Analysis of Bacteria, Parasites, and Heavy Metals in Lettuce (Lactuca sativa) and Rocket Salad (Eruca sativa L.) Irrigated with Treated Effluent from a Biological Wastewater Treatment Plant

This study aimed to evaluate the viability of using treated residuary water from the Biological Wastewater Treatment Plant of Ribeiro Preto to grow vegetables, through the characterization and quantification of parasites, coliforms, and heavy metals. Three equal cultivation areas were prepared. The first was irrigated with treated/chlorinated (0.2 mg L(-1)) wastewater, the second one with treated wastewater without chlorination, and the third site with potable water, which was the control group. The presence of Hymenolepis nana, Enterobius vermicularis, nematode larvae, and Entamoeba coli was verified in lettuce (Lactuca sativa) samples. Although nematode larvae were observed in rocket salad (Eruca sativa L.), no significant differences were found between the number of parasites and type of irrigation water used. No significant differences were found between the number of fecal coliforms in vegetables and the different types of irrigation. However, the vegetables irrigated with treated effluent without chlorination showed higher levels of fecal coliforms. The risk of pathogens is reduced with bleach addition to the treated effluent at 0.2 mg/L. Concentration of heavy metals in vegetables does not mean significant risks to human health, according with the parameters recommended by the World Health Organization.

PHYSICO-CHEMICAL EVALUATION OF AN EFFLUENT TREATED IN ANAEROBIC BIODIGESTER REGARDING ITS EFFICIENCE AND APPLICATION AS FERTILIZER

PHYSICO-CHEMICAL EVALUATION OF AN EFFLUENT TREATED IN ANAEROBIC BIODIGESTER REGARDING ITS EFFICIENCE AND APPLICATION AS FERTILIZER. The use of biodigester for basic and environmental sanitation has large demand in Brazil. A biodigester was built to treat conjunctly the human and pig feces and urine, regarding to its future application in rural small towns. The results show that the biodigester can reduce 90% of COD and BOD and, up to 99.99% of thermotolerant coliforms. The treated effluent has variable quantities of macro- and micro-nutrients; and organic matter. However, the concentration variability of the nutrients makes difficult a dosed application into soil. The soluble salts (mainly as Na+ form) make necessary a controlled use to avoid environmental degradation.

Chemical characterization of a dye processing plant effluent - Identification of the mutagenic components

This work shows the chemical characterization of a dye processing plant effluent that was contributing to the mutagenicity previously detected in the Cristais river, São Paulo, Brazil, that had an impact on the quality of the related drinking water. The mutagenic dyes Disperse Blue 373, Disperse Orange 37 and Disperse Violet 93, components of a Black Dye Commercial Product (BDCP) frequently used by the facility, were detected by thin layer chromatography (TLC). The blue and orange dyes were quantified by high performance liquid chromatography (HPLC/DAD) in a raw and treated effluent samples and their contribution to the mutagenicity was calculated based on the potency of each dye for the Salmonella YG1041. In the presence of S9 the Disperse Blue 373 accounted for 2.3% of the mutagenic activity of the raw and 71.5% of the treated effluent. In the absence of S9 the Disperse Blue 373 accounted for 1.3% of the mutagenic activity of the raw and 1.5% of the treated effluent. For the Disperse Orange 37, in the presence of S9, it contributed for 0.5% of the mutagenicity of the raw and 6% of the treated effluent. In the absence of S9; 11.5% and 4.4% of the raw and treated effluent mutagenicity, respectively. The contribution of the Disperse Violet 93 was not evaluated because this compound could not be quantified by HPLC/DAD. Mutagenic and/or carcinogenic aromatic amines were also preliminary detected using gas chromatograph/mass spectrometry in both raw and treated and are probably accounting for part of the observed mutagenicity. The effluent treatment applied by the industry does not seem to remove completely the multagenic compounds. The Salmomella/microsome assay coupled with TLC analysis seems to be an important tool to monitor the efficiency of azo dye processing plant effluent treatments. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Proteção da comunidade aquática em efluente tratado por tanques de estabilização de resíduos no rio São Lourenço em São Lourenço da Serra, Vale do Ribeira, estado de São Paulo

