Toxicity assessment of sanitary landfill leachate before and after Fenton treatment process.

Sanitary landfills are widely accepted and promoted as the environmentally friendly way to properly dispose of solid waste. However, a harmful aspect is the leachate generation and management, which are currently recognized as one of the greatest challenges in the environmental engineering field. Due to the high leachate recalcitrance, Fenton treatment has been accepted as a viable and efficient treatment process, which significantly reduces the organic matter: 91 % of COD; 72 % of BOD5; and 74 % of DOC. However, the acute toxicity of leachate must be assessed, mainly after the Fenton process, with the view of performing a low-cost biological post-treatment of the effluent. Despite the high redox potential, degrading 185 organic chemicals compounds identified in raw leachate, the present work reports a removal efficiency of almost 84 %, counting 156 organic compounds removed, and almost 16 % of persistent compounds. After Fenton treatment, 109 organic compounds were identified, beyond the persistent fraction of almost 27 %, wherein 29 organic compounds remained unchanged after Fenton treatment, counting 80 new short chain and lower complexity organic compounds formed. Despite the biogas production ratio increase (3-6 times), and significant enhancement of the biodegradable fraction susceptible to oxidation in respirometric test, a higher reduction in the oxygen uptake rate (OUR) was identified after Fenton treatment due to persistent compounds and their bioaccumulation. Additionally, the D. magna bioindicator parameter indicated that treated leachate is three times more toxic than raw leachate.

Seleção de substratos padrões para ensaios respirométricos aeróbios com biomassa de sistemas de lodo ativado / Standards substrate selection for aerobic respirometric tests with biomass of activated sludge systems

Nesta pesquisa investigou-se a influência de diferentes substratos na determinação da taxa específica de consumo de oxigênio de biomassa com cultura mista heterotrófica e autotrófica nitrificante, visando à caracterização do substrato mais adequado no desenvolvimento de ensaios respirométricos aeróbios. Foram utilizadas diferentes biomassas derivadas de quatro variantes de sistemas de lodo ativado. Os grupos heterotróficos e autotróficos nitrificantes foram avaliados em relação à sua velocidade de consumo dos substratos testados, sendo utilizada a técnica da respirometria aeróbia aberta semi-contínua de distintos pulsos, descrita em Van Haandel e Catunda (1982). Um respirometro automático acoplado a um computador foi utilizado em todos os testes respirométricos. Para identificar a taxa de consumo dos organismos heterotróficos, os substratos de fonte de carbono selecionados foram acetato de sódio (C2H3NaO2), acetato de etila (C4H8O2), etanol (C2H6O), glicose (C6H12O6) e fenol (C6H6O). Para o grupo autotrófico nitrificante foram utilizados bicarbonato de amônio (NH4HCO3), cloreto de amônio (NH4Cl) e nitrito de sódio (NaNO2). Os resultados referentes ao grupo heterotrófico indicaram significativa diferença da taxa metabólica desses organismos na utilização dos substratos avaliados, exercendo maiores taxas de consumo de oxigênio para o acetato de sódio, enquanto para o grupo nitrificante o bicarbonato de amônio mostrou-se mais adequado. Comparando todos os sistemas estudados, observa-se a mesma tendência de maior biodegradabilidade ou afinidade aos substratos acetato de sódio e bicarbonato de amônio.

The influence of different substrates on the oxygen uptake rate (OUR) of sludge composed of heterotrophic and autotrophic bacteria was determined, in order to characterize the most suitable substrate for aerobic respirometric tests was the object of this research. Four different sludges were used, generated in variants of activated sludge systems. The OUR of the heterotrophic and autotrophic (nitrifying) bacteria was determined after additions of the different tested substrates by the technique of open semi-continuous aerobic respirometry, described in Van Haandel and Catunda (1982). An automated respirometer coupled to a computer was used in all respirometric tests. The OUR of the heterotrophic organisms, substrates was determined after adding separately sodium acetate (C2H3NaO2), ethyl acetate (C4H8O2), ethanol (C2H6O), glucose (C6H12O6) and phenol (C6H6O). For the autotrophic nitrifying group ammonium bicarbonate (NH4HCO3), ammonium chloride (NH4Cl) and sodium nitrite (NaNO2) were used as substrates. The results of the tests with the heterotrophic group of bacteria showed that significant differences in the OUR and hence in the metabolic rate by these organisms when the selected substrates were used, with sodium acetate exerting the highest OUR. For the group of nitrifying bacteria ammonium bicarbonate was the most appropriate substrate. The tendency of highest biodegradability and substrate affinity for sodium acetate and ammonium bicarbonate was observed for all four sludges from the different systems that were used in the investigation.

Remoção biológica de fósforo em reatores em bateladas sequenciais com diferentes tempos de retenção de sólidos / Biological phosphorus removal in sequencing batch reactors with different solid retention times

Nos últimos anos, tem surgido a necessidade de se projetarem sistemas de tratamento de águas residuárias que, além de remover carga orgânica, sejam capazes de remover nutrientes, particularmente nitrogênio e fósforo. Este trabalho avaliou a remoção biológica de fósforo em sistemas de lodo ativado, tratando esgoto doméstico por meio de reatores em bateladas sequenciais (RBS), monitorado com diferentes tempos de retenção celular (TRC): 20, 5 e 3 dias. Esses experimentos foram avaliados em escala de bancada com o uso da respirometria, utilizando-se acetato como fonte de carbono orgânico. Os resultados mostraram satisfatória remoção de fósforo total nos três experimentos, com valores médios entre 79 a 82 por cento, sendo que o sistema RBS que operou com TRC de cinco dias obteve resultados melhores.

