Remoção de algas em um sistema de biofiltros submersos / Removal of algae in a submerse biofilter system

RESUMO Esta pesquisa propôs o desenvolvimento de um sistema de biofiltros submersos (SBS), modificados com base na configuração de filtros de pedra, visando ao pós-tratamento do efluente de lagoas de estabilização, inicialmente para a remoção de algas. Foram implantados 2 conjuntos de biofiltros submersos para captar esgoto tratado de duas diferentes profundidades de uma lagoa de maturação - a 60 cm (em uma zona dessa lagoa chamada superficial - ZS) e a 180 cm (em outra zona dessa lagoa chamada intermediária - ZI). Foi utilizada, como recheio dos biofiltros submersos, pedra brita nº 3, nas seguintes alturas de leito filtrante: 50, 100, 150 e 200 cm, tendo por objetivo avaliar a influência desse fator sobre a eficiência de remoção de algas mediante análise de clorofila A e outras 16 variáveis de qualidade associadas neste estudo. Obtiveram-se eficiências para demanda química de oxigênio (DQO) no intervalo de 65 a 80% para ZS e, para ZI, os resultados dessa eficiência tiveram muita variação, sem estabilidade - de forma prática, portanto, o ponto de coleta na ZI mostrou-se não recomendado. Quando às eficiências para clorofila A, para ZS, o intervalo alcançado variou de 65 a 99% e, para ZI, esses resultados foram inferiores aos da ZS. Concluiu-se que a extração a partir da zona superficial da lagoa de maturação e uma profundidade de leito entre 150 e 200 cm foram os parâmetros operacionais que levaram a um melhor desempenho global dos biofiltros submersos modificados e, mais especificamente, quanto às seguintes variáveis: DQO, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), clorofila A e sólidos totais.

ABSTRACT This research proposed the development of a submerged biofilters system, modified based on the configuration of rock filters, aiming at the effluent post-treatment of stabilization lagoons, initially for algae removal. Two sets of submerged biofilters were implemented to collect treated sewage from two different depths of a maturation lagoon - at 60 cm (in a zone of this lagoon called superficial-SZ) and at 180 cm (in a zone of this lagoon called intermediary-IZ). It was used, as filling of submerged biofilters, gravel No. 3, at filtering layers heights of: 50, 100, 150 and 200 cm, aiming to evaluate the influence of this factor over algae removal efficiency toward chlorophyll a, and other 16 quality variables associated in this study. For SZ, efficiencies were obtained for COD in the range of 65 to 80%, and for IZ the efficiency results had a lot of variation, without stability, in a practical way, so the collection point in ZI was not recommended. For SZ efficiencies were obtained for chlorophyll a in the range of 65 to 99%, and for IZ the efficiency results were lower than those of SZ. It was concluded that the collecting from superficial zone of the maturation lagoon, and a layer depth between 150 and 200 cm, were the operational parameters that led to a better overall performance of the modified submerged biofilters, and more particularly to: COD (Chemical Oxygen Demand), BOD (Biochemical Oxygen Demand), chlorophyll a, and total solids.

Aplicação de indicadores de sustentabilidade para lagoas de estabilização / Application of sustainability indicators to stabilization ponds

A escolha de uma alternativa tecnológica para tratamento de efluentes, assim como o local para implantação deve ser precedida de um estudo de sustentabilidade do ambiente. Foi proposto um método para avaliação da sustentabilidade de estações de tratamento de esgoto, baseado nas características ambientais, sociais e econômico-financeiras dessas unidades. O método foi aplicado em três ETE, constituídas por lagoas de estabilização, localizadas nos municípios de Cajati, Jacupiranga e Pariquera-Açu, todas pertencentes à bacia do Baixo Ribeira de Iguape (SP). A falta de dados para alguns parâmetros considerados na composição dos indicadores prejudicou a obtenção de valores mais realistas. O método proposto mostrou-se de fácil visualização da condição de sustentabilidade das ETE constituídas por lagoas de estabilização.

The choice of an alternative technology for effluent treatment as well as the location for deployment must be preceded by a study of environmental sustainability. A method for assessing the sustainability of wastewater treatment plants, based on environmental, social and economic-financial characteristics was proposed. The method was applied to three wastewater treatment plants using stabilization ponds, located in the municipalities of Cajati, Jacupiranga and Pariquera-Açu, all belonging to the Lower Ribeira de Iguape River basin, in the state of São Paulo, Brazil. The lack of values for some parameters considered in the formulation of indicators undermined the achievement of more realistic values. The proposed method proved to be easy to visualize the condition of sustainability of wastewater treatment stations using stabilization ponds.

