Tratamento de dejetos de suinocultura em reator anaeróbio com pós-tratamento aeróbio/anóxico / Treatment of swine slurry in anaerobic reactor with aerobic/anoxic post-treatment

RESUMO A suinocultura é caracterizada pela produção de grande volume de dejetos, que quando dispostos inadequadamente provocam impactos nos recursos hídricos, no solo e no ar, além de promoverem riscos à saúde humana. A remoção conjunta de matéria orgânica e nutrientes tem se mostrado um desafio para o tratamento desse tipo de resíduo. Diante disso, o presente estudo avaliou a remoção simultânea de matéria carbonácea, nitrogênio e fósforo presentes em dejetos de suinocultura, em um sistema de tratamento biológico composto de um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), seguido de um reator em batelada sequencial (RBS) operado em ciclos aeróbio/anóxico de 24 h. O sistema foi dividido em duas etapas operacionais: coluna de sedimentação, UASB e RBS, e UASB e RBS. O reator UASB, com tempo de detenção hidráulica de 15,5 h e carga orgânica volumétrica aplicada de 5,5 kg DQO.m-3.d-1, alcançou eficiência média de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) de 84% na primeira etapa. Na Etapa 1, ocorreu o melhor desempenho do sistema, com eficiências médias globais de remoção de DQO, nitrogênio total e fósforo iguais a 78, 85 e 67%, respectivamente.

ABSTRACT Swine farming is characterized by the production of a large volume of manure, which when improperly disposed causes impacts on water resources, soil, and air, in addition to promoting risks to human health. The joint removal of organic matter and nutrients from this type of waste has been a challenge. Therefore, the present study evaluated the simultaneous removal of carbonaceous matter, nitrogen, and phosphorus from swine wastewater in a biological treatment system composed of an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB), followed by a sequential batch reactor (SBR) operated in 24 hours aerobic/anoxic cycles. The system was divided into two operational phases: Sedimentation Column, UASB and SBR, and UASB and SBR. The UASB reactor, with hydraulic retention time of 15.5 h and applied organic volumetric load of 5.5 kg COD.m-3.d-1, achieved an average COD removal efficiency of 84% in the first stage. Stage 1 presented the best performance, with global average removal efficiencies of 78, 85, and 67% for COD, total nitrogen, and phosphorus, respectively.

Saneamento básico e saúde pública na Bacia Hidrográfica do Riacho Reginaldo em Maceió, Alagoas / Sanitation and public health in the hydrographic basin of Reginaldo creek, Maceió, Alagoas

RESUMO As bacias hidrográficas urbanas apresentam uma realidade muito complexa no que se refere à qualidade das águas, geralmente afetadas pela carência dos serviços de saneamento, com consequências diretas sobre a saúde da população. A bacia do riacho Reginaldo em Maceió, Alagoas, apresenta grande variação espacial nos padrões da prestação dos serviços de saneamento básico e, consequentemente, grande variação nos indicadores de salubridade ambiental que impactam na incidência de doenças de veiculação hídrica. Este trabalho buscou relacionar ocorrência e incidência de doenças de veiculação hídrica com o Índice de Salubridade Ambiental (ISA). O ISA utilizado baseia-se na ocorrência, magnitude e abrangência de alagamentos e na qualidade e abrangência da prestação dos serviços de abastecimento de água, esgotamento sanitário e coleta de resíduos sólidos. Os resultados indicam uma relação entre os indicadores que compõem o ISA e a incidência de doenças específicas (relacionadas a determinado componente do ISA), mas mostram também que a resolução espacial e a forma de obtenção dos indicadores primários afetam substancialmente os resultados. Os resultados mostram, também, que a forma de obtenção dos dados é determinante para permitir identificar com clareza qual é o componente do saneamento básico que mais interfere na ocorrência e incidência de determinada doença, bem como a sua abrangência espacial. Na área estudada, os maiores números de diagnoses recaem principalmente sobre dengue, hepatites e leptospirose, com incidência majoritária da dengue. Os resultados são apresentados em mapa, com divisão por setor censitário.

