RESUMEN
Diante das estratégias de ensino e aprendizagem adotadas na disciplina de Anatomia da Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (EERP/USP), que requer a conservação de peças cadavéricas em solução de formol, no Laboratório Multidisciplinar são gerados significantes volumes de efluentes contendo este composto. Considerando as características tóxicas dessa substância, tanto aos seres vivos quanto ao meio ambiente, torna-se imprescindível o gerenciamento e tratamento deste resíduo gerado antes do descarte na rede coletora de esgotos. Embora diferentes métodos, sejam eles químicos ou biológicos, possam ser utilizados para promover o tratamento prévio ao descarte de soluções contendo formol, o uso de tratamentos biológicos, como o reator anaeróbio, possibilita o tratamento de grandes volumes de resíduos, gera menor exposição ocupacional e possui reduzido custo do processo. No ano de 2017 a EERP/USP implementou o Reator Anaeróbio Horizontal de Leito Fixo (RAHLF), dimensionado para atender grandes volumes de efluentes com solução de formol gerados na unidade. Neste contexto, este estudo inédito em escala industrial, além de monitorar a eficiência da remoção da solução de formol dos efluentes gerados do sistema de biorreatores também caracterizamos os pontos críticos de controle do processo de tratamento do RAHLF, durante o período de fevereiro a junho e de setembro a novembro do ano de 2020. Os resultados na entrada do RAHLF apresentaram uma média de 480,19 ± 116,06 mg.L-1, com amplitude amostral de 238,37 mg.L-1 a 774,60 mg.L-1, já na saída do RAHLF demonstraram média de 1,39 ± 0,56 mg.L-1, com amplitude amostral de 0,04 mg.L-1 a 2,32 mg.L-1, evidenciando assim a eficiência na degradação do formol pelos biorreatores em média de 99,70%. A partir dos dados foi evidenciado que além do desempenho satisfatório do RAHLF para o pré-tratamento de água residuária contendo formol, o reator também apresentou estabilidade de operação durante o desenvolvimento do estudo. Com o conhecimento de todas as etapas e dos pontos críticos do processo foi possível a organização do fluxograma do processo, desde o local gerador até a disposição do efluente para a rede coletora de esgoto municipal. A partir do fluxograma, foi possível desenvolver protocolo de operação, visando minimizar ao máximo potenciais ocorrências de falhas durante o processo. Este estudo gerou conhecimento que contribui para melhor compreensão da biotecnologia anaeróbia implantada para alcançar a degradação da solução de formol no efluente do Laboratório Multidisciplinar da EERP/USP. A implantação e funcionamento adequado do biodigestor refletem o compromisso socioambiental da universidade com a sociedade e com o meio ambiente, na busca de ações que promovam tanto a saúde pública quanto a sustentabilidade ambiental. Os resultados constituirão também uma base de dados para outros gestores de biodigestores implantados na universidade, sendo de grande importância para a continuidade de investigações relacionadas com o tratamento dos efluentes em laboratórios de ensino
For the development of teaching and learning strategies adopted in the discipline of Anatomy at the University of São Paulo at College of Nursing in Ribeirão Preto (CNRP/USP), which requires the preservation of cadaveric parts in a formaldehyde solution, the Multidisciplinary Laboratory generates significant volumes of effluents containing this compound. Considering the toxic characteristics of this substance, both to living beings and to the environment, it is essential to manage and treat this wastewater before its disposal in the sewage collection system. Although different methods, whether chemical or biological, can be used to promote treatment prior to disposal of solutions containing formaldehyde, the use of biological treatments, such as the anaerobic reactor, allows the treatment of large volumes of waste, generates less occupational exposure and has reduced process cost. In 2017, EERP/USP implemented the Anaerobic Horizontal Fixed Bed Reactor (AHFBR), dimensioned to supply large volumes of wastewater with a formaldehyde solution generated at the unit. In this context, this unprecedented study on an industrial scale, in addition to monitoring the efficiency of the removal of the formaldehyde solution from the effluents generated from the bioreactor system, we also characterized the critical control points of the AHFBR treatment process, during the period from February to June and from September to November of 2020. The results of the affluent of the AHFBR presented an average of 480.19 ± 116.06 mg.L-1, with a sample range of 238.37 mg.L-1 to 774.60 mg. L-1, already in the effluent of the AHFBR obtained average of 1.39 ± 0.56 mg.L-1, with a sample range of 0.04 mg.L-1 to 2.32 mg.L-1, thus evidencing the efficiency in formaldehyde