Water quality in the Lachuá Ecoregion Landscape: Comparing streams from Forest, Milpa, and an Oil Palm plantation / Calidad del agua en el paisaje de la Ecorregión Lachuá: Comparando arroyos en bosques, milpa y palma africana

The hydrological network in the Lachuá Ecoregion (EL), Alta Verapaz, Guatemala, hosts high levels of biodiversity and supplies water to 44 Mayan communities. Despite this critical fact, this network has been threatened by scarcely monitored industrial activities including the rapidly expanding oil palm monoculture (Elaeis guineensisJacq). Regardless of Lachua's freshwaters importance, there is little information on how this monoculture impacts them. We compared water-quality properties from streams in oil palm plantations (P), paddock and milpa systems (M), and primary forests (F) in the EL. During 2015-2016, 13 rivers were sampled (5 times) for water temperature, pH, dissolved oxygen (DO), conductivity, hardness, chemical and biochemical oxygen demand (COD and BOD), and concentration of silica, nitrates, phosphates, and ammonia. Several parameters showed significant differences. P were 2.7 ºC and 1.8 ºC warmer than M and F and carried 1.4 mg/L more nitrates than F. F carried 10.8 mg/L and 11.8 mg/L more silica than M and P. M showed intermediate temperatures and silica concentrations, as well as 14.8 µS/cm and 8.9 µS/cm lower conductivities than P and F, respectively. Additionally, COD in M was 9.9 mg/L and 4.6 mg/L lower than P and F, respectively. We believe higher temperatures and lower silica in P are due to the loss of riparian forest and their role in buffering temperatures and recycling silicon. In addition, the existence of secondary forest (guamil) in M might explain the intermediate temperatures and silica concentrations. Our results highlight the contributions of forests to waterways and suggest potential water-quality depletion from the oil palm expansion in the EL.

La red hídrica en la Ecorregión Lachuá (EL), Alta Verapaz, Guatemala, alberga una alta biodiversidad y abastece de agua a 44 comunidades mayas. Sin embargo, recientemente se ha visto amenazada por actividades industriales escasamente monitoreadas, incluido el creciente monocultivo de palma africana (Elaeis guineensis Jacq) del cual se desconocen sus impactos en la EL. Este estudio explora la calidad del agua de arroyos en plantaciones de palma africana (P), bosques primarios (B), y sistemas de potrero y milpa (M) en Lachuá. Durante 2015-2016, se tomaron muestras de 13 ríos (5 veces) para medir la temperatura del agua, pH, oxígeno disuelto (OD), conductividad, dureza, demanda química y bioquímica de oxígeno (DQO y DBO) y la concentración de sílice, nitratos, fosfatos, y amoníaco. Varios parámetros mostraron diferencias significativas. P fue 2.7 ºC y 1.8 ºC más calientes que M y F y portó 1.4 mg/L más nitrato que F. F portó 10.8 mg/L y 11.8 mg/L más sílice que M y P. M mostró temperaturas y concentraciones de sílice intermedias y conductividades 14.8 µS/cm y 8.9 µS/cm menores que P y F. La DQO en M fue 9.9 mg/L y 4.6 mg/L menor que P y F. El aumento de temperatura y la disminución de sílice en P podría deberse a la pérdida de bosques ribereños los cuales amortiguan la tempe-ratura y reciclan el silicio. La presencia de bosque secundarios (guamil) en M podría explicar las temperaturas y las concentraciones de sílice intermedias resaltando la importancia de los bosques en la red hídrica. Se predice un posible deterioro en el agua resultado de la expansión de palma africana en la EL.

Nutritional value, total dry matter losses, effluent production and pollutant potential in Brachiaria brizantha cv. Paiaguás grass / [Valor nutricional, perdas totais de matéria seca, produção e potencial poluidor de efluentes em silagem de Brachiaria brizantha cv. Paiaguás]

The objective of the present study was to evaluate losses, production and polluting potential of the effluent, nutritional value and aerobic stability of silages of Brachiaria brizantha cv. Paiaguás grass, in different particle sizes and compaction density in silage. Three theoretical particle sizes (TTP 5; 8 and 12mm) and three compaction densities (DC 550; 600 and 650kg/m3) were evaluated, distributed in a factorial design (3 x 3), with four repetitions. The highest volume of effluent was found in silages with higher compaction densities (600 and 650kg/m3) and lower TTP (5 and 8mm). The highest chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand were registered in the treatment with TTP of 5mm and higher DC (600 and 650kg/m3). Greater in vitro digestibility of DM was verified in the silage chopped at 5 and 8mm. There was no break in aerobic stability for 216 hours. Silage with a low compaction density 550kg/m3 and processing with a theoretical particle size of 12mm reduces effluent losses. In general, the nutritional value of Paiaguás grass was not influenced by the treatments. Different particle sizes and compaction density did not change the aerobic stability of silages.(AU)

