Avaliação da eficiência de wetland construído como unidade de polimento de efluente de tratamento secundário de lixiviado por lodos ativados

Uma das dificuldades a ser enfrentada na implantação de aterros sanitários é o tratamento adequado do lixiviado gerado e seu lançamento no meio ambiente dentro dos padrões estabelecidos pela legislação. O potencial poluidor do lixiviado está ligado principalmente aos altos valores de carga orgânica que promove a redução do oxigênio disponível (utilizado na degradação da matéria orgânica) em cursos dágua, prejudicando a fauna e a flora nesses meios. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o sistema de tratamento por wetland construído como unidade de polimento do efluente secundário de uma estação de tratamento de lixiviado de aterro de resíduos sólidos urbanos na Região Metropolitana do Rio de Janeiro. Além dos parâmetros coletivos específicos e não específicos, também foram empregados o fracionamento pelo processo de separação por membranas e ensaios de toxicidade aguda. Os resultados mostram que o wetland tem uma ação positiva como unidade de polimento refletida na redução dos parâmetros turbidez (84%), DQO (19%), amônia (30%) e sólidos totais (3%) reduzindo, assim, os impactos ambientais do lançamento do lixiviado. Contudo, a qualidade do efluente final encontra-se acima dos parâmetros de referência de controle ambiental e mostra a necessidade de um efluente secundário de melhor qualidade. Os resultados mostraram também que altos valores de DQO inerte tanto no afluente (85% em média) quanto no efluente (93,5% em média) do wetland indicam que esses lixiviados apresentam natureza refratária confirmada pelos baixos valores de biodegradabilidade no afluente (20,5% em média) e no efluente (5% em média) do wetland. O fracionamento com membranas mostrou que o afluente e o efluente do wetland possuem maiores contribuições de moléculas na fração >1 kDa. Os ensaios de toxicidade com Aliivibrio fischeri mostraram que o afluente e o efluente do wetland possuem toxicidade aguda, sendo a mesma menor na faixa com moléculas menores.

Caracterização da microbiota envolvida nos processos aeróbios (lodos ativados) e anaeróbios (UASB) de uma indústria de alimentos.

O aumento da concentração de nutrientes nos corpos receptores, principalmente nitrogênio e fósforo oriundos de efluentes sanitários e industriais pode gerar o fenômeno da eutrofização. Para que isto não ocorra é necessário que este efluente passe por um tratamento adequado, no entanto, o papel desempenhado por diversos grupos de microrganismos encontrados nos sistemas de tratamento de efluentes não é completamente compreendido devido à complexidade das interações. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a estrutura e dinâmica da comunidade microbiana (bactérias envolvidas no ciclo do nitrogênio e microfauna) e avaliar a atividade biológica dos reatores aeróbio e anaeróbio de uma indústria de alimentos. Os parâmetros físico-químicos da estação de tratamento foram monitorados, bem como foi feita a avaliação da estrutura e dinâmica da comunidade bacteriana envolvida no ciclo do nitrogênio por meio da técnica de Hibridização in situ Fluorescente. A microfauna do reator aeróbio foi caracterizada e classificada conforme o Índice Biótico do Lodo. A atividade biológica do lodo foi avaliada através do Teste de Respirometria e foram feitas correlações entre a microbiota encontrada no reator aeróbio e parâmetros físico-químicos. Os parâmetros físico-químicos analisados estiveram dentro dos limites permitidos pelas legislações federais e estaduais e os parâmetros Demanda Bioquímica de Oxigênio, Demanda Química de Oxigênio e Nitrogênio Kjeldahl foram reduzidos de 99,8%, 99,6% e 74,9%, respectivamente. Foi possível observar a presença tanto de bactérias oxidadoras de nitrito quanto de amônia em ambos os reatores analisados, bem como em cada ponto de coletas dentro dos reatores. A bactéria Pseudomonas fluorescens também ocorreu em todos os pontos de coleta dos dois reatores. Dentre os grupos que compõem a microfauna do lodo ativado, os ciliados rastejantes foram os mais frequentes, seguido pelas tecamebas, rotíferos, ciliados sésseis, ciliados livre natantes, flagelados e outros invertebrados. Além disso, não houve diferença entre as densidades dos grupos encontradas nos Pontos 1 e 2 do reator aeróbio e o Índice Biótico do Lodo encontrado foi igual a 8 (classe I). A semelhança apresentada entre a Taxa de Consumo de Oxigênio dos pontos 1 e 2, bem como a Taxa de Consumo de Oxigênio específica entre os pontos 1 e 2 sugere que o oxigênio é distribuído de forma homogênea dentro do tanque de aeração, fazendo com que os microrganismos tenham condições semelhantes de crescimento. Os ciliados livre natantes apresentaram correlação positiva com a DQO e DBO5 e os ciliados sésseis apresentaram correlação negativa com a DQO e com a DBO5. Os rotíferos apresentaram correlação negativa com Sólidos Suspensos Voláteis do reator aeróbio. Os ciliados rastejantes, tecamebas e rotíferos apresentaram correlação positiva com a microfauna total encontrada no reator aeróbio. Os ciliados livre natantes apresentaram correlação negativa com os ciliados sésseis, bactérias totais, Nitrobacter e outras bactérias; e correlação positiva com outros invertebrados. Os flagelados apresentaram correlação negativa com as bactérias totais, enquanto as outras bactérias apresentaram correlação positiva. Os outros invertebrados apresentaram correlação negativa com Nitrobacter.

