A presente pesquisa teve como objetivo primordial a verificação da viabilidade técnica de empregar sistema do tipo célula a biocombustível para tratamento de esgoto sanitário com geração de energia elétrica. A célula a biocombustível, em escala de bancada, adotada foi constituída por reator anaeróbio seguido de reator aeróbio, visando à remoção de matéria orgânica carbonácea e à nitrificação Cada reator apresentou área de 0,6275 m2 e volume útil de 24,0 L. A célula a biocombustível foi alimentada com esgoto sanitário com tempo de detenção hidráulica médio de 8 horas (nos dois módulos). Em cada reator instalou-se um eletrodo imerso, de modo que os dois eletrodos foram unidos por fio condutor externo. Foi verificada a potencialidade do sistema em gerar energia elétrica a partir das reações químicas e bioquímicas que se deram junto aos eletrodos e nos biofilmes aderidos aos mesmos. A operação da célula a biocombustível foi dividida em cinco Fases, denominadas de I, II, III, IV e V, sendo que o fator principal que distinguiu essas Fases consistiu no material eletródico. Manta de fibra de carbono e placa de grafite foram adotadas como ânodo da célula (reator anaeróbio). Chapa de aço inoxidável (AISI 316) e malhas de aço inoxidável (AISI 316) foram usadas como cátodo do sistema (reator aeróbio). Para monitoramento do sistema foram realizadas análises físico-químicas do afluente, do efluente do reator anaeróbio e do efluente do reator aeróbio e para o acompanhamento da produção de energia elétrica utilizou-se potenciômetro acoplado a software específico. Microssensores de OD, pH e potencial redox foram empregados como ferramentas auxiliares para o acompanhamento do crescimento e desenvolvimento dos biofilmes aderidos aos eletrodos da célula a biocombustível. Como resultados concernentes ao tratamento do esgoto sanitário foram obtidas eficiências médias de remoção de DQO de (74,4±17,1)% e de nitrificação de (65,8±21,0)%, no decorrer das cinco Fases. O valor da maior densidade de potência média verificada foi de 107,0 mW.m-2, ocorrida quando o ânodo da célula a biocombustível consistiu em placa de grafite e o cátodo em malha de aço inoxidável (AISI 316) do tipo 20, na Fase V. A dosagem de cloreto férrico e a colocação de meio suporte de material plástico no sistema para limpeza automática do cátodo, realizadas na Fase em que se observou a maior densidade de potência média foram consideradas como positivas no aprimoramento da obtenção de energia elétrica. Por meio da combinação dos resultados relacionados à geração de energia elétrica e da aplicação dos microssensores constatou-se que o desenvolvimento de biofilmes espessos sobre os eletrodos da célula a biocombustível consiste em fator negativo da sua eficiência energética. Concluiu-se que a célula a biocombustível é tecnicamente viável para o tratamento de esgoto com geração de energia elétrica, contudo diante do conhecimento que se tem sobre essa tecnologia, a sua adoção em escala real ainda é economicamente inviável. / This research aimed mainly to verify the technical feasibility of employing a system called biofuel cell for treating wastewater and generating electricity at the same time. The biofuel cell, in lab scale, adopted consisted of an anaerobic followed by an aerobic reactor, aiming the removal of carbonaceous organic matter and nitrification. Each reactor had an area of 0.6275 m2 and useful volume of 24.0 L. The biofuel cell was fed with sanitary wastewater with hydraulic retention time of eight hours (in both modules). In each reactor was installed an electrode immersed, and the two electrodes were connected by a wire conductor. The capability of the system to generate electricity from the chemical and biochemical reactions that occurred along the electrodes and in biofilms attached to them was verified. The biofuel cell operation was divided into five Phases, named I, II, III, IV and V, and the main factor that distinguished these Phases consisted of the electrode material. Carbon fiber felt and graphite plate were adopted as the anode of the cell (on anaerobic reactor). Stainless steel plates (AISI 316) and stainless steel meshes (AISI 316) were used as the cathode (on aerobic reactor). Monitoring system were carried out with physicochemical analyzes of the influent, anaerobic effluent and aerobic effluent and for monitoring the electricity production it was used a potentiometer coupled with a specific software. DO, pH and redox potential microsensors were employed as auxiliary tools for monitoring the growth and development of biofilms attached to the electrodes of the biofuel cell. The results concerning the treatment of wastewater were COD efficiencies removal of (74.4 ± 17.1)% and nitrification of (65.8 ± 21.0)%, throughout the five Phases. The amount of the higher power density observed was 107.0 mW.m-2 occurred when the anode of the biofuel cell consisted of graphite plate and cathode of stainless steel mesh (AISI 316) type 20, on Phase V . The dosage of ferric chloride and the placement of plastic midia on the aerobic module of the system for automatic cleaning of the cathode, conducted on Phase V, were considered positive for the improvement in obtaining electricity. By combining the results related to power generation and application of microsensors it was concluded that the development of thick biofilms on the electrodes of a biofuel cell is a negative factor in their energy efficiency. It was also concluded that the biofuel cell is technically feasible to treat sanitary wastewater and to generate electricity, but actually, based on the knowledge we have about this technology, its adoption in large scale is still not economically feasible.