Objetivou-se avaliar perdas, produção e potencial poluidor do efluente, valor nutricional e estabilidade aeróbia de silagens do capim Brachiaria brizantha cv. Paiaguás, em diferentes tamanhos de partícula e densidade de compactação na ensilagem. Foram avaliados três tamanhos teóricos de partícula (TTP 5; 8 e 12mm) e três densidades de compactação (DC 550; 600 e 650kg/m3), distribuídos em arranjo fatorial (3 x 3), com quatro repetições. O maior volume de efluente foi verificado nas silagens com maiores densidades de compactação (600 e 650kg/m3) e menores TTP (5 e 8mm). As maiores demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio foram registradas no tratamento com TTP de 5mm e nas maiores DC (600 e 650kg/m3). Maior digestibilidade in vitro da MS (média de 57,2%) foi verificada na silagem picada a 5 e 8mm. Não houve quebra da estabilidade aeróbia durante 216 horas. A ensilagem com baixa densidade de compactação (550kg/m3) e o processamento com tamanho teórico de partículas 12mm reduzem as perdas por efluente. O valor nutricional da silagem de capim-paiaguás, em geral, não foi influenciado pelos tratamentos. Diferentes tamanhos de partícula e densidade de compactação não alteraram a estabilidade aeróbia das silagens.(AU)

Conflitos e perspectivas socioambientais na gestão de córregos urbanos: caso curso d'água Tenente Rocha / Conflicts and socio-environmental challenges in the management of urban streams: watercourse case Tenente Rocha

O Programa Córrego Limpo é parte de um conjunto de políticas públicas que buscam despoluir os principais rios da cidade de São Paulo através da recuperação de seus afluentes. O programa atua no controle de cargas pontuais, e adota parceria com as lideranças locais das bacias. O objetivo deste estudo é identificar os principais conflitos socioambientais na manutenção da limpeza do córrego Tenente Rocha. O curso d'água em questão está localizado na Zona Norte de São Paulo e tem sido beneficiado pelas ações do Programa Córrego Limpo desde o ano de 2007. Desenvolveu-se uma pesquisa exploratória de caráter quali e quantitativo, focando o envolvimento social na gestão da qualidade de cursos d'água urbanos, mediante aplicação de entrevistas estruturadas aos moradores do entorno do córrego. A análise da qualidade das águas, através do parâmetro Demanda Bioquímica de Oxigênio, apontou uma redução nos índices de carga orgânica após as ações iniciais de intervenção na bacia do córrego, mantendo-se em valores abaixo de 30 mg/L na média. Em contraponto, fatores associados à reincidência de cargas pontuais e difusas tem causado alterações significativas na qualidade das águas. Na opinião de 95% dos residentes, o curso d'água em questão encontra-se poluído, o que causa o afastamento dos moradores da linha d'água. Concluiu-se que a comunicação e o compartilhamento das informações entre os residentes e as instituições gestoras exercem papel relevante, porém não são os únicos fatores que limitam os resultados no processo de despoluição do córrego Tenente Rocha.

The Clean Stream Program is part of a set of public policies that seek to clean up the main rivers in the city of São Paulo through the recovery of their tributaries. The program acts in the control of punctual loads, and adopts a partnership with local leaders of the basins. The aim of this study is to identify the main social-environmental conflicts in maintaining the cleanliness of the Tenente Rocha stream. The refered stream water is located in the north of São Paulo, and has been benefited from the actions of the Clean Stream Program since 2007. An exploratory qualitative and quantitative research was developed, focusing on social involvement in the quality management of urban watercourses, through the application of a structured choice to the inhabitants of the surroundings of the stream. The analysis of water quality, through the Biochemical Oxygen Demand parameter, showed a reduction in the organic load indices after the initial intervention actions in the stream basin, remaining at values below 30 mg/L on average. In contrast, factors associated with the recurrence of punctual and diffuse loads have caused significant changes in water quality. In the opinion of 95% of residents, the watercourse in question is polluted, which causes the residents to stay away from the waterline. It was concluded that communication and information sharing between residents and management institutions play a relevant role, but they are not the only factors that limit the results of the depollution process of the Tenente Rocha stream.

