Ocorrência e remoção dos protozoários patogênicos Giardia spp. e Cryptosporidium spp. em sistemas de tratamento de esgoto sanitário

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 % dependendo do método adotado, já para os oocistos as recuperações estiveram na faixa de 5,6 a 12,0 %. 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 % 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.

Flotação aplicada ao pós-tratamento do efluente de reator anaeróbio de leito expandido tratando esgoto sanitário

Este trabalho apresenta e discute os resultados de um estudo amplo e aprofundado sobre os principais parâmetros operacionais da flotação por ar dissolvido, utilizada no pós-tratamento de efluentes de um reator anaeróbio de leito expandido (RALEx), tratando 10 m3/hora de esgoto sanitário. Foram realizados preliminarmente ensaios utilizando o flotateste, unidade de flotação em escala de laboratório, para identificar as melhores dosagens de coagulante (cloreto férrico), o polímero mais adequado, dentre os 26 testados, e sua respectiva dosagem, o pH de coagulação adequado, o tempo (Tf) e o gradiente de velocidade (Gf) de floculação mais apropriados e a quantidade de ar (S*) requerida. Para obtenção das condições operacionais adequadas para a unidade piloto de flotação, os valores de Tf e de Gf foram variados de zero a 24 minutos e de 40 a 100 s-1, respectivamente. As concentrações de cloreto férrico e de polímero sintético variaram de 15 a 92 mg/L e de 0,25 a 7,0 mg/L, respectivamente. S* variou de 2.85 a 28.5 gramas de ar por metro cúbico de efluente e a taxa de aplicação superficial na unidade de flotação abrangeu de 180 a 250 m3/m2/d. O desempenho da flotação durante a partida do reator anaeróbio também foi investigado. O uso de 50 mg/L de cloreto férrico, de Tf igual a 20 min e Gf de 80 s-1, de S* de 19,7 g de ar por m3 de efluente e taxa de 180 m3/m2/d produziu excelentes resultados nos ensaios com a instalação piloto de flotação, com elevadas remoções de carga de DQO (80,6%), de fósforo total (90,1%) e de sólidos suspensos totais (92,1%) e com turbidez entre 1,6 e 15,4 uT e residuais de ferro de 0,5 mg/L, com remoção estimada, na forma de lodo, de 77 gramas de SST por m3 de efluente tratado. Nestas mesmas condições, no sistema RALEx+FAD, foram observadas remoções globais de 91,6% de carga de DQO, de 90,1% de carga de fósforo e de 96,6% de carga de SST. O emprego da flotação por ar dissolvido (FAD) mostrou-se alternativa bastante atraente para o pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios. Se a coagulação estiver bem ajustada, o sistema composto de reator anaeróbio seguido de unidade de flotação consegue alcançar excelente remoção de matéria orgânica, redução significativa da concentração de fósforo e de sólidos suspensos, além de precipitação dos sulfetos dissolvidos, gerados no reator anaeróbio. Bons resultados foram alcançados mesmo quando o reator RALEx produziu efluentes de baixa qualidade durante seu período de partida. Nesse período, o sistema de flotação atuou como barreira eficaz, evitando a emissão de efluente de baixa qualidade do sistema.

Reator de leito estruturado com recirculação submetido à aeração intermitente no tratamento de esgoto sanitário

