Opções de tratamento de águas residuais por sistemas clássicos de lamas activadas numa perspectiva de minimização de recursos aplicados

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária

Saneamento básico do fluxo cíclico para a inovação da NB 688

O estado actual do saneamento básico na Bolívia e noutros Países em desenvolvimento, por factores que exercem pressões sobre os recursos hídricos, é incompatível entre a oferta existente e a crescente procura de água. Cria-se um desequilíbrio, agravado pela distribuição temporal e espacial, bem como pela degradação acelerada dos meios receptores, devido ao forte crescimento demográfico das populações, novos hábitos de vida e desenvolvimento urbano e industrial, sem um adequado planeamento. A desejável adaptação da Norma Boliviana 688, apostando numa descentralização dos sistemas de tratamento de águas residuais como uma alternativa eficiente, eficaz e sustentável, pressupõe, um tratamento com uma tecnologia adequada. No presente trabalho propõem-se, dentro do enquadramento teórico no contexto adaptado à NB 688, os fundamentos dos modelos de saneamento básico do fluxo linear caracterizando-se por uma autodepuração impossível provocando um impacto ambiental irrecuperável, pois apresentam perda de nutrientes, sistemas de ligações unitários para as águas residuais, não existem estações de tratamento ou o funcionamento é deficiente. No entanto, o modelo do fluxo cíclico caracteriza-se pela autodepuração viável, capital ambiental sustentável e eficiente mediante as ligações dos sistemas separativos das águas residuais, disposição de estações de tratamentos, reutilização das águas residuais tratadas, inovando em termos de produtividade e de reutilização de nutrientes, fechando o ciclo da água e nutrientes. Inovar a Norma Boliviana 688 considerando um saneamento sustentável do fluxo cíclico, adaptadas para as diversas populações, protegendo a sua saúde, garantindo a implantação de estações de tratamentos eficientes descentralizadas, valorizando a qualidade das águas tratadas aptas para culturas de rega, oferecendo benefícios económicos, socias e ambientais.

Modelagem organizacional : o sistema comercial da Companhia de Saneamento do Parana - SANEPAR

Este trabalho estã centrado no estudo do caso -- Sistema Comercial da Companhia de Saneamento do Paranã - SANEPAR e consequentemente na apresentação de alternativas organizacionais voltadas para o estabelecimento de coerência entre objetivos, recursos e ambiência que envolvem esse sistema. Foi dese~volvido tendo como base teórica o modelo de anãlise organizacional sustentado por Jay R. Galbraith em ORGANIZATION DESIGN, 1977. Calcado num diagnóstico participativo, foi buscado o alcance de objetivos voltados para o conhecimento de aspectos do sistema, como transação ambiental, a natureza das tarefas, a estrutura e o processo de tomada de decisão. Para tanto, foi recomendado a aplicação de um IIMix Organizacional composto de 6 estrategias basicas, provenientes tanto da administração classica quanto da contingencial/orgânica. Pela situação organizacional encontrada, se concluiu que o Sistema Comercial da SANEPAR apresenta uma administração difusa e, bastante descaracterizada estruturalmente, o que compromete a eficiência de seu desempenho. Sua ãrea de competência/autoridade funcional, estã subordinada a um orgao de planejamento que, alem das suas atividades peculiares, tambem se encarrega da direção do Sistema Comercial. Essa situação incide na qualidade dos resultados finais necessarios, i. e, na eficacia e efetividade dos dois sistemas dentro do contexto em que atuam, visto estarem seus principais recursos, humanos, gerando decisões sem uma base informacional consistente e relevante e, dentro de um desenho estrutural que dificulta a consecução dos resultados. O mix recomendado visa dotar o sistema de maior capacidade de transaçao com o ambiente em geral, via uma administração estrategica calcada num desenho estrutural concebido para propiciar informação precisa, decisao relevante e alcance de resultados necessãrios. r proposto visando subordinar o sistema diretamente a uma Diretoria, emancipando-o da subordinação ao Planejamento e, elevando sua autoridade, ao mesmo nivel de importância dos principais sistemas da Empresa. Dessa forma, foi planejada uma atuação gerencial mais dinâmica e profissional ao sistema via processo de tomada de decisão lógico, releva~ te e conhecido. Assim, objetiva-se reduzir a niveis insignificantes a incerteza constatada, principal causadora dos atrasos e distorções ocorrentes no processo e alcance dos resultados desejados. Esses instrumentos, certamente, facilitarão as relações no interior do sistema e, deste, com o ambiente em geral, garantindo assim, a abertura do caminho rumo ao atinamento da eficácia e efetividade gerencial.