Síntese e avaliação de hidrogéis à base de alginato e nanopartículas magnéticas preparadas in situ para remoção de Mn(II) e Ni(II) de efluente industrial

Esta Dissertação teve como objetivo,a síntese de hidrogéis à base de alginato e nanopartículas magnéticas (maghemita) preparadas in situ. Os hidrogéis foram preparados em diferentes concentrações de alginato de sódio (2 e 3% m/v), FeSO4 (0,3 e 0,5 mol L-1) e CaCl2 (0,1 e 0,3 mol L-1). As propriedades físico-químicas dos hidrogéis foram analisadas e, posteriormente, foram avaliados quanto à capacidade de remoção de íons Ni2+ e Mn2+ de soluções aquosas. Para caracterização das amostras foram utilizadas diversas técnicas de análises, tais como, análise granulométrica, microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), magnetometria de amostra vibrante (VSM), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X (XRD), espectroscopia Mössbauer, e análise termogravimétrica (TGA). Foram preparados hidrogéis com morfologia predominantemente esférica e dimensões micrométricas (500 a 850 m), com átomos de Fe e Ca dispersos uniformemente em sua estrutura. Os hidrogéis apresentaram boa resistência térmica e comportamento superparamagnético. As amostras foram intumescidas em água deionizada durante um intervalo de tempo a fim de avaliar o grau de intumescimento (Q) para determinar a amostra com a melhor resposta para posterior aplicação em solução aquosa contendo íons metálicos (Ni2+ e Mn2+). Os resultados revelaram que a amostra cuja concentração de 3% m/v de alginato de sódio, 0,3 mol L-1 de FeSO4 e 0,3 mol L-1 de CaCl2 obteve maior Q (50%). Em consequência deste resultado, optou-se por utilizar estaamostra, na remoção de metais pesados presentes em soluções aquosas e em efluentes industriais. Vários parâmetros,tais como: tempo de contato,pH, concentração inicial do íon e massa de hidrogel foram estudados.Os resultados, para efluente sintético, revelaram que o tempo de equilíbrio foi de 60 minutos; a capacidade de remoção dos metais melhora com o aumento de pH (3 a 9), sendo máxima em pH 7;quanto menor a concentração inicial da solução iônica (50 a 500 mg L-1), maior a capacidade de remoção, 52% de Ni2+ e 49% de Mn2+ (concentração inicial de 50 mg L-1). No efluente industrial, a remoção foi de 61% de Ni2+ e 57% de Mn2+(300 mg de hidrogel). Os resultados encontrados revelaram que os hidrogéis magnéticos produzidos à base de alginato têm potencial uso no tratamento de efluentes industriais contaminados com metais pesados

Análise da Eficiência de Nitrificação em Reatores Biológicos de Leito Móvel (MBBR) em escala de bancada utilizando efluente de Refinaria de Petróleo.

