Reduction of emerging micropollutants, organic matter, nutrients and salinity from real wastewater by combined MBR–NF/RO treatment

To study the possibility of producing better water quality from municipal wastewater, a membrane bioreactor (MBR) pilot plant with flat sheet (FS) and hollow fiber (HF) membranes coupled with another pilot plant equipped with nanofiltration (NF)/reverse osmosis (RO) membranes were operated to treat municipal wastewater from the wastewater treatment plant (WWTP) Rincón de León, Alicante (Spain). This study was focused on improving the quality of the permeate obtained from the MBR process when complemented by NF or RO stages with respect to salinity, organic matter and nutrients. Furthermore, the removal efficiencies of 10 EMPs were evaluated, comparing the reductions achieved between the wastewater treatment by MBR (adsorption to sludge and biodegradation) and the later treatment using NF or RO (mainly size exclusion). The results showed that the high quality of water was obtained which is appropriate for reuse with salinity removal efficiencies higher than 97%, 96% for total organic carbon (TOC), 91% for nitrates View the MathML sourceNO3- and 99% for total phosphorous (TP). High removal efficiencies were obtained for the majority of the analyzed EMP compounds.

Avaliação de Impacto Ambiental, Valorização do Efluente e dos Resíduos Sólidos da Indústria Corticeira

A preocupação com o meio ambiente, nomeadamente na descarga de águas residuais, consumo de água excessivo e produção de resíduos industriais, está cada vez mais presente no quotidiano. Devido a estas problemáticas, efetuou-se a avaliação de impacte ambiental (AIA) do processo produtivo das rolhas de cortiça naturais, tratamento das águas de cozedura da cortiça (estudo da possível reutilização do efluente tratado) e valorização de subprodutos – resíduo sólido (raspa de cortiça), sendo estes os objetivos propostos para a realização da presente dissertação. Na AIA, efetuada no decorrer das fases da Análise do Ciclo de Vida (ACV), foram selecionadas 8 categorias de impacte – aquecimento global, acidificação, dessecação, toxicidade e ecotoxicidade, eutrofização, consumo de recursos não renováveis e oxidação foto-química. A água de cozedura caracterizou-se por uma elevada carga poluente, apresentando elevada concentração de cor, Carência Química de Oxigénio (CQO), taninos e lenhina e Sólidos Suspensos Totais (SST). O processo de tratamento proposto consistiu num pré-tratamento por ultrafiltração (UF), com membranas de 30.000 e 20.000 MWCO, seguido de adsorção por carvão ativado (comercial e produzido a partir de raspa de cortiça). No tratamento por UF, utilizando uma membrana de 30.000 MWCO, foram obtidas percentagens de remoção para a primeira amostra de água de cozedura de 74,8 % para a cor, 33,1 % para a CQO e para a segunda amostra de 85,2 % para a cor e 41,8 % para a CQO. Posteriormente, apenas para a segunda amostra de água de cozedura e com uma membrana de 20.000 MWCO, as percentagens de remoção obtidas foram superiores, de 93% para a cor, 68,9 % para a CQO, 88,4 % para taninos e lenhina e 43,0 % para azoto total. No tratamento por adsorção com carvão ativado estudou-se o tempo de equilíbrio do carvão ativado comercial e do carvão ativado produzido a partir de aparas de cortiça, seguindo-se o estudo das isotérmicas de adsorção, no qual foram analisados os parâmetros da cor e CQO para cada solução. Os ajustes dos modelos teóricos aos pontos experimentais demonstraram que ambos os modelos (Langmuir e Freundlich) poderiam ser considerados, uma vez que apresentaram ajustes idênticos. Relativamente ao tratamento de adsorção em contínuo do permeado, obtido por UF com membrana de 20.000 MWCO, constatou-se que ambos os carvões ativados (comercial e produzido) não ficaram saturados, tendo em consideração os tempos de saturação estimados pela capacidade máxima de adsorção (determinada para a isotérmica de Langmuir) e as representações gráficas dos valores experimentais obtidos para cada ensaio. No ensaio de adsorção com carvão ativado comercial verificou-se que o efluente tratado poderia ser descarregado no meio hídrico ou reutilizado no processo industrial (considerando os parâmetros analisados), uma vez que até aos 11 minutos de ensaio a concentração da solução à saída foi de 111,50 mg/L O2, para a CQO, e incolor, numa diluição de 1:20. Em relação à adsorção em contínuo com carvão ativado produzido verificou-se no ensaio 4 que o efluente resultante apresentou uma concentração de CQO de 134,5 mg/L O2 e cor não visível, numa diluição de 1:20, ao fim de 1h22 min de ensaio. Assim, concluiu-se que os valores obtidos são inferiores aos valores limite de emissão (VLE) presentes no Decreto-Lei n.º 236/98 de 1 de Agosto. O carvão ativado produzido apresentou elevada área superficial específica, com 870 m2/g, comparativamente ao carvão comercial que foi de 661 m2/g. O processo de extração da suberina a partir de raspa de cortiça isenta de extraíveis, efetuado através da metanólise alcalina, apresentou percentagens de extração superiores aos restantes métodos. No processo efetuado em scale-up, por hidrólise alcalina, obteve-se uma extração de 3,76 % de suberina. A aplicação da suberina no couro demonstrou que esta cera apresenta enormes potencialidades, uma vez que a sua aplicação confere ao couro um aspeto sedoso, com mais brilho e um efeito de “pull-up”.