Insights into the microbial community structure of anaerobic digestion of municipal solid waste landfill leachate for methane production by adaptive thermophilic granular sludge

BACKGROUND: The amount of municipal solid waste (MSW) gradually increased along with the rapid development of modern cities. A large amount of landfill leachate are generated with excessive chemical oxygen demand (COD), which create a great deal of pressure on the environment-friendly treatment process. Anaerobic digestion is an ideal technique to solve the above problem. RESULTS: A thermophilic granular sludge was successfully adapted for anaerobic digestion of MSW leachate (from an aging large-scale landfill) for methane production. The COD degradation efficiency improved by 81.8%, while the methane production rate reached 117.3 mL CH4/(g VS d), which was 2.34-fold more than the control condition. The bacterial and archaeal communities involved in the process were revealed by 16S rRNA gene high-throughput pyrosequencing. The richness of the bacterial community decreased in the process of thermophilic granular sludge, while the archaeal community structure presented a reverse phenomenon. The bacterial genus, Methanosaeta was the most abundant during the mesophilic process, while Methanobacterium, Methanoculleus, Methanosaeta and Methanosarcina were more evenly distributed. The more balanced community distribution between hydrogenotrophic and acetotrophic methanogens implied a closer interaction between the microbes, which further contributed to higher methane productivity. The detailed relationship between the key functional communities and anaerobic digestion performances were demonstrated via the multivariate canonical correspondence analysis. Conclusions: With the assistance of adaptive thermophilic granular sludge, microbial community structure was more evenly distributed, while both of COD degradation rate and methane production was improved during anaerobic digestion of MSW landfill leachate.

Degradation kinetics of organic matter in dairy industry wastewater by flotation/ozonation processes / Cinética de degradação da matéria orgânica nas águas residuárias da indústria de laticínios pelos processos de flotação/ozonização

This study evaluated the adjustment of four kinetic models and their respective parameters on data of dairy wastewater treatment by the physico-chemical process of flotation and ozonation. The experiment was implemented during the year 2014, with all the tests in triplicate. The treatments were carried out at different pH levels (3.6, 7.0 and 10.4), and flotation/ozonation was catalyzed by manganese (Mn2+) in neutral level (pH 7.0). Best removal efficiencies for chemical oxygen demand (COD) were obtained in acidic medium, with removals greater than 75% after 20 min of treatment. There was no significant difference with regards to addition of Mn2+ on COD removal by the physicochemical process. The kinetic models that best fit to the experimental data, for all treatments, were the asymptotic (residual) model and that of Chan and Chu. Treatment in acidic medium showed the highest values of the kinetic parameters for the adjusted model, obtaining a k coefficient equal to 0.2394 min-1 for the asymptotic model and kinetic coefficient 1/ of 0.4816 min-1 for the Chan and Chu model, both presenting a determination coefficient greater than 99%.

Neste estudo, avaliou-se o ajuste de quatro modelos cinéticos (modelo de escoamento pistonado, mistura completa, assintótico ou residual e de Chan e Chu e seus respectivos parâmetros, na degradação da matéria orgânica presente no efluente de laticínios pelo processo físico-químico de flotação e ozonização. O experimento foi implementado durante o ano de 2014, com todos os testes em triplicata, os s tratamentos foram realizados sob diferentes pHs (3,6; 7,0 e 10,4), além da flotação/ozonização catalisada pelo manganês (Mn2+) em meio neutro. Observando que em meio ácido ocorreram as melhores eficiências de remoção da demanda química de oxigênio (DQO), tendo sido obtida uma remoção superior a 75% em 20 min de tratamento. Não houve diferença significativa em relação à adição de Mn2+ ao processo físico-químico. Os modelos que mais se ajustaram aos dados experimentais, para todos os tratamentos realizados, foram o modelo assintótico e o de Chan e Chu. O tratamento em meio ácido foi o que apresentou os maiores valores dos parâmetros cinéticos para os modelos ajustados, obtendo-se para o modelo assintótico, coeficiente k igual a 0,2394 min-1, e para o modelo de Chan e Chu, coeficiente cinético 1/ de 0,4816 min-1, apresentando para ambos os modelos um coeficiente de determinação superior a 99%.