O tratamento de esgotos de pequenas cidades por lagoas de estabilização é uma maneira simples, eficiente e de baixo custo. Os esgotos são uma fonte de contaminação das águas e solos e, conseqüentemente, contribuem para a transmissão de doenças, além de serem uma ameaça à preservação do meio ambiente. Surge a necessidade de investigar as condições dos efluentes lançados nos cursos d´água. O presente trabalho tem como objetivo realizar uma investigação da qualidade das águas residuárias tratadas por lagoas de estabilização de uma estação de tratamento de esgoto localizadas no município de São Lourenço da Serra no Vale da Ribeira no Estado de São Paulo e verificar os riscos sanitários e a comunidade aquática no Rio São Lourenço da Serra. Foram realizadas amostragens para avaliar o conjunto de lagoas anaeróbia e facultativa da estação de tratamento de esgoto do Município de São Lourenço da Serra. Os parâmetros utilizados foram pH, temperatura do ar e da água, condições climáticas, demanda bioquímica de oxigênio e nitrogênio amoniacal, bactérias termotolerantes, pigmentos fotossintéticos e comunidade zooplanctônica. Verificou-se que s sistemas de lagoa anaeróbia e facultativa foram eficientes na produção de efluente e apresentou alguns valores de acordo com a Resolução Conama nº 357, que estabelecem os valores limites para lançamento em corpos d´água. O rio São Lourenço está localizado em uma área de proteção ambiental. Os dados são comparados aos limites estabelecidos na Classe 1 e 2 e demonstram processo de eutrofização, colocando em risco à biodiversidade aquática e a saúde da população

Morphological and molecular characterization of cyanobacteria from a Brazilian facultative wastewater stabilization pond and evaluation of microcystin production

The cyanobacterial population in the Cajati waste stabilization pond system (WSP) from Sao Paulo State, Brazil was assessed by cell isolation and direct microscope counting techniques. Ten strains, belonging to five genera (Synechococcus, Merismopedia, Leptolyngbya, Limnothrix, and Nostoc), were isolated and identified by morphological and molecular analyses. Morphological identification of the isolated strains was congruent with their phylogenetic analyses based on 16S rDNA gene sequences. Six cyanobacterial genera (Synechocystis, Aphanocapsa, Merismopedia, Lyngbya, Phormidium, and Pseudanabaena) were identified by direct microscope inspection. Both techniques were complementary, since, of the six genera identified by direct microscopic inspection, only Merismopedia was isolated, and the four other isolated genera were not detected by direct inspection. Direct microscope counting of preserved cells showed that cyanobacteria were the dominant members (> 90%) of the phytoplankton community during both periods evaluated (summer and autumn). ELISA tests specific for hepatotoxicmicrocystins gave positive results for six strains (Synechococcus CENA108, Merismopedia CENA106, Leptolyngbya CENA103, Leptolyngbya CENA112, Limnothrix CENA109, and Limnothrix CENA110), and for wastewater samples collected from raw influent (3.70 mu g microcystins/l) and treated effluent (3.74 mu g microcystins/l) in summer. Our findings indicate that toxic cyanobacteria in WSP systems are of concern, since the treated effluent containing cyanotoxins will be discharged into rivers, irrigation channels, estuaries, or reservoirs, and can affect human and animal health.

Anaerobic sequencing batch biofilm reactor applied to automobile industry wastewater treatment: Volumetric loading rate and feed strategy effects