Influence of feed time and sulfate load on the organic and sulfate removal in an ASBR

The removal of sulfate and organic matter was assessed in an ASBR, which treated wastewater containing 500 mg COD L(-1) (3 g COD L(-1) d(-1)) in 8 h-cycles at 30 degrees C. The wastewater was enriched with sulfate at [COD/SO(4)(2-]) ratios of 1.34, 0.67 and 0.34 (8.8,4.5 and 2.2 gSO(4)(2-) L(-1) d(-1)). For each COD/[SO(4)(2-)] ratio fill times used were: 10 min (batch), 3 and 6 h (fed-batch), achieving sulfate reduction of 30%, 72% and 72% (COD/[SO(4)(2-)] of 1.34); 25%, 58% and 55% (COD/[SO(4)(2-)] of 0.67) and 23%, 37% and 27% (COD/[SO(4)(2-)] of 0.34), respectively, and organic matter removal of 87%, 68% and 80% (COD/[SO(4)(2-)] of 1.34); 78%, 75% and 69% (COD/[SO(4)(2-)] of 0.67) and 85%, 84% and 83% (COD/[SO(4)(2-)] of 0.34), respectively. The results showed that fed-batch operation improved sulfate reduction, whereas organic matter removals were similar for batch and fed-batch operation. In addition, increase in sulfate loading in the fed-batch operation improved organic matter removal. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

WATER RESOURCES SITUATION AT PIRACICABA, CAPIVARI AND JUNDIAI WATERSHEDS USING A DYNAMIC SYSTEMS MODEL

Using a dynamic systems model specifically developed for Piracicaba, Capivari and Jundia River Water Basins (BH-PCJ) as a tool to help to analyze water resources management alternatives for policy makers and decision takers, five simulations for 50 years timeframe were performed. The model estimates water supply and demand, as well as wastewater generation from the consumers at BH-PCJ. A run was performed using mean precipitation value constant, and keeping the actual water supply and demand rates, the business as usual scenario. Under these considerations, it is expected an increment of about similar to 76% on water demand, that similar to 39% of available water volume will come from wastewater reuse, and that waste load increases to similar to 91%. Falkenmark Index will change from 1,403 m(3) person(-1) year(-1) in 2004, to 734 m(3) P(-1) year(-1) by 2054, and the Sustainability Index from 0.44 to 0.20. Another four simulations were performed by affecting the annual precipitation by 90 and 110%; considering an ecological flow equal to 30% of the mean daily flow; and keeping the same rates for all other factors except for ecological flow and household water consumption. All of them showed a tendency to a water crisis in the near future at BH-PCJ.

Estudo económico-financeiro sobre a implementação de sistemas de uso eficiente da água numa habitação

Trabalho de Projecto de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Projeto de uma ETAR de 3200 habitantes equivalentes