Biomethane production from vinasse in upflow anaerobic sludge blanket reactors inoculated with granular sludge

ABSTRACT The main objective of this study was to evaluate the anaerobic conversion of vinasse into biomethane with gradual increase in organic loading rate (OLR) in two upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors, R1 and R2, with volumes of 40.5 and 21.5 L in the mesophilic temperature range. The UASB reactors were operated for 230 days with a hydraulic detection time (HDT) of 2.8 d (R1) and 2.8-1.8 d (R2). The OLR values applied in the reactors were 0.2-7.5 g totalCOD (L d)−1 in R1 and 0.2-11.5 g totalCOD (L d)−1 in R2. The average total chemical oxygen demand (totalCOD) removal efficiencies ranged from 49% to 82% and the average conversion efficiencies of the removed totalCOD into methane were 48-58% in R1 and 39-65% in R2. The effluent recirculation was used for an OLR above 6 g totalCOD (L d)−1 in R1 and 8 gtotalCOD (L d)−1 in R2 and was able to maintain the pH of the influent in R1 and R2 in the range from 6.5 to 6.8. However, this caused a decrease for 53-39% in the conversion efficiency of the removed totalCOD into methane in R2 because of the increase in the recalcitrant COD in the influent. The largest methane yield values were 0.181 and 0.185 (L) CH4 (gtotal COD removed)−1 in R1 and R2, respectively. These values were attained after 140 days of operation with an OLR of 5.0-7.5 g totalCOD (L d)−1 and total COD removal efficiencies around 70 and 80%.

Biodegradation of deproteinized potato wastewater and glycerol during cultivation of Rhodotorula glutinis yeast

Background Deproteinized potato wastewater and glycerol are two by-products which are difficult to dispose. The objective of this study was to determine the ability of Rhodotorula glutinis to use glycerol and nitrogen compounds present in deproteinized potato wastewater and to evaluate the ability of simultaneous biodegradation of potato wastewater and glycerol via microbiological methods. Results It has been found that R. glutinis used glycerol and potato wastewater as a source of carbon and nitrogen, respectively. The highest degree of glycerol content (70.6%) reduction was found after cultivation of the investigated strain using a medium with 5% glycerol. In this medium, a significant reduction in the total protein content, estimated at 61%, was observed. The process of 72 h cultivation of yeast in a medium containing potato wastewater and 5% glycerol reduced the chemical oxygen demand (COD) more than 77%. Supplementation of media with high doses of glycerol (i.e. 20 and 25%) led to decreased metabolic activity in the yeast strain tested. Conclusion It has been found that there is a possibility of simultaneous biodegradation of potato wastewater and glycerol during the cultivation of R. glutinis.

Residuos agroindustriales con potencial para la producción de metano mediante la digestión anaerobia / Agroindustrial wastes methanization and bacterial composition in anaerobic digestion

Las toneladas de residuos orgánicos que se generan anualmente en la agroindustria pueden aprovecharse como materia prima para la producción de metano. Para que los residuos orgánicos se puedan convertir a metano a gran escala, es importante que previamente se realicen sobre ellos pruebas de biodegradabilidad; un parámetro importante que conviene establecer es su potencial bioquímico de metano. En el presente trabajo se estudió la biodegradabilidad, la producción de metano y el comportamiento de poblaciones de eubacterias y arqueobacterias durante la digestión anaerobia de residuos de plátano, mango y papaya provenientes de la agroindustria, adicionando un inóculo microbiano. Los residuos de mango y plátano tenían mayor contenido de materia orgánica (94 y 75 %, respectivamente) que el residuo de papaya con base en su relación sólidos volátiles/sólidos totales. Después de 63 días de tratamiento, la mayor producción de metano se observó en la digestión anaerobia del residuo de plátano: 63,89 ml de metano por g de demanda química de oxígeno del residuo. Los resultados del potencial bioquímico de metano demostraron que el residuo de plátano tiene el mejor potencial para ser usado como materia prima en la producción de metano. A través de un análisis por PCR-DGGE con oligonucleótidos específicos se logró evaluar el tamaño y la composición de las poblaciones de eubacterias y arqueobacterias presentes en la digestión anaerobia de residuos agroindustriales a lo largo del proceso.

The tons of organic waste that are annually generated by agro-industry, can be used as raw material for methane production. For this reason, it is important to previously perform biodegradability tests to organic wastes for their full scale methanization. This paper addresses biodegradability, methane production and the behavior of populations of eubacteria and archaeabacteria during anaerobic digestion of banana, mango and papaya agroindustrial wastes. Mango and banana wastes had higher organic matter content than papaya in terms of their volatile solids and total solid rate (94 and 75 % respectively). After 63 days of treatment, the highest methane production was observed in banana waste anaerobic digestion: 63.89 ml CH4/per gram of chemical oxygen demand of the waste. In the PCR-DGGE molecular analysis, different genomic footprints with oligonucleotides for eubacteria and archeobacteria were found. Biochemical methane potential results proved that banana wastes have the best potential to be used as raw material for methane production. The result of a PCR- DGGE analysis using specific oligonucleotides enabled to identify the behavior of populations of eubacteria and archaeabacteria present during the anaerobic digestion of agroindustrial wastes throughout the process.

