Influência da configuração da célula combustível microbiana na geração de energia elétrica a partir da degradação de compostos orgânicos

Nessa pesquisa foram testadas tanto CCM com membranas e sem membranas que tinham por característica reproduzir sistemas de tratamento de esgoto sanitário. A etapa experimental desse trabalho foi dividida entre o Brasil (ensaios com CCM sem a MTP e utilizando esgoto sanitário) e Portugal (ensaios com CCM tradicionais de uma e duas câmaras, utilizando água residuária sintética e a bactéria Lactobacillus pentosus). A execução em dois locais diferentes resultou em um maior aprofundamento e desenvolvimento da pesquisa. As CCM foram avaliadas principalmente quanto ao potencial elétrico e eficiência da degradação de compostos orgânicos (esgoto sanitário e água residuária sintética). Para os dados obtidos no Brasil, as três configurações apresentaram maior diferença na potência em função do modo de operação. A operação intermitente apresentou a maior potência (11 mW/m2) para a CCM cilíndrica de fluxo ascendente, enquanto que operação continua a maior potência (4,2 mW/m2) foi obtida para a CCM retangular de fluxo horizontal, a qual também apresentava uma maior facilidade na manutenção quanto aos eletrodos (adição/remoção). A CCM cúbica de fluxo ascendente devido a sua concepção simples demandava um sistema complementar para o aumento da remoção de DQO. Apesar da baixa potência mensurada para os ensaios realizados no Brasil há de se pontuar que os mesmos foram obtidos para reatores sem membranas e utilizando o esgoto sanitário, o qual apresentou grande sazonalidade. Para a etapa realizada em Portugal, foi possível realizar quinze diferentes ensaios e mais um ensaio específico de crescimento. A maior potência (10,37 mW/m2) foi obtida para CCM de câmara dupla operada de modo contínuo para um tempo de detenção hidráulico (TDH) de 20 horas. A maior potência obtida para a CCM de câmara única foi de 5,53 mW/m2 quando houve a adição do extrato de levedura (função teórica de mediador). A potência da CCM, na maioria das vezes, esteve relacionada à proporção de sólidos voláteis e totais, SV/ST, quantidade de bactérias, pH, características de operação e por fim a configuração da CCM. O ensaio de crescimento revelou a correlação da potência em função da quantidade de bactérias inseridas da massa do biofilme (SV) e mostra-se como uma ferramenta na avaliação da potência das CCM.

Tratamento anaeróbio de resíduos orgânicos com baixa concentração de sólidos

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o desempenho de reator anaeróbio compartimentado no tratamento de resíduos sólidos orgânicos com baixa concentração de sólidos. O reator anaeróbio compartimentado possuía capacidade unitária de 2.200 litros, era dividido em seis câmaras de iguais dimensões e foi operado com tempo de retenção de sólidos de 90 dias. Os resíduos sólidos orgânicos utilizados para alimentação do reator eram constituídos de resíduos sólidos vegetais e de lodo de esgoto sanitário na proporção de 80% e 20%, respectivamente. A mistura desses dois tipos de resíduos originava o substrato, o qual, após a correção da umidade para 95% (percentagem em massa), era alimentado ao reator. A eficiência de redução de material carbonáceo situou-se em torno de 80%, com carga orgânica aplicada de 9,3 kg R SO m-3 dia-1. A taxa de produção de biogás obtida foi de 5,6 L kg-1substrato (base úmida), com percentagem em volume de 50% de gás metano.