As lagoas facultativas mantêm uma biota característica, decorrente de sua área superficial, que permite grande disponibilidade de energia luminosa para a coluna de água e promove o estabelecimento da comunidade fitoplanctônica. A presença dos nutrientes na forma assimilável aos microorganismos autotróficos induz a síntese de biomassa, a qual provoca a supersaturação de oxigênio dissolvido, que se constitui como substrato necessário ao desenvolvimento de bactérias heterotróficas, responsáveis pela degradação aeróbia da matéria orgânica nas camadas superiores da lagoa. Este estudo teve como objetivo principal a caracterização da estrutura da comunidade fitoplanctônica em termo de diversidade de espécies, densidade abundância relativa e dominância na lagoa facultativa do módulo III da estação de tratamento de esgotos de mangabeira, na cidade de João Pessoa - PB. As amostragens foram realizadas em escala semanal e sazonal, com coletas entre 8 e 9 horas da manhã, no período de junho/2008 a fevereiro/2009, as regiões afluente e efluente. As alterações no comportamento sazonal das variáveis físicas, químicas e biológicas, assim como das climatológicas, foram analisadas através da ferramenta estatística multivariada da Análise de Componentes Principais (ACP). Foram identificados 36 taxa nas duas regiões de amostragem e apenas cianobactérias foram predominantes durante o período deste estudo. Contudo, não foi observada variação sazonal na composição da comunidade fitoplanctônica nas duas regiões de amostragem. Embora, algumas espécies foram mais frequentes na região afluente, a densidade total apresentou nítida variação sazonal, com valores entre 2,0 x \'10 POT.4\' e 1,2 x \'10 POT.5\' ind/mL. A cianobactéria Planktothrix agardhii, a qual pode produzir a hepatotoxina microcistina, foi a espécie que mais contribuiu para a densidade, assim como para o biovolume. / Facultative ponds keep a characteristic biota, as a result of its superficial area, wich permits high availability of solar energy to the water column favoring the establishment of the phytoplanktonik community. The presence of available nutrients to the autotrophic microorganisms leads to the synthesis of biomass cellular into the pond and it causes the oversaturation dissolved oxygen, which is necessary to the development of heterotrophic bacteria, responsible for aerobic stabilization of organic material at the upper layer of the pond. The main goal of this study was to caracterize the structure of phytoplanktonic community in relation to different species, biomass, relative abundance and dominance at the facultative pond of the module III of waste water plants of Mangabeira (João Pessoa - PB). Samples were taken in seasonal and weekly scale, with collects between 8 a.m to 9 a.m, in the period of June, 2008 to February, 2009, at the regions of inflow and outflow of effluents. Alterations in seasonal behavior of the physical, chemical and biological variables, as well as climatic, were analyzed through statistics multivariate tool of the principal component of analysis (PCA). It was identified 36 taxa on the facultative pond and only the cyanobacteria were predominant during the period of this study. However, it was not observed temporal variation in the composition of phytoplanktonic community at two collected regions. Although, it was noticed that some species were more frequent at the region of inflow than at the outflow. It was also observed that the high total phytoplanktonic density shows a clear seasonal variation, with values between 2.0 x \'10 POT.4\' and 1,2 x \'10 POT.5\' ind/mL. The cyanobacteria Planktothrix agardhii, which may produce hepatotoxic microcystins, was the species that more contributed for the density as well as the biovolume.

O presente trabalho foi realizado em duas fases. Na primeira, foram estimados os efeitos produzidos nos decantadores primários de uma ETE, após receber resíduo da ETA-SC, que utiliza sulfato de alumínio como coagulante. Foram realizados ensaios em colunas de sedimentação, onde os parâmetros SST, SSV, cor, turbidez, DQO, coliformes totais, Escherichia coli e parasitas, pesquisados no sobrenadante, diminuíram com o aumento da quantidade de resíduo adicionado. Com relação aos sedimentos obtidos nas colunas de sedimentação, foi encontrada maior quantidade de ST e menor resistência específica nos lodos provenientes das colunas que receberam os resíduos da ETA-SC. No teste de atividade metanogênica, a concentração molar de metano foi reduzida nos sistemas que receberam resíduo da ETA-SC, influenciando negativamente no desenvolvimento dos microrganismos metanogênicas. As espécies de microrganismos do gênero Methanothrix sp foram inibidas, sendo encontradas em maior número no frasco-reator controle e em menor quantidade a medida que se aumentou a quantidade do resíduo adicionado. Nesta etapa foi constatado que o resíduo da ETA-SC poderá apresentar interferências negativas sobre a digestão anaeróbia do lodo produzido em decantadores primários de uma ETE. Na segunda fase, na estação piloto, composta de lagoa de aeração seguida de lagoa de sedimentação, que recebeu resíduo da ETA-Fonte, que utiliza cloreto férrico como coagulante, foi verificado que tal resíduo melhorou a qualidade do efluente em termos de DQO, DBO, SST, turbidez, cor, amônio, nitrato, NTK e fosfato total. Os parâmetros ST, SDT, cloreto, nitrito, condutividade e pH não apresentaram diferenças significativas. Em relação ao exame microscópico não houve influências negativas no licor misto das lagoas de aeração. O lodo formado nas lagoas de sedimentação piloto apresentou-se