A atividade humana e industrial usa a água para as suas atividades do quotidiano. A água é um recurso natural escasso cuja qualidade deve ser protegida, defendida, gerida e tratada em conformidade com o seu uso. Nesse âmbito, a gestão das águas prossegue objetivos de proteção da saúde humana e de preservação, proteção e melhoria da qualidade do ambiente[1]. Desde o final do seculo XIX até aos dias de hoje, verificou-se uma forte evolução nos sistemas de tratamento de águas residuais. Esta evolução foi fundamental para dar resposta às maiores exigências de qualidade do efluente tratado. O sistema de lamas ativadas é um dos processos de tratamento biológico das águas residuais mais usados em todo o mundo. Este trabalho consiste no desenvolvimento do projeto de conceção e dimensionamento de uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) para servir um pequeno aglomerado de cerca de 3200 habitantes equivalentes (hab.eq.), tendo como objetivo o dimensionamento de todas as etapas de tratamento necessárias ao cumprimento da legislação em vigor para a descarga das águas residuais urbanas no meio recetor. O Decreto-lei nº 152/97[2], relativo ao tratamento de águas residuais urbanas, juntamente com o Decreto-lei nº 149/2004[3] que identifica as zonas sensíveis e de zonas menos sensíveis, permitem que as entidades licenciadoras definam o grau de tratamento que a instalação deve possuir tendo em consideração a classificação do meio onde o efluente tratado é descarregado. O Decreto-Lei n.º 135/2009[1] estabelece o regime de identificação, gestão, monitorização e classificação da qualidade das águas balneares, impondo a qualidade microbiológica da água residual tratada mediante o meio recetor, e portanto conseguindo-se assim definir o tratamento de desinfeção a adotar. Resumidamente, a conceção do tratamento focou as seguintes etapas: tratamento preliminar formado por uma unidade compacta de tamisação, desarenador e desengordurador, tratamento secundário por lamas ativadas em regime de arejamento prolongado constituído por dois reatores com cerca de 400 m3 de volume seguido de um decantador com um diâmetro de 9.5 m, tratamento terciário de desinfeção composto por uma microtamisação seguido de desinfeção UV, e a utilização das operações comuns de espessamento e desidratação das lamas produzidas em excesso pelo tratamento, constituída por com um espessador gravítico com 4.6 m de diâmetro, e um filtro banda para a desidratação.

Caracterização do microbioma e dos perfis de resistência nos afluentes e efluentes de ETAR

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)

Evaluation of HA negatively charged membranes in the recovery of human adenoviruses and hepatitis A virus in different water matrices

Human adenoviruses (HAdV) and hepatitis A virus (HAV) are shed in the faeces and consequently may be present in environmental waters, resulting in an increase in pathogen concentration that can affect water quality and human health. The aim of this study was to evaluate an adsorption-elution method which utilizes negatively charged membrane HA to determine the efficient recovery of HAdV and HAV from different water matrices and to combine this procedure with a qualitative molecular method (nested RT-PCR and nested PCR). The best efficiency recovery was achieved in distilled water and treated wastewater effluent (100%) for both viruses and in recreational lagoon water for HAV (100%). The efficiency recovery was 10% for HAdV and HAV in seawater and 10% for HAdV in lagoon water. The viral detection limit by nested PCR for HAV in water samples ranged between 20-0.2 FFU/mL and 250 and 25 TCID50/mL for HAdV. In conclusion, these results suggest that the HA negatively charged membranes vary their efficiency for recovery of viral concentration depending upon the types of both enteric viruses and water matrices.

Quantification of thermotolerant campylobacter in Swiss water treatment plants, by real-time quantitative polymerase chain reaction

A total of 49 wastewater samples from 23 different wastewater treatment plants (WWTPs) were analyzed using real-time quantitative polymerase chain reaction for the presence and quantity of thermotolerant campylobacters. Thermotolerant campylobacters were detected in 87.5% (21/24) and 64% (16/25) of untreated and treated wastewater samples, respectively. Their concentration was sufficiently high to be quantified in 20.4% (10/49) of the samples. In these samples, the concentration ranged from 68 000 to 2292 000 cells/L in untreated wastewater and from 10 800 to 28 000 cells/L in treated water. We conclude that thermotolerant campylobacters present a health hazard for workers at WWTPs in Switzerland. [Authors]