Efeito da taxa de carregamento sobre a remoção de poluentes de esgoto em sistemas alagados construídos

Objetivou-se estudar o efeito da taxa de carregamento sobre a eficiência de sistemas alagados, construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SAC-EHSS), em remover poluentes de esgoto sanitário. Os SAC-EHSS foram alimentados com efluente proveniente de tanque séptico, sob taxas de carregamento orgânico volumétrico (TCO V) de 53 a 231 g m-3d-1 de demanda química de oxigênio (DQO total) e as associadas taxas de carregamento (TC V) de demanda química de oxigênio solúvel, sólidos suspensos totais (SST), nitrogênio total (N-Total) e fósforo total (P-Total). Para avaliação de desempenho dos SAC-EHSS, as mesmas variáveis foram quantificadas em seu efluente. Relação linear e positiva foi obtida entre as taxas de remoção de DQO total, DQO solúvel e SST, e as TC V, nas faixas em que foram aplicadas, além de não terem sido observados efeitos negativos desta variável sobre a eficiência na remoção desses poluentes. As taxas de remoção de N-Total e P-Total não apresentaram, entretanto, tendência de aumento com a TC V aplicada nos SAC- EHSS, cultivados com taboa e utilizados no tratamento de efluente sanitário. As cargas aplicadas desses nutrientes devem ser consideradas referenciais no dimensionamento desses sistemas, caso se queira maximizar a remoção global de poluentes da água residuária.

Plano diretor setorial do sistema de esgotamento sanitário: alternativas de concepção para a área de maior adensamento populacional do município de Belém - PA

São propostas concepções para subsidiar o planejamento da ampliação da coleta, tratamento e destino final de esgoto no município de Belém, mais especificamente na área de maior densidade populacional, que apresenta 1.143.946 habitantes e baixo índice de atendimento com Sistema de Esgotamento Sanitário (SES). Para isso, são necessárias ações voltadas à expansão dessa infra-estrutura, o que deve ocorrer de forma sustentável, eficiente, integrada e planejada. No trabalho são analisados estudos e projetos anteriormente realizados na área em questão, diagnosticado o SES existente, elaborada a projeção populacional no período de 2005-2025 e calculada a demanda de esgoto nos próximos 20 anos, para, então, serem formuladas as alternativas de concepção. As 6 (seis) alternativas de concepção são fundamentadas na descentralização progressiva do SES, apresentando variações no número de Estações de Tratamento de Esgoto - ETEs e nas características de coleta e transposição de esgoto sanitário entre as bacias de esgotamento e de localização das ETEs. A melhor alternativa foi a de número 3 (três), que apresenta tratamento de esgoto o mais próximo do local de geração. O trabalho pretende contribuir na tomada de decisão para ampliação do SES no Município de Belém.

Ozonizaçãoe peroxização de efluente sanitário proveniente de alagados construídos e reator compartimentado anaeróbio/aeróbio visando reuso

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

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 reator aeróbio de leito fluidizado com circulação como dispositivo de pós-tratamento do efluente de um reator uasb compartimentado tratando esgotos sanitários

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Viabilidade financeira da implantação do projeto de construção da estação de tratamento de esgotos - ETE - do Município de Lençóis Paulista - Estado de São Paulo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-tratamento físico-químico por flotação de efluentes de reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB)