em maior quantidade na lagoa que recebeu resíduo da ETA-Fonte. Neste lodo a resistência específica a filtração foi menor em comparação ao lodo da lagoa que não recebeu resíduo da ETA-Fonte. A desidratação deste lodo por centrifugação necessitou menor quantidade de polieletrólito. Baseado neste estudo não foi verificado interferências que possa impedir o lançamento do resíduo da ETA-Fonte na ETE-Araraquara. / This work was carried out in two phases. Effects of disposing the residues from a water treatment plant - ETASC, which uses alum as primary coagulant on the primary settling tanks was evaluated in the first one. Sedimentation tests using column indicated that parameters such as TSS, VSS, colour, turbidity, COD, total coliformes totais, Escherichia coli e parasites in the supernatant decreased with the increase of the amount of the water treatment wastes added to the column. With relation to the sediments produced in the column, it was found great amount of TS and lower specific solids resistance in those generated in the columns where the water treatment plant residues-WTPR were used. Molar concentration of methane was reduced in the tests performed with the sediments produced with water treatment plant residues and thus, altering negatively the development of methanogenic organisms. The growth of species of microorganism of genera Methanothrix sp was inhibited, which were found in great number in the control flask (with out WTPR) and in lower number as it was increased the amount of WTPR added to the column. It was observed that the WTPR generated in the city water treatment plant may interfere in the anaerobic digestion of sludge produced in primary settling tanks of a wastetreatment plant. A continuous pilot plant was operated in the second phase, which consisted of two aerated lagoon each one followed by a settling lagoon. Waste and WTPR from a watter treatment plant which ferric chloride were fed in one of the systems. It was observed that the use of WTPR improved the effluent quality of the settling lagoon evaluated in terms of COD, BOD, TSS, turbidity, color, ammonium, nitrate, TKN and total phosphate. Some parameters, such as TS, TDS, chloride, nitride, conductivity and pH did not present significant differences in both systems. Microscopic examinations indicated that no influence resulted in the aerated lagoon mixed liquor. A higher amount of sludge was formed in the lagoon system which received the WTPR. The specific resistance to filtration of this sludge was lower than that formed in the lagoon system with out WTPR addition. When dewatering both sludges, that one produced with the addition of WTPR required less amount of polymer. It was concluded that the WTPR produced in the water treatment plant of Araraquara may be disposed in the city wastewater treatment plant.

A escolha do sistema de tratamento de esgoto sanitário a ser instalado em uma cidade pode tornar-se uma difícil decisão, uma vez que diversas variáveis interferem em seu custo e em sua qualidade ambiental. Este trabalho pretende mostrar a possibilidade de se usar técnicas da análise de decisão para a escolha do sistema de tratamento de esgoto sanitário de forma ecológica e econômica, como árvore de decisão e análise de sensibilidade. Para a avaliação dos sistemas, foi desenvolvido um modelo com oito alternativas, compostas de processos biológicos anaeróbios – Reator Anaeróbio de Manta de Lodo e Lagoa Anaeróbia – seguidos de aeróbios – Lodos Ativados, Lagoa Facultativa, Filtro Biológico Percolador e Lagoa Aerada com Lagoa de Decantação. O modelo elabora o dimensionamento das unidades de tratamento e, a partir desses dados, a estimativa de custo de cada sistema. O custo total de cada alternativa foi composto por itens de implantação, operação e manutenção. O modelo foi avaliado para quatro casos de populações distintas, apresentando variação nas alternativas mais indicadas para cada um. A análise de sensibilidade se mostrou eficaz em identificar as alternativas mais significativas no custo total dos sistemas. Os resultados encontrados indicam, de maneira promissora, que o modelo poderá auxiliar a escolha de sistemas de tratamento, bem como seu pré-dimensionamento, com base em características peculiares à sua localidade. / The selection of the wastewater treatment system to be installed in a city can be a difficult decision, once several variables interfere in its cost and in its environmental quality. This study intends to show the possibility of using techniques of decision analysis to select the wastewater treatment system in an ecological and economical way, as decision tree and sensitivity analysis. For the evaluation of systems, a model was developed with eight alternatives, composed of anaerobic biological process - Upflow Anaerobic Sludge Blanket and Anaerobic Pond - followed by aerobic process – Activated-Sludge, Facultative Pond, Trickling Filter and Aerated Lagoon with Sedimentation Basin. The model elaborates the treatment units dimensioning and cost estimation of each system, based on dimensioning data. The total cost of each alternative was composed by construction, operation and maintenance items. The model was evaluated using four cases of different populations, presenting variation in the most suitable alternatives for each one. The sensitivity analysis was shown effective in identifying the most significant alternatives in the total cost of the systems. The results indicate, in a promising way , that the model will be able to help the choice of treatment systems, as well as its pre-dimensioning, based in local peculiar characteristics.