degradation by bioreactors on average of 99.70%. From the data, it evidenced that in addition to the satisfactory performance of the AHFBR for the pre-treatment of wastewater containing formaldehyde, the reactor also showed operating stability during the development of the study. With the knowledge of all the steps and critical points of the process, it was possible to organize the process flowchart, from the generating site to the disposal of the effluent to the municipal sewage collection network. From the flowchart, it was possible to develop an operation protocol, aiming to minimize as many potential occurrences of failures during the process as possible. This study generated knowledge that contributes to a better understanding of the anaerobic biotechnology implemented to achieve the degradation of the formaldehyde solution in the effluent of the Multidisciplinary Laboratory at CNRP/USP. The implantation and proper functioning of the biodigester reflect the university's socio-environmental commitment to society and the environment, in the search for actions that promote both public health and environmental sustainability. The results will also constitute a database for other managers of biodigesters implemented at the university, being of great importance for the continuity of investigations related to the treatment of effluents in teaching laboratories
Asunto(s)
Aguas del Alcantarillado/análisis , Tratamiento Biológico , Salud Ambiental , Digestores de Biogás , Formaldehído/efectos adversosRESUMEN
RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o tratamento de efluentes de lavanderia hospitalar por processo oxidativo avançado UV/H2O2. O planejamento fatorial 32 foi empregado de modo a avaliar a influência do pH e da dosagem de peróxido na eficiência do tratamento. Os experimentos de foto-oxidação foram realizados com efluentes coletados na lavanderia do Hospital Universitário Regional de Maringá (HUM). Resultados relativos à caracterização do efluente e às reduções de parâmetros físico-químicos: cor, turbidez, demanda biológica de oxigênio (DBO), surfactantes e a quantificação de coliformes totais e termotolerantes, também são apresentados neste trabalho. Foram testados três valores de pH - 5, 7 e 9 - e três dosagens de peróxido de hidrogênio nas razões de [DQO]:[H2O2] - 1:0,5, 1:2,5 e 1:5. Os melhores resultados foram alcançados com o tratamento realizado em pH 9 e razão [DQO]:[H2O2] de 1:2,5. As eficiências de remoção da demanda química de oxigênio (DQO) e de surfactantes foram, em média, de 60,3 e 98%, respectivamente, porém o tratamento não se mostrou eficiente na redução de cor e turbidez, demonstrando a necessidade de se acoplar tratamentos complementares para a redução de tais parâmetros.
ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the treatment of hospital laundry effluents by advanced oxidation process UV/H2O2. Factorial design 32 was employed to investigate the influence of pH and peroxide dosage on treatment efficiency. The photo-oxidation experiments were performed with effluents collected in the laundry of the Regional University Hospital of Maringá (HUM). Physicochemical parameters of effluent color, turbidity, BOD, surfactants and quantification of total and thermotolerant coliforms are presented in this study. Three values of pH - 5, 7 and 9 - and three dosages of hydrogen peroxide with [COD]:[H2O2] ratios of 1:0.5, 1:2.5 and 1:5 (w:w) were tested. The best results were achieved with the treatment performed at pH 9 and ratio [COD]:[H2O2] of 1:2.5. The average removal efficiencies of COD and surfactants were 60.3 and 98%, respectively. However, the treatment was not efficient in reducing color and turbidity, demonstrating the need to combine complementary treatments for the reduction of such parameters.
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RESUMO Estações Compactas de Tratamento de Efluentes (ECTEs) são uma ótima alternativa para a implantação de sistemas descentralizados de esgoto doméstico que possam atender pequenas comunidades. No entanto, tais sistemas ainda são pouco utilizados e há pouca experiência em relação à sua operação. Diante de tal demanda, esta pesquisa visou avaliar a eficiência e realizar o acompanhamento operacional de uma ECTE composta por reator Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB), seguido de filtro aerado submerso (FAS), que está localizada no município de Uru, em São Paulo, Brasil. Durante a pesquisa, o sistema mostrou-se uma alternativa viável de tratamento para pequenas comunidades, pois apresentou boa eficiência, com valores médios de remoção de demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) e demanda química de oxigênio (DQO) de 91 e 85%, respectivamente. O monitoramento realizado durante a pesquisa também contribuiu para melhorias gerais no sistema.