O emprego da flotação por ar dissolvido (FAD) para o pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios aparenta ser atraente considerando algumas características desse processo físico-químico. A FAD é reconhecidamente um processo de alta taxa, particularmente eficiente na remoção de material particulado em suspensão e de flocos produzidos pela coagulação química de águas residuárias. Além disso, há produção de lodo espesso e provavelmente arraste de parcela de gases e de compostos voláteis, presentes nos efluentes anaeróbios. Entretanto, a concepção de sistemas de FAD deve ser precedida por ensaios em unidades de flotação em escala de laboratório, permitindo a determinação dos principais parâmetros do processo. Neste trabalho, são apresentados e discutidos os resultados obtidos em laboratório e em instalação piloto de flotação com escoamento contínuo recebendo efluente de reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), com 18 m3 de volume, tratando esgoto sanitário. Os ensaios em unidade em escala de laboratório foram realizados utilizando diferentes dosagens de cloreto férrico (entre 30 e 110 mg/L) ou de polímero catiônico (entre 1,0 e 16,0 mg/L), atuando como coagulantes. Além disso, foram estudadas as condições de floculação (tempo de 15 e de 25 min, e gradiente médio de velocidade de floculação entre 30 e 100 s-1) e diferentes valores de quantidade de ar fornecido ao processo (S*, entre 4,7 e 28,5 g de ar por m3 de efluente). Com a instalação piloto de FAD foram realizados apenas ensaios preliminares variando-se a taxa de aplicação superficial (140 e 210 m3/m2/d) para diferentes valores de S* (14,8 a 29,5 g de ar por m3 de efluente). Com o emprego de dosagem de 65 mg/L de cloreto férrico, de tempo de 15 min e gradiente médio de velocidade de floculação de 80 s-1 e de 19 g de ar por m3 de efluente, foram observados excelentes resultados em laboratório, com elevadas remoções de DQO (89%), de fosfato total (96%), de sólidos suspensos totais (96%), de turbidez (98%), de cor aparente (91%), de sulfetos (não detectado) e NTK (47%). Considerando o sistema UASB e FAD, nos testes em laboratório, foram observadas remoções globais de 97,7% de DQO, de 98,0% de fosfato total, de 98,9% de SST, de 99,5% de turbidez, de 97,8% de cor aparente e de 59,0% de NTK. Nos ensaios com a instalação piloto de FAD, o sistema apresentou remoções de 93,6% de DQO, de 87,1% de SST, de 90% de sulfetos e de 30% de NTK.

Influência da pressão e da vazão de concentrado sobre o desempenho de ultrafiltração no pós-tratamento de esgotos

Despite the numerous advantages resulting from the use of membrane filters technology, intrinsic limitations fouling process become relevant to its applicability. The control of operating conditions is an important tool to mitigate fouling and achieve good levels of efficiency. In this sense, the objective of this study was to investigate the effect of transmembrane pressure and concentrate flow in the performance of ultrafiltration, applied to the post-treatment of domestic sewage. The process was evaluated and optimized by varying the pressure (0.5 and 1.5 bar) and the concentrate flow (300 and 600 L/h), using a 22 factorial design, in order to investigate the effects on the permeate flow and quality of effluents generated at each operating condition. We evaluated the following quality indicators for permeate: pH, electrical conductivity, total suspended solids, turbidity, calcium and Chemical Oxygen Demand (COD). In all tests, we observed marked reduction in the permeate flux at the early stages, followed by a slow decline that lasted until it reaches a relatively constant level, around 120 minutes of filtration. The increased pressure resulted in a higher initial permeate flux, but the decrease of the flow with time is greater for tests at higher pressure, indicating a more pronounced fouling process. On the other hand, increasing the concentrate flow resulted in a slower decline in permeate flux with the filtration time. Regarding the quality of permeate, the transmembrane pressure of 0,5 bar was the one that allowed better results, and was statistically confirmed through the two-way ANOVA test with repeated measures, significant effect of pressure on the turbidity of the permeate. The concentrate flow, in turn, showed no significant influence on any of the quality parameters. Thus, we conclude that, from an economic and environmental point of view, it is more interesting to operate ultrafiltration membrane system with a lower concentrate flow associated with a low transmembrane pressure, since under these conditions will produce less waste, and the permeate will present lower concentrations of the analyzed constituent, especially lower turbidity.