The release of nitrogen compounds in water bodies can result in many environmental problems, so treat wastewater, such as sewage in order to remove not only organic matter but also nitrogen has been studied a few decades. From the above, the objective of this study was to evaluate the performance of a structured bed reactor, continuous flow, with recirculation, in removing organic matter and nitrogen present in wastewater under different cycles of intermittent aeration (AI) and to evaluate the influence of these cycles in the development of nitrifying bacteria (Oxidizing Bacteria Ammonia - BOA and Bacteria Oxidizing Nitrite - BON) and denitrifying (DESN) adhered (Support Material - MS) and suspension (Effluent - EF and sludge - LD). The reactor used has usable volume of 9.4 L. As support materials (MS) polyurethane foam was used, cut and fixed in PVC rods. 3 were worked aeration phases (AE) and non-aeration (AN) at different stage: Stage 1 (4 h EA / AN 2H); Stage 2 (2H EA / AN 1 h) and Phase 3 (2H EA / AN 2 h). During all hydraulic detention time phases was kept at 16 h and the effluent recirculated at a rate of 3 times the inflow. Were analyzed: pH, total alkalinity, temperature, chemical oxygen demand (COD), Biochemical Oxygen Demand (BOD), nitrogen Kjeldhl Total (NKT), ammonia-N-N-NH4+, nitrito-N-NO2+andnitrato-NO3-. The concentration of BOA, BON and DESN was determined using the number More Provável.gSSV-1 (NMP.gSSV-1). In phase 1 the percentage removal NTK N-NH4+ and NT was 76±10%, 70±21% and 67±10% respectively. In Phase 2 80±15% of removel NKT, 86±15% of N-NH4+ e 68±9% of removel NT e na Fase 3 de 58±20%, 72±28% and 41±6% of NKT, N-NH4+ of NT, respectively. The denitrification efficiency in stage 3 was over 70%, indicating that occurred in the reactor the process of simultaneous nitrification and denitrification (NDS). DQOT the removal percentages were 88 ± 4% in Phase 1, 94 ± 7 in Phase 2 and 90± 11% in Phase 3. The multivariate ANOVA applied to NMP.gSSV-1, it indicated that there was significant (F: 20,2, p <0,01) between the analyzed concentration of organisms AI in different cycles, but the differences between NMP.gSSV-1 depends not only isolated factors but of which means, and phase groups being analysis. From the results it is concluded that the working system is efficient in terms of nitrogen removal and organic matter, and that the stage with the highest availability of Dissolved Oxygen (DO) and C/N ratio (Step 2), was the one obtained the lower concentrations of organic matter effluents and N-NH4+. Hinted that there was a significant difference between the concentration (NMP.100mL-1) of the analyzed organizations (BOA, BON and DESN), but this difference does not depend on factors alone but of which means (MS, EF or LD), stages (1, 2 or 3) and groups (BOA, BON and DESN) is being considered.

Ácidos húmicos extraídos do lodo de esgoto sanitário e seus efeitos em plantas

O lodo de esgoto possui alto teor de matéria orgânica porém, também estão presentes diferentes poluentes e patógenos. Desta forma, neste trabalho foi extraído ácido húmico (AH) o qual é um composto resultante do fracionamento de substâncias húmicas que compreendem um grupo de compostos de carbono gerados na decomposição de resíduos orgânicos que sofrem ressíntese formando o húmus. O ácido húmico promove diversos benefícios nos vegetais, como crescimento, elongação celular, tolerância a estresses e aumento da permeabilidade da membrana plasmática. Com base nestas características, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos citogenéticos (ensaio Allium cepa), fisiológicos, anatômicos e bioquímicos do ácido húmico do lodo de esgoto sanitário. Foi realizada caracterização elementar do material para a definição das doses. Após 20 dias de tratamento, foram realizadas coletas do material e, posteriormente, analisadas. A caracterização química do AH indicou-o como bom condicionador para culturas apresentando elevadas taxas de C, H e N. Não foi observado efeito de toxicidade, citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade do AH. Foi verificado aumento expressivo de todos os pigmentos fotossintéticos vegetais nas concentrações mais altas (2 mM C L-1 e 4 mM C L-1). Houve aumento da expressão da ATPAse em todos os tratamentos e das enzimas do estresse oxidativo (CAT, SOD, APX, GST) em diferentes concentrações. A integração destas análises permitiu concluir que o ácido húmico do lodo de esgoto pode ser utilizado como adubo orgânico, pois foi observado benefícios no vegetal tais como maior crescimento vegetal e aumento da atividade nas enzimas do estresse oxidativo.

Estudo da lixiviação bacteriana de metais presentes em lodo de esgoto sanitário

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Infra-estrutura de esgoto sanitário no município de Belém: cobrança por serviços de esgotamento sanitário nas bacias hidrográficas do Reduto e do Una

A remuneração dos serviços de esgotamento sanitário no Brasil é feita geralmente através de tarifas calculadas proporcionalmente ao consumo de água, e empregada para a realização de serviços de operação e manutenção da coleta e tratamento dos esgotos sanitários, e também como fonte de recursos para provisão dessa importante infra-estrutura. O percentual varia de concessionária e corresponde ao volume de esgoto gerado após o consumo de água. Com esse critério de cobrança as concessionárias de saneamento têm demonstrado de forma indireta, o grau de utilização diferenciada que cada usuário faz do sistema de esgoto, porém também tem levantado questionamentos se o valor cobrado na tarifa de esgoto, com base num percentual do consumo de água, corresponde realmente à contribuição efetiva de esgoto às redes coletoras. Por outro lado, não se tem conhecimento de quais fatores interferem na cobrança por serviços de esgotamento sanitário e de como os diferentes percentuais adotados representam efetivamente a contribuição de esgoto à rede coletora, o que levou ao questionamento sobre sua legitimidade, já que nem toda água consumida retorna ao meio ambiente na forma de esgoto. O estudo realizado nesta dissertação tem como objetivo identificar quais os fatores e de que forma podem interferir na cobrança pela utilização de serviços de esgotamento sanitário. Foram adotados indicadores urbanísticos, técnicos e ambientais relacionados ao sistema de cobrança pelos serviços de esgotamento sanitário nas bacias do Reduto e do Una em Belém. Para analisar tais fatores, foram utilizados dados obtidos sobre a estrutura tarifária da concessionária estadual de saneamento, referentes ao serviço de esgoto, associados a índices urbanísticos adotados pelo planejamento urbano em Belém. Os resultados sustentaram a influência dos fatores identificados neste estudo na forma de cobrança por serviços de esgotamento, relacionados à contribuição de esgoto, a existência de sistema de tratamento e a cobrança pelo uso da água, não sustentando totalmente enquanto relacionados ao uso e ocupação do solo.