Habitabilidade na cidade sobre as águas: desafios da implantação de infra-estrutura de saneamento nas palafitas do Igarapé do Quarenta bairro Japiim Manaus/AM

The present research if inserts in the subject of the habitation of social interest and its relation with the sanitation infra-structure questions (sewer, water, draining and garbage). Having as study universe the narrow river of the Forty , situated one in the city of Manaus, capital of Amazon, approaches questions that if present between the necessities of housing and the especificidades of the natural environment, whose characteristics evidence limits for the implantation of adequate habitations. The objective is to analyze the possibilities and the limits of the urbanística regularization in the palafitas of the narrow rivers of Manaus, in view of the factors of habitability and ambient protection, expresses for the sanitation system - sanitary exhaustion, water supply, urban draining and garbage collection. The work approaches initially relative the conceptual aspects to the subject of social habitation in the country and its relation with the habitability factors, also focusing the question of the housing and the processes of urban informality in the city of Manaus. It deals with the process of constitution of the palafitas in the space of the city and its relation with the habitacionais politics, presenting the analysis of the implantation of the palafitas in relation to the sanitation infra-structure conditions (sewer, water, draining and garbage). As conclusion, it identifies to the possibilities and limits of urbanística regularization of the palafitas implanted to the long one of the narrow river of the Forty , taking in consideration the systems of the sanitation infrastructure

Caracterização dos resíduos esgotados de sistemas de tratamento individual de esgotos de Natal

In Natal still dominates the use of individual disposal systems for domestic sewage, once only 29% of the city has a sewarage system. Wastes that are accumulated in these individual treatment systems should be exhausted periodically, service provided by collector entrepreneurs. Some of these companies causing major damage to the environment. In Natal, only two companies have their own septage (RESTI) treatment system, which were designed with parameters from domestic sewage generating strain and inefficient systems. Therefore, the characterization becomes essential as a source of parameters for their design. Thus, this work presents the physical-chemical and microbiological characterization of waste pumped from individual sewage treatment systems. Samples collections were made weekly from 5 different trucks at the reception point on the treatment plant on the point of the preliminary treatment. From each truck it was taken 5 samples during the discharge in order to make a composite sample. Afterwards, samples were carried out to laboratory and analyses for determination of temperature, pH, conductivity, BOD, COD, nitrogen (ammonia e organic), alkalinity, oils, phosphorus, solids, faecal coliforms and helminth egg. The results were treated as a single database, and ranked according to its generating source (multi and single house, lodging, health, services and / or food), area of origin (metropolitan, south and north) and type of system (cesspits, septic tank and / or sink). Through these data it was possible to verify that the type of system adopted by most in Natal and the metropolitan region is cesspit, besides to confirm the difference between the septage of areas with a population have different social and economical characteristics. It was found that the septage have higher concentrations than domestic sewage, except for thermotolerant coliforms that showed concentrations of 1,38E+07. Among the parameters studied, is the median values identified for COD (3,549 mg / L), BOD (973mg / L) and total solids (3.557mg / L). The volatile fraction constitutes about 70% of the total solids of the septage. For helminths has been a median of 7 eggs/L. In general, the characteristics of the waste followed the variability found in the literature reviewed for all variables, showing high amplitudes

Remoção de matéria orgânica em sistemas de lagoas de estabilização no Nordeste brasileiro

Stabilization pond is the main technology used for treatment wastewater, in northeast Brazil, due to lower cost of deployment, operation and maintenance compared to other technologies. Most systems of stabilization ponds has been in operation for some time, on average 10 years of operation, receiving high organic loads and do not have good removal efficiencies of the main parameters for which have been designed. Therefore it is necessary to work to quantify the efficiency of current systems. This study evaluated the biodegradability of organic matter in raw sewage, the removal of organic matter in reactors and determination of the kinetic constant removal of organic matter (k), both in reactors and in raw sewage, based on the analysis made in the laboratory and through mathematical methods proposed in the literature, in nine systems stabilization ponds, located in Rio Grande do Norte. In relation the degradation kinetics in stabilization ponds, it was observed that many papers published in the literature were obtained in pilot-scale systems, which often, due to the action of external factors such as wind and temperature, these can t be considered as a reference in the analysis of the kinetic constant K, so the need for more research into systems of scale. This study had three distinct phases and simultaneous, routine monitoring, study of the daily cycle and the determination of kinetic constant of degradation of organic matter (K). The monitoring showed that the removal efficiencies of organic matter on most systems were lower than suggested by the literature, the best efficiencies of around 76% (BOD) and 72% (COD) and the worst of the order of 48% (BOD) and 55% (COD). The calculation of K in raw sewage (Ke) was within the range of variation expected in the literature (0.35 to 0.60 days-1). Already for the results obtained for K in the reactors (Kr), there were well below the values recommended in the literature (0.25 to 0.40 d-1 for complete mix and from 0.13 to 0.17 d-1 for flow dispersed), in line with the overloads that organic systems are subject