Orientador: Carlos Gomes da Nave Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bergamini_NataliaCedran_M.pdf: 5745897 bytes, checksum: 69560c23a66d8d968b36f4b34e17bc8d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho consistiu em inovação tecnológica antes nunca testada desde a concepção, projeto, construção e operação de um biofiltro percolador de tratamento de esgoto sanitário em escala piloto. O reator foi desenvolvido nas instalações do Laboratório de Protótipos da Faculdade de Engenharia Civil da UNICAMP, cidade de Campinas, estado de São Paulo, é constituído de pré-filtro fabricado com a manta acrílica resinada, 3 reatores biológicos percoladores dispostos em séries, revestidos de não tecido sintético e filtro secundário confeccionado do mesmo material do pré-filtro. A vazão real média de alimentação do sistema era de 12,8 L h-1, tendo sido operado em regime hidráulico com tempo de detenção hidráulico variável de 82 a 100 minutos. A inovação baseou-se no uso de não tecido sintético com tripla função: a) proporcionar o fluxo do substrato sob ação da gravidade; b) promover a troca gasosa entre o meio líquido e a atmosfera; e c) constituir-se como meio suporte da biomassa, além de verificar as condições operacionais e tipos de mantas para viabilizar o tratamento de esgoto na remoção de matéria carbonácea sem a necessidade de aeração artificial. Neste estudo, foi analisada a remoção de sólidos suspensos (SS), turbidez, oxigênio dissolvido, DQO e DBO5. Os resultados médios de remoção de DQO e de DBO nas diferentes fases operacionais variaram de 75 a 86% e de 80 a 86%, respectivamente. As concentrações médias de DQO no efluente final variaram de 81 a 179 mg/L, enquanto as concentrações médias de DBO estiveram entre 47 a 97 mg/L. As médias globais de SST no efluente final foram mantidas em 49 mg/L. Com remoção de turbidez de 92,8%. O sistema PF/FBP (Pré-filtro/Filtro Biológico Percolador) pode se tornar uma alternativa muito promissora para o tratamento de esgoto sanitário de pequenas instalações do Brasil, uma vez que o sistema manifestou baixos tempo de detenção hidráulica e eficiência na remoção de DQO, DBO5 e sólidos suspensos, resultando em uma instalação compacta e de baixos custos. Além disso, o consumo de energia e os custos operacionais são mínimos / Abstract: This work consisted in technological innovation never before tested from conception, design, construction and operation of a trickling biofilter wastewater treatment in pilot scale. The reactor was developed on the premises of the Laboratory Prototypes of the Faculty of Civil Engineering, UNICAMP, Campinas, São Paulo, is constituted of prefilter manufactured with resin-coated acrylic blanket, three biological trickling reactors arranged in series, coated and synthetic nonwoven secondary filter made of the same material pre-filter. The average real power flow of the system was 12,8 L h-1, having been operated hydraulic system with variable hydraulic detention time of 82-100 minutes. The innovation is based on the use of non-synthetic fabric with three functions: a) providing the flow of the substrate under the action of gravity; b) promote gas exchange between the liquid medium and the atmosphere; c) to establish itself as a means of support biomass and to check the operating conditions and types of blankets to enable wastewater treatment for the removal of carbonaceous matter without the need for artificial aeration. In this study, we analyzed the removal of suspended solids (SS), turbidity, dissolved oxygen, COD and BOD5. The average results of COD removal and BOD in the different operational phases ranged 75-86% and 80 to 86%, respectively. The average concentrations of COD in the final effluent ranged 81-179 mg/L, while the average concentrations of BOD were between 47-97 mg/L. Global average of TSS in the final effluent were maintained on 49 mg/L. To remove turbidity of 92.8%. The PF / BTF (Pre-filter / Biological trickling filter) system can become a very promising alternative for treating sewage from small installations from Brazil, once the system showed low hydraulic retention time and removal efficiency of COD , BOD5 and suspended solids, resulting in a compact installation and low costs. Furthermore, the energy consumption and operating costs are minimal / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: Everson Alves Miranda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T06:45:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_Sheilade_M.pdf: 1089976 bytes, checksum: 416dea7e320edfbe15467ca471df7a72 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As indústrias cítricas geram grandes quantidades de efluentes líquidos. Estes efluentes são potencialmente poluidores para descarte em corpos d'água e necessitam de tratamento adequado. A maioria das plantas de tratamento de efluentes cítricos utiliza processos biológicos, devido a custos operacionais mais baixos quando comparado aos processos físico-químicos. Porém, estas plantas têm apresentado problemas de eficiência de remoção da carga orgânica e inibição da atividade biológica, em função das características tóxicas do efluente cítrico, devido à presença residual do d-limoneno, um monoterpeno extraído da casca da laranja. O d-limoneno, quando separado e purificado, tem ampla aplicação industrial, na área cosmética como fragrância e na área alimentícia como agente antimicrobiano e também pode ser bioconvertido em produtos como ácidos e alcoóis perílicos e carvona que podem ser utilizados na terapia do câncer. Os objetivos deste estudo foram selecionar e identificar microrganismos capazes de degradar o d-limoneno em altas concentrações (até 5%), simulando condições similares aos efluentes cítricos e avaliar o comportamento de consórcio destes microrganismos. Também foi avaliada a qualificação dos produtos obtidos da bioconversão do d-limoneno. Os microrganismos foram isolados a partir do lodo ativado de uma estação de tratamento de esgotos. Uma pré-seleção, de 56 