Puhdistetun jäteveden patogeenit ja desinfiointitarve

Turun seudulla kuuden kunnan jätevesien käsittely keskitetään Kakolanmäen kallion sisälle rakennettuun jätevedenpuhdistamoon, joka otetaan käyttöön vuoden 2008 lopulla. Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla on varauduttu tulevaisuudessa kiristyviin lupaehtoihin sekä mahdollisiin puhdistetun jäteveden hygieenistä laatua koskeviin lisämääräyksiin jättämällä tilavaraus puhdistetun jäteveden desinfioimiselle ultraviolettivalolla. Diplomityössä on selvitetty vuoden kestäneessä tutkimusjaksossa 1.9.2006- 31.8.2007 Turun kaupungin keskuspuhdistamolta mereen johdetun puhdistetun jäteveden ja esiselkeytetyn ohitusveden hygieenisen laadun vaihtelua. Jäteveden desinfiointitarvetta on arvioitu tarkastelemalla jätevedenpuhdistamon hygieenistä puhdistustulosta ja jätevesien vaikutusta purkuvesistön hygieeniseen tilaan. Tutkimuksen perusteella virtaama ei vaikuttanut merkittävästi jäteveden ulosteperäisten bakteerien määriin. Sen sijaan jäteveden bakteeripitoisuudet laskivat alhaisissa lämpötiloissa. Lämpötilan vaikutus näkyi selkeämmin esiselkeytetyssä kuin puhdistetussa jätevedessä eli bakteerien poistumiseen aktiivilietevaiheen aikana vaikuttavat muut tekijät. Mitä tehokkaammin aktiivilietevaihe toimi, sitä tehokkaammin myös bakteereja poistui. Taudinaiheuttajabakteerit selvisivät puhdistusprosessista paremmin viileän kauden aikana. Puhdistetun jäteveden hygieeninen laatu ei täyttänyt uimaveden tai kasteluveden laatuvaatimuksia, joten desinfiointitarve olisi perustelua. Jätevesien vaikutus Turun edustan merialueen hygieeniseen tilaan näkyi ajoittain korkeina bakteeripitoisuuksina purkupaikan lähistöllä. Vielä ei ole suoraa näyttöä siitä aiheuttavatko jätevedet purkupaikan lähistön uimarannoilla terveydellisiä riskejä. Jäteveden UV-desinfiointi kannattava toteuttaa vain jos hygieeninen puhdistusvelvoite määrätään. UV-desinfioinnin mitoituksessa Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla tulee ottaa huomioon suurin sallittu hydraulinen painehäviö. Mitoitus voidaan tehdä puhdistamon käyttöönoton jälkeen kun tarvitut prosessimittaustiedot ovat saatavilla.

Development of bioreactors for nitrifying sewage

Nitrification is the biological oxidation of ammonium, first to nitrite and then to nitrate by two groups of aerobic, chemolithotrophic bacteria belonging to the family Nitrobacteriaceae. The biological nitrification in municipal wastewater treatment is important in those cases were ammonia removal requirement specially exist. In a trickling filter or in an activated sludge system nitrification is rate limiting and thus necessitates longer detention time. The combined carbon oxidation-nitrification processes generally have low population of nitrifiers due to a high ratio of BOD to total nitrogen in the effluent. This necessitates, separate carbon and nitrogen oxidation processes, which thus minimizes wash out ofthe nitrifiers. Therefore, a separate stage nitrification has become essential to achieve faster and efficient removal of ammonia from the wastewater. The present work deals with the development of bio reactor for nitrifying of sewage as the tertiary process so that the treated wastewater can be used for irrigation, algal culture or fish culture

Impacts of climate change scenarios on dissolved oxygen in the River Thames, UK

A water quality model is used to assess the impact of possible climate change on dissolved oxygen (DO) in the Thames. The Thames catchment is densely populated and, typically, many pressures are anthropogenic. However, that same population also relies on the river for potable water supply and as a disposal route for treated wastewater. Thus, future water quality will be highly dependent on future activity. Dynamic and stochastic modelling has been used to assess the likely impacts on DO dynamics along the river system and the probability distributions associated with future variability. The modelling predictions indicate that warmer river temperatures and drought act to reduce dissolved oxygen concentrations in lowland river systems

Utilização de esgotos domésticos tratados através de um sistema biológico na produção de mudas de Croton floribundus Spreng. (Capixingui) E Copaifera langsdorffii Desf. (Copaíba)

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

Aplicação de água residuária de suinocultura tratada em sistema de alagados construídos, via irrigação por gotejamento nas culturas de milho e de sorgo

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Avaliação da toxicidade sobre Ceriodaphnia dubia das águas dos rios Atibaia, Jaguari e efluente tratado de refinaria de petróleo

Ensuring availability of quality water for human consumption causes becomes an increasing number of studies for the analysis of effluent before and after treatment, so that its release into receiving bodies do not cause significant changes in the river water and on the biological communities related to them. The biomarkers of toxicity have long been used to verify the potential toxic effluent and its correlation with the treatment efficiency of them. In this context, the cladoceran Ceriodaphnia dubia stands out because it is a benthic aquatic organism highly sensitive to environmental changes. In this study, to evaluate the interference of the release of treated wastewater of oil refinery in Rio Atibaia, we sought to determine the toxicity on population dynamics of Ceriodaphnia dubia microcrustacean in water samples upstream and downstream from the launch site, compared with samples from Rio Jaguarí at the point of capture by the company itself and treated effluent. We have studied the number of offspring produced in 10 replicates, each starting with a test individual of up to 24 hours for each sample and correlated the results with physical-chemical and microbiological tests performed by a laboratory technician. For most tests, the results indicate that the treated effluent gives sub-lethal toxicity to the microcrustacean, as delay the onset of the reproductive cycle of the same