Tratamento anaeróbio de efluente de curtume de acabamento associado a membranas de micro e ultrafiltração

Esta pesquisa teve por objetivo avaliar aspectos fundamentais para o emprego de processo anaeróbio associado a membranas de micro e ultrafiltração no tratamento de efluentes de curtume oriundos do processo de acabamento. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto composta de um reator anaeróbio de mistura completa com um volume útil de 40 L, uma unidade de microfiltração para separação de biomassa e uma unidade de ultrafiltração para reter no sistema compostos macromoleculares (taninos). O material constituinte das membranas era cerâmica e o diâmetro médio de poro, especificado pelo fabricante, da microfiltração foi 0,2 mm e da ultrafiltração 0,005 mm. A biomassa no reator anaeróbio foi inoculada para que a concentração inicial fosse de 7.000 mg/L de SVT, sendo a origem desta um reator UASB tratando efluente de uma fábrica de gelatina. O trabalho foi desenvolvido em três etapas, sendo utilizadas diferentes pressões nas membranas, a saber: na primeira etapa as membranas foram operadas com um pressão de 800 kPa, na segunda com uma pressão de 600 kPa e na terceira etapa a pressão utilizada foi de 400 kPa. A remoção de cromo foi superior a 95% em todas as etapas, sendo que a maior remoção ocorreu no conjunto reator anaeróbio e microfiltração. Este comportamento deveu-se à fixação deste metal na biomassa e à conseqüente retenção desta na operação de microfiltração. A remoção média de matéria orgânica, avaliada através do parâmetro DQO, para as três etapas estudadas foi 68,13%, 58,32% e 60,17% e, em todo o sistema, de 81,93%, 76,20% e 69,15%. Ocorreu remoção total dos sólidos suspensos já que o diâmetro de poro da membrana de microfiltração era 55,55% inferior ao diâmetro de poro utilizado nas membranas para determinação de sólidos suspensos. Já para sólidos totais, onde inclui-se os dissolvidos, esta eficiência variou de 42% a 63%.

Avaliação do coagulante orgânico Veta Organic utilizado em uma estação de tratamento de água para abastecimento público

O presente trabalho, desenvolvido na estação de tratamento de água de Novo Hamburgo, avalia uma alternativa aos tradicionais coagulantes metálicos. Esta alternativa é um coagulante orgânico de origem vegetal produzido na região metropolitana de Porto Alegre. Este coagulante a base de tanino extraído da acácia negra tem o nome comercial de Veta organic. Foi verificada, além da qualidade da água tratada, do custo do tratamento e do impacto ambiental gerado durante o processo de potabilização da água, a operacionalidade da ETA com o coagulante. Foram pesquisados os fenômenos físico-químicos que ocorrem na coagulação. Foram feitas análises dos principais resíduos do tratamento (água de lavagem dos filtros e lodo dos decantadores), definindo alguns parâmetros para sua disposição no solo. A caracterização dos efluentes do tratamento confirmou alguns preceitos da literatura, como a relação DBO/DQO e o alto teor de umidade. Outros parâmetros apresentaram valores divergentes dos publicados em outros trabalhos, sendo, provavelmente, o principal motivo a substituição do coagulante. Foi traçado um comparativo com o sulfato de alumínio, determinando vantagens e desvantagens da substituição do sulfato de alumínio pelo Veta organic. Este comparativo considerou aspectos relacionados à operação e manutenção da ETA, segurança e salubridade dos envolvidos com o processo de tratamento, qualidade e quantidade da água tratada, volume e contaminação dos resíduos do tratamento, custo para tratar um metro cúbico de água e adequação às leis, normas e portarias referentes a abastecimento público de água e poluição por despejos industriais. Os resultados deste trabalho permitiram verificar a redução na concentração de alumínio na água tratada e nos resíduos oriundos do tratamento com Veta organic em relação ao tratamento com sulfato de alumínio. Também, constatou-se a redução no volume de lodo gerado nos decantadores com o uso do Veta organic se comparado com os valores para quantidade de produção de lodo com sulfato de alumínio definidos em literatura. Foi determinado o aumento no custo do tratamento na ETA-NH com a introdução do novo coagulante. Além disso, foram feitas sugestões referentes à operação da estação que podem aumentar a eficiência do tratamento com o Veta organic, tendo sido abordadas questões relativas ao processo de tratamento, verificadas durante o trabalho de campo, com uso deste produto. A alteração mais importante na operação da ETA e que trouxe mais benefícios no tratamento com Veta organic foi a utilização de ar na retrolavagem dos filtros, tendo sido verificada a redução da cor e turbidez da água de lavagem dos filtros, com o auxílio do ar na lavagem, até valores estáveis.