Microbial dynamics during azo dye degradation in a UASB reactor supplied with yeast extract

The present work aimed to investigate the microbial dynamics during the anaerobic treatment of the azo dye blue HRFL in bench scale upflow anaerobic sludge bed (UASB) reactor operated at ambient temperature. Sludge samples were collected under distinct operational phases, when the reactor were stable (low variation of color removal), to assess the effect of glucose and yeast extract as source of carbon and redox mediators, respectively. Reactors performance was evaluated based on COD (chemical oxygen demand) and color removal. The microbial dynamics were investigated by PCR-DGGE (Polimerase Chain Reaction - Denaturing Gradient of Gel Electrophoresis) technique by comparing the 16S rDNA profiles among samples. The results suggest that the composition of microorganisms changed from the beginning to the end of the reactor operation, probably in response to the presence of azo dye and/or its degradation byproducts. Despite the highest efficiency of color removal was observed in the presence of 500 mg/L of yeast extract (up to 93%), there were no differences regarding the microbial profiles that could indicate a microbial selection by the yeast extract addition. On the other hand Methosarcina barkeri was detected only in the end of operation when the best efficiencies on color removal occurred. Nevertheless the biomass selection observed in the last stages of UASB operation is probably a result of the washout of the sludge in response of accumulation of aromatic amines which led to tolerant and very active biomass that contributed to high efficiencies on color removal.

La calidad del agua del Río Sucio en la zona del Valle de San Andrés / The water quality of Río Sucio in the Valle de San Andrés area

En la actualidad el Río Sucio es uno de los ríos más contaminados en El Salvador, catalogándose la calidad de su agua como de pésima calidad, esta calificación se determina mediante la medición de parámetros como Oxigeno Disuelto, Recuento Microbiológico, Demanda Bioquímica de Oxígeno, Demanda Química de Oxígeno, Sólidos Totales Disueltos y Sólidos Suspendidos, Turbidez, Nitrógeno y Fósforo, encontrándose la mayoría de ellos arriba de los limites establecidos en las normas oficiales, tal y como se logró determinar en el monitoreo realizado por la Escuela de Ingeniería Química de ITCA-FEPADE durante once meses, en la zona media del Río Sucio, donde operan al menos 15 empresas agroindustriales. Se logró identificar que gran parte de la carga contaminante del río proviene de los desechos domésticos, industriales, agroindustriales y agrícolas que se han vertido en él durante las ultimas décadas.

Currently, Río Sucio is one of the most contaminated rivers in El Salvador, cataloging his water quality as bad quality. This tag is determinated by the measuring parameters like Dissolved Oxigen, Microbiological Count, Biochemical Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand, Total Dissolved Solids and Suspended Solids, Turbidity, Nitrogen and Phosphorus, most of them being above the limits established in the official norms, as it will seek to determine in the monitoring carried out by the Escuela de Ingeniería Química ITCA-FEPADE for once months, in the middle area of ​​the Sucio River, where at least 15 agro-industrial companies operate. It was possible to identify that a large part of the river's pollutant load comes from domestic, industrial, agro-industrial and agricultural wastes that have been dumped into it during the last decades.

Performance of an Anaerobic Baffled Reactor (ABR) in treatment of cassava wastewater / Desempenho de um Reator Anaeróbio Compartimentado (RAC) no tratamento da manipueira

The performance of an anaerobic baffled reactor (ABR) was evaluated in the treatment of cassava wastewater, a pollutant residue. An ABR divided in four equal volume compartments (total volume 4L) and operated at 35ºC was used in cassava wastewater treatment. Feed tank chemical oxygen demand (COD) was varied from 2000 to 7000 mg L-1 and it was evaluated the most appropriated hydraulic retention time (HRT) for the best performance on COD removal. The ABR was evaluated by analysis of COD (colorimetric method), pH, turbidity, total and volatile solids, alkalinity and acidity. Principal component analysis (PCA) was carried to better understand data obtained. The system showed buffering ability as acidity decreased along compartments while alkalinity and pH values were increased. There was particulate material retention and COD removal varied from 83 to 92% for HRT of 3.5 days.