This paper presents a technological viability study of wastewater treatment in an automobile industry by an anaerobic sequencing batch biofilm reactor containing immobilized biomass (AnSBBR) with a draft tube. The reactor was operated in 8-h cycles, with agitation of 400 rpm, at 30 degrees C and treating 2.0 L wastewater per cycle. Initially the efficiency and stability of the reactor were studied when supplied with nutrients and alkalinity. Removal efficiency of 88% was obtained at volumetric loading rate (VLR) of 3.09 mg COD/L day. When VLR was increased to 6.19 mg COD/L day the system presented stable operation with reduction in efficiency of 71%. In a second stage the AnSBBR was operated treating wastewater in natura, i.e., without nutrients supplementation, only with alkalinity, thereby changing feed strategy. The first strategy consisted in feeding 2.0 L batch wise (10 min), the second in feeding 1.0 L of influent batch wise (10 min) and an additional 1.0 L fed-batch wise (4 h), both dewatering 2.0 L of the effluent in 10 min. The third one maintained 1.0 L of treated effluent in the reactor, without discharging, and 1.0 L of influent was fed fed-batch wise (4 h) with dewatering 1.0 L of the effluent in 10 min. For all implemented strategies (VLR of 1.40, 2.57 and 2.61 mg COD/L day) the system presented stability and removal efficiency of approximately 80%. These results show that the AnSBBR presents operational flexibility, as the influent can be fed according to industry availability. In industrial processes this is a considerable advantage, as the influent may be prone to variations. Moreover, for all the investigated conditions the kinetic parameters were obtained from fitting a first-order model to the profiles of organic matter, total volatile acids and methane concentrations. Analysis of the kinetic parameters showed that the best strategy is feeding 1.0 L of influent batchwise (10 min) and 1.0 L fed-batch wise (4 h) in 8-h cycle. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sequencing batch reactor technology: the key to a BP refinery (Bulwer Island) upgraded environmental protection system - a low cost lagoon based retro-fit

BP Refinery (Bulwer Island) Ltd (BP) located on the eastern Australian coast is currently undergoing a major expansion as a part of the Queensland Clean Fuels Project. The associated wastewater treatment plant upgrade will provide a better quality of treated effluent than is currently possible with the existing infrastructure, and which will be of a sufficiently high standard to meet not only the requirements of imposed environmental legislation but also BP's environmental objectives. A number of challenges were faced when considering the upgrade, particularly; cost constraints and limited plot space, highly variable wastewater, toxicity issues, and limited available hydraulic head. Sequencing Batch Reactor (SBR) Technology was chosen for the lagoon upgrade based on the following; SBR technology allowed a retro-fit of the existing earthen lagoon without the need for any additional substantial concrete structures, a dual lagoon system allowed partial treatment of wastewaters during construction, SBRs give substantial process flexibility, SBRs have the ability to easily modify process parameters without any physical modifications, and significant cost benefits. This paper presents the background to this application, an outline of laboratory studies carried out on the wastewater and details the full scale design issues and methods for providing a cost effective, efficient treatment system using the existing lagoon system.

Eliminação do Cr(VI) na fase de neutralização de um efluente industrial proveniente de processos de galvanoplastia

A presente tese teve por base a identificação e resolução de um problema existente no tratamento de efluentes provenientes dos processos de tratamento de superfícies por galvanoplastia, na OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A.. Observou-se a ocorrência, esporádica, de crómio hexavalente, (Cr (VI)), em valor superior ao valor limite de emissão (VLE). Os resultados foram monitorizados e os dados recolhidos no decorrer da actividade de tratamento de efluentes, durante o período de, aproximadamente, 5 anos (2006 a 2011). A recolha de resultados decorreu no âmbito da actividade profissional da mestranda, que, para além da responsabilidade técnica dos processos de galvanoplastia na empresa, é também responsável pelo suporte técnico ao processo de tratamento de efluentes resultantes da actividade de tratamento de superficies por processos de galvanoplastia. A empresa OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A., é uma empresa de actividade aeronáutica dedicada à Fabricação e Manutenção de aeronaves, nomeadamente a prestação de serviços de Manutenção, Revisão e Modernização de, Aeronaves, Motores e Componentes, bem como Fabricação e Montagem de Aeroestruturas. Integrada na OGMA, S.A. encontra-se a área de tratamentos electroquímicos, onde são realizados processos de tratamento de materiais metálicos por electrodeposição, deposição química e conversão química. Desta actividade resulta uma quantidade considerável de efluentes líquidos que necessitam de tratamento adequado previamente à sua descarga em cursos de água. Devido ao tipo de contaminantes que estes efluentes possuem, o tratamento dos mesmos é realizado em várias etapas, passando pela oxidação de cianetos, a redução de cromatos e a neutralização. Posteriormente segue-se uma sedimentação e a remoção de lamas. De modo a garantir um controlo dos parâmetros de descarga dos efluentes tratados, de acordo com a legislação ambiental em vigor, o efluente obtido é analisado periodicamente em laboratório acreditado. Na perspectiva de solucionar o problema em questão, procedeu-se à realização de ensaios experimentais utilizando os efluentes provenientes dos tanques de reacção da redução de cromatos e da oxidação de cianetos da linha com cádmio, com especial incidência na variação dos intervalos de pH recomendados para cada uma das fases do tratamento de efluentes, e observação do comportamento das misturas em termos de presença de Cr (VI), quando sujeitos a variações de pH. Após análise dos dados disponíveis e realização de todos os ensaios, conclui-se que, o processo de oxidação de cianeto da linha com cádmio e o processo de redução de cromatos na mesma linha estão a funcionar adequadamente. Concluiu-se que o reaparecimento de Cr (VI) ocorre devido à existência de hipoclorito de sódio, em excesso, no tanque de oxidação de cianeto que, quando passa para o tanque de neutralização e entra em contacto com o efluente proveniente do tanque de redução de cromatos, oxida parte do crómio trivalente, (Cr (III)), existente, a Cr (VI). Para impedir a ocorrência deste fenómeno separou-se todo o efluente contendo crómio que passou a ser tratado na linha de tratamento de efluentes isenta de cádmio, não entrando assim em contacto com o efluente que contém hipoclorito não reagido, evitando a oxidação do Cr (III) a Cr (VI).