Estudo da viabilidade econômica do reaproveitamento de resíduos orgânicos via suinocultura

A humanidade encontra-se em uma encruzilhada histórica: continuar com a forma desordenada de crescimento ou apostar em uma sociedade sustentável com orientação ecológica. Os sinais de fraqueza do ecossistema têm mostrado vários sinais de esgotamento. A manifestação desta realidade é o fato de estarmos vivendo em uma era de escassez de recursos e de dificuldades de expansão da base econômica das sociedades nacionais, de saturação dos depósitos de resíduos das sociedades. Aprende-se desde cedo que o lixo produzido diariamente deve ser jogado fora, que é sujo e fonte de problemas. A possibilidade da reciclagem de resíduos deve ocorrer de forma integrada e sistêmica, pois o que é resíduo para um é matéria-prima para outro. A tarefa de realizar um gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos adequado ambientalmente é uma tarefa que exige ações diferenciadas, articuladas e criativas. Existem várias alternativas possíveis para o tratamento adequado dos resíduos sólidos urbanos. O manejo dos resíduos sólidos pode diminuir e, em alguns casos, evitar muitos dos impactos negativos associados ao lixo. Como forma de diminuir a quantidade de lixo que é destinado aos aterros, pode-se utilizar a fração orgânica, a sobra do pré-preparo de alimentos, para a criação animal, mais precisamente para criação de suínos. Dentro do que foi estabelecido como objetivo deste estudo, verificou-se que a sustentabilidade econômica da criação de suínos com o reaproveitamento de resíduos orgânicos é possível de ser obtida. Foi possível por meio da metodologia desenvolvida apurar os custos de produção do suíno tratado com resíduo orgânico e do suíno tratado com ração comercial. Estes custos são de R$140, 27, para o primeiro e de R$153,15 para o segundo, tendo-se como padrão um animal de 100kg.

Aspectos clínicos e patológicos da circovirose suína no Rio Grande do Sul.

Este estudo incluiu 523 suínos, entre três e quatro meses de idade, com sinais clínicos sugestivos de circovirose. A maioria (471) desses animais foi recebida viva no Setor de Patologia Veterinária – SPV/UFRGS, onde foram avaliados clinicamente, eutanasiados e necropsiados. Os principais sinais observados foram caquexia, crostas eritematosas circulares na pele, alterações articulares, palidez ou icterícia de mucosas, diarréia, sinais respiratórios e sinais nervosos. Os principais achados macroscópicos foram linfadenomegalia, pulmões não colapsados, consolidações pulmonares, hiperqueratose do quadrilátero esofágico, esplenomegalia, rins pálidos ou amarelados com pontos brancos, ascite, hidropericárdio e hidrotórax. Fragmentos de pele, linfonodo inguinal, linfonodo mesentérico, tonsila, baço, íleo, cólon, fígado, rim, pulmão, coração e cérebro foram coletados e processados convencionalmente para histologia. As principais alterações microscópicas incluíram infiltrado linfoistiocitário e depleção centrofolicular em órgãos linfóides, infiltrado linfoistiocitário nos intestinos, pneumonia intersticial, hepatite portal mononuclear, nefrite intersticial e hiperplasia centrofolicular, edema e dilatação de vasos linfáticos dos intestinos e linfonodos. Amostras de cólon e íleo de 111 suínos que apresentavam conteúdo de consistência fluida foram coletadas e processadas para bacteriologia. Em 27 desses animais foram detectados agentes bacterianos patogênicos. E. coli foi o mais prevalente, mas Salmonella sp. e Brachyspira sp. também foram detectadas. Cortes de linfonodos mesentéricos, pulmões, rins e intestinos de 56 animais foram submetidos à imunoistoquímica com anticorpo policlonal anti-PCV2. Destes, amostras de 50 foram positivas. Os achados clínicos e macroscópicos desses animais foram compatíveis com circovirose, mas a associação de lesões histológicas características da doença com a presença do PCV2, demonstrada imunoistoquímicamente, foi diagnóstica.

