizados os ensaios hidrodinâmicos e avaliada a estrutura da comunidade microbiana, por microscopia ótica, epifluorescência e pela técnica do DGGE. Após esse período preliminar, os reatores UAHB e UAHBmod, operados com TDH de 6h e Vasc de 0,78 m.h-1, atingiram o estado de equilíbrio dinâmico aparente, com geração de alcalinidade, baixa concentração de ácidos voláteis e eficiência de remoção média da matéria orgânica, de 71% e 76% em DQO, e de 72% e 87% em DBO, respectivamente para o UAHB e UAHBmod. Após este período, o reator UAHBmod, submetido a Vasc de 1,56 m.h-1, promoveu remoção de 74% de DQO, e de 87% de DBO. / This research refers to the use of a hybrid anaerobic reactor (UAHB) for domestic wastewater treatment. The configuration of this reactor is based on a sludge bed anaerobic reactor (UASB); in the first instance, a media support above the gas collection apparatus (also known as hybrid anaerobic reactor) was provided and later, a media support on the reaction zone (also known as hybrid modified anaerobic reactor - UAHBmod) was provided. Two reactors, with a volume of 18.8 m3, each, were built for this research at Campus I, USP in São Carlos - SP-Brazil. One UASB reactor acted as a control, and the other as a UAHB reactor. In the preliminary essays, the reactors were operated with 6h of hydraulic detention time (HDT) for 200 days. After inoculation, the reactors attained the apparent dynamic equilibrium state after 80 days of operation, with alkalinity generation, low volatile acids concentration and mean organic matter removal of 84% and 85% in terms of COD, and 87% and 91% in terms of BOD, for UASB and UAHB reactors, respectively. After this period, the reactors were submitted to an increasing in up velocity (Vup) of 0.78 m.h-1; 1.17 m.h-1; 1.56 m.h-1 and 1.96 m.h-1. The UAHB reactor showed lesser susceptibility for Vup increase than the UASB reactor. Hydrodynamic tests were also done on the reactors, in addition to routine operational analysis. The structure of the microbial community was evaluated by optical and epifluorescence microscopy, and the DGGE technique. After this step, the UAHB and the UAHBmod reactors were operated out 6h of HDT and Vup of 0.78 m.h-1. The reactors attained the apparent dynamic equilibrium state with alkalinity generation, low volatile acids concentration and mean organic matter removal of 71% and 76% in terms of COD, and 72% and 87% in terms of BOD for the UASB and UAHBmod reactors, respectively. After this period, the UAHBmod reactor was subjected to a Vup of 1.56 m.h-1 and achieved removal efficiencies of 74% COD and 87% BOD.

O propósito do presente estudo foi investigar e monitorar a remoção de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. por diferentes processos de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) em escala plena, composta basicamente por tratamento preliminar, reator UASB e flotador por ar dissolvido, e verificar a ocorrência desses protozoários no lodo do reator UASB e do flotador. Além disso, avaliou-se a remoção desses parasitos pelo processo de flotação por ar dissolvido em escala de bancada (equipamento Flotateste). Analisou-se a qualidade das amostras a partir de variáveis físicas e químicas, e pela detecção de microrganismos indicadores - E. coli, coliformes totais e Clostridium perfringens. Os métodos de detecção de protozoários se basearam nas etapas de concentração (tripla centrifugação ou filtração em membrana seguida de tripla centrifugação); purificação por separação imunomagnética (IMS); detecção por reação de imunofluorescência direta (RID). As recuperações de cistos variaram de 32,6 a 67,0 &#37; dependendo do método adotado, já para os oocistos as recuperações estiveram na faixa de 5,6 a 12,0 &#37;. Na ETE-Monjolinho foram detectadas significativas quantidades de cistos de Giardia spp. em 100% das amostras de esgoto analisadas, com concentração média de 1,89 x 104 e 2,35 x 102 cistos.L-1 no esgoto bruto e tratado, respectivamente. Já os oocistos de Cryptosporidium spp. foram detectados em 39,0 &#37; das amostras de esgoto, com concentração média de 1,35 x 102 oocistos.L-1 no esgoto bruto e 5,87 oocistos.L-1 em esgoto tratado (após flotador). A remoção global da ETE para remoção de Giardia spp. foi em média 2,03 log. O lodo do reator UASB e lodo do flotador apresentaram altas quantidade de (oo)cistos, constatando-se a tendência desses sistemas em concentrar os (oo)cistos por seus processos físicos. Algumas correlações significativas foram encontradas, como correlação entre a concentração de cistos no lodo e a variável sólidos totais, a concentração de cistos no esgoto bruto e as variáveis cor aparente, DQO total e particulada, e a concentração de cistos no efluente UASB e o microrganismo Clostridium perfringens. Diferentemente do flotador em escala plena, o processo do flotação por ar dissolvido em escala de bancada alcançou elevadas remoções médias de cistos de Giardia spp., entre 2,5 e 2,7 log nas diferentes condições de floculação estudadas. / The aim of this study was to investigate and monitor the removal of Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts through different processes of a sewage treatment plant (STP) in full scale, consisted of preliminary treatment, UASB reactor, dissolved air flotator, and to verify the occurrence of the protozoa in the sludge derived from UASB