linhagens de bactérias foi realizada, durante as 3 etapas de enriquecimento com o d-limoneno, através da técnica de esgotamento em superfície. Foram selecionadas 10 linhagens, que apresentaram maior crescimento visual, que foram caracterizados através da morfologia, coloração diferencial (Gram) e análise filogenética. A biodegradação do d-limoneno foi avaliada pela remoção de DQO em meios de cultivos diferentes variando as concentrações de d-limoneno (1%, 3% e 5%) sob condição agitada e estática na temperatura de 30°C. A bioconversão dos produtos foi qualificada por cromatografia gasosa. Foram isoladas bactérias Gram-positivas, do gênero Bacillus resistentes à concentração de 5% de d-limoneno sem fonte complementar de carbono. A remoção de DQO foi de 77% e terpineol, alcoóis ciclodecanol e octanediol foram qualificados como produtos bioconvertidos / Abstract: The citrus' industries generate large quantities of wastewater. These effluents are potentially polluting to disposal in water bodies and require treatment. Most sewage treatment plants citrus use biological process due to lower operating costs compared to physical-chemical processes. However these plants have presented problems in the efficiency removal of organic charge and inhibition of the biological activity due to citric toxic characteristics because of the presence of residual d-limonene, a monoterpene extracted from orange peel. The d-limonene, when it is separated and purified, has large industrial application, on field cosmetics as fragrances and foods fields as antimicrobial agent. Besides, the d-limonene can be bioconverted in perillic acids and perillyl alcohol, ?-terpineol and carvone that can be used in cancer therapy. The achievement of this study was select and isolate microorganism able to degradation high containing limonene (since 5%), simulating the same condition of wastewater characterizes of citric plants and evaluated the consortium microorganism behavior. In addition, the products of biotransformation d-limonene were qualified. Microorganisms were isolated from activated sludge of sewage treatment plant. A pre-selection, with 56 strains, was undertaken, during the 3 stage of enrichment with d-limonene, using depletion technique to isolate microorganisms. Ten strains were selected that showed the greater visual growth. They were characterized through of morphology, Gram and phylogenetic analysis. The d-limonene biodegradation was determinate by reduction COD in different cultivation media, varying the concentration of d-limonene (5 %, 3 % and 1 %) in agitated and stationary condition at temperature 30°C. The bioconversion of product obtained was confirmed by gas chromatography. Gram-positive bacteria were isolated of the Bacillus genus, bacteria resist to 5% of limonene-containing without complementary source of carbon. The removal of COD was 77% and terpineol, cyclodecanol and octadienol was evaluated as products bioconverted / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestra em Engenharia Química

Orientadores: Regina Maura Bueno Franco, Isabel Cristina Vidal Siqueira de Castro, Edson Aparecido Abdul Nour / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T10:51:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Greinert-Goulart_JulianeAraujo_D.pdf: 4997738 bytes, checksum: fddca06ec1f7089f7c5092bfde151876 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os protozoários Giardia spp. e Cryptosporidium spp. são importantes patógenos de veiculação hídrica e são responsáveis por diversos surtos epidêmicos relacionados ao consumo de água contaminada. O estudo da remoção de patógenos e da microfauna que compõem sistemas combinados anaeróbio/aeróbio ainda é incipiente no mundo. Este trabalho teve como objetivo Estudar a remoção de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. e avaliar a microfauna do sistema combinado anaeróbio/aeróbio de dois sistemas de Tratamento de Esgoto. Na ETE Piçarrão foram colhidas amostras de esgoto bruto, efluente e lodo do Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA), lodo recirculado do tanque de aeração, efluente tratado e lodo condicionado e, da estação de tratamento de esgoto em escala de bancada foram colhidas amostras do lodo do filtro anaeróbio, lodo do biofiltro aerado submerso e lodo do decantador e efluente tratado. Os cistos e oocistos foram concentrados mediante centrifugação e filtração em membrana, empregou-se a reação de imunofluorescência direta e confirmação dos protozoários utilizando o corante vital DAPI e DIC. Para a análise da microfauna foram colhidas amostras de lodo ativado do tanque de aeração e do líquido obtido do biofiltro aerado submerso. A análise quantitativa dos micrometazoários e dos protozoários foi realizada em câmara de Sedgwick-Rafter. A análise qualitativa incluiu observação in vivo, culturas e técnicas ciliatológicas. A ETE Piçarrão apresentou eficiências de remoção de cistos de Giardia spp. que variaram de 99,8 a 100%, sendo observadas altas concentrações de cistos de Giardia spp. no esgoto bruto com uma média de 98.333 cistos/L, sendo que a maior parte dos cistos foi removida pelo RAFA e concentrou-se no lodo condicionado. Oocistos de Cryptosporidium spp. foram detectados em apenas 3 meses na ETE Piçarrão e cistos de Giardia spp. foram detectados em todos os 24 meses de análises. O sistema em escala de bancada apresentou eficiência de remoção de praticamente 100% durante todo o estudo demonstrando que a combinação de sistemas anaeróbio/aeróbio, além de remover nutrientes, também contribui para remoção destes parasitos. O sequenciamento das amostras positivas para Cryptosporidium spp. resultou em perfis compatíveis com as espécies C. hominis e C. parvum e para Giardia spp. em perfis compatíveis com a espécie G. duodenalis assembleias AII e BIV. A microfauna do lodo ativado da ETE Piçarrão é diversificada e composta principalmente por organismos indicadores de boas condições operacionais. A microfauna do sistema em escala de bancada que