Caracterização do intervalo desmame-estro e efeito de sua variação no desempenho reprodutivo de fêmeas suínas.

A influência da ordem de parto (OP) e da duração da lactação (DURLAC) sobre o intervalo desmame-estro (IDE) foi avaliada em 20669 registros de cobertura oriundos de duas granjas comerciais de suínos. As fêmeas foram classificadas de acordo com OP e DURLAC em quatro classes: OP 1, 2, 3-6 e >6; DURLAC 13-15 (somente na granja B), 16-19, 20-22 e 23-26 dias. As fêmeas também foram agrupadas, em oito classes, de acordo com o IDE sendo 0, 1, 2, 3-5, 6-8, 9-12, 13-18 e 19-21 dias. Mais do que 67% e 62% das fêmeas de todas as classes de ordem de parto e duração da lactação, respectivamente, concentraram seu estro entre 3 e 5 dias. Maior percentagem (P<0,05) de fêmeas de OP 3-6 mostraram estro no dia do desmame, em comparação às fêmeas de OP 1 e 2, em ambas as granjas. Fêmeas de OP 1 tiveram maior freqüência de estro (P<0,05) 6-8 dias após o desmame, quando comparadas com fêmeas de ordens de parto mais avançadas, nas duas granjas. Na granja A, fêmeas de OP 1 tiveram IDE mais longo que as fêmeas das outras ordens de parto (P<0,05). O IDE médio não excedeu 7 dias em nenhuma das classes de DURLAC e aumentou à medida que a duração da lactação aumentou (P<0,05). Na granja B, houve efeito da interação entre OP e DURLAC sobre o IDE. Quando foram consideradas as fêmeas de DURLAC 16-19 dias, o período lactacional mais freqüente, fêmeas de OP 1 tiveram IDE mais longo que fêmeas de ordens de parto mais avançadas (P<0,05). Fêmeas de OP 2 e 3-6 com DURLAC de 23- 26 dias tiveram IDE mais longo que fêmeas de outras classes de DURLAC (P<0,05). A freqüência de distribuição das fêmeas de acordo com o IDE e as conseqüências de sua variação no desempenho reprodutivo foram avaliadas na granja B. O IDE médio foi de 4,8 dias e o percentual de fêmeas manifestando estro até 2 dias após o desmame foi de 6,6%. As fêmeas em estro no dia do desmame tiveram taxa de parto inferior à das fêmeas com IDE >1 dia (P<0,05). Fêmeas com IDE de 1, 2, 6-8 e 9-12 dias tiveram taxa de parto menor que a das fêmeas com IDE de 3-5 dias (P<0,05). Fêmeas com IDE curto (0-2 dias) tiveram leitegada subsequente menor (P<0,05) que a das fêmeas com IDE de 13-21 dias. O tamanho da leitegada subsequente também foi menor nas fêmeas com IDE de 6-8 dias, em comparação às fêmeas com IDE de 3-5 dias (P<0,05). Os resultados mostram que o IDE é mais longo nas fêmeas primíparas e em lactações mais longas. O desempenho reprodutivo é influenciado pelo IDE, com o tamanho da leitegada sendo menos afetado que a taxa de parto. Uma redução substancial na taxa de parto é observada nas fêmeas com IDE de 0 e 1 dia.