ABSTRACT Urban watersheds have a rather complex reality with regard to water quality, usually as a result from the lack of sanitation services, with direct consequence on the health of population. Reginaldo creek bay in Maceió, Alagoas, has great spatial variation in the patterns of basic sanitation providing and, thus, great variation in environmental health indicators which impact in the incidence of waterborne diseases. This study aims to correlate the occurrence and incidence of waterborne diseases with the Environmental Health Index (ISA). The ISA index used is based on the occurrence, magnitude and extent of flooding and on the quality and scope of the provision of water supply, sanitation services and solid waste collection. Results indicate a relationship between ISA and the incidence of specific diseases (related to a particular ISA component), but they also show that results are substantially affected by spatial resolution of data and the methodology for obtaining primary indicators. It was also observed that the method to obtain and classify spatial data is crucial to identify the relations between each sanitation component and the incidence of a specific disease, as well as their spatial extent. Within the area studied, most diagnosis are attributed to dengue, hepatitis and leptospirosis, especially dengue over the others. Results were mapped in the studied area by census tract.

Influência da razão DQO/[SO 4 2- ] e da concentração de Na + na remoção de matéria orgânica e sulfato em reator UASB / Influence of COD/[SO4 2-] ratio and Na+ concentration on organic matter and sulfate removal in UASB reactor

RESUMO O tratamento anaeróbio de efluentes industriais ricos em sulfato e sódio pode ser limitado por vários fatores, dentre os quais a relação DQO/sulfato, a concentração de SO4 2- e a concentração de sódio. Entre os fenômenos investigados estão a competição entre bactérias redutoras de sulfato e arquéias metanogênicas por substrato, a concentração de sulfeto gerado na sulfetogênese e a inibição por cátions. Este trabalho apresentou e discutiu os resultados da operação de um reator UASB, com volume útil de 10,5 L e vazão de 16,0 L.dia-1. Utilizou-se glicose, acetato e metanol (DQO≈2.000 mg.L-1), sob razão DQO/sulfato variando de 0,20 a 6,15, concentração de sulfato de 0,3 a 10,0 g.L-1 e concentração do cátion Na+ de 0,70 g.L-1 a 5,40 g.L-1. A eficiência de remoção de DQO foi mantida acima de 80%, e a concentração de sulfato removida ficou limitada a cerca de 800 mg.L-1 durante o período experimental. A atividade metanogênica específica do lodo (AME) foi de 0,630 gCH4-DQO.gSSV-1 até carga de sulfato de 0,300 gSO4 2-.L-1 e (razão DQO/sulfato de 6,15), declinando até atingir 0,168 gCH4-DQO.gSSV-1 (queda de 70%) na última fase com 10,000 gSO4 2-.L-1 (razão DQO/[SO4 2-] de 0,24) e concentração de Na+ de 5,41±0,10 g.L-1. O aumento crescente das concentrações de sódio e sulfato, mantendo-se a concentração de matéria orgânica constante, permitiu constatar a inibição da metanogênese por sódio e sulfeto, mesmo em concentrações abaixo das consideradas inibidoras individualmente. O efeito do sódio na estrutura do grânulo foi determinante na inibição da metanogênese observada.

ABSTRACT The anaerobic treatment of industrial wastewater presenting high concentrations of sulfate and sodium may be limited by several factors, including the ratio COD / [SO4 2-], the concentration of SO4 2- and the concentration of Na+. The competition between sulfate reducing bacteria and methanogenic archaea for substrate, the concentration of sulfide generated in sulfidogenesis, and the inhibition by cations are among the main phenomena that have been investigated. This paper presented and discussed the results of a UASB reactor with a volume of 10.5 L and flowrate of 16.0 L.day-1, subjected to increasing COD/sulfate ratio whereas influent COD was kept constant. Glucose, acetate and methanol (≈2,000 COD mg.L-1) were the carbon sources, and the COD/sulfate ratio ranged from 0.20 to 6.15 for sulfate concentrations of 0.3 to 10.0 g.L-1, Na + concentrations of 0.70 g.L-1 to 5.40 g.L-1. The COD removal efficiency was maintained above 80%, and the sulfate removal was limited to 800 mg.L-1 throughout the experimental period. The specific methanogenic activity (SMA) was 0.630 gCH4-DQO.gSSV-1 for 0.300 gSO4 2-.L-1 (COD/sulfate of 6.15), decreasing to 0.168 (70% decrease) in the last phase (COD /sulfate of 0.24) at concentrations of 10.000 gSO4 2-.L-1 and of Na+ 5.41±0.10 g.L-1. The progressive increase of sulfate and sodium concentrations at constant influent COD resulted in methanogenesis inhibition by sodium and sulfide, even at concentrations bellow the inhibition limits, if individually considered. The effect of sodium in the granule structure was determinant for methanogenesis inhibition.