Plano Nacional de Saneamento Básico

A problemática ambiental, que começa a ganhar novos contornos na década de 70 do Século XX e passa a ser foco de atenção e debate de instituições governamentais e da sociedade civil, não só por causa do impacto no ambiente natural, como também na saúde humana, faz que o campo do saneamento passe a incorporar, além das questões de ordem sanitária, as de ordem ambiental. Certamente por isso surge o conceito de saneamento ambiental, que abrange o saneamento básico (abastecimento de água, esgoto sanitário, gestão de resíduos sólidos e gestão de águas pluviais) bem como os aspectos relacionados com a poluição do ar, poluição sonora, o controlo ambiental de vectores e reservatórios de doenças; a promoção sanitária e o controlo ambiental do uso e ocupação do solo, tendo a finalidade de promover e melhorar as condições de vida urbana e rural, entre outros. De notar que, nos países desenvolvidos, onde as questões básicas de saneamento ambiental já foram superadas há muitas décadas, as acções de saneamento são tratadas no quadro das intervenções de infra-estruturas do meio urbano; nos países ditos em desenvolvimento e nos subdesenvolvidos, onde os serviços de saneamento ambiental são extremamente deficientes ou inexistentes, conduzindo à disseminação de enfermidades e óbitos, nomeadamente entre a população infantil, as acções de saneamento ambiental deveriam ser encaradas como uma medida básica de saúde pública. Essa abordagem aproximaria as políticas de saneamento ambiental às políticas sociais. O estado de saneamento em que se encontra Cabo Verde obrigou a que nesta fase se concebesse um plano de saneamento básico, contemplando por conseguinte o abastecimento de água, recolha e tratamento de águas residuais, gestão de águas pluviais e resíduos sólidos urbanos, cujo objectivo é propor acções prioritárias para um horizonte de três anos, com vista, por um lado, a mitigar os potenciais impactes negativos resultantes da insalubridade do meio e, por outro, apresentar uma proposta de quadro legal e institucional que garanta a sustentabilidade do sector do saneamento, tanto do ponto de vista técnico como social e ambiental. Esta opção justifica-se, pois em termos de articulação e integração institucional, as acções das diferentes componentes e instituições da área de saneamento são geralmente promovidas de forma fragmentada no âmbito da estrutura administrativa governamental. Tal prática tem provocado, na maioria das vezes, pulverização de recursos financeiros, materiais e humanos. Esta realidade é facilmente percebida na área de saneamento básico, podendo ser citado, por exemplo, as acções de operação e manutenção do sistema de drenagem de águas pluviais, que desenvolvidas por um órgão específico, são completamente desarticuladas daquelas da limpeza pública e recolha e tratamento de águas residuais, facto que influencia negativamente a eficácia e eficiência deste sistema.

2010Plano Nacional de Saneamento Básico

A problemática ambiental, que começa a ganhar novos contornos na década de 70 do Século XX e passa a ser foco de atenção e debate de instituições governamentais e da sociedade civil, não só por causa do impacto no ambiente natural, como também na saúde humana, faz que o campo do saneamento passe a incorporar, além das questões de ordem sanitária, as de ordem ambiental. Certamente por isso surge o conceito de saneamento ambiental, que abrange o saneamento básico (abastecimento de água, esgoto sanitário, gestão de resíduos sólidos e gestão de águas pluviais) bem como os aspectos relacionados com a poluição do ar, poluição sonora, o controlo ambiental de vectores e reservatórios de doenças; a promoção sanitária e o controlo ambiental do uso e ocupação do solo, tendo a finalidade de promover e melhorar as condições de vida urbana e rural, entre outros. De notar que, nos países desenvolvidos, onde as questões básicas de saneamento ambiental já foram superadas há muitas décadas, as acções de saneamento são tratadas no quadro das intervenções de infra-estruturas do meio urbano; nos países ditos em desenvolvimento e nos subdesenvolvidos, onde os serviços de saneamento ambiental são extremamente deficientes ou inexistentes, conduzindo à disseminação de enfermidades e óbitos, nomeadamente entre a população infantil, as acções de saneamento ambiental deveriam ser encaradas como uma medida básica de saúde pública. Essa abordagem aproximaria as políticas de saneamento ambiental às políticas sociais. O estado de saneamento em que se encontra Cabo Verde obrigou a que nesta fase se concebesse um plano de saneamento básico, contemplando por conseguinte o abastecimento de água, recolha e tratamento de águas residuais, gestão de águas pluviais e resíduos sólidos urbanos, cujo objectivo é propor acções prioritárias para um horizonte de três anos, com vista, por um lado, a mitigar os potenciais impactes negativos resultantes da insalubridade do meio e, por outro, apresentar uma proposta de quadro legal e institucional que garanta a sustentabilidade do sector do saneamento, tanto do ponto de vista técnico como social e ambiental. Esta opção justifica-se, pois em termos de articulação e integração institucional, as acções das diferentes componentes e instituições da área de saneamento são geralmente promovidas de forma fragmentada no âmbito da estrutura administrativa governamental. Tal prática tem provocado, na maioria das vezes, pulverização de recursos financeiros, materiais e humanos. Esta realidade é facilmente percebida na área de saneamento básico, podendo ser citado, por exemplo, as acções de operação e manutenção do sistema de drenagem de águas pluviais, que desenvolvidas por um órgão específico, são completamente desarticuladas daquelas da limpeza pública e recolha e tratamento de águas residuais, facto que influencia negativamente a eficácia e eficiência deste sistema.