As atividades industriais petroquímicas, incluindo as refinarias de petróleo, são grandes consumidoras de água e, consequentemente, grandes geradoras de efluentes industriais contendo uma infinidade de contaminantes. No caso das refinarias de petróleo brasileiras, o nitrogênio amoniacal tem se tornado um componente crítico a ser tratado, o que tem sido feito através de processos de tratamento biológicos que utilizam a nitrificação como base. Neste trabalho, foi avaliada a operação de um reator de leito móvel (MBBR), em escala de bancada, utilizando suportes de polietileno com área específica de 820 m2.m-3, para tratar um efluente proveniente de uma refinaria brasileira com alta concentração de nitrogênio amoniacal. O efluente bruto apresentou demanda química de oxigênio entre 100 e 300 mg.L-1, teores de nitrogênio amoniacal entre 60 e 90 mg.L-1 e condutividade elétrica entre 1 e 2 mS.cm-1. Mesmo com variações da qualidade da alimentação da planta ao longo do estudo, como o aumento das concentrações de contaminantes, incluindo inibidores da nitrificação típicos dos efluentes de refinaria, a planta atendeu à Resolução CONAMA 430/2011 (BRASIL, 2011), que limita a concentração de descarte em 20 mg.L-1 para o contaminante nitrogênio amoniacal, em 93% das medições. Para o caso de uma fictícia legislação mais restritiva, que exigisse limite de 5 mg.L-1 desse contaminante, houve sucesso no tratamento em 83% do tempo, com eficiência média de nitrificação de 93,1%, evidenciando que há uma possibilidade real de utilização do processo MBBR em refinarias brasileiras.

Proposta de metodologia para operação estável de reatores anaeróbios em indústrias de refrigerantes.

Embora seja crescente a utilização de reatores anaeróbios no tratamento de efluentes nas indústrias de refrigerantes, algumas características desta tecnologia ainda comprometem o desempenho, a estabilidade e a confiabilidade do processo, acarretando no aumento dos custos operacionais necessários para garantir a qualidade do efluente tratado, em adequação à todas as exigências legais. Dentre estas características destaca-se a vulnerabilidade do lodo anaeróbio a choques de produtos químicos. O presente trabalho propõe uma metodologia, baseada no método PDCA, com o objetivo de prevenir impactos negativos sobre o reator anaeróbio, através da identificação dos resíduos químicos gerados pela fábrica de refrigerantes, assim como a sua classificação, quanto a frequência de descartes e a severidade do impacto sobre a atividade dos microorganismos anaeróbios. O estudo mostrou, através da redução de DQO (Demanda Química de Oxigênio), quais produtos químicos apresentaram maior inibição sobre o lodo anaeróbio, possibilitando à fábrica direcionar ações de controle e contingência, além de pré-requisitos operacionais.

Avaliação de um biorreator piloto de lodo ativado no controle de odores.

Apesar da importância das estações de tratamento de efluentes industriais (ETEIs) na conservação dos ecossistemas, estas podem ser geradoras de gases com maus odores contendo compostos orgânicos voláteis - COVs. Os maus odores têm sido motivos de protestos e reclamações por parte da população circunvizinha às fontes emissoras. Em virtude da conscientização ambiental, e dos impactos sobre a saúde do homem, o objetivo geral deste trabalho é avaliar a eficiência de um biorreator aeróbio piloto no controle de gases odoríferos emitidos em estação de tratamento de efluentes de indústrias de alimentos. Foi desenvolvido um sistema de difusão de ar odorífero em um reator aeróbio de lodo ativado, hermeticamente fechado, operado no regime de batelada sequencial, durante os dias 14, 21, 23, e 30 do mês de julho.Foram realizadas análises dos parâmetros físico-químicos do lodo ativado utilizado no reator aeróbio piloto, como determinação dos sólidos, DBO5, DQO, OD, pH, temperatura e IVL. A atividade da biomassa do lodo ativado foi avaliada por meio do teste de Respirometria. A eficiência do reator quanto à redução da DQO dos gases foi analisada por meio da absorção dos gases em solução de dicromato de potássio. Para avaliação da mensuração dos odores utilizou-se o método de cromatografia gasosa e espectrometria de massa, quantificando amostras de gases odorantes adsorvidas em tubos de carvão ativado, na entrada e na saída dobiorreator. Os resultados obtidos confirmaram o potencial do sistema de difusão em lodos ativados para o tratamento de gases odoríferos em ETEI, com eficiência de remoção dos COV`s variando de 97,3% a 98,9%.

Measurement of stressful postures during daily activities: An observational study with older people.

This study measured the postures of older people during cooking and laundry. A sample of men and women aged 75+ years (n=27) was recruited and observed in a home-like environment. Postures were recorded with a measurement system in an objective and detailed manner. The participants were videotaped to be able to see where 'critical' postures occurred, as defined by a trunk inclination of ≥60°. Analysis of data was facilitated by specially developed software. Critical postures accounted for 3% of cooking and 10% of laundry, occurring primarily during retrieving from and putting in lower cabinets, the refrigerator, laundry basket or washing machine as well as disposing into the waste bin. These tasks involve a great variation in postural changes and pose a particular risk to older people. The results suggest that the use of stressful postures may decrease efficiency and increase fatigue, eventually leading to difficulties with daily activities. The specific tasks identified during which critical postures occurred should be targeted by designers in order to improve the activities. A few examples are given of how better design can reduce or eliminate some of the postural constraints.