Automatização da E.T.A.R. e Plano de Manutenção para a Adega Cooperativa de Mangualde

Visto que o tratamento das águas residuais é um tema muito importante para a saúde pública, é necessário criar vários processos para o tratamento de efluentes. Após a finalização de todos os processos, o efluente tratado terá de cumprir requisitos de qualidade químicos e biológicos para a sua descarga no meio ambiente. A utilização de equipamentos e técnicas, caraterizados por elevados níveis de precisão (como a tecnologia), é muito importante, pois é possível tornar o sistema mais autónomo, monitorizar processos e controlá-los de forma eficiente e acessível para o utilizador. Assim, neste tipo de sistemas terá que ser utilizado um elemento central de controlo e vários elementos auxiliares, nomeadamente vários tipos de sensores. Também terá que se usar uma interface que permita ao utilizador comunicar com o sistema de controlo, de forma a poder manipular e ajustar determinados parâmetros que influenciam os processos de tratamento. Neste sentido, a presente dissertação apresenta um estudo/projeto, na Adega Cooperativa de Mangualde, onde se pretende automatizar, controlar e monitorizar a Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) da mesma. Como, cada vez mais, os lucros das empresas dependem do bom funcionamento, não só dos trabalhadores mas também dos seus equipamentos, é necessário que estes estejam em ótimas condições de trabalho, de forma a evitar avarias e paragens na produção, o que vem trazer, por consequência, prejuízos para as empresas. Assim, realizar-se-á, também, um plano de manutenção para garantir o bom desempenho dos equipamentos desta unidade fabril.

Evaluating the efficiency of a vegetal coagulant in the treatment of industrial effluents

The present work aims at evaluating the efficiency of an organic polymer from vegetal source used as coagulant for treating different types of industrial effluents. This coagulant (Flox-QT) is obtained from the Black Acacia (Acacia mearnsii). The effluents studied were produced in petrochemical, leather, cork stoppers, metalworking, olive oil, glue, paint (printing), textile and paper industries. The parameters analyzed in the effluents before and after treatment were selected according to the type of wastewater and included pH, conductivity, apparent colour, turbidity, total suspended solids (TSS), chemical oxygen demand (COD) and some metals. The coagulant proved to be efficient for almost all effluents tested. The best results were obtained for the paper industry wastewater, with 91% removal of chemical oxygen demand and 95% of total suspended solids removal. The estimated cost of this treatment would be only 0.24 Euro per cubic meter of treated effluent, only regarding the price of the coagulant and the required dosage. The use of this coagulant is also adequate for the valorisation of the sludge obtained, which in this case could be recycled for paper production.