ABSTRACT Compact Wastewater Treatment Plants (CWTPs) are a great alternative to implementing decentralized sewage systems that can serve small communities. However, such systems are still poorly used and there is little experience regarding their operation. Based on such demand, this research aimed to evaluate the efficiency and to conduct an operational monitoring of a CWTP composed by an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, followed by Submerged Aerated Filter (SAF), in the city of Uru, São Paulo, Brazil. During the research, the system proved to be a viable alternative for small communities, because it showed good efficiency, with average removal values of biochemical oxygen demand (BOD5) and chemical oxygen demand (COD) of 91 and 85%, respectively. The monitoring carried out during the research also contributed to general improvements in the system.
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RESUMO O presente trabalho avaliou a contaminação por Escherichia coli em viveiro de criação de pacu (Piaractus mesopotamicus) e sua remoção do efluente utilizando um sistema do tipo constructed wetland, contendo macrófitas aquáticas de três tipos ecológicos diferentes (Eichhornia crassipes, Ceratophyllum demersum e Typha domingensis). Durante três meses foram realizadas análises do número mais provável (NMP) de Escherichia coli na água de abastecimento do viveiro, no seu efluente e em cada etapa do tratamento (sedimentação e emprego de cada espécie de macrófita). Concluiu-se que a contaminação por E. coli na água de abastecimento e no viveiro pode alcançar o ambiente por meio do efluente. O sistema de tratamento proposto foi eficiente na remoção de E. coli da água, sendo que, após estabilização do sistema, ocorreu remoção média de 95% da contaminação. A etapa contendo E. crassipes apresentou maior remoção média, porém mostrou diminuição da eficiência a partir de 60 dias após implementação do sistema. A remoção média das etapas contendo C. demersum e T. domingensis foi prejudicada devido à presença de E. coli no solo usado como substrato durante as primeiras semanas de experimento. Contudo, com a diminuição do efeito da contaminação presente no substrato, essas duas etapas foram fundamentais para manutenção da qualidade do efluente tratado, demonstrando que o consórcio de espécies de tipos ecológicos diferentes foi vantajoso, uma vez que a qualidade da água do efluente foi mantida mesmo quando algumas etapas do tratamento diminuíram sua eficiência.
ABSTRACT This study evaluated the water contamination by Escherichia coli in pacu (Piaractus mesopotamicus) breeding ponds and its removal by a constructed wetland system containing macrophytes of three different ecological types (Eichhornia crassipes, Ceratophyllum demersum, and Typha domingensis). The most probable number of E. coli in the water was quantified for supply site, effluent and at each stage of treatment (sedimentation and use of each type of aquatic macrophyte). We conclude that E. coli contamination in water supply and in fishpond can reach the environment through the effluent. The proposed treatment system was efficient in removing E. coli from the water, and when the system was stabilized the average removal efficiency of E. coli was 95%. The tank containing E. crassipes showed the highest removal average, even though it exhibited an efficiency reduction after 60 days of experiment. The average removal of the tanks containing C. demersum and T. domingensis was hampered due to the presence of E. coli in soil used as substrate. However, after the decrease of substrate contamination effect, these two plants were essential for the maintenance of water quality of the treated effluent, indicating the benefits of aquatic macrophytes diversity in treatment systems. The effluent quality was maintained even when some system steps presented a decrease of removal efficiency.
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O artigo apresenta os resultados de uma pesquisa desenvolvida com o objetivo de avaliar o desempenho de bomba multifásica (mistura de ar e água) aplicada em substituição à câmara de saturação, em sistema de flotação localizado em uma indústria têxtil. Na unidade piloto (taxa de aplicação superficial de clarificação igual a 128,6 ± 10 m.d-1), foi verificado que os melhores resultados em termos de eficiência de remoção de turbidez e cor aparente (eficiência de remoção superior a 95 por cento) foram obtidos nos ensaios realizados com razão de recirculação em torno de 30 por cento associada à composição volumétrica de ar de 13 por cento.
This paper presents the results of a research carried out that aims to evaluate the performance of a multiphase pump (mixture of air and water) applied to replace the saturator chamber in a flotation system located in a textile industry. In the pilot unit (hydraulic surface loading equal to 128.6 ± 10 m.d-1), it was verified that the best results in terms of removal efficiency of turbidity and apparent color (efficiency removal over 95 percent) were obtained for the essays performed with recirculation ratio equal to 30 percent and air supply of 13 percent.