visava remoção de nitrogênio teve composição diferente com relação às espécies e as abundâncias se comparados com aqueles encontrados em sistemas de lodos ativados convencional. Os ciliados Euplotes aediculatus e Sterkiella cavicola isolados da ETE Piçarrão demonstraram potencial predatório sobre oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia. O estudo da remoção destes parasitos patogênicos ressalta a importância do tratamento de esgotos sanitários para redução do impacto dos efluentes gerados no meio ambiente e na saúde pública; a necessidade de maior controle quanto ao tratamento de lodo condicionado e a utilização da microfauna como uma importante ferramenta na avaliação do desempenho de sistemas de tratamento de esgoto / Abstract: Giardia spp. and Cryptosporidium spp. are important waterborne pathogens responsible for several outbreaks related to consumption of contaminated water. Due to its long-term survival and peculiar behavior during sewage treatment, changes in system performance may result in decreased removal of these protozoa. Removal of pathogens and study of microfauna from combined system anaerobic / aerobic are still incipient in the world. This work aimed to study the removal of Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts and evaluate the microfauna of the aerobic system of two wastewater treatment systems. Samples of the WWTP Piçarrão were collected from raw sewage, UASB effluent, UASB sludge, recirculated sludge from the aeration tank, treated effluent and conditioned sludge. Samples of the system bench scale were collected from the anaerobic filter sludge, submerged aerated biofilter sludge and sludge from the clarifier and the treated effluent. The cysts and oocysts were concentrated by centrifugation and membrane filtration. Protozoa were searched using the direct immunofluorescence assay and confirmation of protozoa using the vital dye DAPI and DIC. Samples were taken from the activated sludge of aeration tank and the liquid obtained from the submerged aerated biofilter for the analysis of the microfauna. Quantitative analysis of small metazoans and protozoan were held in Sedgwick-Rafter chamber. Predation assays were performed with ciliates from the two systems studied. WWTP Piçarrão showed removal efficiencies of Giardia spp. ranging from 99.8 to 100%. Raw sewage presented high concentrations of Giardia spp. (average of 98,333 cysts / L). The majority of cysts were removed by UASB and concentrated in the conditioned sludge emphasizing the importance of proper treatment of this residue. Cryptosporidium spp. was detected in 3 months in WWTP Piçarrão and Giardia spp. was detected in all 24 months of analysis. The combined system bench scale attained almost 100% of removal efficiency during the monitoring period demonstrating that the combination of anaerobic / aerobic systems contributes to removal of these parasites. All samples tested positive for Cryptosporidium spp. by immunofluorescence were also positive by PCR. The sequencing reaction resulted in profiles compatible with the species C. hominis and C. parvum, compared to homologous sequences available in GenBank database and Giardia spp. resulted in profiles supporting the species G. duodenalis assemblage IIA and BIV. The microfauna of the activated sludge from the WWTP Piçarrão are diverse and composed mainly of indicator organisms of good operating condition. Microfauna of the bench scale system, which aimed nitrogen removal, had different composition concerning the species and its abundance when compared with those found in conventional activated sludge systems. Free-living ciliates Euplotes aediculatus and Sterkiella cavicola isolated from WWTP Piçarrão demonstrated predatory potential for Cryptosporidium spp. oocysts and Giardia spp. cysts. This study underscores the importance of sewage treatment to reduce the impact of effluents generated in the environment and in public health; the need for greater control regarding the treatment of conditioned sludge generated in sewage treatment plants and the use of microfauna as an important tool for assessing the performance of wastewater treatment systems / Doutorado / Parasitologia / Doutora em Parasitologia

Orientador: Alexandre Nunes Ponezi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T11:51:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Plazza_FernandaFagali_M.pdf: 1550925 bytes, checksum: acc23d51c4787771e54a42e2d77cb069 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A biomassa de uma estação de tratamento de lodo ativado é capaz de se adaptar ao efluente recebido, mesmo quando esse contém contaminantes específicos no meio. Fármacos são considerados contaminantes emergentes e lançados no sistema de tratamento a partir de descargas de estações de tratamento de águas residuais pela indústria (pontual) e na aplicação no solo pelo esterco (difusa) gerado pelos animais, como uma mistura de metabolitos e formas ativas. Para a realização deste trabalho foram escolhidos os antibióticos: sulfadiazina e trimetropim, e o anti-helmíntico: levamisol; devido: produção em larga escala e efeito quimioterápico provável na biomassa de estações de tratamento de efluentes. Os ensaios realizados conforme OECD: 209/2010 inibição da respiração do lodo ativado e 303/2001 simulação de tratamento com lodos ativados, mostraram que a taxa de inibição do lodo (ensaio 209/2010) foi proporcional à concentração utilizada (0,005 mg L-1 a 20,0 mg L-1) para a sulfadiazina, levamisol e trimetropim respectivamente tanto para o lodo com origem de estação doméstica convencional como para o lodo de estação de efluentes da industria farmacêutica (industrial), sendo este último o que apresentou menor inibição. Os ensaios 303/2001 realizados nas concentrações de 1, 5 e 10 mg L-1 mostraram que o lodo industrial apresentou os melhores resultados de biodegradação sendo observada uma remoção abaixo do limite de detecção da cromatografia gasosa acoplada ao espectro de massas (CG-MS) para