O desempenho de um reator anaeróbio compartimentado (RAC) foi avaliado para o tratamento da manipueira, resíduo tóxico. Um RAC dividido em quatro compartimentos de mesmo volume (volume total 4L) e operado a 35ºC foi utilizado no tratamento da manipueira. A demanda química de oxigênio (DQO) do tanque de alimentação variou de 2000 a 7000 mg L-1 e avaliou-se o tempo de residência hidráulica (TRH) mais apropriado ao melhor desempenho do reator. O RAC foi avaliado pelas análises de DQO (método colorimétrico), pH, turbidez, sólidos totais e voláteis, alcalinidade e acidez. A Análise das Componentes Principais (PCA) foi conduzida para melhor compreensão dos dados obtidos. O sistema apresentou capacidade tamponante conforme a acidez decresceu ao longo dos compartimentos ao passo que a alcalinidade e o pH aumentaram. Houve retenção do material particulado e a remoção da DQO variou de 83 a 92% para TRH de 3,5 dias.

Controle de soluções sanificantes por meio do potencial de óxido-redução em alface americana minimamente processada / Sanitizers' control by means of oxidation-reduction potential on minimally processed Iceberg Lettuce

A presença no mercado brasileiro de hortifrutícolas minimamente processadas atende a uma demanda por produtos prontos para consumo, decorrente das alterações econômicas e socioculturais ocorridas na população. As avaliações microbiológicas desses produtos têm revelado inadequação aos padrões da legislação sanitária. O reaproveitamento das soluções sanificantes é uma prática comum e a eficácia desses métodos necessita ser avaliada. Neste trabalho, objetivou-se quantificar o material oxidável desprendido em imersões sucessivas de alface americana por meio de demanda química de oxigênio (DQO) e verificar sua interferência na ação de sanificantes comerciais. Foram testadas as soluções de hipoclorito de sódio (Virex Plus FLV 2 por cento), dióxido de cloro estabilizado (Tecsaclor) e dicloro-S-triazinatriona sódica diidratada (Sumaveg) preparadas segundo a orientação do fabricante, nos tempos de contato de 2, 5, 10 e 15 min contra E. coli ATCC 11229. O comportamento de reação química de contato dos sanificantes, da matéria orgânica e do inóculo foi medido por meio do potencial de óxido-redução (POR) e contagem dos microrganismos viáveis após os tempos de contato. As soluções de dióxido de cloro e dicloro-S-triazinatriona apresentam mais de 5 reduções logarítmicas na população inicial. A solução de hipoclorito de sódio apresentou variabilidade na eficácia na presença de matéria orgânica, tanto na solução preparada no momento do uso como solução "envelhecida". Discute-se também a viabilidade do uso de um medidor portátil de POR como um instrumento de campo para controle de desinfecção de hortifritícolas.

Considerações práticas sobre o teste de demanda química de oxigênio (DQO) aplicado a análise de efluentes anaeróbios / Practical aspects of the chemical oxygen demand (COD) test applied to the analysis of anaerobic effluents

Este artigo apresenta resultados de testes laboratoriais que investigaram a influência dos íons cloreto, amonium, ferro e sulfeto no teste de demanda química de oxigênio (DQO), bem como valores dos coeficientes de conversão da matéria orgânica específica (proteínas, carboidratos e lipídeos) determinados empiricamente. O artigo apresenta, ainda, resultados da comparação dos métodos colorimétrico e titulométrico de determinação da DQO e faz uma discussão crítica do uso do teste de DQO como parâmetro de monitoramento da eficiência de sistemas de tratamento anaeróbio.

This paper presents practical results on the influence of chloride, amonium, sulphide and iron on the chemical oxygen demand (COD) test, as well as experimental values of stoichiometric coefficients to convert the specific organic matter (protein, carbohydrate and lipid) into COD. The paper also presents results that compare the titrimetric and colorimetric methods used to measure the COD and makes a critical analysis of the use of COD test as a tool to monitor the efficiency of anaerobic treatment systems.