Influência da estratificação térmica no volume útil e no comportamento hidrodinâmico de lagoa de estabilização: determinação experimental e teórica / Influence of thermal stratification in useful volume and in hydrodinamic behavior of stabilization pond: theoretical and experimental evaluation

Lagoas de estabilização localizadas em regiões com variações elevadas de temperatura ao longo do dia tendem a apresentar estratificação térmica, um fenômeno que altera o volume útil da lagoa. Neste trabalho, apresentam-se resultados experimentais obtidos em duas lagoas, facultativa e maturação, construídas na região central do estado de São Paulo. O acompanhamento do perfil de temperatura mostrou a ocorrência de estratificação térmica com ciclo nictimeral nas duas lagoas. Os ensaios hidrodinâmicos indicaram comportamento semelhante ao de reatores com mistura completa, com zonas mortas, volume útil de aproximadamente 60 por cento na lagoa facultativa e 30 por cento na lagoa de maturação. Os experimentos corroboraram os resultados teóricos obtidos com o modelo matemático para previsão da estratificação térmica.

Stabilization ponds located in places that present high temperature variations along the day have a tendency to present thermal stratification, a phenomenon that changes the useful volume of the pond. This paper presents experimental results from two stabilization ponds, facultative and maturation, built in the central area of the state of São Paulo, Brazil. The observation of the temperature profile showed the occurrence of thermal stratification with the nictimeral cycle in both ponds. Hydrodynamic tests showed a pattern that resembles the behavior of complete mixing reactors with dead zones, resulting in useful volumes close to 60 percent for the facultative pond and 30 percent for the maturation pond. The experiments confirm the theoretical results obtained based on a mathematical model to predict thermal stratification.

Tratamento anaeróbio de pentaclorofenol em reator de leito fluidificado alimentado com água residuária sintética contendo glicose como fonte única de carbono / Anaerobic treatment of pentachlorophenol in a fluidized bed reactor fed with synthetic wastewater containing glucose as a single carbon source

Neste trabalho foi utilizado um reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF), tratando água residuária sintética contendo pentaclorofenol (PCP), submetido a condições operacionais menos idealizadas. Utilizou-se um reator com volume de 16 litros, com partículas de carvão ativado granular como meio suporte. O desempenho do reator foi verificado pelas análises usuais de monitoramento (pH, alcalinidade, DQO, ácidos voláteis) e também por análises de microscopia e concentração de PCP. A presença de PCP no sistema, nas concentrações utilizadas, não alterou de maneira significativa a qualidade da biomassa presente, e nem os parâmetros de monitoramento. Em concentrações afluentes de PCP variando de 1 a 6 mg/L, foram observadas eficiências médias de remoção de 92 por cento e 70 por cento, respectivamente.

In the present work, an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) was used for the treatment of a synthetic wastewater containing pentachlorophenol (PCP) subjected to less idealized operating conditions. The reactor was a 16 litres tank with granular activated carbon particles as support media. Evaluation of AFBR performance was done by the analysis of usual monitoring parameters (pH, alkalinity, COD, volatile acids) together with microscopy and PCP concentration analysis. The presence of PCP under the concentrations used did not significantly alter the amount of biomass and the performance monitoring parameters. Removal average efficiencies of the order of 92 percent and 70 percent were obtained for PCP inflow concentrations in the range of 1 to 6mg/l.

Avaliação hidrodinâmica de reator UASB submetido à variação cíclica de vazão / Hydrodynamic evaluation of a UASB reactor submitted to cyclical flowrate variation

Um reator UASB em escala piloto (160 l) foi usado com o objetivo de estudar seu comportamento hidrodinâmico quando submetido a variações cíclicas senoidais da vazão afluente. Os ensaios foram realizados com traçador eosina Y para as condições operacionais: vazão média afluente constante e igual a 16 l.h-1 e tempo de detenção hidráulica de 10 h (ensaios 1 e 2), e para vazão afluente submetida à variação senoidal de 40 por cento (ensaios 3 e 4) e de 60 por cento (ensaio 5). A variação da concentração do traçador no efluente foi ajustada pelos modelos teóricos de dispersão de fluxo e de reatores em série. O reator UASB apresentou comportamento similar ao de reator de mistura completa para vazão média afluente constante e similar ao reator de fluxo pistonado com a aplicação das variações senoidais cíclicas, sendo que o modelo de pequena dispersão apresentou melhor ajuste matemático.

A bench scale UASB reactor (160 l) was used in stimulus-response assays in order to evaluate its behaviour when submitted to cyclical sinusoidal variations of the influent flow rate. Assays were carried out with eosin Y as the tracer in different operational conditions: constant mean influent flow rate of 16 l.h-1 and hydraulic residence time of 10 h (assays 1 and 2), and influent flow rate submitted to sinusoidal variation of 40 percent (assays 3 and 4) and 60 percent (assay 5). The variation of tracer concentration in the effluent was adjusted by the theoretical models of dispersion (low and high) and N-continuous stirred tank reactors in series. Complete mixture behaviour was noted to the application of the constant influent flow rate and a plug flow one to the application of the cyclical sinusoidal variations of the influent flow rate. The low dispersion model demonstrated the best mathematical adjustment in the RTD.