Avaliação da eficiência da remoção de matéria orgânica e microbiológica de três sistemas de lagoas de estabilização em série na Grande Natal-RN: Beira Rio, Jardim Lola I e Jardim Lola II

Waste stabilization ponds are the main technology in use for domestic sewage treatment in Rio Grande do Norte State (RN), northeast Brazil. The are around 80 systems, constructed mainly by municipal city halls, being series comprised by a primary facultative pond followed by two maturation ponds the most used configuration. Due to problems related with the production and destination of sludge and generation of bad odors, the designers have avoided the use of anaerobic lagoons. The majority of systems are rarely monitored to verify their efficiencies and to get new project parameters for future designing. This work has as purpose to make a diagnosis of efficiency of three series of waste stabilization pond series (WSPS) of Jardim Lola 1, Jardim Lola 2 and Beira Rio, located in the North Zone of the city of the Natal/RN, treating domestic raw sewage, on the removal of organic matter and thermotolerant coliform, comparing the operational conditions of the systems this inside of the bands foreseen in the project, through parameters BOD5, QOD, thermotolerant coliforms, dissolved oxygen, pH, temperature, ammoniac nitrogen, total and suspended solids. The work was carried through in the WSPS, all constituted by a primary facultative pond followed by two maturation ponds. Socioeconomic characteristics of population are predominantly low and all the plants are very near of the contributing basins. The series were monitored from of May the November of 2002, totalizing 20 collections of grab samples of raw sewage and ponds effluents between 8:00 and 9:50 h. The main aspect to be detached by the results was the great concentration of organic matter (BOD and COD) and microorganisms the raw sewage which were around two times more concentrated than those values foreseen one in project. Considering all series the highest removals of organic matter were observed in system Beira Rio (84 and 78% of BOD and COD, respectively), which presented high hydraulic detention time (TDH = 89 days). On the other hand, Jardim Lola 1 and Jardim Lola 2 presented a much lower values of HDT (36 days and 18 days respectively) and their removals of BOD and COD were the same (76% and 60%, respectively). The Beira Rio WSPS, was the most efficient verified in relation to solids and ammonia, proving the great influence of the operational variables such as HDT and applied surface organic loadings on the performance of pond series. Although the treatment plants have reached efficiencies of thermotolerant coliforms around 99,999%, the concentrations in the final effluent can be considered very high for launching in aquatic bodies, particularly those produced by Jardim Lola 1 and Jardim Lola 2 series

Simulação da oferta e demanda de recursos hídricos nas bacias dos rios piracicaba, capivarí e jundiaí: Uma análise em dinâmica de sistemas

A dynamic systems water resources simulation model was developed as a tool to help to analyze water resources management alternatives for the Piracicaba, Capivari and Jundiaí River Water Basins (BH-PCJ). Different politics policy were simulated for 40-year. The model estimates water supply and demand, as well as contamination load from several consumers. Six runs were performed using average precipitation value, changing water supply and demand, and different volumes diverted from BH-PCJ to BH-Alto Tietê For the Business as Usual, the Sustainability Index went from 0.41 in 2010 to 0.22 by 2050; the Water Use Index changed from 80.7% in 2010, to 125.5% by 2050; and the Falkenmark Index changed from 1,302 m 3 person -1 year -1 in 2010 to 774 m 3 P -1 year -1 by 2050. It was noticed that sanitation is one of the biggest concerns in the near future at PCJ River Basin.

Análise do desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água do município de Marabá