Mass transfer improvement of a fixed-bed anaerobic sequencing batch reactor with liquid-phase circulation

Un reactor anaerobio de lotes secuenciales (ASBR) y rellenado con biomasa inmobilizada sobre espuma de poliurenato fue estudiado para tratamiento de agua residual de baja carga. El reactor fue operado con circulación de fase líquida con la finalidad de minimizar la resistencia a la transferencia de materia, típica en sistemas de células inmovilizadas. El reactor fue operado con temperatura controlada en 30 °C y lotes 8 horas fueron utilizados para tratar un agua residual con demanda química de oxígeno (DQO) de 500mg/L. El sistema alcanzó eficiencia de remoción de materia orgánica de 72 por ciento cuando la recirculación no fue utilizada y de 87 por ciento cuando la recirculación de la fase líquida fue empleada, o sea, el desempeño del reactor aumentó cuando la recirculación fue implementada. Además, el modelo cinético de primer orden con una concentración residual de materia orgánica fue ajustado a los datos experimentales para evaluar la influencia de la recirculación de líquido sobre el rendimiento del reactor. El parámetro cinético aparente de primer orden aumentó de 1,19 hasta 2,00h-1 cuando la velocidad superficial del líquido fue aumentada de 0,032 para 0,191cm/s, hasta alcanzar un valor estable (1,90h-1) para valores mayores de velocidad superficial (de 0,191 hasta 0,467cm/s).

Estudo do comportamento da DBO em suporte aeróbio de oxigênio puro: coeficientes cinéticos e fatores de correlação / I study of the behavior of DBO in support aerobic of pure oxygen: kinetic coefficients and correlation factors

Os sistemas de tratamento de esgotos por lodos ativados, utilizando como suporte aeróbio o oxigênio puro, vem sendo utilizados cada vez com maior freqüência no tratamento de efluentes industriais e, recentemente, no tratamento de esgotos domésticos. No dimensionamento destes sistemas de tratamento tem sido utilizada uma DBO, que utiliza oxigênio puro como suporte aeróbio, que reflete de forma mais realista a eficiência destes sistemas na remoção da matéria orgânica biodegradável. Apesar da grande importância desta DBO modificada não há referências na literatura sobre a sua cinética. Neste trabalho foi estudada a diferença entre os coeficientes cinéticos e os graus de eficiência na remoção da matéria orgânica biodegradável, de um sistema que utilize para análise de DBO um suporte aeróbio tradicional (DBOt), e de outro que utilize oxigênio puro como suporte aeróbio (DBOm). A metodologia operacional desta pesquisa foi baseada na realização de análises para avaliação do comportamento da DBO, quando em meio de ar atmosférico ou em meio de oxigênio puro através da incubação por cinco dias a 20oC e com leitura de oxigênio dissolvido, realizada diariamente, pelo método Winkler. Os resultados das análise demonstraram significativa diferença entre os valores da DBOt e da DBOm, foi obtido um fator de correlação da razão DBOm/DBOt de 1,523 mais ou menos 0,103, demonstrando um aumento da eficiência na remoção da matéria orgânica de cerca de 50 por cento, pelo uso do oxigênio nas condições do ensaio. Através destes resultados obtidos, foram calculados os coeficientes cinéticos (K) associados à redução da DBO; tanto tradicional (DBOt) quanto modificada (DBOm). Além dos aspectos técnicos dos sistemas de tratamento com oxigênio puro, descritos sucintamente neste trabalho, foi realizada uma investigação das aplicações destes sistemas no Brasil, com ênfase em sua evolução histórica entre as décadas de oitenta e noventa. Nesta pesquisa, de cunho mercadológico, da evolução histórica desta técnica de tratamento, foi realizada uma pesquisa de campo com entrevistas aos gerentes de marketing das empresas que fabricam sistemas de aeração com oxigênio puro para tratamento de efluentes. Como resultado desta investigação, é apresentado no capítulo três um consolidado de caráter qualitativo.

Interrupçöes programadas no sistema de aeraçäo de lagoas aeradas tratando esgoto sanitário: influência na reduçäo do custo de energia elétrica / A programed blecaute in aeration system of aerated lagoons treatening domestic wastewater: influence on energy costs reduce

Objetivando estudar a reduçäo dos custos decorrentes da energia elétrica utilizada num sistema de tratamento de esgotos, composto por lagoa aerada aeróbia seguida de decantaçäo, monitorou-se tal sistema entre 17/02/95 a 06/03/97, em escala piloto. O sistema de aeraçäo era interrompido durante 3 horas/dia, de forma a simular a interrupçäo de energia elétrica no horário considerado de ponta por parte do setor elétrico. O sistema foi alimentado por esgotos sanitários predominantemente domésticos, sendo obtida remoçäo média de 85 por cento para DQO, com os efluentes tratados apresentando concentraçöes entre 17 a 54 mg/L e 90 por cento de remoçäo média de DBO, com concentraçöes no efluente final variando entre 5 a 18 mg/L. Em termos de economia nos custos de energia elétrica, conclui-se que a implantaçäo do sistema tarifário horo-sazonal proporciona reduçäo de custos e caso se interrompa a energia elétrica diariamente das 17:30h às 20:30h, tal reduçäo variará entre 26 por cento a 42 por cento, a depender da tensäo de fornecimento. Atendendo-se, por exemplo, uma populaçäo de 50,000 habitantes, e a tensäo de fornecimento de eletricidade para a aeraçäo esteja no subgrupo A4 (2,3 a 25 kV), haverá uma economia de cerca de R$ 1.500,00/mês no pagamento das contas de energia elétrica. Os resultados das análises físico-quimicas realizadas revelaram que o procedimento experimental imposto é perfeitamente viável e exeqüível e se se considerar a sobrecarga no horário de ponta do sistema elétrico nos dias de hoje a sua adoçäo se reveste de onderável importância