Proposta metodológica para a correção do coeficiente de retorno de esgoto sanitário em unidades com sistemas de aproveitamento de água pluvial

The use of rainwater for non-potable purposes generates a reduction in the consumption of treated water, however, this reduction is not observed in the generation of wastewater, as this is independent of the water source. In Brazil, the pricing on the services of collection and treatment of sewage, in general, is based on the coefficient of return of the sewage disposal system, which has a relation sewer / water proportional to the consumption of treated water measured at the consumer unit. The use of rainwater originating from utilization systems infer on the coefficient, underestimating the volume of wastewater generated. Therefore, this study presents a methodology for setting the coefficient of return. Different roof areas, reservoir volumes and rates of water consumption situations were simulated. The behavior of adjustment of the coefficient of return were also analyzed for the average area per capita roof (m² / inhabitant) of Rio Claro - SP. As a result, it can be seen that the adjustment of the coefficient of return is directly proportional to the increase of the roof areas and the volumes of reservoirs, and inversely proportional to the total water demand. The corrected coefficient of return showed the minimum value of 0.83 and a maximum value of 1.45, this variation corresponds to the maximum ratio between the demands of total water and rainwater, since the exploitation of rain water should be used only for non-potable uses, according to NBR 15527 / 07. To the municipality of Rio Claro - SP was noted an adjustment of the coefficient of return ranging from 0.99 to 6.61

Estimativa da correção do coeficiente de retorno de esgoto sanitário em habitações com sistemas de aproveitamento de água pluvial: estudo de caso da cidade de Bauru (SP)

Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental - FEB

Avaliação da persistência de microrganismos patogênicos em solo cultivado com eucalipto e fertilizado com lodo de esgoto sanitário

Pós-graduação em Ciência Florestal - FCA

Avaliação da eficiência do reator UASB compartimentado (RUC) tratando esgoto sanitário de Ilha Solteira com diferentes carregamentos orgânicos

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Remoção de matérias orgânica e nitrogenada de esgoto sanitário em reator de leito estruturado, em escala piloto

O processo de nitrificação e desnitrificação simultâneas (NDS) permite alcançar a remoção combinada de matérias carbonácea e nitrogenada em uma única unidade. O reator de leito estruturado, com biomassa imobilizada e recirculação interna, apresenta características positivas para que estes processos envolvidos ocorram, tais como propiciar a formação de biofilme e evitar a colmatação do leito. Esta configuração tem sido estudada com êxito em reatores em escala de bancada para tratamento de esgoto. Nesta pesquisa foi utilizado um reator de leito estruturado em escala piloto com a finalidade de avaliar sua implantação, eficiência e estabilidade tratando esgoto doméstico em condições reais para futura aplicação em pequenas comunidades, condomínios residenciais entre outros como sistema descentralizado. O reator foi construído em fibra de vidro, de formato cilíndrico, com diâmetro interno de aproximadamente 0,80 m e 2,0 m de altura. O volume total foi de aproximadamente 0,905 m3 e o volume útil de 0,642 m3. A operação foi realizada sob condições de aeração contínua e intermitente e os tempos de detenção hidráulica (TDH) testados foram de 48, 36 e 24 horas. A remoção de DQO manteve-se acima de 90% com TDH de 48 e 36 horas. A melhor eficiência de remoção de nitrogênio total foi de 72,4 ± 6,4%, sob TDH de 48 horas e a aeração intermitente, com 2 horas de aeração e 1 hora não aerada. A concentração de oxigênio dissolvido (OD) média de 2,8 ± 0,5 mg.L-1 na fase aerada e temperatura média de 24,7 ± 1,0 °C. Nesse mesmo período, a eficiência média de remoção de DQO foi de 94 ± 4 %. Apesar das dificuldades apresentadas no controle da aeração, as eficiências das remoções obtidas indicaram que o reator de leito estruturado e aeração intermitente (LEAI) se apresenta como uma alternativa promissora em escala plena, requerendo ajustes para construção e incremento da estabilidade da NDS.

