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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2018.tde-26092018-150843
Documento
Autor
Nome completo
Nathalie Dyane Miranda Slompo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2018
Orientador
Banca examinadora
Daniel, Luiz Antonio (Presidente)
Gonzalez, Beatriz Cruz
Silva, Gustavo Henrique Ribeiro da
Souza, Clovis Wesley Oliveira de
Tonetti, Adriano Luis
Título em português
Monitoramento e avaliação de sistema de tratamento para águas negras composto por reator UASB, fotobiorreator, flotação e processos de desinfecção
Palavras-chave em português
Águas Negras
Desinfecção
Nutrientes
Reúso
Tratamento descentralizado
Resumo em português
O modelo econômico extrair, transformar, descartar da atualidade está atingindo seus limites físicos. Confrontando-se com questões de disponibilidade de recursos A economia circular é uma alternativa atraente que busca redefinir a noção de crescimento, com foco em benefícios para toda a sociedade. Dentro dessa nova visão, conceitos de tratamentos descentralizados e sustentáveis de saneamento que concentram-se no tratamento e na reciclagem dos recursos presentes nas águas residuais domésticas são considerados. Assim, a partir de uma água residuária é possível obter três recursos principais: a bioenergia, nutrientes e água. Esta pesquisa teve por objetivo principal avaliar a produção de um efluente propício ao reúso não potável, a partir de água negra. A água negra foi tratada anaerobiamente (reator UASB) para remoção de matéria orgânica, seguindo para um fotobiorreator para remoção de nutrientes, com consequente separação da biomassa algal por flotação por ar dissolvido. Neste ponto foi avaliada a absorção de nutrientes pelas microalgas e o crescimento de sua biomassa. Após a flotação, o efluente foi desinfetado, avaliada assim, a inativação de coliformes totais e Escherichia coli, bem como de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. no sistema de tratamento. O reator UASB manteve níveis elevados de remoção de matéria orgânica (DQO), com remoções de 70%. Apresentando uma média de remoção de Escherichia coli e coliformes fecais entre 1 e 3 log. Para protozoários essa remoção foi entre 0,5 e 1,5 log. O fotobiorreator, obteve satisfatório crescimento da biomassa, sem controle de temperaturas ou suplementação de CO2, apresentou também remoção/inativação de Escherichia coli e coliformes totais, com valores entre 0,50 a quase 3,0 log, apresentando de modo geral maior remoção/inativação para Escherichia coli. Foi observado remoção de protozoários e coliformes pela flotação por ar dissolvido, acarretando uma maior concentração destes na biomassa removida. O melhor desinfetante individual foi o cloro, em razão da inativação. No entanto, o ozônio foi o que melhor obteve remoção (oxidação) de matéria orgânica. Em relação aos desinfetantes aplicados de modo sequencial ou simultâneos, foi observado que a melhor inativação foi promovida pelo ensaio sequencial com ozônio e cloro, com inativação de até 3,10 e 3,38 log para Escherichia coli e coliformes totais, respectivamente. Com efeito sinérgico em relação a aplicação individual destes desinfetantes. Recomenda-se o uso do sistema para o tratamento descentralizado, principalmente em pequenas comunidades e em áreas rurais.
Título em inglês
Monitoring and evaluation of treatment system for wastewater composed of UASB reactor, photobioreactor, flotation and disinfection processes
Palavras-chave em inglês
Black Waters
Decentralized treatment
Disinfection
Nutrients
Reuse
Resumo em inglês
The current economic "extract, transform, discard" model is reaching its physical limits. Confronting with issues of resource availability Circular economics is an attractive alternative that seeks to redefine the notion of growth, with a focus on benefits for the whole society. Within this new vision, concepts of decentralized and sustainable sanitation treatments that focus on the treatment and recycling of resources present in domestic wastewater are considered. Thus, from a wastewater it is possible to obtain three main resources: bioenergy, nutrients and water. The main objective of this research was to evaluate the production of an effluent conducive to non-potable reuse from black water. The black water was treated anaerobically (UASB reactor) to remove organic matter, followed by a photobioreactor to remove nutrients, with consequent separation of the algal biomass by dissolved air flotation. At this point, the nutrient uptake by microalgae and the growth of their biomass were evaluated. After flotation, the effluent was disinfected, thus evaluating the inactivation of total coliforms and Escherichia coli, as well as Giardia spp. and Cryptosporidium spp. in the treatment system. The UASB reactor maintained high levels of organic matter removal (COD), with removals of 70%. Presents an average removal of Escherichia coli and faecal coliforms between 1 and 3 log. For protozoa this removal was between 0.5 and 1.5 log. The photobioreactor, obtained satisfactory biomass growth, without temperature control or CO2 supplementation, also showed removal/inactivation of Escherichia coli and total coliforms, with values ranging from 0.50 to almost 3.0 log, generally presenting greater removal inactivation for Escherichia coli. Removal of protozoa and coliforms by flotation by dissolved air was observed, leading to a higher concentration of these in the biomass removed. The best individual disinfectant was chlorine, due to inactivation. However, ozone was the one that best obtained removal (oxidation) of organic matter. Regarding disinfectants applied sequentially or simultaneously, it was observed that the best inactivation was promoted by the sequential test with ozone and chlorine, with inactivation of up to 3.10 and 3.38 log for Escherichia coli and total coliforms, respectively. With synergistic effect in relation to the individual application of these disinfectants. It is recommended to use the system for decentralized treatment, especially in small communities and in rural areas.
 
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Data de Publicação
2018-10-05
 
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