Composição química da solução do solo nas diferentes classes de poro do solo

A composição química da solução do solo pode ser considerada indicadora da presença de nutrientes ou contaminantes no solo. Para analisar a variação dessa composição nos poros do solo, utilizou-se um sistema de extração sequencial da solução do solo em diferentes classes de diâmetro de poro. Colunas de PVC foram construídas e preenchidas com terra fina seca ao ar de um Cambissolo Háplico distrófico, e irrigadas com água destilada (T1), efluente de estação de tratamento de esgoto sanitário EETE (T2) e EETE + 1,2 g L-1 CaSO4 (T3), aplicando lâminas de 150 e 300 mm. Antes da irrigação e após cada lâmina, aplicaram-se na base de cada coluna os seguintes potenciais: 0, 13,3, 26,7, 40,0 e 53,3 kPa para extração e coleta da solução do solo nas faixas de poros: Ø > 76,2 µm, 44,6 < Ø < 76,2 µm, 29,6 < Ø < 44,6 µm, 25,2 < Ø < 29,6 µm, e 23,3 < Ø < 25,2 µm. Os atributos analisados nas soluções extraídas foram pH, condutividade elétrica e as concentrações de Na+, Ca2+, NO3-e NH4+. A variação das concentrações iônicas na porosidade do solo foi semelhante, sendo 3 a 10 vezes maior na microporosidade (Ø < 44,6 m) do que na macroporosidade (Ø > 44,6 m). Todos os dados foram ajustados significativamente ao modelo linear Y = a - b.log(X), onde Y é o atributo avaliado e X o diâmetro de poro do solo. Embora a concentração de NO3-na microporosidade supere o valor limite [NO3-]lim para água doce potável (Classe 1), a baixa concentração na macroporosidade (sempre inferior a [NO3-]lim/4) limita o risco de contaminação por lixiviação. Constatou-se também que a adição de gesso promove a redução da concentração de NO3-e de Na+ no solo.

Avaliação da eficiência de filtros anaeróbios na remoção de coliformes fecais e ovos de helmintos

The technology of anaerobic reactors for sanitary wastewater treatment has been extensively developed in Brazil, and today it is practically consolidated. They present several advantages, such as low construction and operating costs, and low sludge production, the anaerobic reactors are an attractive alternative to minimize problematic lack of basic sanitation in urban areas, and also of the rural areas. The anaerobic filters have been widely used in Brazil. It produces an effluent with low concentration of organic matter and solids suspended, besides conserving the nutrients, therefore, it is good for use in irrigation, but the practice must be associated with knowledge of the pathogens presence. The main objective of this study was to evaluate the efficiency of anaerobic filters in removal faecal coliforms and helminth eggs, and to verify if the effluent can be used for agricultural purposes, according to the World Organization of Health (WHO, 1989). The protocol used to enumerate helminths eggs was the modified Bailenger method, (Ayres and Mara, 1996) recommended by WHO for evaluation of raw effluent and treated effluent. The membrane filtration method was utilized to determine the concentrations of faecal coliforms. Three different systems of sewer treatment composed by anaerobic filters were analyzed. The results, in a general analysis, showed that all the researched systems reached a larger removal than 93% to helminth eggs, resulting in an effluent with smaller average than 1 egg/L. One of these systems, Sistema RN, reached a larger removal than 99%, confirming the good performance of the anaerobic filters in removal helminths eggs. Even with low concentrations of eggs in the influent, the filters were capable to remove this parameter efficiently. About faecal coliforms, it was observed for all the researched systems an effluent with 106 CFU/100mL. The high concentrations to faecal coliforms in the effluent just allow reuse for restricted irrigation, in agreement with the guidelines of WHO. Although the researched systems have not removed faecal coliforms efficiently, the results indicated a good efficiency of the anaerobic filters in removal helminth eggs

Nitrificação de efluentes de reatores anaeróbicos em filtros submersos aerados

Although the good performance in organic matter and suspended solids removal, the anaerobic reactors are unable to remove ammonia nitrogen from sewage, which makes indispensable to include a step of post-treatment for removal of ammonia or nitrate as necessary. This paper presents the performance of a new variant technology, where the nitrification unit, preceded by anaerobic units, is a submerged aerated biological filter, without continuous sludge discharge in their daily operation. The oxygenation system is very simple and inexpensive, consisting of perforated hoses and compressors. The anaerobic reactors are a septic tank with two chambers followed (8.82 m³) and two parallel anaerobic filters (36 m³ each) filled with ceramic bricks and conics plastic parts. Both followed aerated filters were filled with cut corrugated conduit. The study evaluated the behavior of the system with constant domestic sewage flow (10 m³/d) and different aeration conditions, are these: stage 01, when applied air flow of 0.01 m³ air/min in both aerated filter; stage 02, remained in the initial air flow rate in the second aerated filter and increased at the first to 0.05 m³ air/min; at last, at last, in stage 03, the air flow rate of first aerated filter was 0.10 m³ air/min and on the second remained at 0.01 m³ air/min. The filter FA1 received load of 0.41 kg COD/m³.d, 0.37 kg COD/m³.d and 0.26 kg COD/m³.d on phases 01, 02 and 03, respectively. The FA2 received loads of 0.25 kg COD/m³.d, 0.18 kg COD/m³.d and 0.14 kg COD/m³.d on phases 01, 02 and 03, respectively. During stage 01, were found the following results: 98% removals of BODtotal and 92% of CODtotal, with effluent presenting 9 mg/L of BODtotal final average and 53 mg/L of CODtotal average; suspended solids removals of 93%, with a mean concentration of 10 mg/L in the final effluent; 47% reduction of ammonia of FA2 to FAN 's, presenting average of 28 mg NNH3/ L of ammonia in the effluent with; the dissolved oxygen levels always remained around 2.0 mg/L. During stage 02, were found removals of 97% and 95% to BODtotal and suspended solids, respectively, with average final concentrations of 8 and 7 mg/L, respectively; was removed 60% of ammonia, whose final concentration was 16.3 mg NNH3/ L, and nitrate was increased to a final average concentration of 16.55 mg N-NO3/L. Finally, the stage 03 provided 6 mg/L of DBOtotal (98% removal) and 23 mg/L of CODtotal (95% removal) of final effluent concentrations average. At this stage was identified the higher ammonia oxidation (86%), with final effluent showing average concentration of 6.1 mg N-NH3/L, reaching a minimum of 1.70 mg N-NH3/L. In some moments, during stage 03, there was a moderate denitrification process in the last aerated filter. The average turbidity in the effluent showed around 1.5 NTU, proving the good biomass physical stability. Therefore, the results demonstrate the submerged biological filters potential, filled with high void ratio material (98%), and aerated with hoses and compressor adoption, in the carbonaceous and nitrogenous matter oxidation, also generating an effluent with low concentration of solids