Análise do desempenho hidroenergético de Sistemas de Abastecimento de Água do Município de Marabá/PA, gerenciados pela Unidade de Negócios Tocantins (UNITO), da Companhia de Saneamento do Pará – COSANPA. O estudo foi realizado em 3 fases, tendo informações do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) e da COSANPA. Na fase 1 foi analisada a rotina operacional de abastecimento de água do sistema Nova Marabá - Cidade Nova (16.738 ligações) e do sistema Marabá Pioneira (2.093 ligações) no ano 2010, com ênfase nos volumes produzidos de água e no consumo e custo de energia elétrica; na Fase 2 foram determinados indicadores de desempenho hidroenergético; finalizando, na fase 3 é proposto procedimentos para a melhoria da gestão hidroenergética. Na pesquisa foi verificado que o volume total produzido de água de 15,8 milhões m³/ano requereu 8.817 MWh/ano, resultando em despesa de R$ 2 milhões/ano de energia elétrica, que foi o segundo maior item das despesas de exploração (32,2%) da COSANPA no município de Marabá. A despesa de energia elétrica por ligação foi de R$ 9,32/lig. ano e R$ 7,66/lig. ano nos sistemas da Nova Marabá – Cidade Nova e da Marabá Pioneira, respectivamente, com preço médio global do kWh consumido e despesa média de energia elétrica por metro cúbico de água produzido na Nova Marabá - Cidade Nova (0,23 R$/kWh e 0,14 R$ /m³) e da Marabá Pioneira (0,21 R$/kWh e 0,07 R$/m³), ocorrendo variação dos índices de intensidade energética (kWh/m³) nos SAA. Com o trabalho é proposto procedimentos para aumentar a eficiência do controle hidroenergético na operação dos sistemas, como setorização, macromedição, micromedição, automação, o que trará reflexos positivos na redução dos custos para o abastecimento de água no município de Marabá/PA.

Despoluição de águas superficiais e efluentes de piscicultura através de sistemas construídos de áreas alagadas (Constructed Wetland)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uso de sistemas construídos de áreas alagadas (Constructed Wetland System - CWS) para tratamento de efluentes

A large proportion of fresh water is greatly impaired due to increasing pollution; this could be minimized through the expansion of investment in sanitation programs. But the major problem faced by third world countries and developing ones in this respect, is the high cost of projects and their implementation. In an attempt to find a simple technology, efficient and inexpensive, this study aimed to verify the effectiveness of using constructed wetland systems (CWS) for removal of bacteria and nutrients from sanitary sewer effluent from the STS Piracicamirim - Piracicaba - SP. The installation of prototypes was followed, and testing prior to regularize the flow held, but due to malfunction of these and outages of the STS activity can not evaluate the effectiveness of both as to the parameters proposed: temperature, pH, dissolved oxygen, conductivity, total dissolved solids (TDS), nitrite, nitrate, ammonia, total nitrogen, total phosphorus, chemical oxygen demand (COD), sulfide, sulfate, biochemical oxygen demand (BOD), total coliform and Escherichia coli. To establish results about the effectiveness of these types if the system were conducted literature reviews of papers published with the same theme. Analysis of these results showed fairly good efficiencies in wastewater treatment, especially for nutrients and coliforms

Uso de sistemas construídos de áreas alagadas (Constructed Wetland System - CWS) tipo ascendente/descendente, para tratamento de efluentes avícolas

Human development and population growth during the twentieth century increased the water demand, tripling its consumption between 1950 and 1990. As the water streams were polluted; and as water is the source of minerals and also regulates vital functions, it becomes the vehicle of transmission and consequently spreads many diseases. Probably, the industries are the major responsible for this pollution when they dump untreated effluents to water streams, saturating the already insufficient net of sanitation facilities polluting water and soil. An effective treatment has been established with low cost in Europe and the United States, through constructed systems on wetlands Constructed Wetland Systems - CWSs, gradually used in other countries in the last three decades. Lately, we observe a continuous growth in Brazilian poultry business, and poultry industry showed greatest dynamism in the country, following the global market. Pondering this information and the efficiency of such treatment, this work aimed to study prototypes, in a laboratory scale, simulating ascending and descending types of CWSs, vegetated with aquatic macrophytes Eichhornia crassipes and the uses of aggregates and soil, to treat industrial wastewater from slaughterhouses and aviary. We conducted the initial characterization of the effluent to have an idea of its constituents and to scale the system and the continuous flow. Furthermore, we characterized the soil to be used in this system. The collects are periodically made in the refrigeration industry FRICOCK FRIGORIFICAÇÃO AVICULTURA INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. for local treatment simulation. The effluent that was treated with 12 prototypes of CWSs are analyzed with some frequency. The results of these reviews were compared to the effluent coming from the industry... (Complete abstract click electronic access below)

Comparação de eficiências do uso de sistemas construídos de áreas alagadas (Constructed Wetland Systems - CWS), tipos ascendente e descendente, para tratamento de efluentes

Water is an essential element for life. The use of this element, to support the community, defines it as water resource. This feature is being misused and degraded by the dumping of highly contaminated effluents. The impoverishment of its quality poses a risk to human consumption. The necessity to manage this resource, treating the wastewater properly, requires the constant improvement of treatment systems. Another need is to adjust the cost of systems to the demands of communities with less financial clout. This study aimed to adapt and understand the systems of wetlands, improving its efficiency, in an attempt to collaborate with the enrichment of this technology. The practical evidence, with lab-scale prototypes, assembled in ETE Piracicamirim with urban sewage effluent contributed to highlight the problems and operating system design. The bibliographic review showed that several studies had effectiveness for treatment. But it was evident the need for better understanding of dimensioning definitions that better attempted to the answers into the project. Moreover, standardization of system conditions for the specific wastewater treatment is an interesting field, identified, for future studies yet contribute to environmental engineering and sanitation

Indicadores para avaliação de efeitos de intervenções de saneamento básico: a questão da sustentabilidade

As intervenções de saneamento básico, ou seja, as obras para implantação ou ampliação de sistemas de abastecimento de água e de esgotamento sanitário têm sido relacionadas à redução das taxas de mortalidade infantil ocorrida no estado de São Paulo nas últimas décadas. De fato, a relação entre saneamento básico e saúde pública é antiga, principalmente no que se refere ao controle das doenças de veiculação hídrica. Entretanto, ela se mostra muito fraca, ou até nula, para regiões onde os índices de cobertura por redes de água e esgotos já se encontram em patamares acima da média nacional, como é o caso de grande parte dos municípios do estado de São Paulo. Uma abordagem do saneamento básico, sob o ponto de vista da complexidade de suas relações, considerando aspectos multidimensionais, faz-se necessária como forma de repensar o setor de forma mais ampla, fugindo do senso comum. O objetivo desta pesquisa foi identificar, analisar e descrever indicadores de sustentabilidade que pudessem estabelecer uma nova base para avaliação de efeitos de intervenções de saneamento básico, melhorando a determinação e acompanhamento dos impactos decorrentes, constituindo, então, uma matriz de indicadores específicos para a área, a partir da investigação dos conceitos de sustentabilidade e seus desdobramentos para o setor saneamento básico e o ambiente empresarial. Pesquisas em bases de dados públicas permitiram a identificação e seleção de indicadores multidimensionais para o saneamento, assim como a análise de correlação entre os indicadores selecionados possibilitou identificar possíveis benefícios de curto, médio e longo prazos, oriundos das intervenções de saneamento para os municípios do Vale do Ribeira. Utilizando modelos de organização de indicadores, como o Triple Bottom Line (TBL) e a matriz de indicadores FPSEEA, da Organização Mundial da Saúde (OMS), com algumas adaptações, foi possível agrupar os indicadores de forma a permitir uma visão integrada das dimensões da sustentabilidade e, dessa maneira, determinar que as intervenções de saneamento básico possuem relações sistêmicas com indicadores sociais, ambientais e econômicos, que possibilitem, a partir de sua execução, o estabelecimento de um círculo virtuoso para os municípios

Otimização não linear aplicada à operação de sistemas com múltiplos reservatórios para abastecimento de água.

O presente estudo considera a aplicação do modelo SISAGUA de simulação matemática e de otimização para a operação de sistemas de reservatórios integrados em sistemas complexos para o abastecimento de água. O SISAGUA utiliza a programação não linear inteira mista (PNLIM) com os objetivos de evitar ou minimizar racionamentos, equilibrar a distribuição dos armazenamentos em sistemas com múltiplos reservatórios e minimizar os custos de operação. A metodologia de otimização foi aplicada para o sistema produtor de água da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), que enfrenta a crise hídrica diante de um cenário de estiagem em 2013-2015, o pior na série histórica dos últimos 85 anos. Trata-se de uma região com 20,4 milhões de habitantes. O sistema é formado por oito sistemas produtores parcialmente integrados e operados pela Sabesp (Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo). A RMSP é uma região com alta densidade demográfica, localizada na Bacia Hidrográfica do Alto Tietê e caracterizada pela baixa disponibilidade hídrica per capita. Foi abordada a possibilidade de considerar a evaporação durante as simulações, e a aplicação de uma regra de racionamento contínua nos reservatórios, que transforma a formulação do problema em programação não linear (PNL). A evaporação se mostrou pouco representativa em relação a vazão de atendimento à demanda, com cerca de 1% da vazão. Se por um lado uma vazão desta magnitude pode contribuir em um cenário crítico, por outro essa ordem de grandeza pode ser comparada às incertezas de medições ou previsões de afluências. O teste de sensibilidade das diferentes taxas de racionamento em função do volume armazenado permite analisar o tempo de resposta de cada sistema. A variação do tempo de recuperação, porém, não se mostrou muito significativo.