o levamisol e trimetropim. A sulfadiazina não foi biodegradada durante o processo. Ensaios de toxicidade do efluente gerado pelo ensaio 303/2001 utilizando Vibrio fisheri como organismo-teste mostraram que estes não apresentam toxicidade / Abstract: The biomass of a wastewater treatment activated sludge is able to adapt to the effluent, even when it contains specific contaminants in the middle. Emerging Drugs are considered contaminants and discharged into the treatment discharges from sewage treatment plants w g were chosen drugs sulfadiazine, trimethoprim and levamisole due to: large-scale production and chemotherapeutic effect likely in biomass treatment plant effluents and domestic industry. Tests performed OECD 209/2010 respiration inhibition of activated sludge and 303/2001 simulating activated sludge treatment, showed that the rate of inhibition of the sludge test (209/2010) was proportional to the concentration used (0.005 mg to 20.0 mg L-1) for sulfadiazine, levamisole, and trimethoprim respectively both for domestic and industrial sludge, the latter being the one with less inhibition. The tests 303/2001 performed at concentrations of 1, 5 and 10 mg L-1 showed that the industrial sludge showed the best results being observed biodegradation removal below the limit of detection (GC-MS) for levamisole, and trimethoprim. Sulfadiazine was not biodegraded in the process. Toxicity tests of the effluent generated by the test 303/2001Vibrio fisheri using as test organisms showed that these did not exhibit toxicity / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientadores: Edson Aparecido Abdul Nour, Angela dos Santos Barretto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:01:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_EloisaMariadosReisdos_M.pdf: 6258003 bytes, checksum: b7f23780de2803fe78e2f875075800dd (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência na redução da concentração de formaldeído do efluente de um sistema de tratamento combinado: filtro anaeróbio (FA), seguido de biofiltro aerado submerso (BAS) e decantador, por meio de testes de toxicidade utilizando as espécies Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia similis, Poecilia reticulata e Girardia tigrina. O experimento foi desenvolvido nas dependências do Laboratório de Saneamento da FEC/UNICAMP. Os 3 pontos de coleta foram: efluente bruto mais formaldeído, saída do FA e saída do decantador, correspondendo ao efluente tratado pelo sistema. O estudo foi dividido em quatro fases diferenciadas pela concentração teórica de formaldeído aplicada: Fase 1 (F1) - 100 mg L-1, Fase 2 (F2) - 200 mg L-1, Fase 3 (F3) - 400 mg L-1 e Fase 4 (F4) - 500 mg L-1. A água residuária que foi utilizada neste estudo apresentava características condizentes às de um esgoto sanitário de média concentração em termos de matéria orgânica. Em cada fase de operação, a concentração média e a porcentagem de redução do formaldeído no efluente tratado pelo sistema foram de 0,1 mg L-1 e 99,9% (F1); 0,1 mg L-1 e 100% (F2); 0,7 mg L-1 e 99,8% (F3) e 3,8 e 99,2% (F4). O valor médio da concentração e da porcentagem de remoção de DQO total para o efluente tratado pelo sistema, durante o período de estudo foi de 53 mg L-1 e 87% (F1), 41 mg L-1 e 93% (F2), 62 mg L-1 e 93% (F3) e 131 mg L-1 e 90% (F4). O efluente do sistema combinado não apresentou toxicidade aguda para D. similis em todas as concentrações teóricas afluentes aplicadas. Na F1 o efluente do sistema apresentou toxicidade aguda pouco significativa para P. subcapitata e P. reticulata; na F2 para G. tigrina e P. reticulata, na F3 para P. subcapitata, P. reticulata; e G. tigrina. Na F4 o efluente foi significativamente tóxico aos organismos: P. subcapitata, P. reticulata e G. tigrina. As espécies estudadas indicaram serem organismos-teste adequados a estudos de toxicidade de esgoto sanitário contendo formaldeído tratado pelo sistema combinado alvo do estudo. Pelos resultados obtidos, o sistema combinado, na configuração utilizada neste estudo, foi considerado adequado à redução da toxicidade para as concentrações de formaldeído presentes, exceto para a concentração de 500 mg L-1, tóxica a três organismos-teste, sendo necessário um período maior de monitoramento para garantir a adaptação da biomassa a fim de reduzir a toxicidade do efluente / Abstract: This study aimed to evaluate the efficiency in reducing formaldehyde concentration in the effluent of a system of combined treatment: anaerobic filter (AF), followed by aerated submerged biofilter (BAS) and decanter through toxicity tests using species Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia similis, Poecilia reticulata and Girardia tigrina. The experiment was developed in the Sanitation Laboratory FEC / UNICAMP. The three collection points were raw effluent more formaldehyde, AF output and output of the decanter, corresponding to the effluent treated by the system. The study was divided into four phases distinguished by the theoretical concentration of formaldehyde applied: Phase 1 (F1) - 100 mg L-1, Phase 2 (F2) - 200 mg L-1, Phase 3 (F3) - 400 mg L-1 and Phase 4 (F4) - 500 mg L-1. The wastewater which was used in this study had characteristics consistent with those of an average concentration of sewage in terms of organic matter. At each stage of operation, the average concentration and percentage reduction of formaldehyde in the effluent treated by the system was 0.1 mg L-1 and 99.9% (F1), 0.1 mg L-1 and 100% (F2) 0 , 7 mg L-1 and 99.8% (F3) and 3.8 and 99.2% (F4). The average concentration and percentage of total COD removal for the treated effluent through the system, Section 3, during the study period was 53 mg L-1 and 87% (F1), 41 mg L-1 and 93% (F2), 62 mg L-1 and 93% (F3) and 131 mg L-1 and 90% (F4). The effluent of the combined system showed no acute toxicity to D. similis in all concentrations applied theoretical tributaries. In F1, F2 and F3, the effluent of the system showed little significant acute toxicity to