Estudo sobre a operaçäo de estaçöes de tratamento de esgotos domésticos sob carga variável utilizando o processo de lodos ativados / Study about the operation of domestic wastewaler treatment plants under loading variations, with the process of activated sludge utilization

Apresenta resultados de um estudo das características operacionais dos processo dos lodos ativados trabalhando sob variaçäo de carga. Foram desenvolvidos estudos em quatro reatores em escala de laboratório em regime de mistura completa, dois como lodos ativados convencionais e os outros dois como lodos ativados com aeraçäo prolongada. Em cada par, um dos reatores era o de controle, operando sob cargas normais para esgoto doméstico, e o outro recebia alimentaçäo variável, simulando as cargas de regiöes litorâneas e condomínios de casas de campo, com grande sazonalidade de populaçäo, resultando em carga reduzida durante dias úteis e elevada durante fins de semana e temporadas. A proposta inicial foi controlar os reatores em laboratório pela idade do lodo, mas a grande perda de microrganismos ativos, realizada pelos descartes de excesso de lodo quando estavam sob carga baixa, indicou como alternativa controlar a concentraçäo de sólidos em suspensäo no tanque de aeraçäo. Os resultados mostraram-se satisfatórios e este método de controle foi adotado em uma estaçäo de tratamento de esgotos com aeraçäo prolongada em batelada existente em um condomínio em um clube de campo. Exerceu-se um controle sobre a concentraçäo de sólidos em suspensäo e foi obtido um efluente com boas qualidades. O lodo apresentou baixa sedimentabilidade mas näo provocou perdas de sólidos com os efluentes. O acompanhamento microbiológico demonstrou que as constituiçöes dos flocos foram mantidas em boas condiçöes durante o estudo

Estudo preliminar da contaminaçäo ambiental em área de influência do aterro controlado do Morro do Céu, Niterói, RJ

Avalia as concentraçoes de Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn no chorume e em compartimentos ambientais (águas superficiais e subterrâneas, solo e sedimento) da área de influência do aterro controlado do Morro do Céu (Niterói-RJ), além de verificar a qualidade dos corpos d'água próximos à área de despejo através de outros parâmetros fisico-químicos e microbiológicos complementares. As determinaçoes dos metais foram realizadas por espectrofotometria de absorçäo atômica e espectometria ICP-AES, e para as análises microbiológicas utilizou-se a técnica de tubos múltiplos, sendo os outros parâmetros físico-químicos analisados de acordo com as metodologias recomendadas pela Standard Methos e pelo Manual da EMBRAPA. As coletas foram executadas durante o período seco para avaliar a situaçäo em que os contaminantes estivessem em maior concentraçäo. Os resultados indicam que as águas de nascete e dos poçoes estudados apresentam condiçoes insatisfatórias para o consumo humano, entretanto, em relaçäo aos metais, apenas Fe apresentou valores próximos ao padräo máximo de potabilidade. A qualidade das águas superficiais é ruim, influenciadas diretamente pela descarga do chorume. Os níveis de DBO e DQO medidos no chorume foram altos - o mesmo acontecendo com os valores do Córrego Mata-Paca - indicando, a presença de muitas substâncias orgânicas neste efluente. Tanto no chorume como no Córrego foram encontrados coliformes e os metais determinados pelas amostras estäo, dentro dos níveis estabelecidos pela legislaçäo ambiental, com exceçäo de Fe, Mn, Ni e Zn nas amostras do Córrego. Solo e sedimentos foram os compartimentos abióticos em que os níveis de metais estiveram mais altos. Estes resultados sugerem que o problema mais evidente relacionado ao chorume diz respeito à grande carga de compostos orgânicos que está sendo produzida e lançada para o ambiente.