Effects of experimental harvest on red sea urchins (Strongylocentrotus franciscanus) in northern Washington

Commercial harvest of red sea urchins began in Washington state in 1971. Harvests peaked in the late 1980s and have since declined substantially in Washington and other areas of the U.S. west coast. We studied effects of experimental harvest on red sea urchins in San Juan Channel (SJC), a marine reserve in northern Washing-ton. We recorded changes in density and size distribution of sea urchin populations resulting from three levels of experimental harvest: 1) annual size-selective harvest (simulating cur-rent commercial urchin harvest regulations), 2) monthly complete (non–size selective) harvest, and 3) no harvest (control) sites. We also examined re-colonization rates of harvested sites. The red sea urchin population in SJC is composed of an accumulation of large, old individuals. Juvenile urchins represent less than 1% of the population. Lower and upper size limits for commercial harvest protect 5% and 45% of the population, respectively. Complete harvest reduced sea urchin densities by 95%. Annual size-selective harvest significantly decreased sea urchin densities by 67% in the first year and by 47% in the second year. Two years of size-selective harvest significantly altered the size distribution of urchins, decreasing the density of legal-size urchins. Recolonization of harvested sites varied seasonally and occurred primarily through immigration of adults. Selective harvest sites were recolonized to 51% and 38% of original densities, respectively, six months after the first and second annual harvests. Yields declined substantially in the second year of size-selective harvest because of the fishing down of the population and because of low recolonization rates of harvested sites. We recommend that managers consider the potential efficacy of marine harvest refuges and reevaluate the existing upper and lower size limits for commercial harvest to improve long-term management of the sea urchin fishery in Washington.

A survey of the quality of salt cured fish produced in the Kanyakumari Disrict [i.e. District], Madras State

A survey of the quality of salt cured fish in Kanyakumari District, Madras State was done during the years 1963 and 1964 to obtain necessary basic information to formulate quality standards for these products which are gaining importance in the export trade. 155 trade samples of sun-dried, dry-salted, wet-cured and pit-cured fishery products were examined for their chemical quality and organoleptic characteristics. 26.5% of the sun-dried products, 25% of the wet cured fish, 55.21% of the dried salted products and none of the pit cured samples were found to be good in quality. The sun dried products were generally found to have heavy admixture of sand and were inadequately dried. The chief defects in the salt cured fish products were found to be the use of spoiled fish, imperfect cleaning and washing, use of impure salt, inadequate salting, curing and drying, and unhygienic conditions in all stages. Quality standards must be formulated for each variety of salt cured fish product and adequate measures taken to rectify the defects and enforce the quality standards.

A case study on the impact of industrial effluent disposal on the fishery of Amba River estuary, Maharashtra

The impact of waste discharge on fishery resources is a matter of great concern. The accepted norm in all environmental impact assessment studies is to avoid areas of high fishery potential while locating a marine outfall. Contemplating on this aspect a case study was conducted in the Amba River estuary before and after the establishment of a petrochemical complex at Nagothane. The treated wastewater from this complex is released through a subsurface outfall after adopting effective control measures for marine disposal of waste. Experimental trawling was done at five locations covering a distance of 30 km during 1990 to 1991. The catch rate within the estuary varied from 0.6 to 255 kg/h (av 24 kg/h). The trend indicated considerable decrease in fishery potential from the mouth of the estuary (av 64 kg/h) to the upstream location (av 11 kg/h). A total of 49 species of fishes, 16 species of prawns, 7 species of crabs and 1 species of lobster were identified from the collections. Number of species gradually increased from the interior segment at Dharamtar (8) to the outer area near Revas (18). A comparison of the quantitative and qualitative nature of the post outfall and pre outfall data revealed only marginal difference. The study indicates that if necessary precautions are taken to render the waste harmless the marine ecology will hardly be affected.

A record production from an integrated farming system utilising sewage enriched water

The results of experiments conducted on a pond dyke (655m²) in the Wastewater Aquaculture Division of the Central Institute of Freshwater Aquaculture, Rahara, during 1992-93 for maximising production through optimum utilisation of resources are communicated. Round the year intensive cultivation of okra (Abelmoschus esculentus), amaranth (Amaranthus gangeticus and A. viridus), water-bind weed (Ipomea aquatica), Indian spinach (Basella rubra), radish (Raphanus sativum), amaranth (Amaranthus viridis), cauliflower (Brassica oleracia var. votrytis), cabbage (Brassica oleracia var. capitota) and papaya (Carica papaya) was undertaken using the treated sewage water from fish ponds for irrigation. The pond dyke yielded 5,626.5 kg vegetable which worked out to 85.9 tons per ha per year. Multiple cropping with these vegetables excluding papaya on a 460 m² dyke recorded a production of 4,926.5 kg at the rate of 107.1t per ha/yr. An improved yearly net return of about 35% over investment could be achieved through the selection of highly productive and pest resistant vegetable crops of longer duration for integration into the system. Introduction of this type of integrated farming would enhance the overall productivity and returns from farming.

Utilisation of vegetable leaves for carp production

The results of two sets of experiments on mono-culture of grass carp (Ctenopharyngodon idella) and mixed culture of carps (grass carp 50 : catla 20 : rohu 15 : mrigal 15) fed exclusively with vegetable leaves are reported. The experiments were conducted with two replicates each in 0.02 ha ponds of Wastewater Aquaculture Division of the Central Institute of Freshwater Aquaculture, Rahara during 1991-93. Monoculture of grass carp stocked at 1000/ha demonstrated an average net production of 21.0 kg/ 0.02 ha/8 months (1501 kg/ha/yr). Mixed culture of carps stocked at 5000 /ha recorded an average net production of 22.5 kg/0.02 ha/8 months (1903.7 kg/ha/yr). Field studies revealed that water bind weed (Ipomoea aquatica) is the most preferred feed of grass carp amongst vegetable leaves followed by amaranths (Amaranthus gangeticus and Amaranthus viridis), cauliflower (Brassica oleracia var. votrytis) and cabbage (Brassica oleracia var. capitata) leaves. Through selection of highly productive leaf vegetables and suitable crop planning on fallow fish pond dykes, round the year feeding programme of grass carp has been explored. Recycling of sewage effluent for vegetable production and utilisation of vegetable leaves for fish production is considered an ideal way of integrated resource management for low cost production.

Rearing of Labeo bata in sewage-fed fish culture pond

Labeo bata is a highly priced fish which commanding good consumer preference, even if the size is very small (15 to 20 g each), especially in West Bengal. With a view to evaluating the culture potential of this fish, repeated experiments were conducted at the Wastewater Aquaculture Division of the Central Institute of Freshwater Aquaculture, Rahara, West Bengal, during 1991-93 in ponds fed with treated domestic sewage effluent. An average production of 1270.63 kg per ha was obtained within 6 to 10 months for a uniform stocking density of 50,000 seed per ha. The average size attained by the fish in the different sets of experiments varied from 23.3 to 37.9 g as against the initial weight of 0.096 to 0.193 g. Details of management, growth, survival, quantity of sewage used and pond nutrient status and productivity are dealt with in this communication.

National Agricultural Research Organisation. Fisheries Resources Research Institute Annual Report 1999/2000

Lake Victoria shoreline in Jinja Municipality has four urban wetlands of Kirinya West/Loco, Kirinya East/Walukuba, Masese and Budumbuli which have undergone major changes during the past fifty years due to increased human activities. Amongst these activities is the continuous inflow of agricultural run-off, industrial and municipal wastewater. A significant increase in nutrient loads of Nitrogen and Phosphorus from the catchment area continues to enhance eutrophication of Lake Victoria. Pollution from point sources (Industrial plants and NWSC Kirinya final maturation pond) into Jinja’s urban wetlands were therefore studied using a simplified material flux analysis methodology to identify the active elements and estimate the pollution loads due to Nitrogen, Phosphorus, Carbon (nutrients), Chromium, Copper, Lead, Nickel and Manganese metals.

Widening engineering horizons: Addressing the complexity of sustainable development

The complex, fragmented and diverse aspects of a sustainable development perspective are translated into an eight-point framework that defines a problem boundary larger than that traditionally adopted by civil engineers. This leads to practical questions intended to inform engineers who ask 'am I being sustainable?' during project implementation. The value of the questions is tested against a case history of a wastewater treatment project. This demonstrates the relevance of the questions to successive project delivery phases of defining the problem, choosing a solution and implementing that solution through design, construction and operation. The case history highlights that answers to several of the additional questions raised by considering this wider problem space are currently buried within government and clients' policies, regulations and standard practice; these answers may not be accessible to the professional engineer.