Aplicação de instrumentos de gestão de recursos hídricos na bacia do rio Paranhana

As Políticas Nacional e Estadual de Recursos Hídricos – Lei Federal nº. 9.433, de 8 de janeiro de 1997 e Lei Estadual nº. 10.350, de 30 de dezembro de 1994, dispõem sobre uma série de instrumentos de gestão de recursos hídricos – outorga de direito de uso, enquadramento de corpos d’água em classes, cobrança pelo uso da água, planos de recursos hídricos e outros. No entanto, a operacionalização destes instrumentos, para que sejam aplicados de forma conjunta em uma bacia, necessita da proposição, aplicação e validação de metodologias que integrem tais instrumentos, através de ferramentas técnicas e de articulação institucional entre os componentes do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Este trabalho procura abordar a aplicação dos instrumentos de outorga de direito de uso, enquadramento de corpos d’água e rateio de custos. São analisados critérios de outorga de direito de uso e proposto um plano de investimentos em tratamento de efluentes na bacia do rio Paranhana-RS, de modo que as classes em que os corpos d’água da bacia estão enquadrados sejam atendidas ao menor custo para a bacia. Isto é realizado por meio de uma proposta de otimização dos níveis de tratamento de efluentes na bacia aliada a um esquema de rateio de custos e compensação financeira entre os usuários.Conclui-se que o critério de outorga que melhor sinaliza ao órgão gestor os níveis de atendimento às demandas é o critério da garantia de suprimento, que também consegue contemplar todos os setores usuários com garantias variadas, atendendo aos usos prioritários com maiores garantias, em detrimento aos usos menos prioritários. A proposta otimizada de investimentos em tratamento de efluentes na bacia resulta no atendimento às classes propostas pelo enquadramento com custos inferiores, para a bacia como um todo, aos necessários para o atendimento aos padrões de concentração dos lançamentos de efluentes exigidos pelo órgão ambiental. O esquema de compensação financeira entre usuários também torna a alternativa otimizada de níveis de tratamento de efluentes atrativa a cada um dos usuários, quando comparada aos custos que cada usuário teria ao cumprir os padrões de lançamento exigidos pelo órgão ambiental.

Controle preditivo de sistemas mistos lógicos-dinâmicos

O comportamento dinâmico de um sistema é tradicionalmente descrito por um modelo, em geral associado a um conjunto de equações diferenciais ou de equações de diferenças, onde as variáveis representam grandezas físicas. Sistemas complexos, principalmente na indústria de processos, incorporam elementos com comportamento dinâmico lógico, tais como atuadores e sensores ON-OFF (estados aberto/fechado) ou proposições lógicas (estados verdadeiro/falso). Estes sistemas são denominados “Sistemas Híbridos”, “Sistemas Mistos Lógicos-dinâmicos” ou, simplesmente, “Sistemas Mistos”. Neste trabalho, são apresentadas técnicas que, associando variáveis lógicas a estes elementos, e mediante a incorporação de restrições sobre as variáveis, permitem obter um modelo matemático do sistema misto. Neste caso, técnicas clássicas de controle não permitem a incorporação destas novas variáves e restrições. Como opção de controle de sistemas mistos, é então proposta e estudada uma técnica de controle preditivo baseado em modelo. São apresentados tanto a formulação teórica do problema de controle, quanto exemplos e simulações bem como um estudo de caso de sua aplicação sobre um sistema de equalização de uma planta de tratamento de efluentes.

Avaliação do potencial genotóxico de amostras ambientais da região hidrográfica da bacia do Lago Guaíba