Avaliação do custo de construção em função do traçado da rede coletora de esgoto sanitário

Um dos principais entraves para expansão do Sistema de Esgotamento Sanitário no país é o alto custo da implantação da rede coletora de esgoto, uma vez que está relacionada diretamente com a profundidade. Considerando este problema, o presente trabalho apresenta dois diferentes estudos de traçados de rede coletora do tipo separador absoluto para o município de Santa Cruz do Arari – Marajó – Pará, a fim de encontrar a menor profundidade e consequentemente o melhor custo. Primeiramente, foram elaborados dois traçados de rede coletora de esgoto na área com maior concentração populacional sendo dimensionado conforme as normas técnicas existentes. A partir dos levantamentos quantitativos de cada traçado, foram realizadas planilhas orçamentárias com a possibilidade de comparar entre si o menor custo de rede. Embora houvesse pequena diferença de comprimento entre os dois traçados, o item que mais pesou foi à profundidade ao longo da rede. No trecho de chegada da Estação Elevatória de Esgoto, a profundidade teve 4,90 m e 4,77m, para o Traçado Nº 1 e para o Traçado Nº 2, respectivamente. Logo, o que melhor apresentou o custo total foi o Traçado Nº 2, com valor total de R$ 913.867,54 versus R$ 1.021.818,11 do Traçado Nº 1, representado uma economia de R$ 107.950,56 para o mesmo local. De acordo com os resultados obtidos, foi possível avaliar que o estudo de traçado de rede coletora de esgoto se torna importante para qualquer local, como neste estudo de caso, onde o município apresenta grandes dificuldades de acesso para a implantação do sistema de esgotamento sanitário.

Análise do limite da capacidade de escoamento de esgoto sanitário em tubulação interceptora assentada em área urbana

O objetivo deste trabalho foi analisar o limite da capacidade de escoamento de esgoto sanitário em tubulação interceptora assentada na área urbana do município de Belém – PA. Para isso, foram considerados a Bacia de Esgotamento 5 (BE 5), as projeções populacionais e de produção de esgoto (2010-2030) da área oficial com coleta e transporte de esgoto da BE 5 (Área 1) e da área total dessa Bacia (Área 2), os 100m (cem) do interceptor assentado na BE 5 (chegada da Estação Elevatória de Esgoto do Una), bem como as informações identificadas dessa tubulação e a alteração de declividade proposta neste trabalho. Foi executado o dimensionamento hidráulico e verificou-se que na Área 1, para todas as declividades escolhidas, o interceptor terá capacidade de escoamento no período de 2010-2030, chegando a lâmina líquida máxima de 0,225 em 2030. No entanto, para a Área 2 verificou-se que a capacidade de escoamento terá comprometimento, quando utilizamos três das sete declividades estimadas, chegando a lâmina líquida máxima de 0,950 em 2030, indo de encontro ao recomentado na NBR 9649/1986 Projeto de Rede Coletora de Esgoto Sanitário (0,750). Recomenda-se, neste caso, a reestruturação/ampliação do sistema de coleta e transporte de esgoto da BE 5, em virtude do aumento populacional e de produção de esgoto, resultante da nova divisão de Bacias de Esgotamento realizado no PDSES (2010).

Interferência do método de previsão populacional no desempenho hidráulico de uma rede coletora de esgoto sanitário

The non existence of sewage services creates an unhealthy environmental, causing impact extremely prejudicial to the human health. In Brazil, this item represents the biggest deficit in the basic sanitation these days, and only about 50% of the population is attended. The sewage collection network is a needful system for the basic sanitation. Between the parameters of the project of a system of collection and sewage transportation, the definition of the population that will be attended is one of the most important variables, and that should be done based on criterion of population growth and in accordant to directrix presents in the comprehensive city plan. In this paper, were evaluated methods of growth based on the geometric growth rate, on the population density and on the number of residents per dwelling, and also mathematics models of growth prediction, emphasizing in the geometric growth and on the logistic curve method. That way, the goal of this paper were value the hydraulic performance in one of the watersheds delimited by the sewage network magnification work existent in the city of Cacoal–RO. Using simulation with different scenarios, the results pointed that the hydraulic performance of the system were strongly affected by the population determination method used. For the same drained area the diameters range from 150 to 250 mm as well as the trench’s deep, where some stretches exceeded the maximum values contained in the standard. Besides, the variation of the sewage contribution rate due the population variation estimated in different scenarios, led to alterations in others important project parameters, such as slope, shallow pool, tensile stress and spreading velocity