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O processamento do café por via úmida, além de aumentar a eficiência para se obter cafés de melhor qualidade, diminui consideravelmente os custos de secagem e ainda, reduz o espaço ocupado no terreiro. Porém, esse tipo de processamento gera grandes quantidades de águas residuárias, que devem sofrer algum tipo de tratamento antes de serem lançadas em corpos hídricos. Nesta pesquisa, objetivou-se monitorar a Lagoa de Estabilização integrante desse sistema, avaliar a sua eficiência na remoção da carga orgânica afluente e desenvolver um modelo de ajuste para descrever a autodepuração ocorrida. Para esta pesquisa, foram considerados 300,200 litros de frutos do cafeeiro, da espécie Coffea arabica L., processados, por via úmida. A carga média diária foi de 136 kgDQO d-1, encaminhada para um sistema piloto de tratamento de água residuária do processamento do café. O monitoramento foi realizado por meio de análises químicas e físico-químicas e o modelo de ajuste foi desenvolvido a partir do cálculo do balanço hídrico, das equações de estimativa teórica de remoção de DQO e das análises de DQO realizadas. O efluente da lagoa de estabilização apresentou concentração inicial de DQO de 7,100 mg L-1 e final de 100 mg L-1. Ficou constatado que a lagoa foi a unidade de tratamento que reduziu em cerca de 80 por cento a concentração de matéria orgânica afluente. O modelo de ajuste desenvolvido apresentou coeficiente de ajuste satisfatório (r² = 0,8015).
Wet coffee processing, besides its efficiency in getting better coffee quality, also minimizes considerably drying costs, and moreover reduces the space due to the ground-flour spreading seeds. However, this type of processing produces large quantities of wastewater, which must be treated before being discharged into the sewage system. The main objective of this research was to monitor the stabilization pond, as part of a pilot system, and therefore, to evaluate its efficiency concerning the organic loading removal and also to develop a model that can describe the auto-purification. In this research it was used 300.200 liters of coffee fruits, Coffea arabica L., specie, in the wet processing. The organic loading rate applied was 136 kgCOD d-1.The performance of this unit was monitored through chemical and physical-chemical analysis, and the mathematical modeling was developed based on the hydric balance, on the theoretical COD estimation and on the actual analysis of COD realized. The stabilization pond effluent presented averages of initial and final COD concentration of 7.100 mg L-1 and 100 mg L-1, respectively. It was found that the stabilization pond was responsible for removing 80 percent of the total organic matter present in the affluent. The adjusted model developed showed a satisfactory regression coefficient (r² = 0,8015).
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O pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios é um processo necessário para o atendimento dos padrões de emissão. Os resultados aqui apresentados mostram a viabilidade de uso de uma nova configuração de biofiltro aeróbio submerso (BAS) no pós-tratamento desses efluentes. Os BAS multiestágio apresentam uma câmara anaeróbia (V=12,6L), seguido de uma câmara aeróbia (V=30L) e uma câmara anóxica (V=26,4L), todas em série (V total=70L). Neste estudo, foi analisada a remoção de sólidos suspensos (SS), DQO e DBO5. Foram utilizados três BAS multi-estágio preenchidos com três diferentes materiais-suporte: tampas e gargalos PET (165m²/m³), pedra britada n. 4 (50m²/m³) e anéis Pall 1,5'' (135m²/m³). Os reatores foram operados com valores de tempos de detenção hidráulicas (TDH) de 4,1, 8,2 e 12,3 horas, e três taxas de aplicação superficial (TAS) (21, 12 e 8m³/m².d). A associação dos reatores UASB+BAS possibilitou remoções de DQO total superiores a 90 por cento para os BAS 1 e 3, e 85 por cento para o BAS 2, sendo independente do TDH aplicado. A remoção de SS foi maior no BAS contendo anéis Pall, provavelmente devido ao maior índice de vazios desse material.
The post-treatment of effluents from anaerobic reactors is normally a mandatory step to meet the emission standards. The results presented here show the feasibility of using a new configuration of biological aerated filter (BAF) in the post-treatment of UASB reactors. The multi-stage BAF presents an anaerobic chamber (V=12.6L), followed by an aerobic chamber (V=30L) and an anoxic chamber (V=26.4L), all in series (total V=70L). This study examined the removal of suspended solids (SS), COD and BOD5. Three multi-stage BAF filled with three different packing materials were used: lids and bottlenecks of PET bottles (165m²/m³), gravel n. 4 (50m²/m³) and Pall rings 1.5'' (135m²/m³). The reactors were operated with the values of hydraulic detention time (HDT) of 4.1, 8.2 and 12.3 hours, and three superficial application rates (21, 12 and 8m³/m².d). COD removal efficiencies of 90 percent for BAF 1 and 3, and 85 percent for BAF 2 were obtained, being the removal independent of the HDT applied to BAF. The removal of SS was higher in BAF containing Pall rings, probably due to the higher voidage of this material.