O uso de bioensaios genéticos é uma importante ferramenta na avaliação da contaminação ambiental. Esta poluição, que em grande parte tem origem nas atividades humanas, é liberada no ambiente tendo como destino final, preferencialmente, os corpos d’água. No Rio Grande do Sul, a maior parcela da população e da produção interna do estado estão localizados na Região Hidrográfica do Lago Guaíba, sendo este, por conseqüência, um grande receptor de contaminantes urbanos, industriais e rurais. Neste contexto, o bivalve exótico Limnoperna fortunei (mexilhão dourado) foi escolhido, com base em dados de sua população e distribuição, como possível organismo biomonitor nesta região. Neste estudo, foram padronizadas as metodologias do ensaio cometa e teste de micronúcleos para hemócitos de L. fortunei. A sensibilidade dos mexilhões in vitro, foi avaliada pela exposição das células à radiação ultravioleta e in vivo pela exposição dos organismos aos agentes químicos com potencial genotóxico sulfato de cobre e pentaclorofenol. A radiação ultravioleta induziu uma relação dose resposta, com dano máximo, detectado pelo ensaio cometa, na dose de 4.2 J/m2. Para as avaliações in vivo, os organismos foram expostos aos agentes químicos por duas horas para o ensaio cometa e 24 e 48 horas para o teste de micronúcleos. Ambos compostos induziram danos gerando uma curva dose-resposta. O sulfato de cobre induziu a maior genotoxicidade na dose de 20 μg/ml, apresentando toxicidade em 48 horas de exposição. Para pentaclorofenol, o máximo de dano foi observado na exposição de 150 μg/L em ambos os ensaios. Animais expostos a pentaclorofenol apresentaram 100% de reparação do DNA 2 horas após a exposição. Em exposição dos mexilhões por sete dias a amostras ambientais contaminadas por compostos genotóxicos, também foi possível a detecção de danos por ambos os ensaios. Após a padronização das metodologias e verificação da sensibilidade, o mexilhão dourado foi utilizado para avaliar o potencial genotóxico de amostras de água superficial e sedimento da Bacia do Guaíba. As amostras de água e sedimento foram coletadas em oito pontos da Região Hidrográfica do Lago Guaíba, cinco na região de foz dos principais rios formadores do lago Guaíba (Gravataí, Sinos, Caí, Jacuí e Taquarí), um na foz do arroio Dilúvio, que corta a cidade de Porto Alegre, e em dois pontos dentro do lago Guaíba (Guaíba PC e Guaíba BR), próximo a locais de liberação de esgoto urbano (Guaíba BR e Guaíba PC). Foram avaliadas as estações do ano inverno e primavera e verão. Os moluscos foram coletados no Parque Estadual de Itapuã e aclimatados por no mínimo 7 dias em laboratório. Os organismos foram expostos por 7 dias as diferentes amostras ambientais, sendo trocado ¼ do volume de água e sedimento a cada 24h. Foi evidenciada indução de dano ao DNA pelas amostras do rio Jacuí, possivelmente relacionado com atividades de extração de carvão nesta região. As amostras do rio Taquari também induziram genotoxicidade, provavelmente como conseqüência da intensa liberação de efluentes da indústria alimentícia na região. Foi possível observar uma fraca relação entre a presença de elementos inorgânicos, detectada pelo método de PIXE (Próton Induced X Ray Emission), no corpo mole dos moluscos e a indução de danos ao DNA. No entanto, mais de 60% dos resultados positivos encontrados em ambos os ensaios, foram relacionados a locais com ampla liberação de esgoto (rio Gravataí, do arroio Dilúvio e os dois locais de coleta no lago Guaíba). Entendendo que a contaminação de origem urbana parece ser o maior problema dentro desta Região Hidrográfica, dois dos locais de coleta que sofrem com esta influência, Guaíba BR e Guaíba PC, foram mais detalhadamente avaliados em duas estações do ano, inverno e verão. Amostras de água superficial e de lixiviado de sedimento foram testadas por método direto quanto à indução de mutagênese pelo ensaio Salmonella/microsoma. Exemplares de L. fortunei, também foram avaliados em dois tipos de exposição: in situ, onde exemplares coletados diretamente nos locais avaliados foram avaliados sem tratamento no laboratório e exposição em laboratório, onde os animais foram coletados em Itapuã e expostos as amostras em laboratório. Apenas uma amostra de água superficial, Guaíba BR no inverno, apresentou mutagenicidade na linhagem TA98 em presença de ativação metabólica. Esta mesma amostra induziu danos ao DNA, detectados pelo ensaio cometa, em hemócitos de moluscos expostos em laboratório e coletados in situ e também aumentou a freqüência de micronúcleos em animais expostos in situ. As amostras do ponto Guaíba PC induziram aumento significativo de micronúcleos em moluscos expostos tanto em laboratório quanto in situ. A influência de elementos inorgânicos, detectados pelo método de PIXE nas amostras de água e no corpo mole dos moluscos, parece ser menos importante do que a contaminação por compostos orgânicos. Estes resultados salientam a forte influência de contaminantes orgânicos nesta região, destacando o biomonitoramento com o mexilhão dourado como uma importante ferramenta no diagnóstico deste tipo de contaminação.

Avaliação do processo de compostagem de resíduos sólidos urbanos

A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e a escassez de áreas para uma destinação final tecnicamente adequada, via implantação de aterros sanitários, faz com que tome importância a técnica de tratamento de resíduos sólidos orgânicos através das compostagem/vermicompostagem. Nesta pesquisa, foi realizada a avaliação destes processos, tendo sido observadas principalmente a influência da aeração e da umidade no desempenho destas técnicas de tratamento, em leiras de pequenos e grandes volumes. Nos experimentos, com leiras de pequenos volumes, realizados no IPH (Instituto de Pesquisas Hidráulicas) da UFRGS, utilizou-se resíduos sólidos de poda (resíduos verdes, com alta concentração de carbono) codispostos (misturados em peso) com resíduos vegetais da CEASA (Companhia Estadual de Abastecimento Sociedade Anônima) e lodos provenientes de estações de tratamento de esgotos sanitários. Nos experimentos, com leiras de grandes volumes, realizados na UTC – Unidade de Triagem e Compostagem de Porto Alegre, utilizou-se resíduos orgânicos domiciliares codispostos com os mesmos resíduos utilizados nos primeiros experimentos. Paralelamente aos experimentos de compostagem, avaliou-se os lixiviados produzidos nos sistemas. Na compostagem de grandes volumes, também foi observado o desempenho de banhados construídos de fluxo subsuperficial para o tratamento desses efluentes líquidos. com teores de resíduos verdes menores que 35 %, o que se justifica pela maior concentração de resíduos de característica facilmente biodegradável e de maior palatabilidade para os vermes. Em todos os experimentos de compostagem, verificou-se que o controle efetivo do processo pode ser realizado através da avaliação sistemática das temperatura e umidade das leiras. Evidenciou-se também que para regiões de clima similar ao de Porto Alegre, com elevadas precipitações principalmente no inverno, é necessário adotar dimensões adequadas ao sistema de compostagem “windrow” para áreas descobertas. Comprovou-se também a necessidade de manutenção da umidade na faixa entre 50% e 70 %, inclusive com reposição desta, mesmo na situação de inverno. A avaliação dos lixiviados da compostagem demonstrou que, com os substratos utilizados nos experimentos, as concentrações de DBO5, DQO e de outras variáveis são elevadas ao início do processo de decomposição, devido à solubilização dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes na matéria orgânica. Os lixiviados da compostagem possuem baixas concentrações de condutividade, DBO5, NH4 +, entre outros, quando comparados aos lixiviados de aterros sanitários. tratamento destes efluentes. Os resultados obtidos nos banhados construídos para baixas cargas hidráulicas (1cm/d) e concentrações de DBO5 do afluente abaixo de 150 mg/L apontaram uma eficiência média de remoção de 52,02%. No que se refere a nitrogênio (todas as formas), fósforo, metais, potencial redox e sólidos totais, as eficiências foram variáveis, com melhores resultados para nitrogênio amoniacal e fósforo. A compostagem pode ser considerada uma alternativa viável de tratamento de resíduos orgânicos, utilizando-se o processo “windrow” com revolvimento mecânico, mesmo em pátios descobertos em climas subtropicais. Neste caso, sugere-se que os lixiviados gerados nos primeiros dias de compostagem (30 dias aproximandamente) sejam recirculados e o excedente tratado em ETE. Pode-se, também, utilizar o sistema de banhados construídos como complementação, principalmente para a remoção de nitrogênio e fósforo.