Valorização de lamas de tratamento de águas residuais urbanas para utilização agrícola

Trabalho de Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Hidráulica

Avaliação e Otimização do Consumo de Água no Processo e do Sistema de Tratamento de Efluentes

O elevado consumo de água associado à escassez deste recurso contribuiu para que alternativas de reutilização/reciclagem de água fossem estudadas que permitam diminuir o seu consumo e minimizar a dependência das indústrias. Monitorizar e avaliar os consumos de água, a nível industrial, é imprescindível para assegurar uma gestão sustentável dos recursos hídricos, sendo este o objetivo da presente dissertação. As alternativas encontradas na unidade industrial em estudo foram a substituição do equipamento sanitário e o aproveitamento do efluente tratado para operações de lavagem e/ou arrefecimento por contacto direto. A maioria do equipamento sanitário não é eficiente, tendo-se proposto a substituição desse sistema por um de menor consumo que permitirá uma poupança de 30 % no consumo de água, que corresponderá a 12 149,37 €/ano, sendo o retorno do investimento estimado em 3 meses. O efluente industrial na entrada da ETAR e nas diferentes etapas - tratamento primário de coagulação/floculação; tratamento secundário ou biológico em SBR; tratamento terciário de coagulação/floculação - foi caracterizado através da medição da temperatura, pH, oxigénio dissolvido e pela determinação da cor, turvação, sólidos suspensos totais (SST), azoto total, carência química de oxigénio (CQO), Carência Bioquímica de Oxigénio ao fim de 5 dias (CBO5) e razão CBO5/CQO. Esta caracterização permitiu avaliar o efluente industrial bruto que se caracteriza por um pH alcalino (8,3 ± 1,7); condutividade baixa (451 ± 200,2 μS/cm); elevada turvação (11 255 ± 8812,8 FTU); cor aparente (63 670 ± 42293,4 PtCo) e cor verdadeira (33 621 ± 19547,9 PtCo) elevadas; teores elevados de CQO (24 753 ± 11806,7 mg/L O2) SST (5 164 ± 3845,5 mg/L) e azoto total (718 mg/L) e um índice de biodegradabilidade baixo (razão CBO5/CQO de 1,4). Este estudo permitiu verificar que a eficiência global do tratamento do efluente foi 82 % na remoção da turvação, 83 % na remoção da cor aparente, 96 % na remoção da cor verdadeira, 85 % na remoção da CQO e 30 % na remoção dos SST. Quanto às eficiências de remoção associadas ao tratamento primário no que diz respeito à turvação, cor aparente, CQO e SST, apresentam valores inferiores aos referidos na literatura para o mesmo tipo de tratamento em efluentes similares. As eficiências de remoção obtidas no tratamento secundário são inferiores às do tratamento primário: turvação, cor aparente, CQO e SST, pelo que procurou-se otimizar a primeira etapa do processo de tratamento Neste estudo de otimização estudou-se a influência de cinco coagulantes – Sulfato de Alumínio, PAX XL – 10, PAX 18, cloreto de ferro e a conjugação de PAX 18 com sulfato de ferro - e seis floculantes – Superfloc A 150, Superfloc A 130, PA 1020, Ambifloc 560, Ambifloc C58 e Rifloc 54 - no tratamento físico-químico do efluente. O PAX 18 e o Ambifloc 560 UUJ foram os que apresentaram as mais elevadas eficiências de remoção (99,85 % na cor, 99,87 % na turvação, 90,12 % na CQO e 99,87 % nos SST). O custo associado a este tratamento é de 1,03 €/m3. Pela comparação com os critérios de qualidade no guia técnico ERSAR, apenas o parâmetro da CQO excede o valor, contudo o valor obtido permite diminuir os custos associados a um tratamento posterior para remoção da CQO remanescente no efluente residual tratado.

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.

Microbiology of membrane bioreactors for wastewater treatment: a molecular approach

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Engineering and Technology Sciences, Biotechnology.

Modelling of a wastewater treatment plant using GPS-X

Dissertation to obtain the degree of Master in Chemical and Biochemical Engineering