In recent years, there has been an increasing need to design wastewater treatment systems that are capable of removing both organic material and nutrients, notably nitrogen and phosphorus. This study evaluated biological phosphorus removal by activated sludge systems fed with domestic sewage and operating as sequencing batch reactors (SBR) with different solids retention times (SRT) namely 20, 5 and 3 days. This was supported by respirometry experiments at bench scale using acetate as the source of organic carbon. The results showed satisfactory total phosphorus removal efficiencies mean values between 79-82 percent for the three regimes with the best removal efficiency occurring in the SBR operating with a five-day SRT.

Co-digestão anaeróbia de substâncias surfactantes, óleo e lodo de esgoto / Anaerobic codigestion of surfactants substances, oil and sludge of sewage

O objetivo deste trabalho foi investigar a viabilidade de se tratar conjuntamente substâncias surfactantes, óleo mineral e lodo de esgoto sanitário. Para todos os tratamentos foram analisadas as concentrações de matéria orgânica (DQO) afluente e efluente. O sistema experimental foi monitorado durante 150 dias e diariamente eram realizadas quantificações do volume e da composição do biogás produzido. Foram constatadas remoções de DQO filtrada média de 82 por cento aos 18 dias, e para DQO bruta em torno de 76 por cento para os seis tratamentos aos 100 dias de operação. A produção de metano observada durante o período experimental demonstrou que as diferentes concentrações de surfactantes presentes no sistema não se mostraram tóxicas o suficiente para inibir as bactérias metanogênicas.

The present work had as objective investigate the viability of treating, through processes anaerobic substances surfactants, mineral oil and sewage sludge. For all the treatments the concentrations of organic matter were analyzed (COD) influent and effluent. The experimental system was monitored for 150 days. The volume and composition of the produced biogas were daily quantificated. Removals of filtered COD average were verified from 82 percent to the 18 days and for raw COD around 76 percent for the six treatments to the 100 dias.de operation. The methane production observed during the experimental period demonstrated that the different concentrations of present surfactants in the system were not shown toxicant enough to inhibit the methanogenic bacterias.

Tratamento de esgoto para uso na agricultura do semi-árido nordestino / Treatment of sewage for use in the agriculture of the semi-arid north east Brazil

O presente trabalho relata o desempenho de três sistemas de pós-tratamento de efluente anaeróbio: wetland, leito de brita não vegetado e lagoas de polimento, operados com o objetivo de produzir efluentes para reúso na agricultura do semi-árido do Nordeste do Brasil. Para tanto, foram investigados os parâmetros: DQO, pH, sólidos e suas frações, macronutrientes, ovos de helmintos e indicadores de contaminação fecal. Apenas a Lagoa de Polimento produziu um efluente compatível com as recomendações da OMS para irrigação irrestrita. Os efluentes dos sistemas wetland e leito de brita não vegetado, embora isentos de ovos de helmintos, apresentaram concentração de coliformes termotolerantes acima dessas recomendações. A quantidade de macro e micronutrientes contida nos três efluentes é suficiente para a maioria das culturas cultivadas na região semi-árida do Nordeste do Brasil.

Tratamento anaeróbio de resíduos orgânicos com baixa concentração de sólidos / Anaerobic treatment of organic wastes with low concentration of solids

O processo de digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos com baixa concentração de sólidos é realizado com substrato contendo em média cerca de 5 por cento (percentagem em peso) de sólidos totais. Os problemas de ordem técnica associados a este tipo de tratamento, estão relacionados ao estudo das configurações de reatores que possam viabilizar uma boa eficiência de transformação do material carbonáceo em um período relativamente curto de tempo. Portanto, neste trabalho foi estudado o processo de digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos (RSO) com baixa concentração de sólidos em um reator anaeróbio compartimentado (RAC). O reator anaeróbio compartimentado tinha capacidade unitária de 2200 litros e foi operado com tempo de retenção de sólidos de 90 dias. A eficiência de transformação média de STV foi de 75 por cento e o biogás produzido continha em média 60 por cento de gás metano.

Utilização de wetland construído no pós-tratamento de esgotos domésticos pré-tratados em reator UASB / Use of constructed wetland for the post-treatment of domestic sewage anaerobic effluent from UASB reactor

Este trabalho relata o desempenho de três sistemas wetland, operados com efluente proveniente de reator UASB, no que se refere à remoção de nutrientes, organismos patogênicos e material carbonáceo, durante três anos de monitoramento. A eficiência da remoção de material carbonáceo variou de 70 a 86 por cento; o efluente produzido expresso em DQO manteve-se na média de 60mg.L-1. A remoção de nitrogênio e fósforo, durante o primeiro ano de operação, foi considerável, 66 e 86 por cento respectivamente O wetland vegetado apresentou maior eficiência na redução de coliformes termotolerantes, quando comparado ao wetland não vegetado, ambos operados com a mesma carga hidráulica (23 mm. dia-1). No entanto a análise de variância confirma que não há diferença significativa em relação à redução de coliformes entre um e outro.