P. subcapitata, P. reticulata, and G. tigrina. F4 in the effluent was significantly toxic to organisms: P. subcapitata, P. reticulata and G. tigrina. The species indicated that the test organisms suitable for toxicity studies of formaldehyde containing wastewater treated by the combined system of the target study. From the results, the combined system, the configuration used in this study was considered appropriate to reduce the toxicity of formaldehyde concentrations present, except for the concentration of 500 mg L-1, toxic to three test organisms, requiring a longer period of adaptation of the system to reduce effluent toxicity / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:47:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_LucianaVechide_M.pdf: 1975697 bytes, checksum: c889d2b763a156ae4029456cdc836b88 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A grande utilização de compostos tóxicos e o descarte dos mesmos sem o devido tratamento fizeram com que o ecossistema aquático recebesse grande quantidade de contaminantes, os quais, com o passar do tempo, tendem a estar presentes em maiores concentrações no sedimento dos rios e mananciais que recebem o efluente in natura. O fenol é um dos compostos que tem sido utilizado de forma descontrolada tanto pelas indústrias como também para fins domésticos, aumentando ainda mais a concentração deste nos efluentes sanitários. Desta forma, estudou-se a capacidade de um sistema de tratamento biológico combinado, anaeróbio/aeróbio, em reduzir a concentração de fenol presente em efluentes sanitários. O sistema foi composto por um filtro anaeróbio (FA) seguido por um biofiltro aerado submerso (BAS), monitorado por meio de análises físicas, químicas e ensaios ecotoxicológicos. Para os ensaios ecotoxicológicos foi iniciado o cultivo de dois novos organismos - Chironomus xanthus e Eisenia sp. - viventes no sedimento, para avaliação da resposta de ambos ao fenol, sendo esta a parte dos rios em que há o maior acúmulo de contaminantes Também foi utilizado Daphnia similis. A pesquisa foi realizada em três etapas: Fase de adaptação, com duração de 106 dias, em que o sistema de tratamento recebeu o inóculo de um filtro anaeróbio testado para a remoção de formaldeído; Primeira Fase com a adição de 50 mg L-¹ de fenol, com duração de 207 dias, obtendo eficiências de remoção de fenol próximas a 100% com concentração média de fenol no efluente final de 0,16 mg L-¹ e eficiência de DQO acima de 90% e Segunda fase com duração de 115 dias em que a concentração de fenol aplicada foi gradualmente aumentada até o limite de 150 mg L-¹, determinado pela desestabilização do reator anaeróbio, Foram obtidas eficiências de remoção de fenol de 99,7% e de DQO 95,4% sem reduzir a nitrificação e resultando em um efluente final de acordo com as exigências para o lançamento segundo CONAMA 430/2011. O esgoto bruto contendo fenol foi tóxico para Chironomus xanthus e Daphnia similis com CL(50)/96h 60 mg L-¹ e CE(50)/48h 50 mg L-¹, respectivamente. Para o organismo Eisenia sp., os ensaios indicaram que não ocorreu toxicidade ao fenol. O efluente final tratado pelo sistema biológico combinado não apresentou e não causou toxicidade a nenhum dos organismos testes utilizados, indicando que a sua concepção e proposta de operação produziram um efluente que atende os padrões de lançamento para carga orgânica e fenol, sem prejudicar os índices para o nitrogênio amoniacal / Abstract: The great use of toxic compounds and its dispose without proper treatment, have caused a large concentration of contaminants on the aquatic ecosystem over the time, and the tendency is to be present in higher concentrations in the sediment of rivers and springs that hold the effluent in natura. The phenol, is one of the compounds which has been used in an uncontrolled fashion by both industry and also for domestic purposes, further increasing its concentration in the wastewater. This study shows the ability of a biological treatment system combined anaerobic/aerobic, reducing the concentration of phenol present in wastewater. The system consisted of an Anaerobic Filter (FA) followed by a Submerged Aerated Biofilter (BAS), monitored through physical chemical analysis and ecotoxicological tests. For ecotoxicological tests, the cultivation of two new organisms was started Chironomus xanthus and Eisenia sp. - living in the sediment, to assess the response of both to the phenol, being this the part of the rivers where there is greater accumulation of contaminants, was also used Daphnia similis. The study was performed in three phases: adaptation phase, lasting 106 days, where the Processing System received an inoculum of anaerobic filter, tested for the removal of formaldehyde, First stage with the addition of 50 mg L-¹ phenol, with duration of 207 days, obtaining phenol removal efficiencies close to 100%, with an average of phenol concentration in the final effluent of 0,16 mg L-¹ and efficiency of DQO higher than 90%. Second phase with duration of 115 days , where the phenol concentration applied was gradually increased to the limit of 150 mg L-¹ determined by the destabilization of the anaerobic reactor, were obtained efficiencies in phenol removal of 99.7% and 95.4% of DQO, without reduction the nitrification and resulting in an final effluent according to the requirements for launching as per CONAMA 430/2011. The raw sewage containing phenol was toxic to Chironomus xanthus and Daphnia similis with CL(50)/96h 60 mg L-¹ and CE(50)/48h 50 mg L-¹, respectively. For the organism Eisenia sp., the tests indicated that there was no toxicity to phenol. The final effluent treated by this combined biological system, did not show and did not cause toxicity to any of the test organisms used, thereby indicating that its design and proposed operation, were able to produce an effluent that meets discharge standards for organic load and phenol, while preserving the rates for ammonia nitrogen / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil