Evaluation of the photoelectrocatalytic method for oxidizing chloride and simultaneous removal of microcystin toxins in surface waters

The production of chlorine was investigated in the photoelectrocatalytic oxidation of a chloride-containing solution using a TiO(2) thin-film electrode biased at current density from 5 to 50 mA cm(-2) and illuminated by UV light. Such parameters as chloride concentrations from 0.001 to 0.10 mol L(-1), pH 2-12, and interfering salts were varied in this study in order to determine their effect on this oxidation process. At an optimum condition this photoelectrocatalytic method can produce active chlorine at levels compatible to water disinfections processes using a chloride concentration higher than 0.010 mol L(-1) at a pH of 4 and a current density of 30 mA cm(-2). The method was successfully applied to treat surface water collected from a Brazilian river. After 150 min of photoelectrocatalytic oxidation, we obtained a 90% reduction in total organic carbon removal, a 100% removal of turbidity, a 93% decrease in colour and a chemical oxygen demand (COD) removal of around 96% (N=3). The proposed technology based on photoelectrocatalytic oxidation was also tested in treating 250 mL of a solution containing 0.05 mol L(-1) NaCl and 50 mu g L(-1) of Microcystin aeruginosa. The bacteria is completely removed after 5 min of photoelectrocatalysis following an initial rate constant removal of -0.260 min(-1), suggesting that the present method could be considered as a promising alternative to chlorine-based disinfections. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Contribuição da cidade de Botucatu - SP com nutrientes (fósforo e nitrogênio) na eutrofização da represa de Barra Bonita

As concentrações de nutrientes (fósforo e nitrogênio) na nascente, cidade e foz do ribeirão Lavapés/ Botucatu-SP foram avaliadas e comparadas com as do rio Capivara. O rio Capivara como o ribeirão Lavapés, possui nascente no alto da cuesta e desemboca suas águas na represa de Barra Bonita/ rio Tietê (Figura 1). O rio Capivara possui uma das nascentes próxima a uma do ribeirão Lavapés e, ambos possuem a foz próxima uma da outra na represa de Barra Bonita. O uso e tipo de solo nas margens de ambos cursos d´águas são bastante parecidos, o que implica em uma poluição rural semelhante, assim a grande diferença que afeta a qualidade da água, entre os dois cursos d´águas é a poluição urbana, na cidade de Botucatu (ribeirão Lavapés). Deste modo procurou-se avaliar a contribuição de nutrientes (fósforo e nitrogênio) do ribeirão Lavapés e rio Capivara na represa de Barra Bonita , e estimar a carga retida no lodo do ribeirão Lavapés e a despejada na represa em função dos lançamentos de esgotos sanitários no mesmo, na cidade de Botucatu. O trabalho foi realizado em um período de seca, sem alagamentos, o que permitiu medir as vazões próximas da foz e avaliar a carga diária, no período, de nutrientes lançados na represa. Foram avaliados também, oxigênio dissolvido, demanda química do oxigênio e condutividade Elétrica. Embora os resultados sejam estimativos e variáveis no tempo, podemos concluir que a poluição na cidade de Botucatu por esgoto sanitário além de inviabilizar o uso da água no seu percurso, e causar outros prejuízos, contribui para agravar a eutrofização na represa de Barra Bonita.

Oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) como parâmetros de poluição no ribeirão Lavapés/Botucatu - SP

Oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica do oxigênio (DBO) e demanda química do oxigênio (DQO) foram utilizados como parâmetros para se avaliar o grau e capacidade de autodepuração do ribeirão Lavapés, que atravessa a cidade de Botucatu - SP. Avaliou-se o perfil de poluição orgânica e identificadas as zonas de autodepuração, e pontualmente foi realizado uma coleta de 24 horas, de hora em hora, onde foi possível correlacionar a poluição orgânica com as atividades domésticas. A DQO mostrou-se como a melhor técnica para avaliar o perfil de poluição orgânica, identificar as zonas de depuração, e para avaliar a poluição orgânica, neste curso d água. A relação DQO/DBO foi em média 3,4 caracterizando um esgoto biodegradável, indicando que praticamente não existe adição de efluentes industriais, permitindo assim estimar a DBO através da DQO. Nos trechos de água limpa, nascente e foz, em que a DQO estava abaixo de 5 mg L-1 O2, foram utilizados os valores de oxigênio consumido (método do permanganato), o que não invalidou a identificação das zonas de depuração. No entanto pesquisas para desenvolver o método de DQO (dicromato) para baixas concentrações, abaixo de 5 mg L-1 são necessárias para uma melhor avaliação da recuperação do curso d água.

Balanço de massa de reatores anaeróbicos de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) tratando águas residuárias de suinocultura

Foi obtido o balanço de massa, a partir dos valores médios das determinações de demanda química de oxigênio (DQO) e produção de metano (CH4), em dois reatores UASB de bancada com volume de 10,5 L tratando águas residuárias de suinocultura, submetidos a condições operacionais distintas no que diz respeito às concentrações de sólidos suspensos totais do afluente (SST de 500; 1.000; 1.500 e 2.000 mg L-1), tempo de detenção hidráulica (TDH de 30; 20; 12 e 8 h), taxas de carregamento orgânico volumétrico (TCOV de 0,8 a 8,0 kg DQO total (m³ d)-1) e temperatura (ambiente e controlada a 25º e 30ºC). Verificou-se que a DQO total removida convertida em CH4 variou de 28 a 51% e a relação DQO-CH4 por DQO dissolvida removida de 0,94 a 2,07; indicando alta participação da remoção física dos sólidos do afluente, de 49 a 72%, na remoção de DQO total nos reatores, a qual variou de 75 a 92%. A concentração de SST do afluente, a temperatura, o TDH e a TCOV influenciaram nesse desempenho dos reatores UASB.

Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (uasb) em dois estágios seguidos de reator operado em batelada sequencial (RBS)

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

Start-up of horizontal anaerobic reactors with sludge blanket and fixed bed for wastewater treatment from coffee processing by wet method

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Performance of UASB reactors in two stages under different HRT and OLR treating residual waters of swine farming

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

Biodigestão anaeróbia de efluente de abatedouro avícola

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o processo de biodigestão anaeróbia no tratamento de efluentes de abatedouro avícola, considerando-se os TRH de 7, 14 e 21 dias, além da adição de enzima lipolítica aos substratos, nas concentrações de 0; 0,5; 1,0 e 1,5 g L-1 de carga adicionada aos biodigestores. A influência dos TRH e da adição de enzima lipolítica aos substratos foi avaliada por meio das produções de biogás e CH4, dos potenciais de produção por DQO, adicionada e removida, bem como pelas reduções dos teores de DQO, concentrações de N, P e K e dos valores de pH. Os resultados obtidos demonstraram que houve influência dos TRH (em que o TRH 7 expressou os melhores resultados, para produção semanal média de biogás, com 40,7 L, e CH4, com 32,2 L) e das concentrações de enzimas, com maiores valores de produção para os tratamentos 1,0 (24,6 L) e 1,5 g L-1 (26,2 L), que não diferiram entre si. As concentrações de enzimas de 1,0 e 1,5 g L-1 apresentaram maiores potenciais de produção de biogás (1,1 e 1,1 L g-1 de DQO adicionada, respectivamente) e metano (0,9 e 0,8 L g¹ de DQO adicionada, respectivamente), quando comparadas com as da 0,5 g L-1 (0,8 e 0,7 L g-1 biogás e CH4, respectivamente) e 0 (0,7 e 0,5 L g-1 biogás e CH4, respectivamente). As maiores remoções de DQO foram alcançadas nas concentrações de 0,5 g L-1 (83,3%) e TRH de 21 dias (74,4%). Contudo, para que haja maior eficiência na reciclagem energética, recomenda-se a utilização de concentrações de 1,0 g L-1 de efluente e tempo de retenção hidráulica de 7 dias.

Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reator UASB e filtro anaeróbio em série seguidos de filtro biológico percolador

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

Production of volatile compounds by Geotrichum fragrans using cassava wastewater as substrate

The cassava processing industry generates wastewater named manipueira with a high organic content. Although considered a pollutant, manipueira can be used as substrate for fermentative processes including the cultivation of Geotrichum fragrans. This aerobic microorganism isolated from cassava wastewater has cyanide resistant respiration. Under cassava wastewater cultivation, G. fragrans produced fruit aroma volatile compounds. This study evaluated volatile compounds produced by G. fragrans in cassava liquid waste. The waste had a sugar composition composed of dextrin (2.6%), maltose (1.4%), sucrose (32.1%), glucose (38.3%), and fructose (25.6%). The average value of total sugars was 58.2 g l(-1), composed of 38.0 g l(-1) reducing and 20.2 g l(-1) non-reducing sugars. The chemical oxygen demand (COD) average value was 60 000 mg l(-1). G. fragrans used sugars (fructose and glucose) for energy generation reducing the COD value of the cassava wastewater by 40%. Biomass production of G. fragrans cultivated for 12 h in natural cassava liquid waste was 12.8 g l(-)1. The volatile compounds identified in the cassava liquid waste after 72 h cultivation were: 1-butanol, 3-methyl 1-butanol (isoamylic alcohol), 2-methyl 1-butanol, 1-3 butanodiol and phenylethanol; ethyl acetate, ethyl propionate, 2-methyl ethyl propionate and 2-methyl propanoic. The effect of substrate supplementation with glucose (50 g l(-1)), fructose (50 g l(-1)) and aqueous yeast extract (200 ml l(-1)) did not affect the qualitative and quantitative profiles of volatile compounds. These results indicate that the carbon (C) source utilized by microorganism was glucose or fructose, while nitrogen (N) supplementation was not necessary because the agent did not exhaust all the nitrogen of the wastewater. (C) 2003 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Degradation of Acid Blue 40 dye solution and dye house wastewater from textile industry by photo-assisted electrochemical process

In this paper, electrochemical and photo-assisted electrochemical processes are used for color, total organic carbon (TOC) and chemical oxygen demand (COD) degradation of one of the most abundant and strongly colored industrial wastewaters, which results from the dyeing of fibers and fabrics in the textile industry. The experiments were carried out in an 18L pilot-scale tubular low reactor with 70% TiO2/30% RuO2 DSA. A synthetic acid blue 40 solution and real dye house wastewater, containing the same dye, were used for the experiments. By using current density of 80 mA cm(-2) electrochemical process has the capability to remove 80% of color, 46% of TOC and 69% of COD. When used the photochemical process with 4.6 mW cm(-2) of 254nm UV-C radiation to assist the electrolysis, has been obtained 90% of color, 64% of TOC and 60% of COD removal in 90 minutes of processing; furthermore, 70% of initial color was degraded within the first 15 minutes. Experimental runs using dye house wastewater resulted in 78% of color, 26% of TOC and 49% of COD in electrolysis at 80 mA cm(-2) and 90 min; additionally, when photo-assisted, electrolysis resulted in removals of 85% of color, 42% of TOC and 58% of COD. For the operational conditions used in this study, color, TOC and COD showed pseudo-first-order decaying profiles. Apparent rate constants for degradation of TOC and COD were improved by one order of magnitude when the photo-electrochemical process was used.

Prediction via neural networks of the residual hydrogen peroxide used in photo-fenton processes for effluent treatment

This communication proposes the use of neural networks in the prediction of residual concentrations of hydrogen peroxide from the treatment of effluents through Advanced Oxidative Processes (AOP's), in particular, the photo-Fenton process. To verify the efficiency of the oxidative process, the Chemical Oxygen Demand (COD) parameter, the values of which may be modified by the presence of oxidizing agents such as residual hydrogen peroxide, is frequently taken in account. The analysis of the H2O2 interference was performed by spectrophotometry at 450 nm wavelength, via the monitoring of the reaction of ammonia with metavanadate. The results of the hydrogen peroxide residual concentration were modeled via a feedforward neural network, with the correlation coefficients between actual and predicted values above 0.96, indicating good prediction capacity.

Cultivation of Rubrivivax gelatinosus in fish industry effluent for depollution and biomass production

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

Electrolytic treatment of wastewater from a fowl slaughterhouse using cast-iron electrodes

A viability study of an electrolytic process for the transformation of organic matter and free sulphide contained in wastewater from a fowl slaughterhouse in order to minimise odours was carried out Cast iron and aluminium electrodes were tried at 7.09 mA/cm2, under strong agitation, at 297 K. Conductivity, pH, chemical oxygen demand (COD), amount of settleable solids, and sulphide content were monitored with electrolysis duration. The cast iron electrodes were found to be viable for the elimination of soluble sulphides in the wastewater, leading to the elimination of its strong odour after short times of electrolysis. A significant decrease in COD was also attained.

Performance of constructed wetland system for public water supply

The project is being conducted in the town of Analândia, São Paulo, Brazil. The constructed wetlands system for water supply consists of a channel with floating aquatic macrophytes, HDS system (Water Decontamination with Soil - Patent PI 850.3030), chlorinating system, filtering system and distribution. The project objectives include investigating the process variables to further optimize design and operation factors, evaluating the relation of nutrients and plants development, biomass production, shoot development, nutrient cycling and total and fecal coliforms removal, comparing the treatment efficiency among the seasons of the year; and moreover to compare the average values obtained between February and June 1998 (Salati et al., 1998) with the average obtained for the same parameters between March and June 2000. Studies have been developed in order to verify during one year the drinking quality of the water for the following parameters: turbidity, color, pH, dissolved oxygen, total of dissolved solids, COD, chloride, among others, according to the Ministry of Health's Regulation 36. This system of water supply projected to treat 15 L s-1 has been in continuous operation for 2 years, it was implemented with support of the National Environment Fund (FNMA), administered by the Center of Environmental Studies (CEA-UNESP), while the technical supervision and design were performed by the Institute of Applied Ecology. The actual research project is being supported by FAPESP.