reactor and flotator. Besides that, it was evaluated the removal of these parasites through the dissolved air flotation process in bench scale. It was analyzed the quality of the samples through physical and chemical variables, and detection of indicator microorganisms &#8211; E. coli, total coliforms and Clostridium perfringens. The detection methods of protozoa were based on steps of concentration (triple concentration or membrane filtration followed by triple concentration); purification by immunomagnetic separation (IMS); immunofluorescence assay (IFA). The recovery of cysts ranged from 32,6 to 67,0 &#37; according to the adopted method, while the recovery for the oocysts ranged from 5,6 to 12,0 &#37;. It was detected significant quantities of Giardia spp. cysts in 100 &#37; of the analyzed sewage samples at the STP-Monjolinho, with mean concentration of 1,89 x 104 e 2,35 x 102 cysts.L-1in raw sewage and treated sewage, respectively. The oocysts of Cryptosporidium spp. were detected in 39,0 &#37; of the sewage samples, with mean concentration of 1,35 x 102 oocysts.L-1 in raw sewage and 5,87 oocysts.L-1 in treated sewage (after flotator). The overall removal for Giardia spp. was on average of 2,03 log. The sludge from UASB reactor and flotator presented high quantities of (oo)cysts, implying the tendency of these systems to concentrate (oo)cysts through its physical processes. Some correlations were obtained, such as correlation between the concentration of cysts in the sludge and total solids, the concentration of cysts in the raw sewage and apparent color, total and particulate COD (chemical oxygen demand), and the concentration of cysts in the UASB effluent and the microorganism Clostridium perfringens. Unlike the full flotator, the dissolved air flotation in bench scale reached significant mean removal of Giardia spp. cysts, between 2,5 and 2,7 log according to the different flocculation conditions.

Nesta tese foi estudada a utilização da serragem de couro do tipo wet blue como meio suporte de filtros percoladores no pós-tratamento de esgoto sanitário. O desenvolvimento deu-se em três fases: na primeira fase foram realizadas a classificação e caracterização da serragem, bem como a sua preparação através de peneiramento, lavagens e secagem. Foram realizados dois tipos de lavagens: uma em batelada com solução alcalina de pH em torno de 9,0 e outra contínua com água corrente com pH em torno de 7,0. Na segunda fase foram utilizados quatro filtros percoladores com volume aproximado de 10 litros; dois foram preenchidos com serragem de couro bruta peneirada e os outros dois com serragem de couro peneirada, lavada e seca ao ar livre. Esses filtros operaram em série com quatro filtros de volume aproximado de 30 litros, preenchidos da mesma forma. Os quatro primeiros filtros receberam o efluente de um reator anaeróbio compartimentado e os demais receberam os efluentes dos primeiros. A terceira fase consistiu do uso apenas dos filtros percoladores de maiores volumes, os quais operaram aerados e com o afluente alcalinizado. Os conjuntos de filtros que operaram em série na segunda fase apresentaram eficiências de remoção de coliformes totais e fecais que variaram em torno de 94 e 92%, respectivamente. A eficiência de remoção de DBO5 total foi cerca de 80%. Na terceira fase, os filtros apresentaram eficiências de remoção de coliformes totais e fecais de cerca de 98 e 99%, respectivamente. Com relação à eficiência de remoção de DBO5, o valor encontrado foi de aproximadamente 80%. Nesta terceira fase foram encontradas excelentes reduções de NTK e de nitrogênio amoniacal com eficiências médias de remoção, para os dois parâmetros, de 83% antes da alcalinização e de 100% após a alcalinização. / This thesis studied the use of leather sawing (wet blue type) as packed bed of trickling filters in the wastewater post-treatment. The thesis was divided into three stages: as first stage the classification and characterization of the leather sawings were accomplished, as well as its conditioning through sieving, washing and drying. Two washing techniques were accomplished: a batch one with alkaline solution of pH around 9,0 and a continuous one with water of pH around 7,0. In the second stage four trickling filters were used with an approximated volume of 10 L; two were filled with sifted raw leather sawing and the two others with sifted, washed and open-air dryed leather sawing. Those filters operated in series with four other filters with an approximated volume of 30 L, filled in the same way. The 10 L filters received the efluent of an anaerobic baffled reactor and the others received the efluents of the first ones. The third stage consisted on the 30 L trickling filters alone, which were aerated and feeded with alkalinized influent. The group of filters that operated in series in the second stage presented total and fecal coliform removal efficiencies that varied around 94 and 92%, respectively. The efficiency of total BOD5 removal was around 80%. In the third stage filters presented total and fecal coliformes removal efficiencies around 98 and 99%, respectively. About BOD5 removal efficiency, it was found a value of approximately 80%. In this stage it was achieved excellent KTN and ammoniacal nitrogen removals with average removal efficiencies of 83% before alkalinization and 100% after alkalinization.

Esta pesquisa enfoca a avaliação do desempenho de nova configuração de unidade para tratamento biológico de esgoto sanitário por processo combinado, visando à remoção de nutrientes, especialmente nitrogênio. O sistema construído em escala piloto tem volume útil igual a 71,48 litros. Nesta nova configuração de reatores para tratamento terciário de esgoto sanitário, utilizaram-se três reatores sobrepostos, sendo: um reator UASB - “Upflow Anaerobic Sludge Blanket"; um reator de leito móvel e filme fixo aeróbio (com aplicação de oxigênio puro); e, um reator de leito móvel e filme fixo com ambiente anóxico. O material suporte utilizado nos reatores de leito móvel e filme fixo constituiu alternativa inédita no tratamento de efluentes líquidos. Foram utilizadas cavilhas “ranhuradas" de madeira, de dimensões aproximadas de 8,0 mm de diâmetro por 8,0 mm de comprimento. O desempenho geral do sistema quanto à remoção de matéria carbonácea e compostos nitrogenados, e as associações microbianas formadas nos três reatores são objetos principais de estudo deste trabalho. Foram obtidos resultados de remoção de DQO e de nitrogênio bastante satisfatórios, sobretudo quando o tempo de detenção hidráulica total esteve próximo a 20 horas, incluindo o compartimento de decantação (94,6 % para DQO; e 96,7 % para N-NTK, com formação de nitrato em concentrações inferiores a 10,0 mgN-NO3-/l). O TDH estudado variou entre 5 e 24 horas para os sistema completo. O estudo dos consórcios de microrganismos forneceu excelentes resultados quanto à quantidade, diversidade, e atividade das populações desenvolvidas nos diferentes ambientes, confirmando o bom desempenho do sistema e o fornecimento de ambiente adequado para o desenvolvimento das diferentes populações nos três reatores. A idealização desta configuração tem como finalidade realização de tratamento de esgoto sanitário até nível terciário em planta compacta, podendo ser utilizada por pequenas e grandes comunidades, devido à possibilidade de se construir diversos módulos do sistema proposto. / This research is focused on the performance evaluation of a new system configuration of combined biological reactors, treating domestic wastewater till tertiary level. The pilot scale proposed system had a total useful volume of 71,48 liters. This new configuration involves three types of superposed reactors: an Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor; an aerobic fixed film mobile bed reactor (fed with pure oxygen); and a fixed film mobile bed reactor at anoxic environment. The support material used inside the fixed film mobile bed reactors was wood made grooved dowels. The main purposes of this work are to evaluate the systems general performance regarding COD and nitrogen removal, and the microbial associations inside the reactors. It reached quite satisfactory results regarding COD and nitrogen removal when the total hydraulic retention time (HRT) was around 20 hours, including the clarification zone volume (94,6 % for the COD; and 96,7 % for the TKN-N, whit nitrate formation below 10,0 mgN-NO3-/l). HRTs from 5 to 20 hours were studied. The microbial associations were present in large number, with a great diversity and high specific activities at the different environments, confirming the good results obtained and the suitable environment provided for the growth of the different populations inside the three reactors. The idealization of this treatment system has the goal to treat domestic wastewater from small to large communities till tertiary level, in compact treatment plants, due to the possibility of constructing several modules of the system.

Este trabalho teve o intuito de avaliar a eficiência de remoção de protozoários patogênicos - Giardia spp. e Cryptosporidium spp. - em processos de tratamento de esgoto sanitário por reator UASB, lodos ativados, filtro lento em areia e diferentes desinfetantes. A recuperação de cistos de Giardia e de oocistos de Cryptosporidium, realizada por diferentes metodologias e utilizando ColorSeed®, foi de, respectivamente, 85 e 20% em esgoto bruto, e 62,5 e 17,5% em efluente tratado, quando foi utilizado o método de tripla centrifugação. Cistos de Giardia foram encontrados em 100% as amostras de esgoto pesquisadas, com média de 1,5 x 104 cistos por litro e oocistos de Cryptosporidium em 31,4% com média 3,1 x 10² oocistos por litro, em esgoto bruto. No tratamento biológico por reator UASB seguido de Lodos Ativados, a remoção de cisto de Giardia e esporos de Clostridium perfringens foram estatisticamente menores que as remoções de E. coli e coliformes totais. Não foram encontrados (oo)cistos após o tratamento terciário realizado através da filtração lenta em areia. Houve remoção estatisticamente maior na ETE em escala plena para coliformes totais e Clostridium perfringens. E. coli e cistos de Giardia, em ambas ETEs, apresentaram remoções similares. Elevadas concentrações de (oo)cistos foram encontradas no lodo de esgoto, com grande porcentagem ainda viável. Com relação à desinfecção, entre as bactérias indicadoras, Clostridium perfringens foram mais resistentes ao cloro, ozônio e radiação ultravioleta. O efeito sinérgico, promovido pelas desinfecções sequenciais (clororadiação ultravioleta e ozônio-radiação ultravioleta), foi evidenciado em alguns experimentos para todas as bactérias estudadas. O cloro alterou a fluorescência dos cistos de Giardia e o ozônio, além de alterar a fluorescência, foi capaz de diminuir a concentração de cistos desse microrganismo. Pode-se concluir que as concentrações tanto de microrganismos indicadores como de protozoários patogênicos é bastante elevada, qualquer que seja o tipo de esgoto: bruto, efluente do reator UASB ou efluente do lodos ativados. Isso evidencia o extremo cuidado com que estes efluentes devem ser tratados, para posteriores usos ou lançamento em corpo receptor, em especial devido à presença de (oo)cistos ainda viáveis de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. mesmo após o tratamento biológico por lodos ativados, e a necessidade de desinfecção do efluente. / This work aimed to evaluate the efficiency of removal of pathogenic protozoa - Giardia spp. and Cryptosporidium spp. - during wastewater treatment by UASB reactor, activated sludge, slow sand filter and different disinfectants. The recovery of Giardia cysts and of Cryptosporidium oocysts, performed by different methodologies and using ColorSeed®, was respectively of 85 and 20%, in raw wastewater and 62.5 and 17.5% in treated effluent, applying triple centrifugation method. Giardia cysts were found in 100% of the the sewage samples surveyed, with average of 1.5 x 104 cysts per liter and Cryptosporidium oocysts were found in 31.4% with average of 3.1 x 10² oocysts per liter, in raw wastewater. Giardia cyst and Clostridium perfringens spores removals were statistically lower than E. coli and total coliforms removal when applying the biological treatment by UASB reactor followed by Activated Sludge. There were no (oo) cysts after treatment tertiary accomplished by slow sand filtration. There was a statistically higher removal in the full scale WWTP for total coliforms and Clostridium perfringens; however, E. coli and Giardia cysts, in both WWTPs, presented the same removal efficiency. High concentrations of (oo)cysts were found in the sludge sludge, with a high percentage still viable. Regarding disinfection, among the indicating bacteria, Clostridium perfringens was more resistant to chlorine, ozone and ultraviolet radiation. The synergic effect promoted by sequential disinfections (chlorine-ultraviolet radiation and ozone-ultraviolet radiation) was evidenced in some experiments for all the bacteria studied. Chlorine altered the fluorescence of Giardia cysts and ozone, as well as change in fluorescence was able to decrease the concentration of this microorganism. It can be concluded that the concentrations of indicator microorganisms as well as of pathogenic protozoa is very high, regardless the kind of wastewater: raw, UASB reactor effluent or activated sludge effluent. This shows the extreme care that must be taken towards these effluents, for future reuse or simply release in the environment, mainly due to the presence of viable Giardia spp. and Cryptosporidium spp. (oo)cysts even after the activated sludge treatment, and the need of disinfection of the effluent.